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土木工程测量学简答题库及参考答案

1.什么是水准面？什么是大地水准面？大地水准面有何特性和作用？

水准面是受地球重力影响而形成的，是一个处处与重力方向垂直的连续曲面，并且是一个重力场的等位面。

大地水准面是通过平均海水面的水准面，它所包围的形体称为大地体。

特性：大地水准面是一个有微小起伏、不规则的、复杂的曲面。

作用：大地水准面是测量工作的基准面，地面点的高程一般是以大地水准面为基准来确定的，在测量计算和绘图中，都以大地水准面作为基准。在工程建设中，许多高程相关的设计和施工都依赖于以大地水准面为基础的高程系统。

2.测量工作的基本原则是什么？为什么要遵循这些原则？

基本原则是“从整体到局部，先控制后碎部，由高级到低级”，同时还要遵循“步步有检核”的原则。

从整体到局部、先控制后碎部、由高级到低级的原则可以减少测量误差的累积，保证测区的整体精度。如果从局部开始测量，误差会不断累积，导致整个测区的精度难以保证。先进行整体的控制测量，建立控制网，然后在此基础上进行碎部测量，这样可以使整个测量工作有序进行，提高测量效率和精度。

“步步有检核”原则是为了保证测量成果的准确性和可靠性。在测量过程中，每一个环节都可能出现错误或误差，如果不进行检核，就无法及时发现和纠正这些问题，从而影响最终的测量成果。通过检核，可以及时发现测量中的错误和误差，保证测量成果符合要求。

3.简述水准测量的原理。

水准测量的原理是利用水准仪提供的水平视线，读取竖立于两点上的水准尺读数，来测定两点间的高差，然后根据已知点高程，推算出未知点的高程。

设A为已知高程的水准点，其高程为$H_A$，B为待求高程的点。在A、B两点上分别竖立水准尺，水准仪的水平视线在A尺上的读数为$a$，在B尺上的读数为$b$。则A、B两点间的高差$h_{AB}=a-b$。待求点B的高程$H_B=H_A+h_{AB}=H_A+(a-b)$。

4.水准测量中，转点的作用是什么？在转点立尺时为什么要放置尺垫？

转点的作用是传递高程。在水准测量中，当两点间的距离较远或高差较大时，不能在一个测站完成水准测量，需要在两点间设置若干个转点，通过转点将高程依次传递下去，从而完成两点间的高差测量。

在转点立尺时放置尺垫是为了保证转点的高程在测量过程中稳定不变。尺垫一般由生铁或钢筋制成，底部有三个尖脚，能牢固地插入地面。在转点上放置尺垫，将水准尺立于尺垫的顶面，这样可以避免水准尺下沉或位置移动，保证在不同测站观测时，转点的高程是一致的，从而保证高程传递的准确性。

5.水准测量有哪些主要误差来源？如何减弱这些误差的影响？

仪器误差

-视准轴不平行于水准管轴的误差：水准管轴与视准轴之间应相互平行，但由于仪器制造和使用过程中的各种因素，两者可能不平行，产生i角误差。可以通过前后视距相等的方法来减弱这种误差的影响。在水准测量中，使前视距离和后视距离大致相等，这样在计算高差时，i角误差对前后视读数的影响可以相互抵消。

-水准尺误差：水准尺的分划误差、尺长误差等会影响测量结果。在使用水准尺前，应对水准尺进行检验和校正，选用合格的水准尺。对于有分划误差的水准尺，可以采用偶数站观测的方法，使误差在高差计算中得到一定程度的抵消。

观测误差

-水准管气泡居中误差：水准管气泡没有严格居中，会使视线不水平，从而产生误差。观测时应仔细调节水准管气泡，使气泡严格居中。同时，采用符合水准器可以提高气泡居中的精度。

-读数误差：读数时的估读误差与望远镜的放大倍数、水准尺的分划值以及观测者的视力等因素有关。应选用放大倍数较大的望远镜，提高读数的精度。在读数时，要注意消除视差，并且估读要准确。

-视差影响：视差是指当眼睛在目镜端上下微微移动时，十字丝与目标影像有相对移动的现象。视差的存在会影响读数的准确性。消除视差的方法是先调节目镜调焦螺旋，使十字丝清晰，然后调节物镜调焦螺旋，使目标影像也清晰，直到眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标影像没有相对移动为止。

外界环境误差

-地球曲率和大气折光的影响：地球表面是一个曲面，水准测量中，水平视线会受到地球曲率的影响而产生误差。同时，大气折光会使视线发生弯曲，也会影响测量结果。可以通过使前后视距相等和采用中间法等方法来减弱地球曲率和大气折光的影响。

-温度和风力的影响：温度变化会使仪器的部件发生伸缩变形，影响仪器的精度。风力会使仪器和水准尺不稳定，产生测量误差。在测量时，应选择合适的天气条件进行观测，避免在高温、大风等恶劣天气下测量。如果无法避免，应采取适当的措施，如给仪器打伞遮阳、设置防风装置等。

6.什么是水平角？什么是竖直角？它们的取值范围分别是多少？

水平角是指空间两直线在水平面上投影的夹角，也就是过两条方向线的竖直面所夹的二