工程测量学 复习资料(完整版)

第一章
1、测量学包括那些学科？
大地测量学、摄影测量与遥感学、地图制图学、工程测量学、海洋测绘学、普通测量学。

2、土木工程测量的任务：
a、大比例尺地形图的测绘和应用
b、施工测量
c、建筑物的变形观测、
3、高斯平面直角坐标：一般应用于测区的范围较大,我国采用的是高斯平面投影。

4、绝对高程：地面至大地水准面的铅垂距离称为绝对高程。

5、相对高程：由任意水准面起算的地面点高程即地面点至任意水准面的铅垂距离称为相对
高程，也叫假定高程.
6、测量的基本工作：平面直角坐标的测定、高程的测定。

7、测量工作的基本原则:从整体到局部，先控制后碎部，步步有检核。

第二章
1、水准测量原理：
水准测量是利用水准仪提供的水平视线在水准尺上的读数，直接测得地面上两点间的高差,进而由已知高程推算出未知点的高程。

2、前视点、后视点：设水准测量方向是从E点往F点进行，规定称 E点为后视点,其尺上
读数为后视读数，称F点为前视点,其尺上读数b为前视读数。

3、水准仪的构造:望远镜、水准器和基座。

4、水准仪的使用步骤：安置、粗平、瞄准、精平、读数。

5、高差：后视读数-前视读数
6、水准测量方法：
水准测量一般是从已知水准点开始,测至待测点，求出待测点的高程。

a、当两点间相距不远，高差不大,且无视线遮挡时，只需安置一次水准仪就可以测得两
点间的高差.
b、当两点间相距较远或高差较大或有障碍物遮挡时,不可能仅安置一次仪器就测得两
点间的高差,此时,可在水准路线中加设若干个临时过渡立尺点，称为转点，把原水准路线分为若干段，一次连续安装水准仪测定各段高差，最后取各段高差的代数和,即可得到起终点上的高差。

7、水准测量的容许闭合差：
三等：f容=±12f容=±4
四等：f容=±20f容=±6
等外：f容=±40f容=±12
其中L表示水准路线单程千米数,n为单程测站数。

8、三四等水准仪的区别：仪器区别，往返区别，离地面高度区别,高差闭合差公式区别. 第三章
1、水平角:指一点到两个目标点的方向线垂直投影到水平面上所形成的夹角。

2、垂直角：观测目标的方向线与同一铅垂面内的水平线之间的夹角，也称竖直角。

3、光学经纬仪的构造：基座、水平度盘和照准部。

4、水平角观测的方法:测回法、全圆方向法。

5、指标差：当垂直度盘指标水准管气泡剧中或自动补偿器归零时，指标线偏离正确的位置
的角度值就称为垂直度盘指标差.
6、经纬仪的主要轴线：竖轴、水准管轴、横轴、水准管轴。

7、经纬仪应满足的几何条件：
错误!照准部水准管轴应垂直于竖轴，以保证水准管气泡居中时，竖轴垂直,水平度盘水平.
错误!望远镜视准轴应垂直于横轴，使望远镜绕横轴上下转动时能扫出一个竖直面。

错误!横轴应垂直于竖轴,确保竖轴铅垂时,横轴水平。

错误!十字丝纵丝应垂直于横轴。

错误!垂直度盘指标水准管气泡居中或自动补偿归零时，垂直度盘指标处于正确位置。

○，6光学对中器的视准轴与照准部旋转轴重合。

第四章
1、直线定线：若丈量的边长比整支尺子长,也就是用尺子一次不能测定,需要在两点的连线
上标定出若干个点,这项工作称为直线定线。

2、丈量方法:
钢尺精密量距须用经检定的钢尺丈量，丈量前应先用经纬仪定线。

如地势平坦或坡度均匀，可测定直线两端点高差作为倾斜改正的依据；若沿线坡度有变化，地面起伏，标定木桩时应在坡度变化处,两木桩间距离略短于钢尺全长。

用水准仪测定个坡度变换点木桩桩顶间的高差,作为分段倾斜改正的依据。

丈量时用弹簧秤对钢尺施加标准压力，并同时测定温度计读数.每段须丈量3次，每次应变动尺子位置，3次读数所得长度之差的容许范围视不同要求而定，一般不得超过2～5毫米。

如在限差以内，取3次读数的平均值作为结果。

3、长度的改正：尺长改正、温度改正、高差改正。

4、电磁波测距原理:是通过测定光在待测距离两点之间往返传播的时间t,来测定测站至目
标的距离.
5、脉冲式法测距:通过测定脉冲波在侧线上往返传播过程中的脉冲数来测定距离。

6、相位法测距：根据调制波往返于被测距离上相位差，间接确定距离的方法。

7、视距测量:是用望远镜内的视距装置,根据光学和三角学原理测定距离和高差的一种方
法。

8、倾斜时AB间的水平距离：D=kncos2a
9、AB间的的高差：h=knsin2a+i-L （n为视距间隔,i为仪器高，L为中丝读数）
第五、六、七、八章
一、基本概念
1、真误差：观测值与真值之差
2、系统误差：在相同观测条件下对某量做一系列观测，如果误差的大小、符号不变或者按照一定的规律变化，这种误差即为系统误差
3、偶然误差：在相同条件下对某量做一系列观测，如果误差的大小、符号具有不确定性，但又服从于一定的统计规律,这就叫做偶然误差
（注：系统误差和偶然误差是误差的两种分类）
4、中误差：各个真误差平方的平均值的平方根即为中误差，也称标准方差，用m表示
5、相对误差：相对误差是中误差的绝对值与观测值之比
6、极限误差：是一定观测条件下规定的测量误差的限值，也称容许误差或限差
（注：中误差、相对误差和极限误差是测量中常用的评定精度的指标。

）
7、直线定向：在测量上，直线的方向是根据基准方向来确定的，确定一条直线与基准方向的水平夹角关系称为直线定向
8、方位角：由基准方向的北端顺时针方向量至某直线的水平角
9、象限角：某直线与基准方向所夹的锐角
（注：方位角和象限角是表示直线方向的两种方法)
10、地物：指地面上的固定物体
11、地貌:指地球表面高低起伏，倾斜变化的形态
12、等高线:地面高程相同的相邻的点连成的闭合曲线
13、高距：相邻两条等高线之间的高差
14、等高线平距:相邻两条等高线之间的水平距离
二、计算
1、中误差：m= （注：为真误差,n为观测次数）
2、方位角计算：
①按已知右角，按后面一边的已知坐标方位角和右角，推算前进方向一边的坐标方位角的一般公式为:
=+180-
②如果按已知左角推算前进方向各边坐标方位角的一般公式为：
=+-180
3、坐标增量的计算:=cos
=sin
（注：i、j为测点，为方位角，D为边长）
4、比例尺精度=比例尺分母＊0。

1
三、问答
1、偶然误差的特性：
①在一定观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定的限值
②绝对值较小的误差比绝对值较大的误差出现的机会多
③绝对值相等的正负误差出现的机会均等
④偶然误差的算术平均值随观测次数的无限增加而趋向于零
2、导线测量的外业工作：
①踏勘选点及建立标志
②量边
③测角
④连接测量
3、控制点选择的注意事项：
①相邻点间应通视良好,以便于测角及量边，导线边用钢尺测量时应选在地面平坦处
②点位应选择地质坚硬处，以便安置仪器及保存标志
③导线应选在地面开阔处，以便于施测碎步
④导线边的长度应大致相等
⑤应有足够密度且分布均匀，便于控制整个测区
4交会定点的方法:
①测角交会：包括前方交会、后方交会、侧方交会;2、测边交会
5、小地区高程测量常用的方法：水准测量和三角高程测量
6、地物符号:比列符号、非比例符号、线形符号、地物注记
第九章
1.测图前的准备工作：收集资料、仪器准备、图纸选用、绘制坐标格网、展绘控制点。

2.大平板仪的构造：大平板仪主要由照准仪、图板、基座及三脚架组成，附件有对点器、水准器及长盒罗盘等。

照准仪由望远镜、竖直度盘、支架及直尺组成，用来瞄准目标、画方向线及进行视距测量。

3。

平板仪的安置：对点、整平、定向。

4。

实测地形图的测绘方法：a。

小平板仪侧图法 b。

大平板仪测图法 c.小平板仪和经纬仪联合测图法 d.经纬仪测绘法 e.光电测距仪或全站仪测绘法.
第十章
1。

地形图的判读：a。

图廓外要素的判读：应根据地形图图廓外的整饰要素，了解该图的图名、图号、比例尺、等高距、坐标系统、高程系统、测图单位、测图日期、图式版本以及测图方法等内容.b.地物、地貌的判读:应根据地形图的使用目的,判读出在地形图上地物、地貌的形状、大小以及相互关系位置关系.c。

地形图定向。

2.地形图应用的基本内容：
a。

求图上某点的坐标b。

求图上两点间的水平距离:
直接法:若要求图上两点A、B两点的距离,可用测图比例尺直接量取,也可用直尺直接量取出AB的图上距离d，再乘以比例尺分母M,得=Md.
间接法:先确定出A、B两点的坐标（,）和（，），再用下式计算出AB的水平距离=。

c。

求直线某直线的方位角：先量取A、B的坐标（，）和（，),再用坐标反算公式求出直线AB的方位角，即=arctan。

d。

求图上某点的高程
e.求图上某直线的坡度：直线的坡度是直线两端点的高差h与水平距离D之比，用i表示，即i=。

若要确定某处两等高线间的坡度，则按下式确定：i=式中：h为等高距，M为比例尺分母，d 为两等高线间的图上距离。

3。

按限制坡度选择最短路线:若地形图比例尺为1：2000，等高距为1米。

现需从A点到B 点确定出一条坡度不超过5％的最短路线。

首先要确定出路线通过处的相邻等高线的间距，根据i〈=,得出d〉=代入已知数据,得d>==0。

01米=1厘米，然后以A点为圆心,以d（即1厘米）为半径作弧，与相邻等高线相交得a点,再以Ａ点为圆心，以d为半径作弧,得b点依次进行，直至B点。

4。

求积仪法：求积仪一般用于量测图上面积较大或图形呈曲线形状的面积。

求积仪可分为机械求积仪和电子求积仪两类。

机械求积仪通常称为定级求积仪，定级求积仪由极臂、描图臂和计数器等部件组成。

第十一章
1.施工测量的任务：建立施工控制网、放样、检查验收测量、变形观测、竣工测量等.施
工测量的基本任务是放样，即将图纸上设计好的建筑物或构筑物的平面位置和高程标定在实地上。

2.测设基本工作：
a.已知水平距离的测设：钢尺一般方法、钢尺精密方法、规化法、全站仪侧设法.
b.已知水平角的测设：一般方法、精密方法。

c.已知高程的测设
3.已知坡度的测设：就是根据一点的高程,在给定方向上定出其他一些点的高程位置,使这
些点的高程位置在给定的设计坡度线上。

P198
4.点的平面位置的测设方法：直角坐标法、极坐标法、角度交会法、距离交会法和全站仪
自由设站法.
1、工程测量学之工程建设的三阶段。

1）工程建设规划设计阶段的测量工作2）工程建设施工阶段的测量工作3）工程测量运营管理阶段的测量工作
2、线路初测的概念
初测是初步设计阶段的勘测工作，初测的主要任务是提供沿线大比例尺带状地形图以及地质和水文方面的资料
3、平板仪测图的地形图高程的精度如何衡量？
地形图高程的精度，是根据地形图按等高线所求得的任意点高程相对于邻近图根点的高程中误差来衡量的
4、线路纵断面图如何表示
线路的平面位置在实地测设之后，应测出各里程桩处的高程，从而绘制表示沿线起伏情况的纵断面图,以便进行线路纵向坡度、桥面位置、隧道洞口位置的设计
5、垂直位移监测的点位布设，哪些点?
—-水准基点（基准点）、工作基点、观测点
6、变形观测数据分析的两方面内容.
包括几何分析和物理解释两类
几何分析：分析变形体在空间中和时域中的变形特性
物理解释：分析变形与变形原因之间的关系，用于预报变形，理解变形的机理。

7、数字地面模型
数字地面模型是表示地面起伏形态和地表景观的一系列离散点或规则点的坐标数值集合的总称,已广泛应用于测绘、地质、水力、水文、气象等众多科学领域
8、（测量控制网的）可靠性
测量控制网的可靠性是指控制网探测观测值粗差和抵抗残存粗差对平差成果影响的能力，它分为内部可靠性和外部可靠性。

内部可靠性是指某一观测值至少必须出现多大的粗差σ0li（下界值），才能以所给定的检验功效β0在显著水平为α的统计检验中被发现？
外部可靠性是指无法探测小于σ0li的观测值，而保留在观测数据中的残存粗差对平差结果的影响，即没有发现的粗差对待估参数的影响.
9、施工放样
施工放样:把图纸上已设计好的各种工程建筑物、构筑物,按照设计的要求测设到相应的地面上,并设置各种标志，作为施工的依据，以衔接和指挥各工序的施工，保证建筑工程符合设计要求。

10、变形监测
用测绘仪器和专用的方法对变形体进行监视观测以确定其形状、大小及空间位置在时空
域中的变化特征。

11、基准线法
准线法的原理是通过建筑物轴线(例如大坝、桥梁轴线或平行于建筑物轴线的固定不动的铅直平面为基准面，根据它来测定建筑物的水平位移
12、建筑限差?误差分配时的处理原则？
1）限差是指建筑物竣工之后实际位置相对于设计位置的极限偏差。

2）一般采用等影响原则和忽略不计原则处理
等影响原则：是假定△1=△2=△3=
忽略不计原则：是假定某误差有m1和m2两部分即
其中m2影响较小，当其小到一定程度时。

可以忽略不计，即
13、相对于测图控制网来说,施工平面控制网的六个特点
①控制的范围较小,控制点的密度较大，精度要求较高;
②使用频繁;
③受施工干扰大；
④控制网的坐标系与施工坐标系一致；
⑤投影面与工程的平均高程面一致；
⑥有时分两级布网，次级网可能比首级网的精度高.
14、变形监测的五个特点？
一、精度要求高
二、重复观测
三、综合应用各种观测方法
四、数据处理要求严密
五、需要多学科知识的配合
15、工业厂区施工控制网的两级布设及作用
在布设建筑工地施工控制网时，采用分级布网的方案是比较合适的。

也即首先建立布满整个工地的厂区控制网,目的是放样各个建筑物的主要轴线.然后，为了进行厂房或主要生产设备的细部放样，在由厂区控制网所定出的各主轴线的基础上，建立厂房矩形控制网或设备安装控制网。

16、控制网优化设计的内容及含义
➢零类设计（基准设计）
➢一类设计（图形设计）
➢二类设计（观测精度<权〉设计）
➢三类设计(已有网的改进）
（1）零类设计为基准（起始数据)的设计,是在控制网图形和观测值的先验精度已定的情况下,选择起始数据使网的精度达到最高。

（2）一类设计：为控制网网形的设计，在控制网成果的精度要求及观测手段可能达到的精度已定的情况下,优化设计控制网图形，即确定点位的最佳
布设和采用最佳的观测方案。

（3）二类设计：为观测值权的设计，在控制网的图形和网的精度要求已定的情况下，设计观测值的精度.
（4）三类设计：为控制网改进的设计,用增删部分观测值和改变部分观测值的权,以及增删及移动点位来改善控制网成果的精度
17、全站仪无仪器高法的作业原理.
当测站与目标点之间的距离超过150m时，以上高差就应该考虑大气折光和地球曲率的影响，即
18、依据建筑限差为，以及施工误差与测量放样误差的比例关系，细部放样误差与控制测量的比例关系，推求施工测量控制网的必要精度
设M为放样后所得点位的总误差，m1为控制点误差所引起的误差，m2为放样过程中所产生的误差，则：。

设m1=m2/k z则
若令则可认为
则有即
因此在实际工作中，把
作为确定控制网点位的精度
19、角度交会法放样点位，放样数据的计算，操作步骤。

角度交会法:
①先根据坐标计算放样元素β1、β2；
②在两个已知点上架设两架经纬仪，分别放样相应的角度。

两架经纬仪视线的
交点即是待定点P的平面位置。

归化改正：
①计算放样元素：β1、β2辅助量：S1、S2
②精确测量:β’1、β'2
③计算角度差：
④计算位移量：
一、20、小角法计算水平偏移量Δ
、ΔB的公式,中误差的计算，加权
A
一名词解释
1.水准面：水准面是受地球重力影响形成的，它的特点是其面上任意一点的铅
垂线都垂直与改点的曲面.
2.大地体:由地球水准面所包围的地球形体,它代表了地球的自然形状和大小。

3.参考椭球面：与大地水准面非常接近的能用数学方程表示的旋转椭球体相应
的规则曲面。

4.绝对高程：地面点沿铅垂线至大地水准面的距离。

5.相对高程：假定一个水准面作为高程起算面，地面点到假定水准面的垂直距
离。

6.高差：地面两点间的绝对高程或相对高程之差。

7.高程测量:确定地面点高程的测量工作。

8.视准轴：物镜光心和十字丝焦点的连线.
9.望远镜放大率：眼睛由望远镜观察虚像所张的夹角与直接观察远处的实物所
张的角的比值。

10.高差法：根据高差推算待定点高程的方法。

11.水平角：指相交于一点的两方向线在水平面上的竖直投影所形成的夹角.
12.竖直角：指在同一竖直平面内，观测实现与水平线之间的夹角.
13.测回法:测角的基本方法，用于两个目标方向之间水平角的测量。

14.竖盘读数指标差:正镜观测时，实际的始读数为X
=900+X,倒镜观测时，时
0左
=2700+X，其差值X称为竖盘指标差。

读数为X
0右
15.直线定线：当地面两点之间的距离大于钢尺的一个尺段时，就需要在直线方
向上标定若干个分段点，这项工作称为直线定线.
16.电磁波测距仪：用电磁波（或光波或微波)作为载体，传输测距信号，以测
量两点间距离的一种仪器。

17.测量误差：每次对观测对象进行得到的数值与观测对象真值之间的差值。

18.系统误差：在一定的观测条件下作一系列观测时，其符号和大小均保持不变,
或按一定规律变化着的误差。

19.偶然误差：在相同的观测条件下，作一系列的观测，如果观测误差在大小和
符号上都表现出随机性,即大小不等,符号不同,但统计分析的结果都具有一定的统计规律性,这种误差称为偶然误差。

20.中误差：m=±√[ΔΔ]/n，式中，m表示中误差,[ΔΔ］表示一组等精度观
测误差Δi自乘的总和，n表示观测数。

21.误差传播定律:阐述观测值中误差与函数中误差之间关系的定律。

22.直线定向：确定直线与标准方向之间的水平角度称为直线定向。

23.方位角：由标准方向的北端起，顺时针方向度量至某直线的水平夹角。

24.导线测量：导线测量是平面控制测量的一种方法。

在地面上按一定的要求选
定一系列的点(导线点）,将相邻点联成直线而构成折线形,依次测定各折线边(导线边）的长度和各转折角（导线角）；根据起算数据，推算各边的坐标方位角从而求出各导线点的坐标.
25.等高线法：用等高线表示地形的方法.
26.坡度:直线段两端点的高差与其水平距离的比值.
27.施工测量:每项工程在施工阶段所进行的测量工作.（也称为测设、定线放样、
放样）
28.高程传递法:当测设的高程点和已知水准点之间的高差很大只用水准尺已无
法进行测设时，可借用钢尺向下或向上引测，即高程传递法。

29.施工坐标系统：亦称建筑坐标系,其坐标轴与建筑物主轴线一直或平行，便
于用直角坐标法进行建筑物的放样.
30.建筑基线：建筑场地的施工控制基准线，即在建筑场地布置一条或几条
轴线。

31.龙门桩:由两根木桩上部横钉一块不太宽的板，呈门形.高度距地面500～
600mm左右，作用是标记外墙轴线的
32.龙门板：在建筑中用基础放线，钉在龙门桩上的板，主要用于控制轴线位置
作标记用。

二、简述题
1．测量学的任务和作用是什么?
答：从测量目的和技术来看，其主要任务是测定和测设。

作用：(1）勘测设计阶段为选线测制带状地形图（2）施工阶段把线路和各种建筑物正确地测设到地面上(3）竣工测量对建筑物进行竣工测量(4）运营阶段为改建、扩大建而进行的各种测量（5)变形观测为安全运营,防止灾害进行变形测量
2．测量学分为那些学科？
答：测量学包括以下几个主要学科(1）普通测量学（2）大地测量学（3）摄影测量学（4）工程测量学
3．高斯投影的方法是什么？
答：高斯投影首先是将地球按经线划分成带，投影时设想用一个空心椭圆柱横套在参考椭球体外面，使椭圆柱与某一中央子午线相切，将球面上的图形按保角投影的原理投影到圆柱体面上，然后将圆柱体沿着过南北极的母线切开，展开成为平面，并在该平面上定义平面直角坐标系。

4．水准测量的基本原理是什么？
答：利用能提供水平视线的仪器,测定地面点间高差,然后推算待定点高程. 5．如何消除视差？
答：仔细地转动物镜对光螺旋,直至尺像与十字丝平面重合。

6．水准仪i角的检验和校正过程是什么？
答：检验步骤：a.在较平坦的场地选择相距约为80m的A、B两点，在A、B 两点放尺垫或打木桩。

用皮尺丈量出AB的中点C.b。

将水准仪安置在C点，测量高差h
AB
.由于前、后视距相等，因此i角对前、后视读数产生的误差都
相等。

因此计算出的高差h
AB
不受i角误差影响，为了提高高差的观测精度,可采用两次仪器高差法.当两次高差之差不大于3mm时，取平均值作为观测成果。

c.将水准仪移到一个立尺点的附近，仪器与近尺的视距应稍大于仪器的
最短视距,测量A、B两点高差h
AB ’，若h
AB
’=h
AB
，则水准管平行于视准轴，否
则存在i角误差，不符合测量规范要求时,必须校正.
校正方法：仪器搬站后,由于与近尺点视距很短，i角误差对读数b‘
2
影响很
小,可以忽略。

因仪器距A点最远，i角误差对远尺读数上的影响X
A
最大，校
正时首先计算视准轴水平时在远尺上的应有读数a
2
，然后保持望远镜不动，
转动微倾螺旋，改变视线位置，使仪器在远尺读数为a
2。

此时视准轴处于水平状态，但水准管轴不水平了。

最后用校正针拨动位于目镜端水准管的上下两个校正螺丝。

校正时必须先松一个后紧一个，直至水准管气泡严密符合。

’7．垂球法对中整平的外业操作过程是什么?
答：
8．经纬仪有哪些部分组成？水平度盘和竖直度盘有什么区别?
答：主要有照准部、水平度盘和基座组成.水平度盘是一个刻有分划线的光学玻璃圆盘，用于量测水平角，按顺时针方向标有数字，它与照准部是分离的，观测水平角时，其位置相对固定，不随照准部一起转动。

竖盘是一个带有刻度注记的光学玻璃圆盘，固定在一起衡州的一端，用于测量竖直角,当望远镜在竖直面内转动时,竖盘也随之转动，但用于读数的指针不动。

9．经纬仪的轴线有哪些？各轴线之间应满足的关系是什么？
答：经纬仪的主要轴线有：照准部水准管轴LL、仪器竖轴VV、望远镜视准轴CC、仪器横轴HH.。