土木测量结业试题及详细答案

土木测量结业试题及详细答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（下列选项中，只有一项符合题意，请将正确选项的字母填入括号内。每小题2分，共20分）1.地球曲率及大气折光对水准测量高差的影响，通常采用（）方法进行减弱。A.选择合适的观测时间B.使用高精度水准仪C.加算或减去改正数D.减少水准路线长度2.使用水准仪进行水准测量时，后视点读数为1.835m，前视点读数为0.548m，则转点的高差为（）。A.+1.287mB.-1.287mC.+0.287mD.-0.287m3.在角度测量中，用测回法观测水平角，若测回数为4，则半测回之间需要转动照准部（）。A.90°B.180°C.270°D.360°4.某角度测量结果为35°28′15″，则其以秒为单位的秒值为（）。A.35×3600+28×60+15B.(35+28/60+15/3600)×3600C.35×60+28+15/60D.28×60+155.使用钢尺进行距离丈量时，需要施加的标准拉力通常是（）。A.5kgB.10kgC.20kgD.50kg6.光电测距仪进行距离测量时，其主要观测值是（）。A.水平角和竖直角B.脉冲往返传播时间C.目标点的坐标D.检查棱镜的常数7.等高线平距相等的地区，其坡度（）。A.一定相同B.一定不同C.可能相同也可能不同D.无法判断8.在地形图上，等高线密集表示（）。A.平坦地区B.缓坡C.陡坡D.山脊9.测量工作中，偶然误差具有的特点是（）。A.大小和符号均固定不变B.大小和符号均不一致C.大小一致，符号固定不变D.大小不一致，符号固定不变10.测量误差传播定律适用于（）。A.系统误差的传播B.偶然误差的传播C.所有的测量误差传播D.误差较小时的情况二、多项选择题（下列选项中，至少有一项符合题意，请将正确选项的字母填入括号内。每小题3分，共15分）1.下列仪器中，可用于进行角度测量的有（）。A.水准仪B.经纬仪C.全站仪D.GPS接收机E.光电测距仪2.水准测量中，可能产生系统误差的因素包括（）。A.水准仪的i角误差B.气泡未严格居中C.地球曲率影响D.大气温度变化引起的水准尺读数误差E.观测者在读数时始终存在0.5mm的误差3.测量控制网的作用主要有（）。A.提供测量的基准B.控制测量误差的累积C.确定测站点的大地坐标D.直接进行工程放样E.提高测量的精度和效率4.全站仪通常具备的功能有（）。A.自动测量角度和距离B.自动计算坐标和高程C.自动进行数据传输D.直接在野外绘制地形图E.进行施工放样5.下列关于测量误差的描述，正确的有（）。A.系统误差可以通过适当的方法进行消除或减弱B.偶然误差是不可避免的，但可以通过多次观测求平均值来减弱其影响C.测量成果的精度越高，误差越小D.误差传播定律只适用于偶然误差E.相对误差通常用于衡量测量结果的精度三、填空题（请将正确答案填入横线上。每空2分，共20分）1.水准测量中，后视点读数大于前视点读数，则转点比后视点高。2.角度测量的主要误差来源包括仪器误差、观测误差和外界环境影响。3.距离丈量中，钢尺的尺长误差属于系统误差。4.等高线是连接图中高程相同的所有点的闭合曲线。5.测量中常用的坐标系统有地理坐标系统和投影坐标系统。6.偶然误差具有偶然性、抵偿性和统计规律性。7.测量成果的精度通常用中误差、相对误差和容许误差来衡量。8.使用经纬仪进行角度测量时，为了消除度盘偏心差的影响，通常采用正倒镜观测取平均值的方法。9.在水准测量中，为了减弱大气折光的影响，通常要求前、后视距离相等。10.现代测量技术主要包括全球定位系统（GPS）、遥感（RS）和地理信息系统（GIS）。四、计算题（请列出计算过程，写出计算结果及单位。每小题5分，共20分）1.某水准测量路线为闭合水准路线，已知起点高程为35.000m，沿线测得各测段高差如下：+1.524m,-0.876m,+1.230m,-1.888m。试计算该水准路线的高差闭合差及各测段的高差调整值（假设路线长度为4km）。2.用测回法观测一个水平角∠ABC，第一测回盘左读数为78°25′48″，盘右读数为259°25′42″。试计算半测回角值、一测回角值及该角观测结果（取中误差为±3"）。3.用钢尺（30m）丈量AB线段长度，三次丈量结果分别为：29.995m,30.005m,29.990m。已知钢尺检定长为30.005m，检定时的温度为20℃，测量时温度为30℃，钢尺的线膨胀系数为1.25×10^-5/℃，AB线段的平均坡度为2%。试计算AB线段的最终长度（考虑尺长、温度、坡度改正）。4.在地形图上量得A、B两点间的距离为5.2cm，地形图的比例尺为1:2000。若A点高程为100m，B点高程为120m，试计算AB两点的坡度（以百分比表示）。五、简答题（请简明扼要地回答下列问题。每小题5分，共20分）1.简述水准测量中，水准仪“精平”的目的是什么？2.简述角度测量中，产生系统误差的主要来源有哪些？如何减弱或消除这些误差的影响？3.简述等高线的特性。4.简述测量误差按照性质和符号是否变化可分为哪几类？并说明其特点。试卷答案一、单项选择题1.C解析：水准测量中地球曲率及大气折光的影响属于系统误差，可以通过在计算中加算或减去相应的改正数来减弱或消除。2.B解析：转点的高差等于后视点读数减去前视点读数，即1.835m-0.548m=1.287m。正负号取决于后视点高程是否高于前视点。3.B解析：测回法观测水平角，每个测回需要盘左、盘右观测，并且盘左盘右之间需要转动照准部180°。4.B解析：角度值的换算关系为：度×3600+分×60+秒。将35°28′15″代入计算：(35+28/60+15/3600)×3600=126000+5280+75=131855秒。5.C解析：钢尺量距时，为了消除或减弱尺长误差和温度误差的影响，通常需要施加标准拉力，一般采用20kg。6.B解析：光电测距仪的基本原理是测量电磁波在测线方向上往返传播的时间，通过时间乘以光速再除以2得到距离，因此主要观测值是脉冲往返传播时间。7.A解析：等高线平距相等表示地面坡度一致。根据等高线平距公式D=I/S，其中I为等高距，S为平距，当I不变时，S相等则坡度tanα=I/S为常数。8.C解析：地形图上等高线密集表示单位距离内高程变化量大，即坡度陡峭。9.B解析：偶然误差的特点是大小和符号均不一致，且在一定的测量条件下，其大小遵循一定的统计规律。10.B解析：误差传播定律描述的是直接观测值的中误差与其函数的中误差之间的关系，主要用于分析和估算间接观测值的误差，主要适用于偶然误差的传播。二、多项选择题1.B,C,D解析：经纬仪是专门用于测量水平角和竖直角的光学仪器。全站仪集成了经纬仪、光电测距仪和数据处理系统，可以同时测量角度和距离。GPS接收机用于定位，可以获取点的坐标和高程。水准仪主要用于测量高差。光电测距仪用于测量距离。2.A,C,D解析：水准仪的i角误差、地球曲率影响、大气温度变化引起的水准尺读数误差（视差等）都是系统误差，具有固定的大小和方向。气泡未严格居中和观测者读数时的固定误差属于偶然误差。3.A,B,C,E解析：测量控制网通过布设一系列已知坐标的controlpoints，提供测量的基准（坐标起算点），控制测量误差随着距离累积，确定未知点的坐标，并提高整体测量的精度和效率。控制网本身不直接用于放样，放样是控制网建立后进行的一项工作。4.A,B,C,E解析：全站仪的主要功能是自动测量角度和距离，自动计算所需的坐标、高程、距离、角度等数据，自动将数据传输到计算机或数据采集器。它可以在野外进行数据采集和初步处理，但不能完全替代内业处理和绘图，也不能直接进行所有类型的复杂施工放样。5.A,B,C,E解析：系统误差可以通过检校仪器、改进观测方法等手段来消除或减弱其影响。偶然误差是不可避免的，但可以通过多次观测求平均值的方法来减弱其影响。测量成果的精度越高，绝对误差越小，相对误差也通常越小（在误差来源相对稳定时）。误差传播定律适用于线性函数和一般函数的误差传播估算。相对误差是绝对误差与真值（或约定真值）之比，通常用于衡量测量结果的相对精度或相对离散程度。三、填空题1.大于解析：水准测量中，后视点读数（a）减去前视点读数（b）等于转点（N）与后视点之间的高差，即h_N=a-b。如果a>b，则h_N>0，表示转点N比后视点高。2.仪器误差、观测误差、外界环境影响解析：角度测量误差主要来源于仪器本身存在的误差（如度盘刻划不均匀、视准轴误差、横轴倾斜误差等）、观测者在操作过程中产生的误差（如对中误差、照准误差、读数误差等）以及测量时外界环境条件变化产生的影响（如风振、温度变化、大气折光等）。3.系统解析：钢尺的尺长误差是指钢尺的实际长度与名义长度（标称长度）之间的差异。这种误差在多次丈量同一距离时具有固定的大小和方向（总是使丈量结果偏大或偏小），符合系统误差的定义。4.图中、高程解析：等高线是地形图上连接所有高程值相等的点的闭合曲线。它将地面上的高低起伏形态用线条形式表示在图纸上。5.地理坐标系统、投影坐标系统解析：测量中常用的坐标系统包括直接以经纬度表示位置的地理坐标系统，以及将大地面投影到平面上，用直角坐标（X,Y）表示位置的投影坐标系统（如平面直角坐标系统）。6.偶然性、抵偿性、统计规律性解析：偶然误差是指在重复观测同一量时，其大小和符号均表现出随机性；由于随机性，多次观测结果的误差可能正可能负，具有一定的抵偿性；大量重复观测误差的分布服从一定的统计规律（如正态分布）。7.中误差、相对误差、容许误差解析：测量精度是衡量测量结果与真值接近程度的指标。中误差是衡量偶然误差大小的常用指标。相对误差是中误差与被测量真值（或约定真值）之比，用于比较不同大小测量的精度。容许误差是规定的、测量结果所不允许超过的误差界限。8.度盘偏心差解析：度盘偏心差是指经纬仪水平度盘或竖直度盘的刻划中心与照准部旋转中心不重合的误差。正倒镜观测取平均值的方法可以有效消除或减弱度盘偏心差对角度测量结果的影响。9.前、后视距离解析：大气折光会使视线略微向下弯曲，导致水准尺读数偏大。水准测量中要求前后视距相等，这样前后视读数受到大气折光的影响基本相同，在计算高差时可以相互抵消或减弱其影响。10.全球定位系统（GPS）、遥感（RS）、地理信息系统（GIS）解析：现代测量技术体系通常包括利用卫星进行定位测量的GPS技术、利用传感器远距离获取地面信息的多源遥感（RS）技术，以及用于采集、存储、管理、分析和可视化地理空间信息的地理信息系统（GIS）技术。四、计算题1.解：高差闭合差f_h=Σh测-0=1.524-0.876+1.230-1.888=0.970-1.888=-0.918m路线长度L=4km=4000m高差闭合差的容许值f_h_容=±40√L=±40√4000≈±632.46mm=±0.632m因|f_h|=0.918m<f_h_容=0.632m，闭合差在容许范围内。各测段高差调整值v_i=-f_h/n=-(-0.918)/4=0.2295m(保留三位小数)或v_i=-f_h/(段数)=-(-0.918)/4=0.2295m调整后高差：h_1调=1.524+0.2295=1.7535m；h_2调=-0.876+0.2295=-0.6465m；h_3调=1.230+0.2295=1.4595m；h_4调=-1.888+0.2295=-1.6585m检查：Σh_调=1.7535-0.6465+1.4595-1.6585=0.9700-0.9700=0.000m2.解：盘左角值α_L=78°25′48″盘右角值α_R=259°25′42″盘左盘右之差=α_R-(α_L+180°)=259°25′42″-(78°25′48″+180°)=259°25′42″-258°25′48″=54″半测回角值：左半测回=α_L=78°25′48″；右半测回=α_R=259°25′42″一测回角值=(α_L+α_R)/2=(78°25′48″+259°25′42″)/2=(337°51′30″)/2=168°51′15″观测结果=168°51′15″±3″3.解：钢尺名义长L_0=30.0m钢尺检定长L=30.005m尺长改正数ΔL=L-L_0=30.005-30.0=+0.005m尺长改正率=ΔL/L_0=0.005/30.0=1/6000平均读数L_平均=(29.995+30.005+29.990)/3=90.990/3=30.330m温度t=30℃-20℃=+10℃钢尺线膨胀系数α=1.25×10^-5/℃温度改正ΔL_t=α*L_平均*Δt=1.25×10^-5*30.330*10=3.7925×10^-4m=0.37925mm坡度改正ΔL_坡=L_平均*sinα(α为坡度角，tanα=2%，α很小，sinα≈tanα=0.02)ΔL_坡=30.330*0.02=0.6066m最终长度L_最终=L_平均+ΔL+ΔL_t+ΔL_坡L_最终=30.330+0.005+0.00037925+0.6066≈30.94197925m≈30.942m4.解：地形图上距离d_图=5.2cm比例尺1:2000地面实际距离D=d_图*比例尺分母=5.2*2000=10400cm=104mA点高程H_A=100mB点高程H_B=120m高差h=H_B-H_A=120-100=20m坡度i=h/D=20m/104m≈0.1923坡度百分比=i*100%=0.1923*100%≈19.23%五、简答题1.答：水准测量中，水准仪“精平”的目的是利用水准仪上的圆水准器或管水准器，通过调节脚螺旋，使仪器竖轴竖直，从而使望远镜的视准轴水平。只有视准轴水平，水准尺上的读数才是准确的，才能保证水准测量的精度。2.答：角度测量中，产生系统误差的主要来源有：仪器误差（如度盘刻划不均匀、照准部偏心差、竖轴倾斜误差、视准轴与横轴不垂直误差等）、观测误差（如对中误差、目标偏心误差、读数误差、估读误