精密工程测量与变形监测思考题

精密工程测量与变形监测思考题
1. 我国目前采用和曾经采用过的坐标系统主要有哪些？精密工程测量一般采用工程独立坐标系，设计一个工程独立坐标系，主要应该确定哪些参数？
[1]北京54、西安80、WGS-84、CGCS2000（2000国家大地坐标系）
[2]中央子午线（精度）、投影面的高程、椭球的选择、范围
2. 坐标系统的投影变形是不可避免的，引起坐标系统投影变形的原因主要是什么？高速铁路工程坐标系统的投影变形要求小于多少?
[1]地面起伏、中央子午线经度、投影带宽
[2]小于10mm/km
3. 提高距离测量精度的主要措施有哪些？衡量距离测量精度的指标有哪些？如何计算这些精度指标？
[1]减小对中整平误差、采用强制对中装置、全站仪光电测距、铟钢线尺丈量法、GPS
精密基线测量法、对棱镜进行改造
[2]精度指标：相对误差、测距中误差、相对中误差
4. 提高水平方向测量精度的主要措施有哪些？衡量水平方向测量精度的指标有哪些？如何计算这些精度指标？
[1]高精度的全站仪、测量机器人、减小对中整平误差、科学的方法
[2]测角中误差、方向测量中误差
5. 提高三角高程测量精度的主要措施有哪些？衡量三角高程测量精度的指标有哪些？如何计算这些精度指标？
[1]高精度的全站仪、创新性的测量方法（同时对向观测、不量仪器高、不量觇标高）
[2]每公里高差全中误差
6.精密工程测量关注相邻点间的相对精度，衡量相邻点间相对精度的指标主要有哪些？如何计算这些精度指标？
相邻点位相对中误差
7. 水平方向、距离、水准高差和三角高差的权一般情况下如何确定？相对合理的三角高差的权如何确定？
[1]水平方向：权相等
[2]距离：笔记第三张
[3]水准高差：测站数、路线长度（起伏不大）
[4]三角高差：距离平方的反比
8. 何为定向角未知数？引进定向角未知数的目的是什么？
[1]定向角未知数是早期的边角网或者三角网平差计算过程中，模型里面的一个要素，
常常采用消去定向角未知数的方法进行误差估计等。

[2]定向角：全站仪测量角度时，零方向的坐标方位角。

相邻两角涉及三个方向，故相
邻两角的权相关且无法计算，但是各方向值是独立的，每个方向的权一致，所有涉
及到方向观测的误差方程都是用方向观测值参与平差，方向值误差方程需要引入定
向角。

9. 相邻两周期间变形监测的时间间隔一般根据什么原则确定？
变形观测周期的确定应以能系统地反映所测建筑变形的变化过程且不遗漏其变化时刻为原则，并综合考虑单位时间内变形量的大小、变形特征、观测精度要求及外界因素影响确定。

10. 什么是高程异常变化率？如何计算高程异常变化率？高程异常变化率有什么作用？
11. 沉降变形监测中，如何计算相对变形量、累计变形量和变形速度？
[1]相对变形量：相邻两期变形监测之间的变形量
[2]累计变形量：相邻变形量之和
[3]变形速度：变形量/时间
12. 假设同一个监测网相邻两周期测量是同精度的，如何计算该监测网两期联合的单位权中误差？
13. 如何进行监测点的稳定性分析？
[1]限差检验法（平差后得到的中误差为限差的1/2或1/3）
限差检验法:限差检验法主要是利用两期观测多组起始数据所得的两期坐标差或
多期观测每两期所得的坐标差计算其均值或均方差，如果点位没有移动，它就应小
于极限误差（即中误差的t倍）。

即：
1)
起始数据分组分别进行平差2)
计算坐标差矩阵3)
计算平均坐标差 及其协因素 4)计算坐标差 中的误差
[2]平均间隙法
14. 如何计算平面控制网中相邻控制点间的相对点位中误差？
m =√(m l ∗s ρ"⁄)2
+m s 2m l 为方位角中误差m s 为测距中误差
15. 目前的跨河高程测量一般采用什么方法？
16. 如何通过控制网的平差报告判断观测值中是否含有系统误差？
系统误差是指在相同的观测条件下作一序列的观测,如果误差在大小、符号上表现出系统性,或者在观测过程中按一定的规律变化,或者为某一常数。

17. 检核GNSS静态相对定位基线观测值是否合格的指标有哪些？
18. 什么是检测已测测段高差的允许误差？二等水准测量检测已测测段高差允许误差的限差如何计算？
19. 二等水准测量的测站限差指标有哪些？
20．变形监测的特点主要有哪些？
[1]变形监测贯穿于工程建设和运营的始终，需要进行长期的重复观测；
[2]精度差别很大，有极高精度要求；
[3]对遥控、遥测和自动化要求更高。

21. 工程变形监测的基准点一般如何布设？
[1]是远离变形区域，稳定可靠的已知点，其分为高程基准点和平面基准点。

基准点应
选在地基稳固、便于监测和不受影响的地点。

一个测区的基准点不应少于3个。

在
通视条件良好或观测项目较少的情况下，可不设工作基点，在基准点上直接测定变
形观测点。

[2]对于水平位移观测，要构成三角网、导线网或方向线等平面控制网；对
于垂直唯一观测，要构成水准网。

1).高程基准点和工作基点位置的选择应符合下列规定:
1高程基准，点和工作基点应避开交通干道主路、地下管线、仓库堆栈、水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区以及其他可能使标石、标志易遭腐蚀和破坏的地方;
2高程基准，点应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方。

在建筑区内，其点位与邻近建筑的距离应大于建筑基础最大宽度的2倍，其标石埋深应大于邻近建筑基础的深度。

高程基准点也可选择在基础深且稳定的建筑上;
3 高程基准点、工作基点之间宜便于进行水准测量。

当使用电磁波测距三
角高程测量方法进行观测时，宜使各点周围的地形条件一致。

当使用静力水准测量方法进行沉降观测时，用于联测观测点的工作基点宜与沉降观测点设在同一高程面上，偏差不应超过1cm。

当不能满足这一要求时，应设置上下高程不同但位置垂直对应的辅助点传递高程。

2).平面基准点、工作基点的布设应符合下列规定:
1 各级别位移观测的基准点(含方位定向点)不应少于3个，工作基点可
根据需要设置;
2 基准点、工作基点应便于检核校验;
3 当使用GPS测量方法进行平面或三维控制测量时，基准点位置还应满
足下列要求:
1)应便于安置接收设备和操作;
2)视场内障碍物的高度角不宜超过15°;
3)离电视台、电台、微波站等大功率无线电发射源的距离不应小于200m;
离高压输电线和微波无线电信号传输通道的距离不应小于50m;附近不应有强烈反射卫星信号的大面积水域、大型建筑以及热源等;
4)通视条件好，应方便后续采用常规测量手段进行联测。

22. 相对于一般的全站仪，智能型全站仪有哪些特点？
[1]采用同轴双速制、微动机构，使照准更加快捷、准确。

[2]控制面板具有人机对话功能。

控制面板由键盘和显示屏组成。

除照准以外的各种测
量功能和参数均可通过键盘来实现。

仪器的两侧均有控制面板，操作十分方便。

[3]设有双向倾斜补偿器，可以自动对水平和竖直方向进行修正，以消除竖轴倾斜误差
的影响。

[4]机内设有测量应用软件，可以方便地进行三维坐标测量、导线测量、对边测量、悬
高测量、偏心测量、后方交会、放样测量等工作。

[5]具有双路通讯功能，可将测量数据传输给电子手簿或外部计算机，也可接受电子手
簿和外部计算机的指令和数据。

这种传输系统有助于开发专用程序系统，提高数据
的可靠性与存储安全性。

23. 什么是自由测站测量？什么是自由设站测量？两种的相同点是什么？异同点是什么？
[1]自由测站测量是指全站仪可以“自由”架设，无需对中，整平后即可进行测量的方
法。

[2]自由设站测量是将经纬仪或全站仪放置在某一点S，采用后方交会原理，通过观测
到两个以上已知点的方向、距离和高度角(若单纯的方向后方交会，则至少需要三
个已知点)，可以计算出自由设站点S的坐标。

然后就可以用任一已知点定向，按
极坐标法测量任意点P的坐标，或者根据放样点Q的坐标计算放样元素进行放样。

[3]同：自由安置仪器，无需对中，没有对中误差。

[4]异：自由测站法采用的是全站仪内置的坐标系统，自由设站所用的坐标系统和已知
点坐标系统相同。

24. 你所知道的变形监测的内容主要有哪些？
变形测量的主要内容包括沉降观测、水平位移观测、裂缝观测、倾斜观测、挠度观测和振动观测等。

其中最基本的是建（构）筑物的沉降观测和水平位移观测。

每一种建（构）筑物的观测内容，应根据建筑物的具体情况和实际要求综合确定测量项目。

数据处理分析
25. 如何进行隧道断面的围岩收敛变形监测？
[1]收敛计(仪)测量法
[2]相对位移观测法
[3]绝对三维位移观测法
[4]倒挂钢尺测量法：测量隧道拱顶的变形程度，需要知道尺长改正数
[5]二等水准测量：测量仰顶的变形量。