工程测量基础作业参考答案

《工程测量基础》作业参考答案
作业一
1.答：通过平均海水面的一个水准面，称大地水准面，它的特点是水准面上任意一点铅垂线都垂直于该
点的曲面，是一个重力曲面，其作用是测量工作的基准面。

2.答：地面点到大地水准面的垂直距离，称为该点的绝对高程。

地面点到假设水准面的垂直距离，称为
该点的相对高程。

两点高程之差称为高差。

3.答：测量坐标系的X轴是南北方向，X轴朝北，Y轴是东西方向，Y轴朝东，另外测量坐标系中的四个
象限按顺时针编排，这些正好与数学坐标系相反。

4.答：假想将一个横椭圆柱体套在椭球外，使横椭圆柱的轴心通过椭球中心，并与椭球面上某投影带的
中央子午线相切，将中央子午线附近（即东西边缘子午线范围）椭球面上的点投影到横椭圆柱面上，然后顺着过南北极母线将椭圆柱面展开为平面，这个平面称为高斯投影平面。

所以该投影是正形投影。

在高斯投影平面上，中央子午线投影后为X轴，赤道投影为Y轴，两轴交点为坐标原点，构成分带的独立的高斯平面直角坐标系统。

5.解：Y=20×(-306579.210m+500000m)=20193420.790。

︒
=
︒
-
⨯
=117
3
20
6
L
作业二
1.解：h
AB=+0.344m，h B=13.002m
2.答：通过水准管圆弧零点的切线，称为
水准管轴。

通过圆水准器零点的法
线，称为圆水准轴。

水准管上两相
邻分划线间的圆弧（2㎜）所对的圆
心角，称为水准管分划值。

3.答：为了消除视准轴不平行与水准管轴
的误差，消除或减少地球曲率和
大气折光对高差的影响
4.答：水准仪的轴线主要有：视准轴CC，
水准管轴LL，圆水准轴'L
'L，仪
器竖轴VV。

水准仪轴线应满足的几何条件为：1）圆水准轴应平行于仪器竖轴（'L
'L∥VV）；
2）十字丝中丝应垂直于仪器竖轴（即中丝应水平）；3）水准管轴应平行于视准轴（LL∥CC）。

5.解：
作业三
1.答：利用经纬仪度盘变换手轮，打开保护盖,转动手轮,此时水平度盘随着转动。

待转到08009000位置
时,将手松开,关闭度盘变换手轮保护盖,水平度盘即为0800900的位置。

2.答：当视线水平且竖盘水准管气泡居中时的竖盘读数与应有的竖盘指标正确读数(即90°的整倍数)有
一个小的角度差x，称为竖盘指标差，即竖盘指标偏离正确位置引起的差值。

采用盘左、盘右位置观测取平均计算得竖直角，消除竖盘指标差的影响。

4.
5.解：α＝18015/00//
作业四
1.答：距离测量的方法有：直接量距法（钢尺量距）、光学量距法（视距测量）和物理法（光电测距）。

光电测距是采用电磁波或光波在两点间传播的时间计算距离。

为了提高光电测距的精度，应采用 间接测时手段──相位测时法。

2.解：D AB =29.9288m 。

3.解：因为L 是盘左竖直度盘读数，D AB =100(l 下-l 上)×cos 2
α，α=90- L ，所以D AB =100(l 下-l 上)×cos 2
（90-L)
= 100(l 下-l 上)×sin 2
L 。

l =l 下-l 上=1.254m ，竖直度盘读数L=88°45′36″，D AB =125.341 m 。

4.解：A= M+δ=30°30′+0°25′=30°55′。

α= A-γ=30°30′-2′25″=30°27′35″。

5.解：AB α=344°07′55.4″。

1B α=179°44′22.4″，12α=275°18′37.4″，23α=192°05′51.4″。

作业五
1.答：全站仪是指在测站上一经观测，其斜距、竖角、水平角等均自动显示，并能立即得到平距、高差
和点的坐标。

全站仪由电子经纬仪、光电测距仪和数据记录装置组成。

进行水平角测量、竖直角测量、距离测量、坐标测量；利用应用软件还可进行前方交会、后方交会、道路横断面测量、悬高测量以及按设计坐标进行点位放样等功能。

2.答：坐标测量可按以下程序进行：
(1)坐标测量前的准备工作。

(2)输入仪器高。

(3)输入棱镜高。

(4)输入测站点数据。

(5)输入后视点坐标。

(6)设置起始方向坐标方位角。

(7)设置气象改正数：在进行坐标测量前，应输入当时的大气温度和气压。

(8)三维坐标测量：精确照准立于待测点的棱镜中心，按坐标测量键，短暂时间后，坐标测量完成，屏幕显示出待测点(目标点)的坐标值。

测量完成。

3.答：全站仪各部分的作用如下：
(1)测角部分相当于电子经纬仪，可以测定水平角、竖直角和设置方位角。

(2)测距部分相当于光电测距仪，一般采用红外光源，测定至目标点(设置反光棱镜或反光片)的斜距，并可归算为平距及高差。

(3)中央处理单元接收输入指令，分配各种观测作业，进行测量数据的运算。

(4)输入、输出部分包括键盘、显示屏和接口。

(5)电源部分有可充电式电池。

4.答：(1)基本操作方法
①选择水平角显示方式。

水平角显示具有左角(逆时针角)和右角(顺时针角)两种形式可供选择，进行测量前。

应首先将显示方式进行定义。

②水平度盘读数设置。

a ．水平方向置零。

测定两条直线间的夹角，可将其中任一点作为起始方向，并通过键盘操作，将望远镜照准该方向时水平度盘的读数设置为00°00′00″，简称为水平方向置零。

b ．方位角设置(水平度盘定向)。

当在已知点上设站，照准另一已知点时，则该方向的坐标
方位角是已知量，此时可设置水平度盘的读数为已知方位角值，称为水平度盘定向。

此
后，照准其它方向时，水平度盘显示的读数即为该方向的方位角值。

(2)水平角测量。

用全站仪测水平角时，首先选择水平角显示方式。

然后精确照准后视点并进行水
平方向置零(水平度盘的读数设置为00°00′00″)，再旋转望远镜精确照准前视点，此时显示
屏幕上的读数，便是要测的水平角值，记录入测量手簿即可。

用全站仪测水平角亦可采用下述方法：先照准左目标，读取水平度盘读数a，然后照准右目标，读取水平度盘读数b，则所测水平角为：β=b—a。

作业六
1.答：GPS全球定位系统由三部分组成：由GPS卫星组成的空间部分；由若干地方站组成的控制部分；以
GPS接收机为主体的用户部分。

其优点为：用途广泛、自动化程度高、观测速度快、定位精度高、经费节省和效益高。

2.答：(1)接收和存储由地面监控站发来的导航信号，接收并执行监控站的控制指令；
(2)卫星上设有微处理机，可进行必要的数据处理。

(3)通过星载的高精度原子钟产生基准信号，提供精确的时间标准。

(4)向用户连续不断地发送导航定位信号。

(5)接收地面主控站通过注入站送给卫星的调度指令。

3.答：GPS信号接收机的任务是：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这
些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出观测站的三维位置，甚至三维速度和时间，最终实现利用GPS进行导航和定位的目的。

作业七
1.答：测量中的误差是不可避免的，只要满足规定误差要求，工作中可以采取措施加以减弱或处理。

粗差的产生主要是由于工作中的粗心大意或观测方法不当造成的，含有粗差的观测成果是不合格的，必须采取适当的方法和措施剔除粗差或重新进行观测。

2.答：这两种误差主要在含义上不同，另外系统误差具有累积性，对测量结果的影响很大，但这种影响
具有一定的规律性，可以通过适当的途径确定其大小和符号，利用计算公式改正系统误差对观测值的影响，或采用适当的观测方法、提高测量仪器的精度加以消除或削弱。

偶然误差是不可避免的，且无法消除，但多次观测取其平均，可以抵消一些偶然误差，因此偶然误差具有抵偿性，多次观测值的平均值比一次测得的数值更接近于真值，此外，提高测量仪器的精度、选择良好的外界观测条件、改进观测程序、采用合理的数据处理方法如最小二乘法等措施来减少偶然误差对测量成果的影响。

偶然误差特点归纳起来为：
（1）在一定观测条件下，绝对值超过一定限值的误差出现的频率为零；
（2）绝对值较小的误差出现的频率大，绝对值较大的误差出现的频率小；
（3）绝对值相等的正负误差出现的频率大致相等；
（4）当观测次数无限增大时，偶然误差的算术平均值趋近于零。

3.答：根据偶然误差第四个特征（抵偿性），因为算术平均值是多次观测值的平均值，当观测次数增大时，
算术平均值趋近真值，故为最可靠值。

4.答：一般在测角或水准测量时，采用中误差的方法衡量精度。

在距离测量时，采用相对中误差的方法
衡量精度。

5.解：X=98.4245m ，m=±0.0066m ，m x =±0.0033m ，1/30000
6.解：X=63°26′12″，m=±4.7″，m x =±2.1″。

作业八
2.解：AB h ＝16
3.734m ，B H ＝345.966m 。

4.答：将闭合差反符号平均分配到各观测角度中。

x f 、y f 反其符号按导线边长成正比分配到各边的纵、
横坐标增量中去。

5.答：在三角高程测量中，取对向观测高差的平均值，可消除球气差的影响。

作业九
1.答：测图前除做好仪器、工具和有关测量资料的准备外，还应进行控制点的加密工作（图根控制测量），
以及图纸准备、坐标格网绘制和控制点的展绘等准备工作。

用比例尺在图纸上量取相邻导线点之间的距离和已知的距离相比较，作为展绘导线点的检核，其最大误差在图纸上应不超过±0.3mm ，否则导线点应重新展绘。

2.答：表9-1 碎部测量记录表
测站点：A 定向点： B A H ＝42.95m A i =1.48m x =0
3.答：经纬仪测绘法在一个测站上的操作步骤如下：
(l)安置仪器：安置仪器于测站点(控制点)A 上，量取仪器高i 。

(2)定向：后视另一控制点B ，置水平度盘读数为0°00′00″。

(3)立尺：立尺员依次将标尺立在地物、地貌特征点上。

(4)观测：转动照准部瞄准点l 上的标尺，读取视距间隔l ，中丝读数v ，竖盘盘左读数L 及水平角
读数β。

(5)计算：先由竖盘读数L 计算竖直角α=90°-L ，按视距测量方法计算出碎部点的水平距离和高
程。

(6)展绘碎部点：用细针将量角器的圆心插在图纸上测站点a 处，转动量角器，将量角器上等于β角值（的刻划线对准起始方向线ab ，此时量角器的零方向便是碎部点1的方向，然后按测图比例尺由测得的水平距离在该方向上定出点l 的位置，并在点的右侧注明其高程。

同法，测出其余各碎部点的平面位置与高程，绘于图上，并随测随绘等高线和地物。

4.答：工程上常用的储存在数据载体上的数字形式的大比例尺地图。

作业十
1.答：任务是通过直线和曲线的测设，将初步设计的道路中心线测设到实地上去。

其主要工作有测设中
线各交点(JD)和转点(ZD )、量距和钉桩、测量路线各偏角(α)、测设圆曲线等。

2.解：m .tan
R T 097762
=⋅=α
m .R L 068149180
=⋅
⋅=π
α
m .)(sec
R E 501912
=-=α
m .L T D 12632=-=
里程： ZY 桩号=JD 桩号-T ： K2＋286.863 QZ 桩号=ZY 桩号+
2
L
： K2＋361.397 YZ 桩号=QZ 桩号+
2
L
： K2＋435.931 检核：JD 桩号=YZ 桩号-T +D ＝K3＋362.96
3.答：首先在JD 点安置经纬仪，照准起点方向上相邻的一个交点或转点，沿此方向测设切线长T ，得曲
线起点，打下曲线起点桩ZY ；同理沿另一方向测设切线长T ，得曲线终点，打下曲线终点桩YZ ；
从JD 点起沿分角线方向测设外矢距E ，打下曲线中点桩QZ 。

4.解：///4643500=β，0x ＝59.94m ，0y ＝2m ，p =0.5m ，q =29.99m ，
H T =81.535m ，H L =161.929m ，H E =4.889m ，H D =1.141m ，
桩号：ZH ：K3＋556.025 HY ：K3＋616.025 QZ ：K3＋636.990
YH ：K3＋657.954 HZ ：K3＋717.954 检核：JD ＝HZ －H T ＋H D ＝K3＋637.56。

5.解：（1）圆曲线要素T 、L 、E 0计算如下：
2tan
α
⋅=R T =134.78m
180π
α⋅
⋅=R L =263.30m
⎪
⎭⎫ ⎝⎛
-⋅=12sec 0αR E =17.85m
主点里程： ZY DK3+315.60 +L/2 131.65 QZ DK3+447.25 +L/2 131.65 YZ DK3+578.90 （2）置镜于交点（JD ）上主点的测设资料与方法如下：
在交点（JD ）上安置经纬仪，瞄准直线Ⅰ方向上的一转点，在视线方向上量取切线长T 得ZY 点，瞄准直线Ⅱ方向上一转点，量T 得YZ 点；将视线转至内角平分线上量取E 0，用盘左、盘右分中得QZ 点。

在ZY 、QZ 、YZ 点均要打方木桩，上钉小钉以示点位。

（3）置镜于ZY 点，用切线支距法测设前半个曲线的资料计算如下：
曲线点的测设坐标按下式计算
()⎪⎪⎪
⎪⎩⎪
⎪⎪⎪⎨⎧-⋅=⋅=⋅
=i i i i i i R y R x R L ααπαcos 1sin 180 式中，L i 为曲线点i 至ZY 点的曲线长。

根据以上公式计算得ZY 点至QZ 点各测设点的坐标如下表：
（4）由⑵知YZ 点里程为DK3+578.90m ，QZ 点里程为DK3+447.25m ，且曲线长为263.30m 。

则置镜
于YZ 点利用偏角法测设后半个曲线的资料如下：
作业十一
1.答：沿路中线测定各中桩上的地面高程的工作，并绘制路线纵断面图，表示路线中线位置的地形起伏
状态。

2.答：从一个水准点出发，按普通水准测量的要求，用“视线高法”测出该测段内所有中桩地面高程，
最后附合到另一个水准点上。

视线高法——先计算出仪器视线高H i，即H i =后视点高程+后视读数，则中桩高程= H i －中视读数。

3.答：测定各中桩垂直于中线方向的地面起伏情况。

并绘制路线横断面图，表示垂直于路线中方向的地
形起伏状态。

4.答：横断面测量的方法有（1）标杆皮尺法；（2）水准仪皮尺法——水准仪测高差、皮尺丈量平距；（3）
经纬仪视距法；（4）全站仪法。

作业十二
1.解：D=126.095m 。

2.答：在测站安置经纬仪，对中、整平，用盘左位置照准后视点，调节水平度盘位置变换手轮，使水平
度盘读数为0°00′ 00″，转动照准部使水平度盘读数为已知角度值β，按视线方向定出一点。

然后用盘右位置重复上述步骤，定出另一点。

取两点连线的中点为测设已知角值为β的测设方向线，此法又称盘左盘右取中法。

3.答：内移3
4.9mm 。

4.解：1点测设数据为m .D 284281=，///0056141︒=β；
2点测设数据为m .D 537422=，///1008801︒=β，
m .D 0034012=，///565174︒=γ，在A 点安置仪器，后视B ，测设21ββ,，确定出A1、A2的方向，
由A 点沿A1、A2的方向测设D1、D2的距离，定出1、2点并在地面上标示出来。

5.解：0.766m 。