工程测量学考试复习要点

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第一章绪论

1、定义一：工程测量学是研究各项工程在规划设计、施工建设和运营管理阶段所进行的各种测量工作的学科。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。工程测量学是研究这三阶段所进行的各种测量工作。

2、工程测量学的内容划分：工程测量按工程建设的规划设计、施工建设和运营管理三个阶段分为“工程勘测”、“施工测量”和“安全监测”三大部分。（1）规划设计阶段（工程勘测阶段）：主要提供各种比例尺的地形图和剖面图，另外还要为工程地质勘探、水文地质勘探以及水文测验等测量工作。（2）施工阶段（施工测量阶段）：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，变形观测及设备的安装测量。（3）运营管理阶段（安全监测阶段）：工程建筑物的变形监测：水平位移、沉陷、倾斜、以及摆动等定期和持续观测

3、工程测量的主要内容：（1）工程测量中的地形图测绘（2）工程控制网布设及优化设计（3）施工放样技术和方法（4）工程的变形监测分析和预报（5）工程测量的通用和专用仪器（6）工程测量学中的误差及测量平差理论。

4、工程测量常用的技术 ：（1）常规地面测量技术 （2）卫星定位技术（GPS）（3）影像技术（4）水下地形测量技术（5）特种量测技术  （6）信息管理技术。

5、工程测量的特点：（1）与其它测量的相同点：基本理论、方法、观测手段、平差原理及仪器使用相同1）测量精度要求变化大，从高精度测量到低精度测量2）有特殊的测量仪器和特殊的点位装置3）测量场地小、干扰大（作业环境复杂）4）测量时间性强，数据多5）工程背景要求高。

第二章 工程建设中的测量工作与信息管理

1、（1）规划设计阶段的测量主要是提供地形资料。取得地形资料的方法是，在所建立的控制测量的基础上进行地面测图或航空摄影测量。（2）施工建设阶段的测量的主要任务是，按照设计要求在实地准确地标定建筑物各部分的平面位置和高程，作为施工与安装的依据。一般也要求先建立施工控制网，然后根据工程的要求进行各种测量工作和监理测量工作。（3）竣工后的营运管理阶段的测量，包括竣工测量以及为监视工程安全状况的变形观测与维修养护等测量工作。

2、桥梁工程勘测设计阶段的测量工作：桥位平面和高程控制测量；桥址定线测量；断面测量；桥位地形测量；河床地形测量；流向测量；船筏走行线测量；钻孔定位测量。

第三章 工程控制网布设理论与方法

1、工程控制网：分类：测图控制网、施工（测量）控制网、变形监测网、安装（测量）控制网。作用：（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）满足工程建设不同阶段对测绘在质量（精度、可靠性）、进度（速度）和费用等方面的要求。（3）工程控制网具有控制全局、提供基准和控制测量误差积累的作用。建网步骤：1）确定控制网的等级；2）确定布网形式； 3）确定测量仪器和操作规程；4）在图上选点构网，到实地踏勘；5）埋设标石、标志；6）外业观测；7）内业数据处理；8）提交成果。

2、测图控制网：控制测量误差的累积；保证图上内容的精度均匀；相邻图幅正确拼接。

3、施工平面控制网具有以下特点：（1）控制的范围较小，控制点的密度较大，精度要求较高（轴线相对精度） 范围：一般几百平方米——几十平方公里（2）使用频繁（3）受施工干扰大→控制点密度要求大（4）投影面特殊，投影面与工程的平均高程面一致（5）施工控制网常采用的坐标系，其坐标轴平行或垂直于建筑物的主轴线（6）有时分两级布网，次级网可能比首级网的精度高。

4、安装测量控制网：施工后期布设，注意点的密度和位置。特点：通常是一种微型边角网，边长从几米至一百多米整个网由形状相同、大小相等的基本图形组成精度要求很高，其测量精度有时要达到计量级。

5、建筑物放样的精度有哪些要求和特点：绝对精度要求（主轴线精度要求）：主要受地形、工程地质等条件的影响，其精度要求一般不高。相对精度要求（细部点对主轴线的精度要求）：相对精度直接影响建筑物的整体结构、联系、美观等，其要求一般较高。

6、工程控制网基准的建立方法：测图控制网：总是选国家或城市坐标系（含平面和高程）下的已知点坐标为其基准，内精度高，但可能导致网形的变形——扭曲和缩放，考虑已知点变形  施工控制网：一点一方向，自定义投影带、子午线、抵偿高程面。一般测土控制网是约束网，施工控制网是最小约束网，变形监测网是无约束网或最小约束网，安装控制网为最小约束网或约束网。

7、三差改正：1）边长归化改正——将所测量的边长归算到参考椭球面的改正2）投影改正——将参考椭球面上的方向和边长投影到高斯平面上的改正，与测区到子午线的远近有关。3）方向改正——将所测量的方向归算到参考椭球面的改正。

变形监测网的坐标系和基准的选取应该遵循的原则：

8、工程控制网的质量准则（精度、可靠性、灵敏度和费用准则）

一、精度准则

1、总体精度准则

（1）E准则 ——置信超椭球的最大半轴应尽可能地小

（2）体积准则——置信超椭球的体积应尽可能地小

（3）方差准则（A准则）——置信超椭球的半轴平方和应尽可能地小

体积准则的缺点是：即使体积达到最小，但个别半轴仍较大。方差准则可克服上述缺点。

（4）平均精度准则。

（5）均匀性和各向同性准则——均匀性是指网中所有点具有相同形状和大小的误差（或置信）椭圆，而各向同性则是表示在均匀的条件下还具有各方向精度相等的性质，即椭圆变成了圆

2、点位精度和相对点位精度

（1）描述点位精度的常用标量分如下两种：

1）赫尔默特（平均）点位误差（称为迹准则 ）

2）维克迈斯托点位误差（称为面积准则）

（2） 相对点位精度——用相对误差椭圆描述

3、未知数函数的精度

控制网中用直接连接或不直接连接的两点间的距离作未知数函数来描述相邻精度。

4、主分量——用置信椭球半轴表示，实际上表明了观测误差最大和最小的方向

5、准则矩阵——是人为设计的控制网坐标未知数的协方差矩阵，其元素是根据网的精度要求确定的。

二、可靠性准则

指发现（或探测）观测值粗差的能力（称内部可靠性）和抵抗观测值粗差对平差结果影响的能力（称外部可靠性）。一般采用多余观测、重复观测或者多余已知点进行检查。保证观测的可靠性。

多余观测分量的特点：–0 ≤ri≤1

（1）r越小，则观测值中的粗差则越难被发现

（2）对于一个确定的网和设计方案，观测值的内部可靠性与其精度成反比：观测值的精度愈高，则其可靠性愈低，愈不可靠；观测值的精度愈低，愈可靠——可靠性值随精度而重新分配。

（3）观测精度确定时，多余观测数愈大，网的可靠性愈高，建网费用也愈高。

（4）对于网来说，观测值的内部可靠性是与基准的位置无关的不变量。一个好的控制网，观测值的多余观测分量应大于0.3-0.5。

三、灵敏度准则

灵敏度实质上是特殊方向上的网点精度的反映，网的灵敏度愈高，所要求的观测值的精度也愈高。

四、费用准则：两个原则（最大原则和最小原则），用观测值的权的总和的最小作为费用准则。

9、工程控制网的优化设计方法：解析法：通过数学方程用最优化方法求解。模拟法：根据经验和准则，通过计算比较、修改，得到最优方案。

10、模拟法：模拟法优化设计过程：①设计网形、实地踏勘；②定初始方案，模拟观测值，网平差，计算各种精度和可靠性值；③观测修改；④再作模拟计算，重复进行，直到满意。⑤人机交互方式进行。基于可靠性的模拟优化设计法--要点和步骤：①网的初始方案应对所有可能观测的边和方向进行全测，是一个 ““ 肥网”” 或““ 密网”” 。②观测值之间的精度相差不要太大，边角间的

精度应基本匹配。③观测精度应选取仪器所能达到的最高精度，使优化时有降低的余地。④模拟初始观测方案，进行平差计算，对精度可靠性乃至灵敏度计算结果进行分析：观测精度是否合理，是否需作调整，基于观测值内部可靠性指标按从“ 肥” 到“ 瘦” ，从“ 密” 到“ 疏” 的策略进行网的优化设计。

优点：适用性好、模型简单、但是计算量大，不是严格意义上的最优解。

11、隧道（洞）工程控制网：洞内导线的设计可分由大地四边形构成的全导线网和交叉双导线网两种形式，长导线边按500m设计，大地四边形的两条短边可用钢尺量取且不作方向观测。由于大地四边形全导线网的观测量大，且靠近洞壁的侧边易受旁折光影响，所以采用交叉双导线网更好。为增加检核，应每隔一条侧边闭合一次，成为由重叠四边形构成的交叉双导线网。

12、桥梁施工控制网：一般要求在桥轴线上布点，以控制桥长和进行桥轴线放样。

第四章  工程测量的仪器与方法

1、角度测量：水平角和垂直角，仪器主要为经纬仪（光学经纬仪、电子经纬仪（全站仪））。经纬仪的测角误差主要来源于：轴系误差和读书系统误差。水平角：测回法，注意是否归零。垂直角：三丝法和中丝法，竖直指标差，利用盘左、盘右消除竖直指标差。电子经纬仪、目标自动照准、陀螺经纬仪。

2、距离测量：直接丈量、间接视距测量、物理测距。（1）钢尺量距：定线、量距、测量定向桩之间的高差、成果整理。尺长改正、温度改正、倾斜改正。P70  ，  为尺长改正，为钢尺膨胀系数（2）电磁波测距：脉冲式和相位式 。通过双尺组合测相位，保证测程和精度。改正：仪器家常数和乘常数改正（频率偏移）、气象改正（温度、气压）、倾斜改正。还有波道曲率改正、归心改正、周期误差改正等。激光干涉仪：利用迈克尔逊干涉系统高精度的测量长度，可用于测距仪的检定。

3、高程测量：几何水准测量、三角高程测量、液体静力水准测量、GPS高程测量。（1）电子水准仪优缺点：优点：读数客观 精度高 速度快 效率高 操作简单   

缺点：电子水准仪对标尺进行读数不如光学水准仪灵活 电子水准仪受外界条件影响较大。（2）液体静力水准测量：采用连通器的原理，通过静止液面传递高程。精度高，容易实现自动化观测，但是测程有限。不能残存气泡，消除零点差，注意温度差、气压差的影响，液体质量的影响，仪器倾斜误差等。（3）三角高程测量：需注意球气差改正（气球曲率，大气折光）。测角误差对高差的影响大于测距误差的影响。（4）倾斜测量：倾斜仪，精度高用多个倾斜仪可构成倾斜仪阵，用于地表沉降的连续、自动观测。

4、准直测量：测定某一方向上点位的相对变化，可以是水平方向也可以是垂直方向。水平向：a、光学准直：测小角法、活动标牌法（主要用于变形监测）b、光电准直：激光准直法c、机械法：引张线法（钢丝、尼龙丝） 垂直向：a、激光准直b、正倒锤法

5、波带板激光准直测量方法：在一基准点A安置激光器；在另一基准点B安置探测器；在待测点i安置一特定“ 焦距”的波带板。波带板的功能：把一束单色相干光会聚成一个亮点。

6、坐标测量：全站仪、GPS、激光跟踪仪、激光扫描仪等。其他仪器还有激光扫平仪、投点仪等。

第六章  工程建筑物的施工放样

1、什么是施工放样？它有哪些特点和要求？

答：施工放样的任务是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。如果放样出错且没有及时纠正，将会造成极大的损失。在放样前，测量人员首先要熟悉建筑物的总体布置图和细部结构设计图，找出主要轴线和主要点的设计位置，以及各部件之间的几何关系，再结合现场条件、控制点的分布和现有的仪器设备，确定放样的方法。

2、精度分配原则：等影响原则和忽略不计原则。当控制点误差为总误差的30%-40%时，控制点误差的影响可忽略不计。

3、高程放样方法：（1）水准仪法：特殊时候可采用倒尺法，悬挂钢尺传递基坑高程。（2）全站仪无仪器高法：适用于测区高低起伏大的工程放样，距离较远时，需考虑球气差影响。

4、点位放样：除GPS放样和直角坐标法以外，本质都是采用通过距离和角度进行放样。极坐标法、全站仪坐标法、交会法（距离交会、角度交会、前交、后交、自由设站）、直接坐标法（GPSRTK）、直角坐标法。采用的仪器有：经纬仪、全站仪、钢尺、GPS接收机。

5、铅垂线放样：经纬仪+弯管目镜法、光学铅垂仪法、激光铅垂仪法。

6、在前方交会中，如果交会角不变，在什么情况下对放样精度有利？什么时候不利？

答：当γ >90°时，对称交会最为有利；当γ <90°时，对称交会最为不利；当γ =90°时，与图形无关。

7、归化法放样 极坐标法放样点位如何进行归化改正？

答：归化法放样是指根据设计数据先初步测设出待放样点，再利用精密方法或多测回观测精确测定初步点，根据测量结果将其精确改正到设计位置。

步骤：初步测设点位，并标定；多测回精确测定水平角，用量垂向距离的方法进行改正。精确测定水平距离，与设计值比较，并进行改正。

8、放样结果检查：放样数据的检查；利用不同仪器放样；利用不同控制点放样；利用不同方法放样；放样点位相互关系检核。

9、在圆曲线测设中，已知α =20°，R=600 米，交点桩号为DK3+500.00，求圆曲线各要素和各主点里程，并简述各主点的测设方法。

答：要素：T=105.796，L=209.440,E=9.260,q=2.152。里程：ZY: DK3+394.204  QZ: DK3+498.923  YZ: DK3+603.3。

方法：在JD 点架设仪器，按线路后视方向定向，从JD 沿切线方向量距离T，得ZY、YZ点。用经纬仪平分180°-α ，沿分角线从JD 量距E，得QZ 点。

10、曲线测设：（1）偏角法测设曲线，计算曲线要素T,L,E,q测设主点，偏角法详细测设曲线。（2）切线支距法测设曲线：以曲线起点ZY为坐标原点，以切线为x轴，可计算曲线上任意一点i的坐标。（3）任意设站极坐标法测设曲线：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。

第七章  工程的变形监测和数据处理

1、变形监测的定义：对监视对象或物体( 简称变形体) 进行测量，以确定其空间位置随时间的变化特征。包括全球性、区域性和工程的变形监测。

2、变形体的几何模型：参考点、目标点及其它们之间的连接称为变形体的几何模型。

3、变形监测方案设计：– 测量方法的选择– 监测网布设– 测量精度的确定– 观测周期的确定…观测精度：如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许的数值而确保建筑物的安全，则其观测的中误差应小于允许变形值的1/10 ～1/20 ；如果观测的目的是为了研究其变形的过程，则其中误差应比这个数小得多。观测周期数和一周期观测时间的确定：原则：观测周期数取决于变形的大小、速度及观测的目的，且与工程规模、监测点数量、位置以及观测一次所需时间有关。在工程建筑物建成初期，变形速度较快，观测周期应多一些，随着建筑物趋向稳定，可减少观测次数；但仍应坚持观测，以便发现异常变化。及时进行第一周期观测具有重要意义，推延初始测量可能失去已经发生的变形，应特别重视第一周期观测的质量，以后各周期的成果要与第一期比较。

4、常规的大地测量方法：指用常规的大地测量仪器测量方向、角度、边长

和高差等量所采用方法的总称。光学经纬仪、光学水准仪、电磁波测距仪、

电子经纬仪、电子水准仪、电子全站仪、GPS接收机等。

5、摄影测量方法：特点：– 不接触监测。– 外业工作量小，观测时间短，快速，很多– 信息量大，利用率高，利用种类多– 仪器费用较高，数据处理对软硬件的要求较高。

6、特殊的大地测量方法：（1）短距离及其变化（裂缝）（2）准直法（光学、光电、机械）（3）铅直法（光学、光电、机械）（4）流体静力水准（5）挠度测量和倾斜测量（6）振动测量（7）三维激光扫描。

7、变形监测为什么要求自动化？– 变形速度太快；– 监测点太多。需要同一时刻获得许多个测点上的变形；– 监测间隔太短。变形过程需要大量短时间间隔的观测数据描述；– 监测环境太恶劣。噪声、高压、高热、高磁场或人无法到达；– 监测不能影响生产和运行管理。

8、变形观测数据处理：– 监测网的周期观测数据处理( 稳定性检验，位移)

– 各监测点上的监测数据处理( 回归分析、时序分析)– 变形分析（几何分析：确定变形量的大小、方向及其变化，即变形体形态的动态变化。物理解释：确定引起变形的原因、确定变形的模式，从本质上认识变形）监测是基础，分析是手段，预报是目的。

9、变形监测网的数据处理：（1）参考点稳定性分析：– 平均间隙法加最大间隙法– 卡尔曼滤波法（2）变形监测点的数据处理：– 回归分析法– 其他方法

• 时间序列分析法• 频谱分析法• 模糊人工神经网络法• 小波分析法。

10、总离差平方和S为变形观测值与变形观测值的平均值之差的平方和，残差平方和Q为变形观测值与变形观测值的回归值之差的平方和，回归平方和U为变形观测值的回归值与变形观测值的平均值之差的平方和。S=Q+U。

11、资料整理：（1）资料整理– 收集资料——自动采集或人工采集的各种原始观测数据– 审核资料– 填表和绘图– 编写整理成果说明（2）资料分析– 作图分析– 统计分析– 对比分析– 建模分析。

12、成果表达：形式：– 文字、表格、图形，多媒体、仿真、虚拟现实技术。绘制成各种表格、过程线图、相关图、位移矢量图、等值线图等。

13、大坝位移监测：（1）水平位移监测：视准线法、引张线法、激光准直法、正、倒垂线法：既可以实现水平位移监测,又可实现混凝土坝的挠度观测（CCD，自动化）、精密导线法、前方交会法（2）垂直位移监测：几何水准法：精度容易满足,但主要问题是如何实现观测自动化、流体静力水准法（3）三维位移监测

：极坐标法、距离交会法、GPS法。

14、桥梁变形监测：（1） 桥梁墩台变形监测（包括：垂直位移、水平位移监测）（水准、准直）（2） 塔柱变形监测（包括：顶部水平位移监测、整体倾斜观测、周日变形观测、挠度观测、伸缩量观测）（GPS、全站仪）。（3） 桥面挠度观测（几何水准微波干涉）（4） 桥面水平位移观测

15、深基坑变形监测：– 基坑内壁水平位移– 基坑内壁倾斜– 周围建筑物沉降。

16、高层变形监测：（1）沉降（水准，静力水准）（2）水平位移（准直、全站仪）（3） 倾斜（挠度）（准直、经纬仪）（3）裂缝、日照、风震。

17、隧道变形监测：– 沉降– 收敛变形– 围岩压力– 钢筋应力

18、滑坡变形监测：-各种裂缝监测-岩土体松弛以及局部坍塌、沉降隆起活动

-地下、地面三维位移-地下水水位、水量、水化学特征-树木倾斜和各种建筑物变形-降雨以及地震活动等外部环境变化-动物活动异常。

第八章  线状工程测量

1、线状工程的工作程序：（1）初步方案，它根据有关政治、经济、交通和自然条件进行室内选线和野外勘查，全面分析、比较、论证道路建设的意义以及技术、经济上的合理性和可行性，提出路线的初步方案；（2）初测，它是在前面工作的基础上进一步安排路线，落实路线局部方案；（3）定测，它是在初步设计基础上，将纸上定线的路线方案进行实地放线；（4）施工放样与检查，在建设过程中进行施工检查；（5）竣工测量。

2、线路工程测量的主要内容：中线测量；纵断面测量；横断面测量；地形图测量；施工放样；竣工测量；有关调查工作。

3、线路勘测阶段的测量工作：铁路勘测任务可分为踏勘（初测）和定测，初测是为初步设计提供资料而进行的勘测工作，初步设计的主要任务是纸上定线，经过经济、技术比较提出一个推荐方案。初测对初步设计方案中认为有价值的线路进行实测，即进行实地选点，定出线路方向，沿线进行导线测量和水准测量，并测绘带状地形图——放样式的地形测量。定测是在初步设计批准后，结合现场的实际情况确定中线的位置，并为施工设计收集必要的资料——中线放样。

4、初测：对初步设计方案中认为有价值的线路进行实测，即进行实地选点，定出线路方向，沿线进行导线测量和水准测量，并测绘带状地形图。工作步骤：选点（插大旗）；导线测量；高程测量（基平、中平）；地形测量。

5、基平测量：铁路初测阶段布设水准点和进行的水准测量。中平测量：以基平测量的水准点为基础，测定沿线各导线点，百米桩及加桩点的高程，用以给制线路纵横断面图，称为中平测量。

6、定测：是在初步设计批准后，结合现场的实际情况确定中线的位置，并为施工设计收集必要的资料。主要工作有中线测量、线路纵、横断面测量。中线测量：把在带状地形图上设计好的线路中线测设到地面上，并用木桩标定出来。中线测量包括放线和中桩测设两部分工作。放线：把纸上各交点间的直线段测设于地面上（交点、转点），放线常用的方法有拨角法、支距法、极坐标法和 GPS  RTK法。中桩测设：沿着直线和曲线详细测设中线桩。

7、放线：交点—路线的相邻直线段的相交之点。是详细测设道路中线的控制点。在初测的带状地形图上进行纸上定线，设计交点的位置，然后实地测设。 转点—路线直线段上的点。定线测量中，当相邻两交点互不通视或直线段较长时，每隔200 ～3O0m 设一 转点,  以便在交点测量转折角和直线量距时作为照准和定线的目标。

8、中桩测设：交点确定之后，应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。里程桩的作用：标定路线中线的位置,注明类别和离起点的距离，例:  JD 3+135.12  —交点, 离起点3135.12m ；测量路线纵、横断面的依据；便于计算工程量。主要工作：定线、量距、打桩。主点里程计算：ZY里程＝JD里程－T  YZ里程＝ZY里程＋L  QZ里程＝ZY里程＋L/2  JD里程＝QZ里程＋q/2＝ZY里程＋T。

9、水准测量、纵横断面测绘、土方计算：定测阶段的水准测量作业方法及精度要求同于初测阶段，其基平测量应尽量采用初测水准点的高程数据（三、四等）。

中平测量的任务是测出定测时设置的各中桩高程，为绘制纵断面图提供依据。中平测量一般采用水准测量的方法进行，一般测设形式如下：也可以全站仪和GPS.

10、线路施工测量：主要任务：测设作为施工依据的桩点的平面位置和高程，主要工作：恢复道路中线测量，施工控制桩、路基边桩和竖曲线测设。线路复测：

线路复测的内容和方法与定测时基本相同。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。若桩点有丢失和损坏，则应予以恢复；若复测和定测成果的误差在允许范围之内，则以定测成果为准；若超出允许范围，应查找原因，确定证明定测资料错误或桩点位移时，方可采用复测资料。

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。路基横断面是根据中线桩的填挖高度和所用材料在横断面上画出的。路基的填方称为路堤；挖方称为路堑；在填挖高度为零时，称为路基施工零点。

11、竣工测量：路基土石方工程完工后，铺轨前应进行线路竣工测量，最后确定中线位置，作为铺轨的依据；并检查路基施工质量是否符合设计要求。内容包括：中线测量、高程测量和横断面测量。

12、公路测量：目前公路线型设计采用非常对称线型——非一般平面设计（交匝道、山区公路）。完全非对称线形——两段缓和曲线不等长，非对称非完整线形：两段缓和曲线的半径不等过渡。关键在于非一般曲线任意桩点的坐标计算。

13、管线工程测量：工作：（1）收集确定区域内大中比例尺地形图、控制点资料、原有各种管线的平面图及断面图等。（2）地形图测绘。根据初步规划的线路，实地测量管线附近的带状地形图或修测原有地形图（3）管线中线测量。根据设计要求，在地面上标定出管道中心线的位置（4）纵、横断面图测量。测绘管线中心线和垂直于中心线方向的地面高低起伏的情况（5）管线施工测量。根据定线成果及设计要求测设施工过程中所需要的各种标志（6）竣工测量。将施工成果通过测量绘制成图，反映实际施工情况，作为使用期间维修、管理的依据。

14、管道中线测量：将设计的管线位置在地面上测设出来。其主要的工作内容是定出管线的交点桩、里程桩和加桩。

15、中桩测设：中桩测设是为了测定管线长度和测绘纵、横断面图，沿管线中心线由起点开始测设里程和加桩（20米，50米，100 米，重要地方加桩）。

16、管线的纵横断面测量：管线纵横断面测量在管线中线测量和中线桩高

程的水准测量基础上进行。

第十章 桥梁工程测量

1、桥梁工程的主要测量工作有哪些？勘测设计阶段提供各种比例尺的地形图（包括水下地形图）；施工阶段确保桥梁施工放样达到足够的精度与可靠性使桥梁顺利贯通合拢； 工程竣工以后提供变形监测，保证桥梁的安全正常运行。

2、桥址选线测量：桥址平面地形测绘、桥址纵断面及辅助断面测量、既有桥梁丈量。

3、桥梁控制测量的目的：（1）在勘测阶段，主要为测量桥址平面图，并根据

水文、地质资料，选定符合计划任务书的桥址进行定测；（2）在施工阶段，主要是为保证桥轴线长度放样和桥梁墩台中心定位的精度要求。

4、桥梁控制网的布设特点：– 桥梁平面控制网通常分两级布设– 首级控制网主要控制桥的轴线– 为了满足施工中放样每个桥墩的需要，在首级网下需要加设一定数量的插点或插网，构第二级控制– 由于放样桥墩的精度要求较高，故第二级控制网的精度应不低于首级网– 进行精度估算。– 保证两岸统一高程。

5、桥轴线长度和桥梁墩台定位必要精度的确定：桥梁控制网是为保证桥轴线的放样、桥梁墩台中心定位和轴线测设的精度而布设。因此，首先要知道桥轴线长度、墩台中心定位精度要求的计算方法。

6、平面控制网精度估算：建立控制网的目的是满足施工放样桥轴线的架设误差和桥梁墩台定位的精度要求。（1）对于保证桥轴线长度的精度来说，一般桥轴线作为控制网的一条边，只要控制网经施测、平差后求得该边长度的相对误差小于设计要求即可；（2）对于保证桥梁墩台中心定位的精度要求来说，既要考虑控制网本身的精度又要考虑利用建立的控制网点进行施工放样的误差。当要求控制网点误差影响仅占总误差的十分之一时，控制网的精度要求（控制点误差对放样点位不发生显著影响原则）此时，m1=0.4M，m2=0.9M。

7、桥梁平面控制网坐标系和投影面的选择：桥梁控制网常采用坐标系统

– 坐标轴采用平行或垂直桥轴线方向– 曲线桥梁坐标轴可选为平行或垂直于一岸轴线点（控制点）的切线。– 若施工控制网与测图控制网发生联系时可进行坐标换算，统一坐标系。– 桥梁控制网选择桥墩顶平面作为投影面，以便平差计算获得放样需要的控制点之间的实际距离。

8、桥梁高程控制网的建立：– 桥梁高程控制测量的作用：（1）统一本桥高程基准面；（2）在桥址附近设立基本高程控制点和施工高程控制点，以满足施工中高程放样和监测桥梁墩台垂直变形的需要。– 建立高程控制网的常用方法是水准测量和三角高程测量。跨河水准测量采用精密水准仪，且需要特定的照准标牌。

9、桥墩台基础的施工放样：准确地测设桥梁墩台的中心位置和它的纵横轴

线，是桥梁施工阶段最主要的工作之一，这个工作称为桥墩台定位和轴线测设。测设墩台中心的方法有直接丈量法、偏角法、导线法、极坐标法及前方交会法。

曲线桥梁测设资料的计算：P321。

10、桥梁高塔柱施工测量有哪些特点？答：（1）要求精度高。无论是塔身的倾斜度、垂直度，还是轴线偏位、几何尺寸以及索道管的定位等都提出较高的要求，属于精密工程测量范畴。（2）位置特殊。一般索塔位于水域，使施工控制点的布设受到较大的。（3）水域施工，大气折光严重。（4）施工干扰大。（5）

特性强。不同的桥型施工测量要求不同；相同的桥型，不同的设计，不同的施工工艺，不同的地理位置，对施工测量也提出不同的要求；即使桥型、设计相同，施工环境不同，施工测量方法也要求不同。

11、桥梁变形监测：静态变形监测（桥墩台垂直位移、水平位移）、动态变形监测（扰度变形）。监测方法：常规大地测量方法、GPS、特殊测量方法（倾斜测量、激光准直）、地面摄影测量。

12、垂直位移观测：垂直位移监测网– 基准点应尽量选在桥梁承压区之外，但又不宜离桥梁墩台太远，以免加大实测工作量及增大测量的累积误差，一般来说，以不远于桥梁墩台1km ～2km 为宜。– 工作基点一般选在桥台上，以便于观测布设在桥梁墩上的观测点，测定各桥墩相对于桥台的变形。– 观测点的布设应遵循既要均匀又要有重点的原则。对于特殊的墩台应该加密点，以监视非均匀沉陷（倾斜变形）。

13、水平位移观测：（1）水平位移监测工作基点测定 测定相对位移时，工作基点一般处于桥台上或附近不远处，很难保证稳定不动，所以要定期测定工作基点的位移，以改正观测点测定的结果。工作基点位移可按如下方法测定：– 边角网– 前方交会法– 检核基准线法 –GPS（2）水平位移观测：测定相对位移的方法与桥梁的形状有关，对于直线形桥梁，一般采用基准线法、测小角法等；对于曲线桥梁，一般采用前方交会法、导线测量法等。– 基准线法，可布设三条基准线，主桥一条，两端引桥各一条。– 测小角法，精密测定基准线方向（或分段基准线方向）与测站到观测点之间的小角。– 前方交会法，若桥梁难以直接用距离测量法和基准线法测定位移，可用前方交会法。– 导线测量法导线，两端连接于桥台工作基点上，每一个墩上设置一导线点，它们也是观测点。这是一种两端不测连接角的无定向导线。）

14、桥梁挠度观测：桥梁绕度观测分为桥梁的静荷载挠度观测和动荷载挠度观测。静荷载挠度观测时测定桥梁自重和构件安装误差引起的桥梁的下垂量；动荷载挠度观测时测定车辆通过时在其重量和冲量作用下桥梁产生的挠曲变形。– 精密水准法– 全站仪观测法，即光电测距三角高程法。–GPS 观测法，对大挠度的桥梁可考虑用GPS 。– 静力水准观测法，自动化的数据采集和处理。– 专用挠度仪观测法，最常见的为激光挠度仪。

15、桥梁实时位移监测的GPS RTK法，用于监测塔柱的振动等变形。

16、为什么要对桥梁塔柱进行周日变形监测？答：索塔顶部是个自由端，会由于日照、风压、索力作用产生变位，这种变位将随着塔体不断升高而迅速增大，为了满足高索塔施工中垂直度要求，确定施工中塔柱的周日形变及索力作用下引起的塔柱偏移，必须测定和研究外界条件影响下塔柱的变化规律，用于指导施工与

测量工作。

第十一章  水利工程测量

1、水利工程测量的主要内容：平面、高程控制测量；地形测量（包括水下地形测量）；纵横断面测量；定线和放样测量；变形观测等。

2． 水利工程在勘测设计阶段的主要测量工作：为流域综合利用规划、水利枢纽布置、灌区规划等提供小比例尺地形图；为水利枢纽地区、引水、排水、推估洪水以及了解河道冲淤情况等提供大比例尺地形图(包括水下地形)；还有其它诸如路线测量、纵横断面测量、库区淹没测量、渠系和堤线、管线测量等等。

3． 水利工程施工测量的主要内容：布设各类施工控制网测量，各种水工构筑物的施工放样测量，各种线路的测设，水利枢纽地区的地壳变形、危崖、滑坡体的安全监测，配合地质测绘、钻孔定位，水工建筑物填筑(或开挖)的收方、验方测量，竣工测量，工程监理测量等。

4． 水利工程运营阶段的测量工作：水工建筑物投入运行后发生沉降、水平位移、渗漏、挠度等变形测量，库区淤积测量，电站尾水泄洪、溢洪的冲刷测量等。

5、河流梯级开发规划阶段的测量：这种对整条河流（或局部段）综合开发的规则称为流域规划。测量人员应提供该流域内的小比例尺地形图、河流纵断面图以及河谷地形图。为此要进行河流水面高程测定、横断面测量（断面索法、交会法、GPS（RTK）法等）、纵断面编绘。河流水面高程的测定:在河流上每隔一定的间距设有水文站，但为详细了解河流水面的变化特征，还须沿河流布设一定数量的水位点，水位点应尽可能位于河流水面

变化的特征处。

6、水利枢纽工程设计阶段的测量：（1）工程设计阶段的控制测量；（2）水库淹没界线测量（水库边界线测设的目的在于测定水库淹没、浸润和坍岸范围，由此确定居民地和建筑物的迁移、库底清理、调查与计算由于修建水库而引起的各种赔偿；规划新的居民地、确定防护界线等。边界线的测设工作通常由测量人员配合水工设计人员和地方机关共同进行。）（3）地质勘察测量（4）河道测量：①平面、高程控制测量；②河道地形测量；③河道纵、横断面测量；④测时水位和历史洪水位的联测；⑤某一河段瞬时水面线的测量；⑥沿河重要地物的调查或测量。

7、水利枢纽工程的施工控制测量：（1）平面网：两级布设，即为基本网和定线网。布设：基本网一般布设在施工区域以外，以便长期保存；– 定线网应尽可能靠近建筑物，以便放样。精度：根据建筑物竣工时对于设计尺寸的容许偏差(即建筑限差)来确定，建立施工控制网时应使控制点误差引起细部点的误差，相对于施工放样的误差来说，小到可以忽略不计；– 定线网的测量精度不一定比基本网的测量精度低，有时定线网的内部相对精度甚至比基本控制网精度要高得多。（2）高程网：– 高程控制网一般也分两级，一级水准网与施工区域附近的国家水准点联测，布设成闭合( 或附合) 形式，称为基本网，基本网的水准点应布设

在施工爆破区外，作为整个施工期间高程测量的依据。另一级是由基本水准点引测的临时性作业水准点，它应尽可能靠近建筑物，以便做到安置一次或二次仪器就能进行高程放样。

8、水利枢纽工程的施工放样：（1）大坝的施工放样：A、坝轴线的测设：坝轴线的位置一般是在图纸上设计选定，用图解方法量算出坝轴线两端点的坐标。再在现场测设出坝轴线的两个端点。B、清基中的放样工作：清基放样的主要工作是确定清基范围和各位置的高程，一般根据设计数据计算而得。目前，清基放样工作一般采用全站仪坐标法和GPS（RTK ）法进行。（2）水工隧洞施工测量：

– 洞外控制测量– 洞内控制测量– 联系测量– 隧洞中心线放样– 开挖断面和衬砌断面的放样等。（3）水电站厂房施工测量：– 厂房施工控制网的建立

– 基础开挖测量– 厂房建筑放样测量。（4）金属结构安装测量：金属结构安装测量的精度一般较高，需建立的控制网。金属构件与土建工程有一定的关

系，所建立的安装测量控制网与土建施工测量控制网轴线关系应保持一致

9、水利枢纽工程的变形监测：内容：水平位移、垂直位移、坝体挠度、基础转动和地质缺陷监测。监测方法:引张线、真空管道激光位移测量系统、正垂线、倒垂线、伸缩仪、精密量距、静力水准仪、精密水准点、双金属标、测温钢管标、多点位移计、基岩变形计等。水平位移观测：基准线法；大地测量方法。垂直位移观测：几何水准测量；液体静力水准法；三角高程测量法。扰度观测：正倒锤法。裂缝观测。应力/应变观测。分层沉降观测。倾斜观测：倾斜仪。渗流观测。温度观测。检查观测。滑坡崩岸观测。

10、变形监测周期的确定：– 在施工期和水库蓄水时，建筑物的变形发展较

快，所以观测的时间间隔不宜过大，它与预期的变形值及水库蓄水阶段有关。在施工期间，若遇特殊情况（暴雨、洪水、地震等），应进行加测。– 在施工结束、水库开始蓄水，库水位下降、水库放空等有代表性的阶段，要进行变形测量工作。– 在大坝运行期间，建筑物及其基础变形过程已变得缓慢，因而周期可以放长，而各观测周期应尽量在每年相同的情况下进行。– 在时效变形基本停止以后（这一过程一般需十年以上），测量工作并不能停止，继续观测的任务

是为了保证大坝的安全运行，以防事故的发生。注意及时进行第一周期的观测。

11、常用变形监测资料分析方法：作图分析；统计分析；对比分析；建模分析。

第十二章  工业与民用建筑测量

1、建筑测量目的：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。测量内容– 场地平整 – 建立施工控制网 – 根据施工控制网进行建筑物放样 – 竣工测量– 变形监测。

2、大型工业厂区的控制测量：施工精度要求差别大。为此，施工控制网的主要任务：用来放样各系统工程的中心线和个系统工程之间的连接建筑物。厂区控制网： 放样各建筑物的主要轴线。厂房矩形控制网、设备安装控制网：放样厂房和主要生产设备的细部。如何建立厂区控制网：在布设建筑工地施工控制网时，采用分级布网的方案，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。

3、平面控制：– 建筑基线– 建筑方格网– 导线网– 边角网–GPS网 高程控制： 水准网或水准点。在地势平坦、建筑物多且布置比较规则和密集的工业场地常布置建筑方格网 方格网。对于地面平坦的小型施工场地，常布置一条或几条建筑基线。当地形平坦而通视比较困难的地区或建筑物布置不很规则地区常布置导线或导线网。++4、建筑方格网：适用于大、中型建筑场地。根据设计建筑群的主轴线将平面控制网布置成矩格网形。建筑方格网进行施工放样的优点：– 计算简单—用加、减法计算直角坐标法放样数据– 使用方便—布置在待测设建筑物的就近位置– 放样迅速—可用直角坐标法放样。建筑方格点：– 精度要求高；– 采用建筑坐标系( 坐标轴方向与建筑群主轴线平行– 或垂直) ；– 各边相互平行或垂直，且为整数；– 点位便于保存( 布置于设计的通道位置) ；– 测设控制点，然后调整。应用于大型公矿企业的施工，例如钢铁厂等。轴线法测设建筑方格网的基本步骤：图上设计；实地放点；精确测定纵横轴线并改正；用直角交会定出4 个角点。归化法测设建筑方格网的基本步骤：用轴线法初步测设；用导线法观测该网；平差处理（8 个条件：4 个角度闭合条件，4 个坐标闭合条件）；归化改正。

5、施工测量：（1）民用建筑施工测量 ：– 建筑物定位 – 建筑物详细测设 

– 轴线控制 – 基础施工测量 （2）工业建筑施工测量 – 厂房控制网和柱列轴线测设 – 基础施工 – 建筑构件安装。

6、高层和高耸建筑测量的特点及要求：所谓高层和高耸建筑物一般指比较高大的建筑物，如高层建筑物、烟囱、电视塔等。其特点在于高度大，受场地，不便用通常的施工方法进行中心控制。高层和高耸建筑结构多为框架式，施工常用滑模工艺。这对施工测量的精度提出了更高的要求，尤其要求严格控制垂直度偏差。

7、高层建筑物的施工测量包括：垂直度控制、各层面的细部放样、倾斜度确定、高程控制盒变形监测。

8、垂直度控制：高层建筑内控法测量的基本思想：所谓内控制就是在建筑物的±00 面内建立控制网，在控制点竖向相应位置预留竖向传递孔，用仪器在±00 面控制点上，通过传递孔将控制点传递到不同高度的楼层。高层建筑内控法测量的基本步骤：（1）顾及建筑物的形状，在底层布置矩形或“＋”字控制网，并转测至建筑物的±00 面，经复测检核后，作为建筑物垂直度控制和施工测量的依据；（2）用铅垂仪或经纬仪（全站仪）加弯管目镜或激光投点仪在±00 面控制网点作竖向传递，将控制点随施工进程传递至相应楼层；（3）为消除仪器的轴系误差，仪器在每站投测时应采用四个对称位置分别向上投点，并取四个点

的平均位置作为最后的投测点（4）接收靶通常采用透明的刻有“＋”字线的有机玻璃，这种接收靶对采用激光铅垂仪和光学经纬仪都适用，这可使在接收位置的人透过接收靶看到激光铅垂仪投上去的激光斑点，并做记号；也能使光学铅垂仪或经纬仪的操作人员通过调焦看到接收靶上的“＋”字线的交点位置。

9、实施分段投测：为了提高功效，防止误差积累，顾及仪器性能并减少外界影响，应该实施分段投测和分段控制，一般以15层约50m为一个投测段，第二段将第一段±00的控制点投测至第二段的起始楼层。

10、高层建筑的高程传递：（1）钢卷尺水准仪测量法：用钢卷尺代替水准尺挂于垂直通道，从地坪层向上逐层传递高程，测设各层的一米标高线( 高出设计地坪1m)（2）全站仪天顶测距法：在地坪层控制点安置全站仪,用直角目镜天顶

测距法,从垂准孔向上逐层传递高程( 适合于高层和超高层建筑)。

第十三章  地下工程测量

1、地下工程测量特点：(1)、地下工程施工面黑暗潮湿，环境较差，经常需进行点下对中（常把点位设置在坑道顶部），并且有时边长较短，因此测量精度难以提高。(2)、地下工程的坑道往往采用独头掘进，而洞室之间又互不相通，因此不便组织校核，出现错误往往不能及时发现。并且随着坑道的进展，点位误差的累积越来越大。(3)、地下工程施工面狭窄，并且坑道往往只能前后通视，造成控制测量形式比较单一，仅适合布设导线。(4)、测量工作随着坑道工程的掘进，而不间断的进行。一般先以低等级导线指示坑道掘进，而后布设高级导线进行检核。(5)、由于地下工程的需要，往往采用一些特殊或特定的测量方法（如为保证地下和地面采用统一的坐标系统，需进行联系测量）和仪器。

2、地下工程测量的主要内容：建立地面控制网；地面和地下的联系测量；地下坑道中的控制测量；施工测量；竣工测量；安全监测。

3、什么叫贯通误差？贯通误差分哪几类？：施工中心线在贯通面处产生错开的现象称之贯通误差。分类： 纵向：中心线方向的贯通误差，仅影响线路的里程，要求较低。横向：垂直于中心线方向的贯通误差，直接影响工程的质量，需重点考虑。高程：铅垂线方向的贯通误差，利用水准测量方法，一般较容易满足要求。

4、隧道贯通误差预计：。。

5、地下工程的地面控制测量：(1)平面控制测量：现场定标法、三角网法、导线法、GPS网.（2）高程控制测量:几何水准法、三角高程测量。

6、地面平面控制网布设的基本过程和要求：收集资料：地形图、线路平面图等。现场踏勘：查看测量控制点和线路控制桩。布网选点：注意控制网的网形；控制点的稳定性、安全性和使用的方便性；洞口一般应有3~4 个控制点；洞口点应通视良好，便于保存。控制网精度一般根据规范的规定和工程的实际需要进行确定。导线网具有灵活、方便、计算简单、受地形及通视条件影响小等优点。一般用主副导线法，主导线沿隧洞中心线布设成直伸形，副导线用于提高精度和可靠性。

7、地下控制测量：特点：由于受坑道的，一般只能敷设导线，其形状通常形成延伸状；地下导线不能一次布设完成，而是随着坑道的开挖而逐渐向前延伸；随着坑道的开挖，先敷设边长较短、精度较低的施工导线，指示坑道的掘进。而后敷设高等级导线对低等级导线进行检查校正；导线点有时设于坑道顶板，需采用点下对中；地下工作环境较差，对导线测量干扰较大。

8、地下导线测量的精度设计：地下工程的平面误差包括了地面平面控制测

量误差、联系测量误差（有些工程无此项误差）以及地下导线测量误差。设地下工程的极限误差为Δ，则地面控制测量所允许的测量误差为：，当没有联系测量时，。

9、联系测量：为保证地下工程沿设计方向掘进，应通过平峒、斜井及竖井将地面的平面坐标系统及高程系统传递到地下。该项工作称为联系测量。通过平峒、斜井的联系测量可由导线测量、水准测量、三角高程测量完成。竖井联系测量工作分为平面联系测量和高程联系测量。平面联系测量又分为几何定向（包括一井定向和两井定向）和陀螺定向。

9、竖井联系测量：为了保证地下各开挖面能准确贯通，必须将地面控制网中的点位坐标、方位角和高程经过竖井传递到地下，建立地面和井下统一三维坐标系统，该项工作称为“ 竖井联系测量”, 其中关键是方位角传递。一井定向：通过一个竖井口，用垂线投影法将地面控制点的坐标和方位角传递至井下隧道施工面，称为 “一井定向”。一井定向测量工作可分为投点（在井筒中下放钢丝）和连接测量工作。投点误差对定向精度影响很大。两井定向：无定向导线的测量与计算。需要注意的边长的投影改正。

10、在选择井上下连接点C和C′时应满足下列要求：–CD和C′D′的长度应尽量大于20m ；– 应使C和C′点处的锐角γ及γ小于20，构成最有利的延伸三角形；– 点C和C′应适当地靠近最近的垂球线，使a/c和b ’/c 之值尽量小一些。一般应小于1.5 m。

11、高程联系测量：为使地面与地下建立统一的高程系统，应通过斜井、平峒或竖井将地面高程传递到地下巷道中，该测量工作称为高程联系测量（也称为导入高程）。方法：长钢尺法（注意加尺长改正、温度改正、自重伸长改正）、长钢丝法、光电测距仪铅直测距法。

12、陀螺经纬仪及定向测量：作业过程：（1） 在地面已知边上测定仪器常数（2） 在井下定向边上测定陀螺方位角，在井下应进行2—3次，各次之间的互差小于限差。（3） 在地面上重新测定仪器常数（4） 求算子午线收敛角（5） 求算待定边的坐标方位角.一次测量陀螺方位角的过程：粗略定向、测前悬带零位观测、精密定向（逆转点跟踪法、中天法）、测后悬带零位观测。

14、隧道的施工和竣工测量：隧道施工测量时的主要任务为：在隧道施工过程中确定平面及竖直面内的掘进方向，另外还要定期检查工程进度( 进尺) 及计算完成的土石方数。在隧道竣工后，还要进行竣工测量。隧道竣工测量：隧道竣工后，为检查主要结构及线路位置是否符合设计要求，应进行竣工测量。该项工作包

括，隧道净空断面测量、永久中线点及水准点的测设。