工程测量简答题

工程测量简答题1、简述工程建设三个阶段中工程测量的任务？（6分）①在工程建设的勘察设计阶段，测量工作主要是提供各种比例尺的地形图，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。（2分）②在工程建设的施工建造阶段，主要的测量工作是施工放样和设备安装测量，即把图纸上设计好的各种建筑物按其设计的三维坐标测设到实地上去，并把设备安装到设计的位置上去。为此，要根据工地的地形、工程的性质以及施工的组织与计划等建立不同形式的施工控制网，作为施工放样与设备安装的基础，然后再按照施工的需要进行点位放样。（2分）③在工程建设的运营管理阶段，为了监视建筑物的安全和稳定的情况，验证设计是否合理、正确，需要定期对位移、沉陷、倾斜以及摆动等进行观测。（2分）2、简述工程控制网优化设计的含义？（6分）1）所谓工程控制网的优化设计，广义地说是要在一定的人力、物力、财力的情况下设计出精度高、可靠性强、灵敏度最高（对监测网而言）、经费最省的控制网布设方案。（2分）2）具体说来，就是要根据实际的工程背景设计出最佳的网形，根据对控制网实际的质量要求设计出最佳的观测方案。（2分）3）通过工程控制网的最优化设计，指导测量技术人员选择适当的测绘仪器，制定合理的工作方案，避免进行一些无意义的观测从而大量节省野外工作时间，提高工效，同时还能使方案最大限度地排除粗差的影响。（2分）3、简述工程测量信息系统中，数据采集的一般方法？（6分）1）采用测量专用仪器（经纬仪、水准仪或全站仪）现场观测，由电子手簿或手工记录，经过信息的初步处理、加工，进入工程测量信息数据库；2）对已有的数据，通过数字化仪，通过自动或手动扫描进入计算机专题数据库；3）通过数字摄影测量获取数字化的地面景物影象数据，然后通过计算机应用软件进行处理，从而得到景物的形状、大小、空间位置等有关数据。4、零类优化设计的实质是什么？工程控制网零类优化设计可分为哪几种情况？（8零类优化设计也称零阶段设计，其实质是在控制网形与观测条件一定的条件下，确定网点坐标X与其协因数Qx，达到目标函数的最佳值。一般说来零阶段设计就是一个平差问题。（4分）情况：(1)工程位置本身与国家或地方坐标系有关．例如用于城镇口常测量的工程控制网、测图控制网、地籍测量控制网等；（1分）(2)对部分网点有特殊要求的工程专用控制网；（1分）(3)对网点没有特殊要求，各网点具有同样重要性的局部工程控制网；（1分）(4)变形监测控制网。（1分）5、什么叫控制网的优化设计？它分为哪几类？各类要解决的主要问题是什么？（101）所谓工程控制网的优化设计，广义地说是要在一定的人力、物力、财力的情况下设计出精度高、可靠性强、灵敏度最高（对监测网而言）、经费最省的控制网布设方案。（2分）2）具体说来，就是要根据实际的工程背景设计出最佳的网形，根据对控制网实际的质量要求设计出最佳的观测方案。（1分）通过工程控制网的最优化设计，指导测量技术人员选择适当的测绘仪器，制定合理的工作方案，避免进行一些无意义的观测从而大量节省野外工作时间，提高工效，同时还能使方案最大限度地排除粗差的影响。（1分）控制网的优化设计分为零类优化设计、Ⅰ类优化设计、Ⅱ类优化设计和Ⅲ类优化设计等四类。（2分）零类优化设计也称零阶段设计，主要解决控制网的基准问题，其实质是在控制网形与观测条件一定的条件下，确定网点坐标X与其协因数Qx，达到目标函数的最佳值。一般说来零阶段设计就是一个平差问题。（1分）Ⅰ类优化设计问题实际上是设计最佳网点位置的问题，即在观测值权阵一定的条件下，确定与网形有关的设计矩阵，即主要解决控制网的网形的问题。（1分）Ⅱ类优化设计问题是指在网形一定的基础上，进行观测工作量的最佳匹配，或最适当的权的分配，以确定网中各观测值应达到的精度，使仪器得到最佳的利用，各种观测手段得到合理的组合，即主要解决观测值的权的问题。（1分）Ⅲ类优化设计就是按最优化的原则对一个现的工程控制网通过增测新点和新的观测元素以期改善现有加密网，也就是现有控制网改造的优化设计。Ⅲ类优化设计实际上是一个Ⅰ类和Ⅱ类设计的综合问题，也是—个网的动态设计问题。（1分）6、对于控制网的Ⅱ类优化设计，其基本思路为何？（8分）控制网的Ⅱ类优化设计的基本思路是：1）根据设计目的，提出设计准则；2）根据设计网形，列出误差方程（设计矩阵）；3）根据法方程，解算观测值的理论权值；4）根据理论权值和仪器设备标称精度、控制网类型确定观测方案5）根据观测方案重新计算观测值的实际权值；6）根据观测值的实际权值重新计算实际设计矩阵；7）判断设计方案是否符合要求。若符合，则设计任务完成，否则调整观测方案，重复5～7步。7、何谓机助优化设计？对于一个机助优化设计系统应包括哪几部分？（6分）所谓机助模拟优化设计，就是将计算机的计算能力与设计者的判断能力和实际经验结合起来，利用计算机的屏幕显示功能，通过人机对话，对所设计的方案做不断的修改，直到设计者满意为止的一种设计方法。它一般不是严格最优方案，但这种设计方法的数学模型不需建立．因而可用于任何类型的优化设计问题。同时，它的最后结果一定是满足要求的、切实可行的近似最优方案。（4分）从机助模拟法优化设计的过程来看，一个机助设计系统大体上可以分为六个部分，即初始方案、数学模型、终端显示、人机对话、调整方案和文件编辑。8、与测图控制网相比，施工控制网有哪些特点？（7分）1）控制面积比较小，控制点密度大，精度要求高；2）控制网使用比较频繁；3）作业过程受施工干扰大，要求作业速度快，控制点密度大；4）通常采用独立（施工）坐标系；5）需要根据工程需要来选择投影面；6）局部相对精度要求比较高；7）通常采用独立的高程系统。9、建立工程控制网包括哪几个步骤？（8分）建立工程控制网包括以下9个主要步骤：1）根据工程要求确定控制网的精度（等级）；2）实地选点（测区踏勘）；3）根据仪器设备确定初步的观测方案；4）优化设计；5）埋石造标，做点之记；6）根据控制网的形状制订观测纲要；7）外业观测与质量检核，及时发现粗差和错误，确定重测和补测方案；8）平差计算与质量评价；9）提供成果及技术总结报告。10、确定施工控制网精度的基本过程是什么？[6分]确定施工控制网精度的基本过程是：1）根据建筑限差确定放样精度[1分]建筑物放样时的精度要求，是根据建筑物竣工时对于设计的容许偏差（建筑限差）来确定的。建筑物竣工时的实际误差由施工误差（包括构件制造误差、施工安装误差等）和测量放样误差引起的，测量误差只是其中的一部分。[2分]2）根据放样精度确定控制网的必要精度[1分]在确定了建筑物测量放样的精度要求后，就可以利用它们作为起算数据，来推算施工控制网的必要精度。此时，要根据控制网的布设情况和放样工作的条件来考虑控制网误差与细部放样误差之间的比例关系，以便合理地确定施工控制网的精度。[211、对于大型桥梁施工控制网，试回答下列问题：（16分）1）对控制点点位有何要求？2）控制网的基本形状有哪几种？3）坐标系统和投影面是如何选择的？4）当要求桥墩中心在桥轴线方向上的位置中误差不大于2cm时，对于河宽为800m的施工控制网，其最弱边的精度应不低于多少？1）对控制点点位的要求：[2.5分]①避免放在工地附近或堆放材料的地方；②避免放在淹没区或土壤松软的地方；③图形结构简单并具有足够的强度；④一般应在桥轴线上布设两个控制点；⑤控制网的边长一般为河流宽度的0.5～1.5倍。2）控制网的基本形状有以下几种：[2.5分]①双大地四边形；②单大地四边形；③双三角形；④大地四边形与三角形的结合图形；⑤导线网。3）坐标系统应采用独立坐标系统，投影面为桥墩顶平面。独立坐标系统定义为：[2分]以桥轴线为纵坐标轴（x轴），以与桥轴线垂直的方向为横坐标轴（y轴）,坐标原点可以采用位于河流一岸的桥轴线上的一个控制点上，也可以采用位于桥轴线上的其他点。[3分]4）[6分]要使控制网边长误差m对桥墩定位精度M不发生显著影响，要求m≤0.4M=±0.4×2cm=±8mm[2分]考虑到边长误差对桥墩定位的最大影响等于边长误差，因此在桥墩定位中，控制网边长误差m在数值上应力求小于±8mm。[2分]对于河宽为800m的施工控制网，其最弱边的精度应不低于8mm/800m=1/100000。[2分]12对于水利枢纽施工控制网，试回答下列问题：（1）水利枢纽控制网的布设有何特点？2）水利枢纽施工控制网布设分为哪几个步骤？3）坝轴线是如何测设的？4）施工坐标系统是如何建立的？5）当要求放样的点位中误差不大于2cm时，则定线网的点位误差不应超过多少？对于平均边长为1000m的基本控制网，其最弱边的精度应不低于多少？1）水利枢纽控制网的布设有何特点①在施工前建立整体的施工控制网；②施工控制网一般为三角网；③点位分布以大坝的下游为主，兼顾上游；④按基本网和放样网（定线网）两级布设；⑤坝轴线为施工控制网的一条边；⑥标石是具有强制对中装置的观测墩；⑦要特别注意仪器纵轴的垂直性；⑧起始边长要投影到放样精度要求最高的平面上。2）水利枢纽施工控制网布设分为以下几个步骤①建立基本控制网；②坝轴线的测设；③建立施工坐标系；④延伸坝轴线；⑤布设定线网。3）坝轴线的测设方法：根据坝轴线的设计坐标和基准网控制点坐标，采用放样的方法测设出来的。4）施工坐标系统的建立根据坝轴线上两点（至少两点）的设计施工坐标，及国家坐标系（基准网所在坐标系统）下的坐标，求得施工坐标系和国家坐标系之间的转换参数；然后根据转换参数，将基本网点在国家坐标系下的坐标转换为施工坐标系下坐标。此时，即建立了施工坐标系。确定控制网的精度①对于定线网考虑到控制点误差m1对放样点位不发生显著影响的原则，当要求放样的点位中误差不大于M=2cm时，则控制点误差对放样点位的影响为m1≤0.4M=±0.4×2cm=±8mm设放样采用前方交会法，控制点误差对放样点位的影响可由交会基线（即两控制点间距离）之长度误差来体现。设交会基线长度误差为mS，可以证明若定线网中放样控制点的边长相对误差mS0.4M，则可保证m10.4M，亦即控制点误差对放样点位不会产生显著的影响。在布设定线网时，通常采用在基本网内插点或插网的方法。因此，在最不利的情况下，mS可以看作是无直接联系的两相邻点之间的边长误差。此时，可以认为两点间的边长误差mS与两点的点位误差M1、M2之间有关系式222221MMms(1)若设M1=M2=M0，则得M0=Ms0.4M=±8mm。即当要求放样的点位中误差不大于M=2cm时，则定线网的点位误差不应超过±8mm。②对于基本网各种工程建设，为工程施工服务的定线放样工作的精度，主要体现在相邻点相对位置的精度上，而各点相对于起始点的误差则一般与定线放样的关系不大。所以，对于基本网的精度，不用其相对于起始点的误差来衡量，而用其边长误差来体现。若在基本网内插入定线网点，则插点的点位误差M0可近似的表示为2'2'0)2()(smMM(2)式（2）中，M′为插点时的测量误差，mS′为基本网边长误差。考虑到插点时的测量误差为主，基本网边长误差为辅，设ssmMMmM'00'2'2322)(，则(3)由此得基本网边长误差为mmmMms5.6832320'(4)则对于平均边长为1000m的基本控制网，其最弱边的精度应不低于000,1541000,10005.6''Sms13、绘图说明采用极坐标法放样点的平面位置的原理与过程？（15分）答：放样原理（5分）极坐标法放样是利用数学中的极坐标原理，以两个控制点的连线作为极轴（如下图的A、B两点连线），以其中一点作为极点（如下图的A点）建立极坐标系，根据放样点与控制点的坐标，计算出放样点到极点的距离（极距）及该放样点与极点连线方向和极轴间的夹角（极角），他们称为所求之放样数据。放样过程：（10分）设A、B是已知的控制点，AB的坐标方位角也以知。现要求放样坐标为xp,yp的P点的平面位置。第一步：计算放样数据。（3分）先根据B、P点的坐标与A点的坐标用公式：ApAAPABAABxxyaxxy