土木工程測量作業(yè)答案解析

土木工程測量作業(yè)答案解析?一、水準測量部分1.水準測量原理水準測量是利用水準儀提供的水平視線，讀取豎立于兩點上的水準尺讀數(shù)，來測定兩點間高差，再根據(jù)已知點高程，推算出未知點高程。其原理基于公式：\(h_{AB}=ab\)，其中\(zhòng)(h_{AB}\)為\(A\)、\(B\)兩點間高差，\(a\)為后視讀數(shù)，\(b\)為前視讀數(shù)。\(H_{B}=H_{A}+h_{AB}\)，\(H_{A}\)為已知點\(A\)的高程，\(H_{B}\)為待求點\(B\)的高程。

2.水準測量的儀器及使用水準儀主要由望遠鏡、水準器和基座三部分組成。望遠鏡用于瞄準目標和讀取水準尺讀數(shù)；水準器包括圓水準器和管水準器，用于指示水準儀是否處于水平狀態(tài)；基座則用于支撐儀器并使其能在三腳架上穩(wěn)定。

使用水準儀時，首先要安置儀器，將三腳架架設在合適位置并大致整平，然后通過調節(jié)腳螺旋使圓水準器氣泡居中，再調節(jié)微傾螺旋使管水準器氣泡居中，此時儀器視線水平。接著用望遠鏡瞄準水準尺，讀取十字絲橫絲在水準尺上的讀數(shù)。

3.水準測量的誤差來源及消減方法儀器誤差：水準儀視準軸與水準管軸不平行，會產生i角誤差?？赏ㄟ^前后視距相等來消減，如在一個測站上使前、后視距盡量相等，或在整個水準路線上采用偶數(shù)站觀測，使前、后視距累積差符合要求。水準尺零點誤差，可采用往返觀測取平均值或更換水準尺等方法減少影響。觀測誤差：水準尺傾斜誤差，觀測時應扶直水準尺。讀數(shù)誤差，讀數(shù)時應仔細對準十字絲并準確讀數(shù)，避免誤讀。外界環(huán)境影響誤差：儀器下沉誤差，在觀測過程中，儀器下沉會使視線降低，導致高差測量誤差?？刹捎?后前前后"的觀測順序，即先后視讀數(shù)，再前視讀數(shù)，然后前視讀數(shù)，最后后視讀數(shù)，這樣可以抵消一部分儀器下沉的影響。尺墊下沉誤差，在轉點處，尺墊下沉會使高差測量產生誤差。應選擇堅實的地面作為轉點，并采用合適的方法放置尺墊，減少其下沉。地球曲率和大氣折光誤差，可通過限制視線長度來減少其影響，一般規(guī)定視線長度不超過一定數(shù)值。

4.水準測量作業(yè)流程及成果計算水準測量作業(yè)流程通常包括：1.準備工作：檢查儀器、水準尺等工具是否完好，熟悉水準路線情況。2.安置儀器：在測站上安置水準儀并整平。3.瞄準水準尺：用望遠鏡瞄準水準尺。4.讀數(shù)：讀取水準尺上的讀數(shù)。5.記錄：將觀測數(shù)據(jù)記錄下來。6.遷站：搬至下一站繼續(xù)觀測。

成果計算時，首先計算各測站的高差\(h_{i}=a_{i}b_{i}\)，然后計算總高差\(\sumh=\sum(ab)\)，最后根據(jù)已知點高程和總高差計算待求點高程\(H_{待}=H_{已知}+\sumh\)。

例如，已知\(A\)點高程\(H_{A}=100.000m\)，觀測數(shù)據(jù)如下：|測站|后視讀數(shù)\(a\)（m）|前視讀數(shù)\(b\)（m）|高差\(h\)（m）||::|::|::|::||1|1.568|0.876|0.692||2|1.325|1.789|0.464||3|1.897|1.234|0.663|

總高差\(\sumh=0.6920.464+0.663=0.891m\)則\(B\)點高程\(H_{B}=H_{A}+\sumh=100.000+0.891=100.891m\)

二、角度測量部分1.角度測量原理角度測量包括水平角測量和豎直角測量。水平角測量原理：水平角是指地面上一點到兩目標的方向線鉛垂投影在水平面上所夾的角度。測量水平角時，在角頂點安置經緯儀，通過經緯儀的水平度盤讀取兩目標方向線的水平度盤讀數(shù)，其差值即為水平角值。例如，\(\beta=\left|ab\right|\)，其中\(zhòng)(\beta\)為水平角，\(a\)、\(b\)分別為兩目標方向線的水平度盤讀數(shù)，當\(a>b\)時，\(\beta=ab\)；當\(a<b\)時，\(\beta=360^{\circ}(ba)\)。豎直角測量原理：豎直角是指在同一豎直面內，目標方向線與水平線的夾角。測量豎直角時，在測站點安置經緯儀，通過望遠鏡的豎盤讀取目標方向線的豎盤讀數(shù)，根據(jù)豎盤指標差和豎盤讀數(shù)計算豎直角值。例如，盤左時豎直角\(\alpha_{L}=90^{\circ}L\)，盤右時豎直角\(\alpha_{R}=R270^{\circ}\)，其中\(zhòng)(L\)為盤左豎盤讀數(shù)，\(R\)為盤右豎盤讀數(shù)，取平均值\(\alpha=\frac{1}{2}(\alpha_{L}+\alpha_{R})\)。

2.經緯儀的構造及使用經緯儀主要由照準部、水平度盤和基座三部分組成。照準部包括望遠鏡、橫軸、豎軸、水準管等；水平度盤用于測量水平角；基座用于支撐儀器。

使用經緯儀時，首先要對中整平，使儀器中心與測站點位于同一鉛垂線上，且儀器處于水平狀態(tài)。然后進行瞄準目標，通過望遠鏡精確瞄準目標點。接著進行讀數(shù)，讀取水平度盤和豎盤的讀數(shù)。

3.角度測量的誤差來源及消減方法儀器誤差：視準軸誤差，可通過盤左、盤右觀測取平均值消除。橫軸誤差，同樣通過盤左、盤右觀測取平均值消除。豎盤指標差，通過盤左、盤右觀測計算指標差并進行改正。觀測誤差：對中誤差，對中不準確會使觀測角度產生誤差。應采用合適的對中方法，如垂球對中或光學對中器對中，確保對中精度。整平誤差，儀器未整平會導致豎軸傾斜，影響角度測量。應嚴格整平儀器，使水準管氣泡居中。瞄準誤差，觀測時應準確瞄準目標，盡量減小瞄準誤差。外界環(huán)境影響誤差：風力影響，大風天氣會使儀器晃動，影響觀測精度。應選擇風力較小的天氣進行觀測，或采取防風措施。溫度變化影響，溫度變化會導致儀器部件膨脹或收縮，引起誤差?？稍谟^測前對儀器進行預熱，使儀器與外界溫度基本一致，減少溫度影響。

4.角度測量作業(yè)流程及成果計算角度測量作業(yè)流程：1.準備工作：檢查儀器，了解測站和目標情況。2.安置儀器：在測站點對中整平經緯儀。3.盤左觀測：瞄準目標1讀取水平度盤讀數(shù)\(a_{L}\)，再瞄準目標2讀取水平度盤讀數(shù)\(b_{L}\)，計算盤左水平角\(\beta_{L}=b_{L}a_{L}\)，若\(\beta_{L}<0\)，則\(\beta_{L}=\beta_{L}+360^{\circ}\)。同時讀取目標豎盤讀數(shù)\(L\)，計算盤左豎直角\(\alpha_{L}=90^{\circ}L\)。4.盤右觀測：倒轉望遠鏡，瞄準目標2讀取水平度盤讀數(shù)\(b_{R}\)，再瞄準目標1讀取水平度盤讀數(shù)\(a_{R}\)，計算盤右水平角\(\beta_{R}=b_{R}a_{R}\)，若\(\beta_{R}<0\)，則\(\beta_{R}=\beta_{R}+360^{\circ}\)。同時讀取目標豎盤讀數(shù)\(R\)，計算盤右豎直角\(\alpha_{R}=R270^{\circ}\)。5.計算水平角和豎直角平均值：水平角平均值\(\beta=\frac{1}{2}(\beta_{L}+\beta_{R})\)。豎直角平均值\(\alpha=\frac{1}{2}(\alpha_{L}+\alpha_{R})\)。計算豎盤指標差\(x=\frac{1}{2}[(RL)180^{\circ}]\)。用指標差對豎直角進行改正，改正后豎直角\(\alpha_{改}=\alphax\)（盤左）或\(\alpha_{改}=\alpha+x\)（盤右）。

例如，盤左觀測時，\(a_{L}=20^{\circ}12'30''\)，\(b_{L}=65^{\circ}25'45''\)，\(L=85^{\circ}32'15''\)；盤右觀測時，\(a_{R}=200^{\circ}12'45''\)，\(b_{R}=245^{\circ}25'30''\)，\(R=274^{\circ}27'45''\)。盤左水平角\(\beta_{L}=65^{\circ}25'45''20^{\circ}12'30''=45^{\circ}13'15''\)盤右水平角\(\beta_{R}=245^{\circ}25'30''200^{\circ}12'45''=45^{\circ}12'45''\)水平角平均值\(\beta=\frac{1}{2}(45^{\circ}13'15''+45^{\circ}12'45'')=45^{\circ}13'00''\)盤左豎直角\(\alpha_{L}=90^{\circ}85^{\circ}32'15''=4^{\circ}27'45''\)盤右豎直角\(\alpha_{R}=274^{\circ}27'45''270^{\circ}=4^{\circ}27'45''\)豎直角平均值\(\alpha=\frac{1}{2}(4^{\circ}27'45''+4^{\circ}27'45'')=4^{\circ}27'45''\)豎盤指標差\(x=\frac{1}{2}[(274^{\circ}27'45''85^{\circ}32'15'')180^{\circ}]=0^{\circ}00'15''\)改正后豎直角\(\alpha_{改}=4^{\circ}27'45''0^{\circ}00'15''=4^{\circ}27'30''\)

三、距離測量部分1.鋼尺量距原理鋼尺量距是通過直接丈量兩點間的水平距離。使用鋼尺時，將鋼尺的零點對準起點，沿直線方向拉平鋼尺，讀取終點處鋼尺的讀數(shù)，該讀數(shù)即為兩點間的水平距離。量距時要注意鋼尺的拉力應符合規(guī)定，鋼尺應保持水平，以減少誤差。

2.光電測距原理光電測距是利用電磁波（光波或微波）作為載波傳輸測距信號，以測量兩點間距離。常見的光電測距儀有紅外測距儀和激光測距儀。其原理是通過測量電磁波在兩點間往返傳播的時間\(t\)，根據(jù)公式\(D=\frac{1}{2}ct\)計算距離，其中\(zhòng)(c\)為電磁波在大氣中的傳播速度。由于大氣折射等因素會影響電磁波傳播速度，實際測量中需要進行改正。

3.距離測量的誤差來源及消減方法鋼尺量距誤差：鋼尺本身誤差，如鋼尺名義長度與實際長度不符，應進行鋼尺檢定，求出鋼尺的實際長度改正數(shù)，并對量得的距離進行改正。丈量誤差，包括鋼尺傾斜誤差、拉力不均勻誤差、讀數(shù)誤差等。丈量時應使鋼尺水平，采用合適的拉力，仔細讀數(shù)，減少丈量誤差。外界環(huán)境影響誤差，如溫度變化會使鋼尺伸縮，導致量距誤差?？筛鶕?jù)鋼尺的線膨脹系數(shù)，計算溫度改正數(shù)并進行改正。光電測距誤差：儀器誤差，如測距儀的加常數(shù)、乘常數(shù)誤差等，應定期對儀器進行校準，消除這些誤差影響。大氣折射誤差，大氣折射會使電磁波傳播路徑發(fā)生彎曲，影響測距精度?？刹捎么髿飧恼Ｐ突蛲ㄟ^同步觀測等方法進行改正。觀測誤差，包括照準誤差、讀數(shù)誤差等，觀測時應仔細操作，提高觀測精度。

4.距離測量作業(yè)流程及成果計算鋼尺量距作業(yè)流程：1.準備工作：檢查鋼尺，準備測釬、標桿等工具。2.定線：在兩點間確定一條直線，可采用目估定線或經緯儀定線。3.丈量距離：將鋼尺零點對準起點，拉平鋼尺，在終點處讀數(shù)，記錄距離。每量完一尺段，應插上測釬作為標記。4.往返丈量：往測和返測距離，計算往返丈量較差\(\DeltaD=\left|D_{往}D_{返}\right|\)。5.成果計算：當往返丈量較差符合規(guī)定要求時，取平均值作為最終測量結果\(D=\frac{D_{往}+D_{返}}{2}\)。

光電測距作業(yè)流程：1.準備工作：檢查測距儀，安裝電池，設置儀器參數(shù)。2.安置儀器：在測站點安置測距儀，并對中整平。3.瞄準目標：用測距儀望遠鏡瞄準目標點。4.測量距離：啟動測距儀進行測量，讀取距離值。5.記錄數(shù)據(jù)：記錄測量的距離、溫度、氣壓等數(shù)據(jù)。6.成果計算：根據(jù)測量數(shù)據(jù)和儀器參數(shù)，計算改正后的距離值。如根據(jù)溫度和氣壓計算大氣改正數(shù)，對測量距離進行改正。

例如，鋼尺量距往測距離\(D_{往}=125.365m\)，返測距離\(D_{返}=125.358m\)。往返丈量較差\(\DeltaD=\left|125.365125.358\right|=0.007m\)允許較差一般規(guī)定為\(\frac{D}{1000}\)（\(D\)為丈量距離），這里\(D=\frac{125.365+125.358}{2}=125.3615m\)，允許較差為\(\frac{125.3615}{1000}=0.125m\)，\(\DeltaD<\)允許較差。最終測量結果\(D=\frac{125.365+125.358}{2}=125.3615m\)

對于光電測距，若測量距離\(D_{測}=500.000m\)，溫度\(t=20^{\circ}C\)，氣壓\(P=1013hPa\)，儀器加常數(shù)\(C=0mm\)，乘常數(shù)\(R=0ppm\)，大氣改正數(shù)\(\DeltaD_{氣}=0.008m\)。改正后距離\(D=D_{測}+\DeltaD_{氣}=500.000+0.00