桂林理工大学工程测量复习资料

1、1.工程测量学定义：定义1. 研究各种工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段进行测量工作的学科.( 大众化易于理解)定义2.研究工程、工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关信息的采和处理、施工放样、设备安装、变形监测分析和预测等的理论、方法和技术，以及对测量和有关的信息进行管理和使用的学科。(更具体、准确、范围更大)定义3.工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科.( 更加概括、抽象、严密和科学)（1）工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以机器设备为对象的工业测量两大部分。（2）工程

2、测量一般工程建设2.简述工程测量学的主要内容1）地形图测绘(测图)2）工程控制网布设(布网)3）施工放样技术和方法(放样)4）工程的变形监测分析和预报(监测)5）工程测量的仪器(仪器)6)工程测量学中的误差及测量平差理论(数据处理)7)大型精密设备的安装和调试测量，工业生产过程的质量检测和控制8)工程信息系统的建立与应用3.工程测量仪器工程测量的通用仪器：水准仪、经纬仪、陀螺经纬仪、全站仪和GPS接收机用途：测方向、角度、距离、高差、坐标差等几何量。专用仪器：机械式、光电式及光机电（子）多传感器集成式仪器或测量系统。主要特点是：高精度、自动化、遥测和持续观测基准线测量或准直测量仪器：有正锤、倒

3、锤及垂线观测仪、引张线仪、各种激光准直仪、铅直仪（向下、向上）、自准直仪以及尼龙丝或金属丝准直测量系统等。5工程建设规划设计阶段的测量工作有哪些？主要是提供各种比例尺的地形图，另外还要为工程地质勘探，水文地质勘探以及水文测验等进行测量。对于重要的工程区的稳定性监测。6工程建设施工建设阶段的测量工作有哪些？建立施工控制网，工程建筑物定线放样，施工质量控制，开挖与建筑方量测绘，工程竣工测量、变形观测以及设备的安装测量等。7工程建设运营管理阶段的测量工作有哪些？工程建筑物的变形观测-水平位移、沉陷、倾斜以及摆动等定期或持续监测。建立工程进管理、维护信息系统。第二章8线路勘测勘测工作分为初测和定测两个

4、阶段进行初测：实地选线、导线测量和水准测量、带状地形图、定线并测纵断面图定测：中线测量、曲线测设、纵断面测量、局部工程区测绘地形图9、桥梁规划设计阶段的测量工作桥位平面和高程控制测量(与联测)、桥址定线测量、断面测量、桥位地形测量河床地形、流向测量、船筏fá走行线测量、钻孔定位。第三章10、测量控制网的分类：全球控制网、国家控制网、工程控制网2工程控制网：是施工项目的空间位置参考框架,是针对某项工程建设测图施工或管理的需要，在一定区域内布设的平面和高程控制网。11、工程控制网的分类按用途分：测图控制网、施工控制网、变形监测网、安装控制网按施测方法划分：测角网、测边网、边角网、GPS网

5、按坐标系和基准划分：附合网（约束网）、独立网、经典自由网、自由网按网点性质分：一维网（或称水准网、高程网）、二维网（或称平面网）、三维网网形分：三角网、导线网、方格网、混合网按其他标准划分：首级网、加密网、特殊网、专用网（如隧道控制网、建筑方格网、桥梁控制网等）（1）工程控制网的作用:抄2（2）变形监测网与异同:抄200412、建网步骤确定控制网的等级；确定布网形式；确定测量仪器和操作规程（国家或行业规范）；在图上选点构网，到实地踏勘；埋设标石、标志；外业观测；内业数据处理；提交成果。测图控制网的特点1) 测图控制网的精度取决于测图比例尺的大小2) 点位选择取决于地形条件3) 控制范围较大，点

6、位布设尽量均匀施工控制网特点控制的范围较小，控制点的密度较大，精度要求较高； 使用频繁； 受施工干扰大； 控制网的坐标系与施工坐标系一致； 投影面与工程的平均高程面一致；有时分两级布网，次级网可能比首级网的精度高。13、安装测量控制网的作用和特点有哪些1 通常是一种微型边角网，边长从几米至一百多米；2整个网由形状相同、大小相等的基本图形组成；3精度要求很高。14. 工程控制网的基准：通过网平差求解未知点坐标时所给出的已知数据，以便对网的位置，长度，和方向进行约束使网平差时有唯一解。（1）约束网：具有多余的已知数据。（2）最小约束网（经典自由网）：只有必要的已知数据。（3）无约束网（自由网）：无

7、必要的已知数据。15. 工程控制网的质量准则：精度准则（总体精度、点位精度、相对精度、未知数函数的精度等）、可靠性准则、灵敏度准则（内部可靠性、外部可靠性）、费用准则16.控制网发现观测值粗差的能力（称内部可靠性）ri可以定义为观测值的内部可靠性抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力（称外部可靠性）17.提高控制网实现质量的办法对网进行第二次独立观测（复测）布网时事先考虑用独立的附加观测值来控制网的结构（较常用）优化:优化r多余观测分量（1）灵敏度:抄200418. 监测网的灵敏度：发现网点的变形向量的能力，网的灵敏度愈高，所要求的观测值的精度也愈高19.试述工程控制网的优化设计方法有几种，各自的

8、使用范围和特点有哪些有两种：解析法和模拟法；解析法适于各种设计它是通过数学方程表达，用最优化方法解算；模拟法适于1，2，3类设计，是根据经验和准则，通过计算比较和修改得到最优化方案，它要求有一个有好的人机交互界面，提高计算效率和自动化程度；它具有适用性好，模型简单等优点，但计算量较大，不是严格意义上的最优解。20.模拟法优化设计:借助测量工作者的实验经验和专业知识，为了得到优化解，需要多次进行网的模拟计算，基本步骤为:抄221.工程坐标系:自定义投影带是采用与测区平均高程面相切与参考椭球面相平行的椭球面，采用通过测区中部的子午线做中央子午线，这样定义的坐标系19.工程控制网的优化设计方法：解析

9、法：通过数学方程用最优化方法求解。即:以数学规划原理求目标函数极大极小，得到设计变量最优解。模拟法(机助法)：根据经验和准则，通过计算比较、修改，得到最优方案。从初选方案出发，凭知识与经验修正完善，得到一个经济上合理，技术上可行，满足工程要求的方案，通常叫做模拟法，又叫修正法。20. 测距成果整理仪器常数改正：加常数改正、乘常数改正；?气象改正：影响光速的大气折射率是光的波长、气温、气压的函数。?倾斜改正 ：将斜距改化为平距。?投影改正：投影到设计的投影面。（2）变形监测：利用测量理论与专用仪器及方法对变形体的变形现象进行监视观测以确定其空间位置随时间的变化特征。（3）监测的任务：确定在各种荷

10、载及外力作用下，变形体的形状、大小及位置变化的空间状态及时间特征。监测点或目标点: 变形体用一定数量的有代表性的位于变形体上的离散点4、变形监测的目的和意义（1）目的：掌握变形体的实际变形性状，为判别其安全提供必要的信息；是检验设计和施工的重要手段。（2）意义：实用意义：保障工程安全。主要是掌握各种建筑物和地质构造的稳定性，为安全性诊断提供必要的信息，以便及时发现问题并采取措施；科学意义：解释变形的机理，验证变形的假说，检验设计是否合理，为修改设计、制定规范提供依据。对于工程的安全来说：监测是基础，分析是手段，预报是目的。5、变形监测的内容（1）获取变形几何量：水平位移、垂直位移以及偏距、倾斜

11、、挠度、弯曲、扭转、震动、裂缝等。（2）获取与变形有关的影响因子（物理量）：应力、应变、温度、气压、水位（库水位、地下水位）、渗流、渗压、扬压力等6、变形观测特点（1）要进行周期观测2）动态、持续监测（3）要求精度高（1）变形影响因子:客观因子：建筑物自重；使用中的荷载；振动或风力引起的附加荷载；建筑物结构的形式；地下水位的升降；温度的变化。主观因素：地质勘探不充分，例如没发现地基下的旧河道；设计错误；施工质量差；施工方法不当（2）动态变形模型的一般数学表达式：1、 变形监测方案制定准则(如何制定变形监测方案，其主要内容包括哪些?方案设计的原则是什么？)方案制定准则（1）所需的测量精度 ，对于

12、监测网，是确定目标点坐标、的允许精度或坐标差、 的允许精度（2）观测周期数（施测的次数）（3）两周期之间的时间间隔t（4）一周期所允许的观测时间变形监测方案”制定的主要内容（1）监测内容的确定（2）监测方法、仪器和监测精度的确定（3）监测部位和测点布置的确定（4）监测周期(频率）的确定二） 变形监测网的特点:1.布网的目的: 为了保证工程的各个部位能处在一定的相互关系当中2.布网的原则: 完全根据变形测量的需要来布设网点，主要强调点位稳定。3.变形网的多余观测多4.变形网边短，精度高5.变形网可以没有已知数据4.参考系的选择对位移有什么影响？(1)选用某种平差方法去计算网点的位移，实质上是选用

13、某种变形模型去模拟实际变形。(2)当所选的数学模型与实际变形不相符时，将使所计算的位移值伴随有误差，这一误差我们称它为参考系模型误差，简称为模型误差。在监测网平差中的起算数据，称为平差问题的基准。平差基准：经典平差基准；秩亏自由网平差基准：拟稳平差基准。仪器方面传统的测量仪器的缺点：1 不能满足高密度三维坐标采集和“逆向工程（实际物体到几何建模的直接转换 ）”的需要.2 需要采用接触式的测量方式，因此测量速度不可能很快建筑限差：指工程建筑物竣工之后实际位置相对于设计位置的极限偏差。它随着建筑材料施工方法等因素而改变。ATR自动原理挠度测量定义：相对于水平或铅垂基准线的弯曲线称挠度曲线。曲线上某

14、点到基准线的距离称为挠度。常用方法：倾斜测量或正、倒垂线法所谓挠度，是指建(构)筑物或其构件在水平方向或竖直方向上的弯曲值。第七章填空变形分析与预报的方法：1、 统计分析法2、确定函数法3、综合法观点：监测是基础，分析是手段，预报是目的监测网的参考系：经典平差、秩亏自由网平差、拟稳平差参考点稳定性分析：（1）平均间隙法加最大间隙法（2）卡尔曼滤波法变形资料分析检核的常用方法：作图分析、统计分析、对比分析、建模分析名词解释相对网：是指网的全部点都位于变形体上（变形区域很大或变形范围难以确定）绝对网：是指有部分点位于变形体外的监测网。（适应于变形体的范围较小时）计算题第九章线状工程我国铁路规划设计

15、的程序，一般要经过方案研究、初测、初步设计、定测，施工设计等过程。线路初测工作内容：实地选线、导线测量、水准测量、带状地形图。线路初测阶段水准测量分为基平测量和中平测量。（1） 基平测量：沿线路布设水准点，作为线路高程控制网。（2） 中平测量：测定沿线各导线点、百米桩及加桩点的高程，用以绘制线路纵断面图。中线测量包括放线和中桩测设两部分工作。放线常用的方法有拨角法、支距法、极坐标法和GPSRTK法线路复测：复测内容：转向角测量、直线转点测量、曲线控制桩测量和线路水准测量。目的：恢复定测桩点和检查定测质量，而不是重新测设，所以要尽量按定测桩点进行。第九章地下工程贯通误差：相向开挖的两条施工中线上

16、，具有贯通面里程的中线点不重合，两点连线的空间线段 与贯通面平行的分量，称为横向贯通误差，简称横向误差； 与贯通面垂直的分量，称为纵向贯通误差，简称纵向误差。第十五章什么是广义工程测量学？广义工程测量学是研究、提供、处理和表达地表上、下及周围空间建筑和非建筑工程几何物理信息和图形信息，以及研究抽象几何实体的测设实现的理论、方法和技术的一门应用技术学科。工程测量学的发展趋势和特点是什么？测量内外业作业的一体化；数据获取及处理的自动化；测量过程控制和系统行为的智能化；测量成果和产品的数字化；测量信息管理的可视化；信息共享和传播的网络化。 工程测量学的特点:十六字：连续、动态、遥测、实时；精确、可靠、快速、简便。第六章1. 施工放样：将图纸上设计的建筑物、构筑物的平面位置和高程按设计要求，以一定的精度在实地标定出来，作为施工的依据。2. 建筑限差：建筑物竣工之后实际位置相对于设计位置的极限偏差 3. 等影响原则：4. 放样点位的常用方法有极坐标法、全站仪坐标法、交会法、直接坐标法（如GPS RTK法）测设方法：直角坐标法、极坐标法、距离交会法、角度交会法、直接坐标法5. P1、P2、P3、P4、P5为已知控制点，P为待定点在P点上安置全站仪，以必要的精度测量P点到各