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  • 工程测量学概述

    2020-02-20 19:07:13
    工程测量学定义为:研究在工程,工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的与地形及工程有关的信息的采集和处理,工程的施工放样及设备安装,变形监测分析和预报等的理论,技术与方法,以及研究对测量和工程有关的...

    工程测量学定义为:研究在工程,工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的与地形及工程有关的信息的采集和处理,工程的施工放样及设备安装,变形监测分析和预报等的理论,技术与方法,以及研究对测量和工程有关的信息进行管理和使用的一门学科,它是测绘学在国民经济建设和国防建设中的直接应用

    工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障

     

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    千次阅读 2020-05-23 17:50:38
    )怎么样理解不同工程测量工作的差异(特殊?)举例说明 在工程建设中,一般工程需要做的工作有:(1)工程规划设计,(2)工程施工建设(3)工程运营管理阶段; 在工程规划阶段,重要的是进行选址以及规划设计以及...

    文章目录

    基础知识

    1.工程建设三阶段的主要测量工作(共同的?)怎么样理解不同工程测量工作的差异(特殊?)举例说明

    在工程建设中,一般工程需要做的工作有:(1)工程规划设计,(2)工程施工建设(3)工程运营管理阶段;

    在工程规划阶段,重要的是进行选址以及规划设计以及地形图的测量绘制,面对不同的工程,在选址时,考虑到的因素有一定的差异,比如在建设公路时,要考虑到公路带来的经济效益,当地的地形怎么样,公路的造价成本如何,它的作用大不大,施工难度大不大等因素。在建设大型建筑时,比如鸟巢,需要考虑到,应该在什么地方建设,建设面积有多大,建设的最终的建筑物是否美观等因素;

    在工程施工阶段,主要的测量工作是将设计的建筑物的位置、形状、大小以及高程在实地标定出来,方便于施工以及施工的监督和质量管理,具体来讲,是做施工控制网的建立,施工放样,以及竣工测量。不同工程的不同之处目前在我的认知范围中应该是控制网建立的不同,有的工程是建筑方格网,有的是导线网,有的是边角网,还有的是GPS网,面对不同的工程,在竣工后,相应的检核工作的精细程度也存在一些差距

    在工程运营管理阶段,主要的任务是工程建筑物的变形监测,主要有变形检测网的建立、工程建筑物、土木建筑物、钢筋混凝土建筑物建等变形的测量工作,不同的建筑物,有关于变形监测的传感器的精度以及数量也存在一些差异,变形监测的网形也有不同

    2. 简述测绘与信息的关系,举例说明测绘专题信息系统与基础地理信息系统

    测绘与信息的关系,通过专业课的学习,我的认知是测绘就是通过获取信息,通过信息的采集处理,分析,来解决实际的问题。信息是测绘的重要部分,贯穿了测绘的内业以及外业,外业测量信息,内业处理信息。

    测绘基础地理信息系统与专题地理信息系统,这很容易让我联想到《地图学》课程中的专题地图与普通地图,在这里可能有一些不恰当,但是可以类比一下。因为普通地图包含的内容没有基础地理信息系统这么全面。在这里我的理解是基础地理信息系统包含专题地理信息系统。对于特定的单位,可能所用到的只有一个方面的地理信息系统,比如下水道公司的下水道管理系统,电力公司的电路线的管理系统,机场的航班线路管理系统等。专题地理信息系统可以简单直观的管理某一个方面,提高工作效率。基础地理信息系统,更多的是将多个专题地理信息系统融合到一起方便总体的布局以及规划,比如城市的扩张需要考虑多个因素,这个时候基础地理信息系统可以起到很大的作用

    3.地形图的特点

    1.统一的数学基础
    地形图选用统一的地图投影,统一的大地坐标系和高程系统,统一的比例尺系列,统一按经纬度分幅与编号。
    2.统一的规范与图式符号
    各种比例尺地形图是按照国家统一的规范测制的,在规范中对测量方法、测图精度、取舍原则、符号的大小以及整体的规格等都有具体规定。
    3.内容详细、几何精度高
    图上详细地表示地面各地理要素的分布、数量和质量特征。某些地形图由于比例尺较大,精度较高,可以在图上进行量算工作。

    4. 怎样在地形图上面绘制某方向的刨面?

    1.定线:确定剖面方向,画出剖面基线
    2.找点:找出剖面线与等高线的所有交点
    3.取尺:根据要求,选取确定地形剖面图的水平比例尺和垂直比例尺
    4.画矩形并作平行线与垂直虚线
    5.定位:确定剖面图中点位
    6.点点相连:用平滑曲线相连

    绘制方向AB的剖面图的具体的流程如下所示:

    1. 确定剖面的方向,画出剖面基线AB。
    2. 确定垂直比例尺,水平比例尺与原图一致。在原图的下面绘水平线MN,按水平比例尺的大小定出剖面范围为横坐标,按垂直比例尺的大小绘出纵坐标。
    3. 点出剖面基线AB与等高线的交点,并从每一个交点向MN线上引垂线。
    4. 根据规定的垂直比例尺找出每个垂线点的相应高度。
    5. 用平滑曲线把所有点按序连线,即得AB剖面线的地形剖面图。
    6. 连接海拔相等的相邻两点时要注意分析等高线图上原两点间的地势高低走势及两点间的海拔高度,从而做到准确平滑过渡。

    5. 地形图在工程勘测设计中的应用:工程勘测设计阶段对地形图比例尺的要求

    1. 水利工程设计对地形图的要求
      (1)1:1万~1:10万的地形图用来选择水利枢纽的位置和分布;
      (2)1:1万~1:5万进行水库的设计;
      (3)1:1万或1:2.5万选择坝轴线的位置;
      (4)1:2万或1:5万研究各类建筑物的布置方案;
      (5)1:1000(或1:500)进行设计工程各部分位置与尺寸;
      (6)1:1000或1:2000用于布置一些附属建筑物;
      (7)1:500或1:1000进一步精确地确定建筑物的位置和尺寸。

    2. 道路工程设计对地形图的要求
      (1)大型桥梁
      (1.1)1:25000或1:50000的现有地形图上研究;
      (1.2)1:1000或1:10000的桥渡总平面图,选择桥位和桥头引线;
      (1.3)1:500~1:5000的桥址地形图以设计主体工程及其附属工程并估算工程数量与费用。
      (2)地下铁道网
      (2.1)1:2000或1:5000用以选定线路的布置;
      (2.2)1:500设计车站、进口大厅、竖井以及用明挖法施工地区。

    3. 工业与民用建筑工程设计对地形图的要求
      测绘资料要满足工程规划设计的需要,其主要质量标准是:地形图的精度,比例尺的合理选择、测绘内容的取舍。

    6.1 道路中线桩点里程计算方法

    6.2 曲线放样点统一坐标的计算方法

    6.3 竖曲线高程改化的方法

    1、首先计算曲线综合要素,包括直线段长、缓和曲线段长和曲线段长等,并计算主桩点的平面坐标。然后从线路起点开始,使用偏角法或切线支距法,按等间距计算各个加桩点坐标,从而得到中线桩点的里程。

    2、使用任意设站极坐标法,把由直线段、圆曲线段、缓和曲线段组合而成的曲线归算到统一的导线测量坐标系统中,这样就便于计算放样元素了。在导线测量坐标系中,已知给定曲线交点JD的坐标(X,Y),ZH与JD连线的方位角A0以及ZH点的里程L0和曲线单元的左右偏情况(用cc表示,cc=-1表示左偏,cc=+1表示右偏),那么只要输入曲线上任意一点的里程LP,就可以求出曲线单元上任意一点的设计坐标。有了统一的坐标,即可求出仪器架设在导线点或其他任意支点上测设曲线的放样元素。

    3、测设竖曲线时,根据路线纵断面图设计中所涉及的竖曲线半径R和相邻坡道的坡度i1,i2,计算测设数据。竖曲线元素的计算可用平曲线的计算公式。相应的高程改化值计算公式为:E=x^2/(2*R)

    7. 水下地形测绘的特点

    1.水下地形图在投影、坐标系统、基准面、图幅分幅及编号、内容表示、综合原则以及比例尺确定等方面都与陆地地形图相一致,但在测量方法上相差较大。
    水下地形测量时,每个测点的平面位置与高程一般是用不同的仪器和方法测定。
    水下地形测量时,水下地形的起伏看不见,不像陆地上地形测量可以选择地形特征点进行测绘,而只能用测深线法或散点法均匀地布设一些测点。水下地形测量的内容不如陆上的那样多,一般只要求用等高线或等深线表示水下地形的变化

    2.利用测深杆、测深绳、回声测深仪等工具测出水深,然后用水面高程减去该点水深即可得到水下地形点的高程

    3.在海洋(主要指沿岸海域)水深测量所获得的深度,是从测量时的海面(即瞬时海面)起算的。由于潮汐、海浪和海流等的影响,瞬时海面的位置随时间发生变化,同一测深点在不同时间测得的瞬时深度值是不一样的,为此,必须规定一个固定的水面,作为深度的参考面,把不同时间测得的深度都化算到这一参考水面上去。这一参考水面即称为深度基准面

    1956年后,我国采用理论最低潮面作为海图深度基准面。深度基准面的高度从当地平均海面起算。
    作用:服务于水下测深数据的后期潮汐改正;绘制航海图,为船舶安全导航;港口工程的建设

    4.河道纵断面编绘时同时水位怎样换算。
    同时水位=观测水位-水位落差

    5.欲测绘一湖泊的水下地形,简述测量方案
    (1)测深断面线和断面点的设计与布设。
    (2)进行水下地形测量。(利用GPS差分定位测定平面位置,回声测深仪测定水深,从而计算水底点高程,得等深线图)
    (3)进行水下横断面测量。
    (4)进行水下纵断面图编绘

    8. 土方量的计算方法

    比较经常的几种计算土方量的方法有:方格网法、等高线法、断面法、DTM法、区域土方量平衡法和平均高程法等
    1.断面法:
    当地形复杂起伏变化较大,或地狭长、挖填深度较大且不规则的地段,宜选择横断面法进行土方量计算。
    土石方量精度与间距L的长度有关,L越小,精度就越高。但是这种方法计算量大, 尤其是在范围较大、精度要求高的情况下更为明显;若是为了减少计算量而加大断面间隔,就会降低计算结果的精度;所以断面法存在着计算精度和计算速度的矛盾。

    2.方格网法:
    对于大面积的土石方估算以及一些地形起伏较小、坡度变化平缓的场地适宜用格网法。这种方法是将场地划分成若干个正方形格网,然后计算每个四棱柱的体积,从而将所有四棱柱的体积汇总得到总的土方量。

    3.DTM法(不规则三角网法)
    不规则三角网(TIN)是数字地面模型DTM表现形式之一,该法利用实测地形碎部点、特征,点进行三角构网,对计算区域按三棱柱法计算土方。

    4.平均高程法
    平均高程法测量时隔20 m测1个碎步点,把所有的碎步点高程相加取平均,作为该测区平均高程。该方法通常被施工单位采用,但该方法误差较大。

    回答 2 :
    计算土方量的方法主要有:
    DTM、平均高程法、方格网法、等高线法、断面法

    (1)DTM法(不规则三角网法)
    不规则三角网(TIN)是数字地面模型DTM表现形式之一,该法利用实测地形碎部点、特征点进行三角构网,对计算区域按三棱柱法计算土方。
    (2)平均高程法
    适用于精度要求不高或者地形较为简单的区域。
    (3)方格网法计算
    对于大面积的土石方估算以及一些地形起伏较小、坡度变化平缓的场地适宜用格网法。
    (4)等高线法
    利用现成的绘有等高线的地形图,计算等高线所围的面积,再根据两相邻等高线的高差计算土方量。
    (5)断面法
    当地形复杂起伏变化较大,或地狭长、挖填深度较大且不规则的地段,宜选择横断面法进行土方量计算。

    9. 实地怎样测绘剖面?

    1.剖面线端点的测设
    将剖面端点按设计坐标测设于地面后,应立即根据周围的控制点采用前方交会、后方交会或其他方法重新测定其坐标及高程。重新测定的坐标与设计坐标之差,应在一定的容许范围内。高程测定可采用三角高程测量或等外水准测量的方法。

    2.剖面控制测量
    剖面控制测量的任务是在剖面线端点及定向点测量的基础上,在剖面线上建立必要数量的控制点。
    根据剖面图的比例尺及剖面线的长度,在剖面线中间尚需布设若干个控制点。

    现代剖面图的绘制方法为:外业用全站仪测出剖面上各点的水平距离和高程,记录采用电子手簿或全站仪内存记录,内业采用相应的通讯程序,将数据传输到计算机,经处理,使数据格式符合绘图软件的要求,运行相应绘制剖面图软件,即绘制出剖面图。

    10. 不同工程施工阶段测量工作有什么不同?

    (1)勘测设计阶段:其测量工作主要是测绘地形图和纵、横断面图。取得这些资料的方法是在所建立的控制测量的基础上进行地面数字化测绘地形图、纵横断面图或数字摄影测量成图。
    (2)施工建设阶段:按照设计要求在实地准确地标定建构筑物各部分的平面位置和高程位置,作为施工与安装的依据。工作程序:施工控制网的建立、施工放样、竣工测量。
    (3)运营管理阶段:为了监视工程建筑物运营期间安全和稳定的情况,定期进行位移、沉降、倾斜及摇摆的观测,即变形监测

    11.1、全站仪的加常数、乘常数、固定误差、比例误差的含义?

    11.2、怎样获取某条边的方位角?

    11.3、电子测角和光学测角的异同点是什么?

    11.4、怎样理解卫星定位测量(GNSS)与测角和测距的关系?

    11.5、测绘仪器的标称精度(数字)是什么意思?

    1.全站仪的加常数、乘常数、固定误差、比例误差的含义?
    加常数K产生的原因是由于仪器的发射面和接收面与仪器中心不一致,反光棱镜的等效反射面与反光棱镜的中心不一致,使得测距仪测出的距离值与实际距离值不一致。因此,测距仪测出的距离还要加.上一个加常数K进行改正。
    乘常数是光尺长度经一段时间使用后,由于晶体老化,实际频率与设计频率有偏移,使测量成果存在着随距离变化的系统误差,其比例因子称乘常数R。如果光尺长度变化,则对距离的影响是成比例的影响。所以测距仪测出的距离还要乘上一个乘常数R进行改正。

    固定误差:与被测距离大小无关的误差。加常数一般是固定误差
    比例误差:与被测距离大小成比例的误差。乘常数一般是比例误差

    2.怎样获取某条边的方位角?
    当已知或直接测出真北方向时,通过角度测量可获得方位角,即经纬仪先照准真北方向,顺时针旋转至所需测量的那条边,并记录下水平度盘和测微器读数即可;
    当已知这条边的两个端点坐标时,通过坐标反算便可得到方位角。

    3.电子测角和光学测角的异同点是什么?
    主要有两个方面的不同:
    (1)传统的光学度盘被绝对编码度盘或光电增量编码器所代替,用电子细分系统代替了传统的光学测微器;
    (2)由传统的观测者判读观测值及手工记录变为观测者直接读数并自动记录。

    4.怎样理解卫星定位测量(GNSS)与测角和测距的关系?
    用仪器测角测距往往会受到天气和电磁环境的干扰导致测量结果质量不高。基于卫星定位的测角测距可以大幅度提升测量结果的精确度

    5.测绘仪器的标称精度(数字)是什么意思?
    全站仪测距标称精度在全站仪(或者测距仪)说明书中一般标识测距精度如(A+Bppm×D)mm,反映的是全站仪或者测距仪的标称测距精度;不是实际测距精度。

    12.1、比较放样与测绘(测量地物地貌)?放样的成果是什么?

    12.2、举例说明误差分配的原则。

    12.3、要放样101.00m的高程,若周附近有一已知高程点高程为100.00, 采用水准测量方法,叙述放样的过程

    12.4、角度放样与距离放样需要具备哪些条件?

    1.比较放样与测绘(测量地物地貌)?放样的成果是什么?
    (1) 放样是将图纸上的建筑物、构筑物的平面位置与高程在实地用木桩、标石上标定出来;
    (2) 测绘是把地面上的一些物体在图纸上描述出来其位置、坐标、高程等。放样和测绘的共同点是使用的仪器和应用的原理和方法相似。
    (3) 放样的成果是在实际地面上用木桩、标石标定出来的点或是高程的标志。

    2.举例说明误差分配的原则(三个原则)
    (1)等影响原则:隧道的贯通测量中误差包括隧道洞外控制测量的误差、隧道洞内导线测量的误差、隧道竖井斜井联系测量的误差、施工的误差等,各测量误差分配按照等影响原则,均为Δ/根号n(n为误差种类数量);
    (2) 忽略不计原则:当测量过程中只计算两种误差,其中一种误差是另一种误差的五分之一到三分之一,则该误差可被忽略不计;
    (3) 按比例分配原则:根据经验将误差进行分配。

    3.要放样101.00m的高程,若周附近有一已知高程点高程为100.00, 采用水准测量方法,叙述放样的过程。
    (1) 在A、B点之间架设水准仪,A点立水准尺,B点立木桩,在木桩侧面立水准尺,
    (2) 将水准仪对准A点,假设读数为a,此时的视线高程为Hi=HA+a;此时B点水准尺尺底的读数应为b=Hi-HB。
    (3) 上下移动B点木桩侧面的水准尺,直到水准仪的水平视线读数为b时,沿尺底在木桩上画线,该线高程为101.00m。

    4.角度放样与距离放样需要具备哪些条件?
    角度放样的条件:设计已知的水平角,一个测站点和一个已知方向,或一个测站点和一个已知点;
    距离放样的条件:设计已知的水平距离,一个已知点和一个已知方向

    进阶知识

    1.1 工程测量学的定义是什么?

    一共有三个定义
    定义一:
    工程测量学是研究各种工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各
    种测量工作的学科。
    各种工程包括:工业建设、城市建设、交通工程(铁路、公路、机场、车站、桥梁、隧道)水
    利电力工程(河川枢纽、大坝、船闸、电站、渠道)、地下工程、管线工程(高压输电线、输油送
    气管道)矿山工程等。一般的工程建设分为规划设计、施工建设和运营管理三个阶段。工
    程测量主要包括这三阶段所进行的各种测量工作。

    定义二:
    工程测量学主要研究在工程、工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的
    与地形和有关信息的采集和处理施工放样、设备安装、变形监测分析和预报等的理论方法和
    技术,以及研究对测量和工程有关的信息进行管理和使用的学科,它是测绘学在国民经济和
    国防建设中的直接应用。

    定义三:
    工程测量学是研究地球空间(包括地面、地下水下、空中)具体几何实体的测
    量描绘和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。它主要以建筑
    工程和机器设备为研究服务对象。

    广义的工程测量的定义:
    一切不属于地球测量,不属于国家地图集范畴的地形测量和不属于官方的测量,都属于工程测量

    1.2 按照研究应用的领域以及服务行业,工程测量可以怎么划分?

    主要划分为:
    线路工程测量,常见的有公路,铁路以及管道铺设等大型工程
    水利工程测量,常见有大型水电站,比如三峡水电站
    桥梁工程测量,跨海大桥,比如港珠澳大桥
    隧道工程测量,遇到大山时的大型隧道工程
    建筑工程测量,大型的建筑,比如水立方,鸟巢
    矿山测量,在矿山的建设以及开采时所做的测量工作,比如变形监测
    海洋测量,海岸线的测量等
    军事工程测量,为军事工作所作的一系列的测量工作
    工业测量,在工业生产中的测量工作,比如测量产品的运动速度,位置等

    1.3 工程测量的内容主要包括哪儿些方面?

    工程测量学的主要内容包括:

    1. 模拟或数字的地形资料的获取与表达;
    2. 工程控制测量及数据处理;
    3. 建筑物的施工放样;
    4. 大型精密设备的安装和调试测量;
    5. 工业生产过程的质量检测控制;
    6. 工程变形及与工程有关的各种灾害的监测分析与预报;
    7. 工程测量专用仪器的研制与应用
    8. 工程信息系统建立等
    9. 工程测量中的地形图测绘;根据工程的需要,将施工的地方的地形图测出并且绘制
    10. 工程控制网布设及优化设计;优化设计涉及到坐标系的确定,基准选择,仪器与方法选取,网的精度,可靠性,灵敏度等问题
    11. 施工放样技术和方法;将设计的抽象的几何实体放样到实地上去,成为具体几何实体所采用的测量方法和技术称为施工放样,机器和设备的安装也是一种放样
    12. 工程的变形监测分析和预报,变形监测可以减少一些灾害,对施工的正常以及安全的进行提供保障
    13. 工程测量的通用和专用仪器;经纬仪、水准仪、全站仪、是工程测量的通用仪器,光学仪器逐渐的被电子仪器所代替,专用仪器是工程测量学仪器发展最为活跃的领域,主要应用在紧密工程测量领域,包括机械式、光电式以及光机电多传感器集成式仪器或测量系统
    14. 工程测量学中的误差以及测量平差理论;

    2.1

    2.1.1 工程建设规划设计阶段的测量工作有哪些?

    2.1.2 工程建设施工建设阶段的测量工作有哪些?

    2.1.3 工程建设运营管理阶段的测量工作有那些?

    2.1.1
    工程建设规划设计阶段的工作有按照自然条件及预期目的进行选址以及规划设计,主要是提供各种比例尺的地形图供规划设计人员进行规划设计,比如在建设铁路时,一般需要经过方案研究、初测、初步设计、定测施工设计等过程。
    2.2.2
    工程施工阶段的测量工作主要是按照设计要求将设计的建筑物的位置、形状、大小以及高程在实地标定出来,方便进行施工,另外一个方面是作为施工的质量的监督,需要进行工程质量的监理,主要有:施工的控制网的建立,施工放样以及竣工测量,常见的施工的网布设的形状有:建筑方格网,导线网,边角网,GPS网
    2.2.3
    工程运营阶段测量工作的主要任务是工程建筑物的变形监测,包括有:变形监测网的建立。建筑物变形的测量工作(工程建筑物,土木建筑物,钢筋混凝土建筑物)

    2.2 简述测绘信息管理的内容

    原答案:
    测绘信息的采集:采集方式
    测绘信息的处理:传输、加工、存储
    测绘信息管理:数据库建设、信息系统建设

    我的答案:
    工程测量信息管理包括有信息的采集、信息的存储、信息处理,需要通过一个信息系统来进行综合的管理,有数据库的结构、数据库的设计以及输入输出和界面的设计。通过了测绘的信息的管理,使得工程在运行的过程当中能够有条不紊的进行,保证了生产施工的安全,通常一个信息管理系统由多个子系统所构成,比如由数据采集系统,安全系统,办公系统,系统设置与维护等系统

    3.1 按照范围和用途分类,测量控制网分为哪几类?按照用途分,工程控制网分为哪几类?

    按照范围的分类是:全球控制网,国家控制网以及工程控制网;

    按照用途分类是
    测图控制网,作用在于控制测里昂误差的积累,保证图上的内容的精度均匀和相邻图幅的正确拼接
    施工(测量)控制网,根据总平面设计和施工地区的地形条件来确定
    变形监测网,由参考点以及目标电组成用作与施工的形变量的监测
    安装(测量)控制网,通常是大型设备构件安装定位的依据,也是工程竣工后建筑物和设备变形监测以及设备调整的依据

    3.2 按照测量方法分类,工程控制网分为哪几类?

    按照测量方法分为:
    测角网
    测边网
    边角网
    GPS网

    3.3 工程控制网的特点以及主要的用途是

    工程控制网的特点是:
    (1)可以使得控制网的精度更加的均匀
    (2)宜用GPS布设,方便与国家控制点的联测
    (3)对边长和网的图形没有特别的限制

    工程控制网的主要用途是:
    (1)为工程建设提供工程范围内统一的参考框架,为各项测量工作提供位置基准,
    (2)满足工程建设不同的阶段对测绘在质量(精度、可靠性)、进度和费用等方面的要求
    (3)也具有控制全局、提供基准和控制测量误差积累的作用

    3.4 工程控制网的基准是什么?有哪儿几种类型?

    工程控制网的基准是:
    通过网平差求解未知点坐标时给出的已知数据,以便对网的位置、长度、和方向进行约束,使得网平差时具有唯一解

    工程控制网的类型可以分为:
    (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):无必要的已知数据

    4.1 工程控制网的质量准则有哪些?各个准则的内涵是什么?

    质量准则有:
    (1)精度准则
    (1.1)总体精度准则,
    总体精度准则又包括有:E准则、体积准则、方差准则、平均精度准则、均匀性和各项性准则
    (1.2)点位精度和相对点位精度点位精度、相对点位精度
    (1.3)未知数函数的精度
    (1.4)主分量
    (1.5)准则矩阵

    (2)可靠性准则
    指的是发现或者探测到观测值的粗差的能力和抵抗观测值粗差对平差结果的影响的能力还分为内部可靠性和外部可靠性

    (3)灵敏度准则
    这条准则仅仅对于变形监测网而言
    定义是:在给定的显著水平α0和检验功效β0下,通过对周期观测的平差结果进行统计检验,所能发现的某一位移向量的下界值

    (4)费用准则
    控制网的费用一般包括设计、造标埋石、交通运输仪器设备、观测、计算、检查等各项费用

    4.2 什么是控制网优化设计?优化设计是怎样分类的?方法有哪些?

    1. 控制网的优化设计概念:
      进行控制网设计的一种理论和方法,根据给定的要求和实际条件,采用最优化的理论,确定测量控制网最优布设方案的方法

    2. 优化设计的分类:
      零类设计:基准设计,网形与观测精度一定的情况下,坐标系和基准的选取和确定的问题。坐标向量协因数阵与网的基准有关
      一类设计:图形设计,在观测精度和坐标向量协因数阵一定的情况下,调整网点的位置
      二类设计:观测精度设计,在网形和坐标向量协因数阵一定的情况下,改变观测精度
      三类设计:对已有网的改进

    3. 优化设计的方法:
      (1)解析法:适用于各类设计,通过数学方程表达,用最优化方法解算
      (2)模拟法:适用于一二三类设计,根据经验和准则,通过计算,比较和修改得到最优化的方案

    4.3 简述模拟法优化设计的过程

    模拟法优化设计是借助测量工作的实验经验和专业知识,为了得到优化解,需要多次的进行网的模拟计算,过程如下:
    (1)提出设计任务,得到经过实地踏勘的网图
    (2)定初始方案,模拟观测值,进行网平差
    (3)对成果分析,找出网的薄弱部分,进行修改
    (4)对修改的网再次模拟计算,分析,修改,重复进行
    小结:模拟法最好采用人机交互的方式进行

    5.1 角度测量包括哪些内容?常用的角度测量的仪器有哪些?这些仪器能够测量什么角度?

    角度测量测量包括有:
    水平角、竖直角、陀螺方位角、倾角、GPS基线的方向角测量

    水平角概念:一点到两个目标点的方向线垂直投影在水平面上所构成的角度
    垂直角概念:一点到目标点的视线与水平面的夹角

    常见的角度测量仪器有:
    经纬仪,分为光学经纬仪和电子经纬仪,以及全自动陀螺经纬仪

    不同的经纬仪可以量测的角度分别有:
    光学经纬仪、电子经纬仪、陀螺经纬仪、全站仪、GPS接收机、侧倾仪,常见的几种测角仪器可以测量的角度如下:

    光学经纬仪:可测量水平角和竖直角,有水平度盘和竖直度盘
    电子经纬仪:可以量测水平角和竖直角,使用电子度盘模拟代替光学度盘
    陀螺经纬仪:快速测定真北方位角

    5.2 距离测量包括哪些内容?常用的距离测量仪器有哪些?这些仪器能测量什么距离?

    距离测量包括的内容有:
    直接测量:用尺子直接测定地面上两点之间的距离;
    间接视距测量:使用装有视距丝装置的测量仪器配合标尺,利用相似三角形原理,简介测定两点之间的距离;
    物理测距:利用光波或者电磁波的波长与传播时间的关系来测定两点之间的距离,精度较高

    常用的测量仪器有:钢尺,皮尺,全站仪(电磁波测距)

    钢尺和皮尺可以测定两点之间的距离,全站仪可以测定测站到目标点之间的距离,在测量距离的仪器中,电磁波测距的方式的精度目前来讲是比较好的(以全站仪为例)

    5.3 简述角度测量和距离测量的发展

    角度和距离测量的发展随着人类的社会的不断的进步而逐渐的发展,测量的仪器也在发生着日新月异的变化,测量仪器的类型变得多样化,仪器逐渐变得操作简单,测量精度得到提高,在学校的实习中,先学习使用的是光学的经纬仪,相比较全站仪而言,读数麻烦一些,记录也不是特别方便,有了全站仪,无论是操作还是计数,都变得简单了很多。从我们使用过的仪器当中,可以看到角度测量和距离测量的发展,向着更简单的操作方式,更全面的工程应用,测量精度的更高,观测时间的更短发展。
    在这里插入图片描述
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    6.1 高程测量包括哪些方法?常用的高程测量仪器有哪些?

    高程测量的方法主要有:
    (1)几何水准测量
    (2)三角高程测量
    (3)液体静力水准测量
    (4)GPS高程测量
    常见的测量仪器有:
    电子水准仪
    连通器的静力水准测量
    经纬仪

    6.2 坐标测量的方法有哪些?有哪些测量仪器?

    坐标测量的常用方法有:
    (1)全站仪测量,推算坐标
    (2)使用全球定位系统GPS进行测量
    (3)使用激光跟踪仪进行的坐标测量
    (4)使用的激光扫描仪进行的坐标测量

    6.3 简述水深测量,投点测量的仪器和方法

    水深测量:
    激光扫平仪器:
    里面有激光二极管,二极管发出红色激光,激光束在垂直面上扫描,可以扫描几十米到几百米不等

    投点测量:
    使用投点仪,用于垂直投点的仪器,可以自动安平提供一条高精度的铅垂线,按照投点的方式不同分为:天顶式投点仪,天底式投点仪,天顶天底投点仪

    在这里插入图片描述

    7.1 设计阶段对地形图比例尺有哪儿些要求?

    在施工设计阶段:
    对于坝区、厂房地区、船闸船室、引水渠道以及引水隧道的进口等处,测绘1:1000(又是需要1;500比例尺)的地形图,方便详细的设计该工程各部分的位置与尺寸;

    对于港口码头的设计,工程的占有的区域面积较小,在初步设计阶段,需要1:1000或者1:2000 的比例尺陆上地形图和水下地形图,便于布置铁路枢纽、仓库、码头、船坞、防洪堤以及其他的一些附属建筑,并且进行方案比较;
    在施工设计阶段,应该使用1:500 或者1:1000 比例尺地形图,便于进一步确定建筑物的位置与尺寸

    7.2 怎么样在野外实测剖面?

    (1)确定剖面图的两个端点,并且在实地进行观测,得到该两个端点的坐标
    (2)在两个端点之间选择控制点,保证控制点之间的通视;
    (3)利用全站仪,将控制点之间的水平距离,高程距离观测出来
    (4)将观测数据绘制成剖面图,整理成果

    7.3 叙述方格网法平整土地的过程和方法

    方格网平整土地的过程:
    (1)在地形图拟建场地内绘制方格网,方格网边长根据地形的复杂程度,地形图以及估算的精度不同而异。
    (2)计算设计高程,在满足挖填方量基本平衡的前提下,设计高程可以认为是场地的平均高程。对与处于方格网上不同地方的点,取得的权重应该不同;
    (3)给出挖填界线,在地形图上更具等高线内插处设计高程所要求的曲线。
    (4)计算填挖高度,各个方格点的挖、填高度为该店的地面高程及设计高程只差,填、挖高度 = 地面高程 - 设计高程
    (5)计算挖、填土石方工程量。挖、填土石方量要分别计算,不可以正负相互抵消,计算方法是:

    在这里插入图片描述分别计算处挖、填土石方工程量
    (6)放样填、挖边界线以及填、挖高度。拟建场内部,按照适当间隔分别放样出设计高程点,用明显标志将这些设计高程点连接成曲线,该曲线即为填、挖曲线

    7.4 除了书中所列的内容,地形图还有哪儿些作用?

    (1)储存大范围的数字化地形数据用于制作基本地图;
    (2)各种建设工程的填挖方计算(课本中的应用);
    (3)军事上的武器自动引导,作战训练模拟;
    (4)风景景观分析、通视分析。
    (5)道路纵断面坡度分析,水库坝址选择(库容量估计和淹没范围估计);
    (6)通过统计对不同的地形、地貌进行比较,供科学研究用;
    (7)计算坡度、坡向,研究日照、雨水排泄、土壤侵蚀等;
    (8)将地形和其他信息综合起来,进行土地评价;
    (9)用三维图形图像方法对地形的起伏变化进行模拟;
    注:本题地形图的应用参考了DEM的应用场景

    8 叙述水上水下一体化综合测量系统的作业原理以及方法

    在这里插入图片描述

    9.1 举例说明极坐标点位放样的方法

    在这里插入图片描述
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    9.2 举例说明全站仪和GNSS直接放样的方法

    全站仪坐标法:
    特点:全站仪放样的方法不需要事先计算放样元素,只需要提供坐标,操作相对简单;
    操作流程:首先进行反算方位角通过旋转,旋转至放样点的方向,使用棱镜量测出来距离,以此来完成放样;
    需要注意:仪器可以实现输入气象元素,进行气象改正;

    GNSS直接放样:
    特点:GNSS是一种全天候,全方位的新型测量系统,需要一台基准站接收机和多台流动接收机以及用于数据传输的电台;
    作业流程:
    (1)搜集测区范围内部的控制点资料
    (2)坐标转换,将GPS所在的WGS - 84坐标转换为 北京 54,转换参数有:旋转平移以及缩放
    (3)在仪器中输入一些工程 参数,例如长轴、偏心率、中央子午线等参数
    (4)进行野外作业,最后进行野外的实测,测定放样点
    优势:使用GPS RTK 进行放样的时候,不需要考虑到相关的通视条件,相比较全站仪有它的优势所在,操作方便,效率高

    9.3 归化法点位放样和一般点点位放样的区别

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    10.1 道路工程勘测设计阶段的主要的测量工作有

    主要做的工作有:进行初测以及定测初测是初步设计提供资料而进行的勘测工作,定测是在初步设计之后,结合现场的实际情况来确定线路的位置;
    线路的初测:在这个阶段有插大旗、导线测量、高程测量、地形测量;
    插大旗方便在野外寻找到在比例尺地图上选定的线路位置上的点;
    导线测量包括有:水平角的观测、边长的测量、导线的联测;
    高程测量中,以基平测量沿线路布设水准点,以此来形成高程控制网,中平测量来绘制线路纵断面图以及专业调查;

    线路定测:定测阶段主要有:中线测量、线路纵断面测量、水准测量以及线路横断面测量

    中线测量:工作的任务是将在带状地形图上的设计好的线路中线测设到地面上,并且使用地桩标定出来,其主要有放线和中桩测设
    中桩测量以及曲线测设:在交点确定后,进行中线丈量确定里程桩,同时设置地形、地质地物等加桩,并进行曲线测设
    水准测量以及横断面测绘:在此处的测量工作方法以及精度要求同初测阶段一样,横断面测量是作为土方量的计算的依据之一

    10.2 道路中线桩(点)的里程是怎样计算的?什么是断链?怎么处理?

    道路中线桩点里程计算方法:首先交点的里程为设计值,然后由此计算曲线主点的里程,再测量线桩点到主点的距离,最后获得线桩点里程。

    断链:指的是中桩里程与实际里程不符的现象,主要是由于更改设计半径或者计算错误所引起的,断链分为长链和短链,在断链的桩上应该注明来向以及去向的历程和断链的长度,去向的里程减去来向的里程为正叫做短链,反之为负叫做长链;

    在处理的时候,全线里程从起点开始连续的计算贯通,以此来消除由于局部该线或者假设起始里程而造成的里程“断链”。

    11.1 以地面控制网 GNSS 网为例,简述横向贯通误差预计的方法

    11.2 陀螺仪测得的陀螺方位角怎样转换为坐标方位角?

    在这里插入图片描述

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  • 从工程测量学定义出发,结合典型史料,阐述了工程测量学的发展历史,论述了工程测量学的发展现状与近半个多世纪以来科学飞速进步和工程建设巨大发展的关系,指出了工程测量学科发展的方向和特点,提出了对工程测量...
  • )怎么样理解不同工程测量工作的差异(特殊?)举例说明 2. 简述测绘与信息的关系,举例说明测绘专题信息系统与基础地理信息系统 3. 地形图的特点、 4. 怎样在地形图上面绘制某方向的刨面? 5. 地形图在工程勘测设计...

    1.工程建设三阶段的主要测量工作(共同的?)怎么样理解不同工程测量工作的差异(特殊?)举例说明

    1. 简述测绘与信息的关系,举例说明测绘专题信息系统与基础地理信息系统

    2. 地形图的特点、

    3. 怎样在地形图上面绘制某方向的刨面?

    4. 地形图在工程勘测设计中的应用:工程勘测设计阶段对地形图比例尺的要求

    5. 道路中线桩点里程计算方法

    6.2 曲线放样点统一坐标的计算方法

    6.3 竖曲线高程改化的方法

    1. 水下地形测绘的特点

    2. 土方量的计算方法

    3. 实地怎样测绘剖面?

    4. 实地怎样测绘剖面?

    5. 不同工程施工阶段测量工作有什么不同?

    11.1、全站仪的加常数、乘常数、固定误差、比例误差的含义?
    11.2、怎样获取某条边的方位角?
    11.3、电子测角和光学测角的异同点是什么?
    11.4、怎样理解卫星定位测量(GNSS)与测角和测距的关系?
    11.5、测绘仪器的标称精度(数字)是什么意思?

    12.1、比较放样与测绘(测量地物地貌)?放样的成果是什么?
    12.2、举例说明误差分配的原则。
    12.3、要放样101.00m的高程,若周附近有一已知高程点高程为100.00, 采用水准测量方法,叙述放样的过程
    12.4、角度放样与距离放样需要具备哪些条件?

    课后的作业的解答

    1.1 工程测量学的定义是什么?(三个定义)
    1.2 按照研究应用的领域以及服务行业,工程测量可以怎么划分?
    1.3 工程测量的内容主要包括哪儿些方面?

    2.1
    2.1.1 工程建设规划设计阶段的测量工作有哪些?
    2.1.2 工程建设施工建设阶段的测量工作有哪些?
    2.1.3 工程建设运营管理阶段的测量工作有那些?

    2.2 简述测绘信息管理的内容

    3.1 按照范围和用途分类,测量控制网分为哪几类?按照用途分,工程控制网分为哪几类?

    3.2 按照测量方法分类,工程控制网分为哪几类?

    3.3 工程控制网的特点以及主要的用途是

    3.4 工程控制网的基准是什么?有哪儿几种类型?

    4.1 工程控制网的质量准则有哪些?各个准则的内涵是什么?

    4.2 什么是控制网优化设计?优化设计是怎样分类的?方法有哪些?

    4.3 简述模拟法优化设计的过程

    5.1 角度测量包括哪些内容?常用的角度测量的仪器有哪些?这些仪器能够测量什么角度?

    5.2 距离测量包括哪些内容?常用的距离测量仪器有哪些?这些仪器能测量什么距离?

    5.3 简述角度测量和距离测量的发展

    6.1 高程测量包括哪些方法?常用的高程测量仪器有哪些?

    6.2 坐标测量的方法有哪些?有哪些测量仪器?

    6.3 简述水深测量,投点测量的仪器和方法

    7.1 设计阶段对地形图比例尺有哪儿些要求?

    7.2 怎么样在野外实测剖面?

    7.3 叙述方格网法平整土地的过程和方法

    7.4 除了书中所列的内容,地形图还有哪儿些作用?

    8 叙述水上水下一体化综合测量系统的作业原理以及方法

    9.1 举例说明极坐标点位放样的方法

    9.2 举例说明全站仪和GNSS直接放样的方法

    9.3 归化法点位放样和一般点点位放样的区别

    10.1 道路工程勘测设计阶段的主要的测量工作有

    10.2 道路中线桩(点)的里程是怎样计算的?什么是断链?怎么处理?

    11.1 以地面控制网 GNSS 网为例,简述横向贯通误差预计的方法
    11.2 陀螺仪测得的陀螺方位角怎样转换为坐标方位角?

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  • 控制测量学那门课相当于工程测量的一部分。 1 绪论 1.1 定义和作用 勘探设计——各种比例尺地形图 施工建设——施工控制网、放样、施工进度和质量监控、竣工测量etc 运营管理——安全监测 满足施工中各种测绘需求,...

    再次叨叨:期末集中考试,教材是经典的张正禄老师版本。控制测量学那门课相当于工程测量的一部分。以下内容为重点范围,全书整体架构和联系无,也就是纯应试准备。

    1 绪论

    1.1 定义和作用

    • 勘探设计——各种比例尺地形图
    • 施工建设——施工控制网、放样、施工进度和质量监控、竣工测量etc
    • 运营管理——安全监测
    • 满足施工中各种测绘需求,助力工程项目顺利推进
    • 尖兵和卫士,测量先行,安全基础,质量保障

    1.2 主要内容

    • 理论、技术与方法——chap3
    • 工程控制测量和数据处理——chap4
    • 地形资料的获取和表达——chap5
    • 建筑物施工放样——chap6
    • 工程和工程有关的变形监测分析和预报——chap7
    • 设备安装检核测量——chap8
    • 工程测量专用仪器的研制和应用
    • 工程信息系统的建立与应用

    1.3 和学科间的联系

    • 测量学——测量仪器和大比例尺地形图测绘方法
    • 大地测量——椭球体和投影、国家控制网etc
    • 卫星大地测量学——卫星、GNSS
    • 地图制图学——地形图
    • 摄影测量与遥感——地形图的数字测绘方法etc
    • 近景摄影测量
    • 地籍测量
    • 误差理论和测量平差基础
    • 物理的光、电磁波、力学等
    • 高数——微积分、线代
    • 外语
    • 计算机

    1.4 大型特种精密工程和现代发展
    1.4.1 工程越来越复杂,要求越来越高
    1.4.2 现代化发展

    • 数据精密处理
    • GNSS
    • 激光技术
    • 遥感雷达干涉
    • 数字摄影测量技术
    • 其他技术结合,如通信、GIS等

    1.5 六化和十六字
    内外作业一体化、数据获取和处理自动化、测量过程控制和系统行为智能化、测量成果和产品数字化、测量信息管理可视化、信息共享和传播网络化

    “精确、可靠、快速、简便、实时、持续、动态、遥测”

    【其实很容易看出来,传统测量的改革就是自动化和数字化,减少人工的操作,强调对产品的应用开发,人力主要用在后期而不是前期资料信息获取上】

    2 工程建设各阶段的测量和信息管理

    这其实就是对1.1三个方面的进一步说明

    2.1 大型工程在三个方面的主要测量工作【联系具体工程如高铁、桥梁】
    工程勘测设计阶段的主要工作:
    任何一项工程建设都需要按建设目的、自然地理和社会条件进行选址和设计。设计人员进行设计需要不同比例尺的地形图,工程勘测设计阶段的测量工作主要提供设计人员所需比例尺的地形图和进行其他有关测量。

    施工阶段主要测量工作:
    (1)为工程施工服务:施工放样(测设),将设计图上的建(构)筑物,根据其位置、形状、大小及高程按要求在实地标定出来的测量工作。
    (2)工程监理测量。审查、检核和监督,保证工程质量和进度

    工程运营管理阶段的测量工作:工程建筑物的变形监测,又称变形观测、变形测量、健康监测、安全监测。变形:监测点位置的变化,监测对象的位移、沉降、倾斜、摆动、振动等。监测:用测量的手段,定期、动态或持续的描述出来。变形监测贯穿于工程的整个寿命周期。

    2.1.4 工程测量信息管理

    • 测量信息的采集、处理、更新和管理数字化、一体化、自动化、网络化
      【这不对应前面发展趋势嘛】

    • 工程测量信息系统

    ★3 工程测量学的理论技术和方法

    3.1 理论

    3.1.1 测量误差理论

    • 偶然误差的系统影响

    • 系统误差的偶然化

    • 误差分配
      等影响原则:Δ1=Δ2=Δ3=Δ/根号3
      忽略不计原则:Δ2=Δ1/3,小于或等于三分之一,该误差不算
      按比例分配原则:Δ1:Δ2:Δ3=1:2:3,ΔΔ=Δ1Δ1+···+Δ3Δ3=14Δ1Δ1

    3.1.2 测量精度理论

    • 精度=精确度+准确度,包含
      仪器精度:标称精度,仪器自己工艺、制造啥的
      数值精度:相对精度(和基准无关)、绝对精度(和基准有关)
      在这里插入图片描述

    • 边角精度匹配(公式,书上)
      边长中误差引起的纵向误差Ml和方向中误差引起的横向误差Mq完全相等
      1/kMl ≤ Mq ≤ KMl, k≤2 or k≤3
      在这里插入图片描述

    3.1.3 测量可靠性理论
    衡量控制网观测值的量化标准,提供可能出现但不能被发现的最大粗差

    狭义可靠性(一个粗差前提,通过多余观测分量描述)
    内部可靠性:发现观测值粗差的能力
    外部可靠性:抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力

    • 广义可靠性
      测量系统发现和抵抗粗差、系统误差的能力,减小偶然误差的能力
    • 优点
      发现和区分粗差、系统误差和偶然误差,还涉及到管理、设计等多方面

    3.2 技术和方法
    角度测量: 确定相交于一点的任意两条方向线之间角度的测量。(水平角、垂直角和方位角) 测量水平角、垂直角仪器:经纬仪(光学经纬仪和电子经纬仪)(光学已被电子取代,电子经纬仪被电子全站仪取代)

    方向测量:确定地面任一方向与真北方向间夹角的测量称方向测量(又称方位角测量)。

    罗盘测量、GNSS、测量陀螺仪,方向测量的陀螺经纬仪和陀螺全站仪。

    距离测量:确定任意两点间距离的测量称距离测量 。

    • 直接丈量法:用尺子(测绳、皮尺、钢尺)直接在地面上测定两点间的距离。
    • 视距法(间接测距方法):利用装有视距丝装置的测量仪器如光学经纬仪、水准仪或平板仪 配合标尺按三角原理测出距离。视距法测量距离的精度低,主要用于水准测量中测量前后视距
    • 电磁波测距法(物理测距):利用电磁波来测定两点间距离的物理法测距。这是目前最流行也是最现代化的方法。D=1/2 ct
    • 双频激光干涉测量(物理测距)

    高程测量:确定地面或物体上任一点的海拔高程或相对高度的测量。

    • 几何水准测量:利用水准仪提供的水平视线测定两点之间的高差。(光学、电子)水准仪
    • 三角高程测量:三角高程测量是根据两点间的水平距离和观测的垂直角,应用 三角公式计算出两点间的高差。(消除球气差影响:尽量同时对向观测)
    • 液体静力水准测量:直接依据静止的液体表面(水平面)来测定两点(或多点)之间的高差。(高精度静力水准仪)当两个容器中装有同类液体时,容器液面处于平衡状态时 。 高差可用液面的高度求得。精度:0.1mm
    • 误差来源:残存气泡、零点差、量测误差、仪器搁置误差、温度差和气压差、液体蒸发、液体弄脏、仪器倾斜、仪器结构变化等。
    • GNSS高程测量:采用GNSS测量,可得地面上任一点P的GNSS大地高,它是地面点P到过点P 的WGS 84椭球法线与椭球面交点的距离。

    坐标测量:能直接测得物体上目标点或离散点在某一坐标系下坐标的测量。

    • 自由设站法:用全站仪进行边角后方交会,将全站仪自由地架设在地面任一点,只要能对两个或两个以上已知点作边角测量,即可得到设站点的坐标。
    • 极坐标法:将全站仪架设在一已知点上,后视另一已知点,测量到待测点的角度和距离,即可得到待测点的坐标。
    • GPS单点定位法
    • GPS RTK法 基于距离后方交会和基线测量。
    • 激光跟踪法:一种基于极坐标法的坐标测量仪器具有实时、快速、动态、便于移动和精度高等优点,大尺寸设备定位、安装与检测中有广泛应用。 角度测量、距离测量、跟踪、控制和支撑共五部分
    • 激光扫描法

    三维激光扫描测量:

    • 短距离(扫描距离不超过3m,适合小型模具或文物的量测,速度快、精度高,点的精度可达0.018mm。)
    • 中距离(扫描距离约60m。)
    • 长距离(扫描距离可达数公里。)
    • 应用:工业测量 土木工程 数字城市 地形可视化 城乡规划 自然灾害调查等领域

    远程微形变雷达测量系统(IBIS):是一种基于微波干涉技术的创新雷达,称为地基合成孔径干涉
    雷达系统或远程微形变雷达测量系统。

    • 步进频率连续波技术(SF-CW):为IBIS在距离向提供高达0.5m 的距离向分辨率,且该距离分辨率的大小与测距无关。
    • 合成孔径雷达技术(SAR):步进频率连续波技术(SF-CW)的结合,监测区域就被分割成很多二维的小单元。
    • 差分干涉测量技术:通过软件处理可得到0.01mm的位移变化量。
    • 三套配置:IBIS-L主要应用于大坝、山体滑坡等面状变形体的微小变形监测, 其测量精度可以达到0.1-1mm 。(静态监测)IBIS-S主要应用于桥梁、建筑物等项目的监测,其测量精度可达到0.01mm,可探测建筑物上某点高达50Hz的振动频率。(动态监测) IBIS-M为-L的升级版,主要应用于露天矿山边坡变形监测。 (静态监测)

    近景摄影测量

    GNSS、LIDAR、基准线法、倾斜测量等等

    3.2.2 距离、高程和坐标测量的方法特点

    • 距离
      直接丈量、视距法、电磁波测距法
      确定两点间距离。测量中最基本的几何量
    • 高程
      水准、三角高程、GPS。确定某一点的
      确定某一点的海拔高程或相对高度的测量。基本观测值是高差。
    • 坐标
      自由设站法、极坐标法、RTK等
      确定点在某一坐标系下的坐标。

    4 工程测量控制网

    4.1 种类

    • 测图控制网
      为测图服务的控制网。作用为保证图上内容精度均匀、相邻图幅正确拼接和控制测量误差的累积
    • 施工测量控制网
      为工程施工建设服务的测量控制网。
      特点为精度要求高;根据工程规模可以多级布网;需要定期复测控制点;坐标和施工坐标系统一致
    • 变形监测网
      为工程安全健康布设的网。
      特点为由参考点、工作基点和目标点组成;周期性监测;精度要求高;灵敏度做要求;基于监测体的坐标系统
    • 安装测量控制网
      为大型设备构件的安装定位布设的网。
      特点:在土建工程施工后期布设;范围小,精度高;点位要考虑设备数量、位置和建筑物;先总平面图设计理论图形再测设到实地;

    4.2 工程控制网基准
    网平差求解未知点坐标时给出的已知数据,对网的位置、大小和方向进行约束,使平差有唯一解。
    分为三类:约束网(多余已知数据)、最小约束网(只有必要数据)、自由网(无已知数据,网点未知)

    4.3 布设方法和步骤

    • 根据精度确定网的等级
    • 确定布网图形和测量仪器
    • 网上选点
    • 埋石造标
    • 外业观测
    • 内业数据处理和成果提交

    导线布设邻边长不要差距过大、未知点点数不要过多;
    边角网:指用地面测角测边仪器施测的、由三角形或多边形构成的三角形网和导线网,三角形网包括有重叠三角形的网。边角网都使用全站仪施测,有条件时,尽量用智能型测量机器人进行自动化观测。
    GNSS网:GNSS网也无图形的限制,长短边可以相差很大。点的布设主要是考虑工程需要、便于到达、易于保存、顶空条件好、多路径影响小以及电磁干扰小。在工程中,还需要考虑在将设站的网点上,至少有 一个相邻点通视,以解决定向问题。GNSS网的施测应依据有关规范,对于特高精度的GNSS网,只要符合工程特点,满足工程需要,可以在规范的基础上提高一些。
    水准网:工程中的水准网采用一、二、三、四等水准测量方法布设和施测,应统一到国家高程系,遵照相应的规范执行。

    附和导线:两端各有两个已知点,中间是未知点的导线

    4.4 精度准则
    网的总体精度【E准则、 体积最小准则、方差最小准则等】
    点位精度——随已知点的位置而变化
    相对点位精度——用相对椭圆误差描述
    坐标未知数函数的精度——边长和方位角是坐标未知数的函数,常常要计算其平差值的精度,其中最重要的是最弱边精度

    质量准则=精度准则+可靠性+灵敏度+费用

    4.5 网点内部可靠性、外部可靠性和广义可靠性
    内部:发现观测值粗差的能力
    外部:抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力
    广义:发现和抵抗粗差和系统误差以及减小偶然误差的能力

    4.6 优化设计

    • 提出设计任务
    • 指定设计方案
    • 实施方案优化
    • 进行方案评价
    • 解析法和模拟法

    5 地形图测绘及应用

    5.1 数字测图法中,平面点位精度和高程精度主要有那些误差引起
    点位精度:定向点误差、目标点棱镜中心和待测目标点不重合误差、对中误差、极坐标法观测误差
    高程精度:测角误差主要,仪器高和目标高的量测误差、球气差、测距误差(忽略不计)

    5.2 场地平整概念,哪些工程需要,为什么
    概念:将地面平整为水平面或斜面,
    工程需要:建筑、水利、道路建设以及工矿企业
    为了在其上布置建筑物,便于排水和满足交通运输条件等

    5.3 为什么要进行水位观测
    定义:通过观测水尺读数确定水位
    在河流和海洋水下测绘中,必须考虑水面高程随时间的变化,通过水位观测将测深数据和地面高程系统建立联系,进而获得水底高程

    5.4 竣工总图概念和特点,编绘该图还要绘什么图
    概念:工程竣工后按实际和工程所需绘制的图,可真实反映工程设计和施工的情况,相比施工总平面图加了施工中增加的内容

    特点:
    建筑物的细部点的点位和高程中误差应满足相关规范
    宜采用数字竣工总图,1:500大比例尺,坐标系统、高程基准等应该和建筑总平面图和施工总平面图一致

    还要绘制:
    除总平面图外,还应绘制各种专业图(管线竣工图)辅助图,剖面图以及细部点成果资料等;地面建(构)筑物,应按实际竣工位置和形状进行编绘,凡有实测的,应根据实测的竣工测量资料编绘。——交通运输和现状总平面图;给、排水管道竣工图; 动力、工艺管道竣工图;输电及通讯线路竣工图;综合管线竣工图。

    6 工程建(构)筑物的施工放样

    建筑限差的概念,大小和什么有关
    定义:建筑物竣工后实际位置相对于设计位置的极限偏差
    关系:和建筑结构、用途、建筑材料和施工方法有关

    放样精度确定(限差+误差分配理论)
    对大多工程,施工规范仅对建筑限差有明确的规定,并无测量精度要求,所以要在测量、施工、制造等方面间进行误差分配。
    误差分配的原则
    (1)等影响原则
    (2)忽略不计原则
    (3)按比例分配原则
    在这里插入图片描述

    工程中的测量、测设和放样的异同
    测量:将实地的地形地物描绘到图上
    放样:将图上设计的工程建筑物标定到实际
    测设=放样

    施工放样中放样什么元素,有哪些放样方法★,适用场合
    元素【也对应放样种类】:角度、距离、点位、直线、铅垂线、高程
    ★方法:
    点和平面位置放样
    铅垂线放样——放样铅垂线以保证高层建筑物的垂直度
    高程放样——把设计图上的高程在实地表示出来
    在这里插入图片描述
    交会法:距离交会——待放样点到一直到距离便于测尺量测;角度交会——量距不方便;轴线交会——钢尺不好量且无电磁波测距仪
    归化法:放样和测量都有需求
    极坐标法:
    自由设站法:和极坐标差不多,不方便安置仪器的时候,最常用
    RTK法:顶空障碍较小地区

    自由设站法的原理,为什么叫自由设站
    原理:根据两个及以上的已知点,架设全站仪,通过量测已知点的边长和角度,最小二乘平差求测站点坐标并完成测站定向。根据测站点和待放样点的坐标,计算放样元素,采用极坐标发求出各点。

    为什么:测站位置可自由选取

    特别适用于已知点上不便于安置仪器的情况
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    单基线RTK怎么放样,作业流程

    • 收集测区的控制点资料
    • 求测区的坐标转换参数
    • 进行工程项目参数设置
    • 野外作业,完成放样

    曲线测设定义和方法
    定义:将铁路、公路的曲线按照设计坐标在实地进行标定的过程
    方法:

    • 偏角法(不用了)
    • 切线支句法(不用了)
    • 极坐标法
    • 自由设站法
    • RTK法

    7 工程建筑物的变形监测

    变形监测的定义、变形因素/因子、意义、目的、作用和特点
    定义:对监视对象或物体(简称变形体)进行定期测量以确定其空间位置随时间的变化特征。(变形体的刚体位移、变形体的自身形变)

    变形因素:引起工程建筑物变形的原因有多种多样,如地壳运动、基础形变、地下开采、地下水位变化、作用在工程建筑物上的各种荷载(包括风、日光、雪、冰、暴雨、水压、地震、滑坡、泥石流、自重、桥上的车辆等)以及机械设备安装偏离设计值、 温度、 气候变化等。

    意义和目的:通过定期测量确定监测对象的空间位置随时间的变化特征

    作用:积累监测资料,为变形分析提供基础数据;服务于变形预报;保证工程安全;

    特点:

    • 贯穿工程建设和运营的始终,需要长期重复观测
    • 对精度要求极高,不同工程、建筑、阶段对精度要求各不相同
    • 对遥控、遥测和自动化要求高

    变形体的几何模型概念
    参考点、工作基点和目标点以及之间的连接(距离、高差、角度、GPS基线)
    4典型模型:突变模型、渐变模型、周期变形模型、运动型变形模型

    常规、现代和特殊的技术和方法【宏观角度】
    常规:大地测量方法

    • 网观测法
    • 视准线法
    • 交会法
    • 极坐标、水准etc
      特殊:基准线法、倾斜测量、挠度测量和sensor测量等
      现代:三维激光扫描、合成孔径雷达、裂缝观测法、震动观测法

    方案设计
    内容:

    • 监测方法选择
    • 变形监测网和监测点布设
    • 测量精度
    • 观测周期数
    • 周期之间的时间间隔和一周期所允许的观测时间的确定等

    回归分析★、回归平方和、残差平方和、总离差平方和,三者关系
    回归分析:处理变量之间的相关关系的一种数理统计方法
    在这里插入图片描述
    回归平方和是因变量回归值ŷ-因变量平均值y的离差平方和,数值上=∑(ŷ-ȳ)2
    残差平方和:把数据点与它在回归直线上相应位置的差异称残差,把每个残差的平方后加起来称为残差平方和,它表示随机误差的效应。
    总离差平方和是各项与平均项之差的平方的总和。它反映了x与其数学期望Ex的偏离程度。

    在这里插入图片描述

    相关系数、复相关系数、偏相关系数
    相关系数:研究变量之间线性相关程度的量

    偏相关系数:在多要素所构成的系统中,当研究某一个要素对另一个要素的影响或相关程度时,把其他要素的影响视作常数(保持不变),即暂时不考虑其他要素影响,单独研究两个要素之间的相互关系的密切程度,所得数值

    复相关系数:见下图

    在这里插入图片描述

    逐步回归
    根据专业知识和监测资料,再一元线性回归模型的基础上,通过回归系数的显著性影响,逐步地接纳和舍去变形影响因子,最后得到最佳回归方程。F检验的基础上。

    9 工业与民用建筑测量

    楼层垂直度概念、全高垂直度概念
    在这里插入图片描述
    全高:在建筑物外墙选取特征点

    高程建筑的高程传递方法
    钢尺垂直量距法:
    全站仪天顶距法

    内控制网
    在建筑物的±00高程面上建立基础控制网,各层楼板在基础控制网点竖向相应位置预留传递孔,使用测量仪器将±00面的控制点,通过传递孔层向上传递的网。

    深基坑变形监测的内容和方法
    (1)监测基坑周围土体沉降和坑底隆起,主要采用几何水准法,精度要求不高时,也可采用全站仪测距三角高程法;
    (2)深基坑边坡水平位移,基于变形监测网,采用交会法、视准线法、全站仪三维极坐标法监测;
    (3)基坑三维变形、坑壁收敛:利用全站仪建立非设站型变形监测网。

    分层投点法
    把高层建筑物或高耸建筑物按高度分为若干段,段长一般为10~100m,在建筑物内部间隔一定高度搭建测量平台,将埋设于±00面的控制点采用垂准仪逐层向上投递,以提高竖向轴线精度。施工过程中,从最靠近施工层面的测量平台向施工层面投点。

    测量方法特殊之处——分层投点

    10 高速铁路工程测量

    高速铁路测量和传统铁路测量的不同
    高速铁路实现列车高速行驶的前提条件是轨道系统的高稳定性和高平顺性,与传统铁路的主要区别,是要一次性地建成稳固、可靠的线下工程和高平顺性的轨道系统。
    主要体现在如下几个方面:
    (1)高速铁路线下工程测量和轨道系统施工测量在不同的坐标基准下进行;
    (2)高速铁路控制测量分线下高程控制网和轨道控制网;
    (3)要求精度高;
    (4)高精度GNSS接收机、智能型全站仪、数字水准仪和轨道检测仪等精密测量仪器在高速铁路建设中得到普遍使用。

    高铁平面控制网的特点,建立方法
    高速铁路平面控制网分四级布设,第一级为框架控制网,CP0网;第二级为基础控制网,CPⅠ网,第三级为线路控制网,CPⅡ网,第四级为轨道控制网,CPⅢ网。上一级网是下一级网的起算基准。
    0、Ⅰ、Ⅱ网采用卫星定位技术建立(在隧道内的CPⅡ网采用导线法建立),CPⅢ网采用自由设站边角交会法建立。

    测量基准
    高速铁路精度要求高,应在精密工程独立基准下进行测量。通过WGS84椭球的改造确定最佳区域椭球和最佳投影面,以建立精密的测量基准。包括同时改变椭球长半轴和偏心率;垂线偏差改正;垂线偏差的确定

    三网合一的概念
    在这里插入图片描述

    GRP网概念、GRP点概念
    GPR点:在CRTS I型板应用就是结合CRTS I型板与CRTS II型板各自优势的基础上,提出的改良施工方案。这一测量方法不但保证了施工测量中的精度,还提高了施工进度。因此GRP点的测设直接影响轨道板铺设后的精度和质量。

    GPR网:点构成的网

    自由设站法【灵活理解】
    在这里插入图片描述

    11 桥梁工程测量

    确定桥梁施工控制网精度的常用方法★
    在这里插入图片描述
    (2)在精度确定中遵循忽略不计原则和等影响原则,确定控制网最弱点和最弱边的精度,为控制网设计提供依据。

    建立桥梁施工平面控制网的要点
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    悬索桥主缆架设过程的垂度测量包含内容

    在这里插入图片描述
    悬索桥的索塔变形监测包含监测项目
    封顶后的上部构造施工前——日照温差作用下的静态变形监测和索塔顶监测点的基准坐标——掌握规律,发现一日中变形最小时间段//为日后工况下变形量计算提供依据
    猫道施工阶段——监测索塔变形大小和方向,为猫道索力控制和垂度调整提供依据
    索股牵引阶段——索股牵引时索塔动态变形监测和索股垂度调整的静态变形监测,反馈监控部门指导施工
    钢箱梁吊装阶段——吊装过程的索塔动态变形量,确保吊装速度和安全;索塔累计变形量,确定顶推主鞍座的时间和顶推量大小

    距离差分法
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    连续刚构桥悬臂梁箱施工中,监测悬臂箱梁挠度变形的意义
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    温度变化对长悬臂箱梁标高危害
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    克服温度变化对长悬臂箱梁标高影响的对策
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    固定时间观测法的定义
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