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《土木工程测量》课程实验报告实验编号： 2实验内容：普通水准测量年级专业：____________________________组别：No._________________________组长：___________ 学号：______________组员：___________ 学号：_________________________ _________________________ _________________________ _________________________ ______________报告日期：________年_________月________日《土木工程测量》实验任务书实验二：普通水准测量（两次仪器高法）一、目的与要求1. 熟悉练习图根水准测量的施测、记录、计算、闭合差调整及高程计算方法；2. 掌握水准测量中“两次仪器高法”的施测方法；3. 各项操作轮流进行，每位组员至少作一个测站的观测操作工作。
二、计划与仪器准备1. 实验学时：2学时2. 主要设备：水准仪 1台三角架 1副水准尺（塔尺） 2把钢钎 5支记录板 1块遮阳伞 1把（如果有需要）三、方法与步骤1.场地布置：选一适当场地，在场中选1个坚实点作为已知高程点A（高程假定为HA ＝100.000m），选定B，C，D，E四个坚实点作为待测高程点，进行闭合水准路线测量（具体要求见“四、水准路线要求”）；2. 安置水准仪于A点和待测水准点（右例图为TP1）大致等距离处，进行粗略整平和目镜对光；3. 后视A点的水准尺，精平后读取后视读数a，记入手薄；前视TP1点的水准尺，精平后读取前视读数b，记入手薄。
并计算两点间高差hab；4. 依次连续设站，连续观测，最后测回至A点，形成一条闭合水准路线；5. 计算高差闭合差fh，并判定闭合差fh是否符合限差要求；限差公式为：（mm）或（mm）式中：n ——测站数L ——水准路线的长度，以km为单位6. 如果符合限差要求，则将闭合差fh分配改正，求出改正后各待测点的高程；7. 如果闭合差fh超限，则寻找原因，并重新测量。
土木工程测量第一章绪论1．测量学研究的对象是什么？地球及其表面的各种形态。
2．测量学依据任务不同如何分类？①大地测量学②摄影测量学③工程测量学④海洋测量学⑤地图制图学3．大地水准面的概念及有关说明？人们设想把平均静止的海水面向陆地延伸而形成的封闭水面称为大地水准面。
说明：①大地水准面所包围的球体可以代表整个地球的形状。
②大地水准面是一个略有起伏的不规则曲面。
③大地水准面处处与铅垂线方向垂直。
④大地水准面是测量学的基准面。
铅垂线是测量学的基准线。
（注：铅垂线并非处处指向球心。
）4．确定地面点位有哪两个要素？①点到大地水准面的铅垂距离（绝对高程）②点在大地水准面上的投影位置5．绝对高程的概念？地面点到大地水准面的垂线长。
6．地面点的平面位置有哪些表达方法？①地理坐标②高斯坐标7．高斯平面直角坐标系的建立过程？①分带：在地球表面沿着赤道进行分带，每隔6°或3°分带，共分60带或120带。
②假想用一个大圆柱去套地球。
（大圆柱要与中央子午线相切，若有60带则套60次）注：中央子午线指每一带最中间的那根子午线。
③投影④展开8．1985年国家高程基准的概念？以用青岛验潮站1956~1979年观测的潮位成果进行计算，引测出青岛水准原点的高程为72.260m，由此建立的高程系统称为“1985国家高程基准”。
9．用水平面代替水准面对水平距离和高程有何影响？在半径小于10km的区域内，地球曲率对水平距离的影响可以忽略不计。
对高程测量来说，不能忽视地球曲率对高程的影响。
10．测量有哪些原则？①测量一定是由高级到低级，先控制后碎部，由整体到局部。
②上步测量工作不进行检核，绝不进行下步测量工作。
11．已知某点的地理坐标为L=118°54′，B=32°07′，试求该点所在6°带中央子午线经度和投影带带号。
118°54′÷6°＝19点多19+1=20 带20×6—3=117°例题：已知：K（18760，1972653）。
《工程测量》理论教学大纲课程编码：1811141002课程名称：工程测量学时/学分：32/2关联课程：高等数学、概率论与数理统计适用专业：土木工程开课教研室：土木工程课程类别与性质：专业基础课程、必修一、课时分配与考核权重按照学校的整体要求，基于对教学目标及基本知识、基本技能、基本素养的分析，本课程的内容依据高等学校土木工程专业教育的培养目标以及毕业生基本要求和培养方案，选定绪论、水准测量、角度测量、距离测量、大比例尺地形图测绘等10部分内容，共32学时，2学分。
要求教师在授课过程中围绕课内教与学、课外导与做、线上线下紧密结合等环节，推进考评方式改革，重视过程性评价，突出基于能力的非标准化答案考试。
基于该教学考核评价思路，本课程主要以课程作业、课堂提问、期中测试、期末测试等方式对学生进行考核评价，其中课程作业、课堂提问、期中测试等过程性评价占评价权重的60%，期末考试占评价权重的40%。
课时分配与考核权重一览表二、课程资源库1.参考书（1）陆付民、李利. 工程测量（专著）. 中国电力出版社 , 2016（2）宋建学.工程测量[专著] 郑州大学出版社，2015（3）王红英.测量员[专著] 机械工业出版，2016（4）李楠、于淑清、张旭光工程测量西北工业大学出版社 2012.09（5）周建郑建筑工程测量中国建筑工业出版社，2012（6）中华人民共和国国家标准《工程测量规范GB50026-2007》2.期刊《测绘科学技术学报》、《测绘科学》、《测绘学报》、《地球信息科学》、《测绘通报》、《大地测量与地球动力学》、《遥感学报》、《武汉大学学报（信息科学版）》、《Journal of Geodesy and Geomatics Engineering》《Cartography and Geographic Information System》、《GeoInformatica》（1）荣敏,周巍.球近似地形改正的研究分析[J].大地测量学与地形动力学,2015,35(1):58-61.（2）李建成.最新中国陆地数字高程基准模型:重力似大地水准面CNGG2011[J].测绘学报,2012,41(5):651-660（3）罗志才,陈永奇,宁津生.地形对确定高精度局部大地水准面的影响[J].武汉大学学报:信息科学版,2003,28(3):340-344（4）熊威,汪洋,许明元.观测条件对电子水准仪读数的影响[J].地理空间信息,2017,15(1):87-89（5）畅柳,许明元,吕传振,苏广利,王家庆,田晓.华北地区区域水准大气折光影响分析[J].测绘科学，2017, v.42;No.232(10) 65-72（6）金双根, 张勤耘, 钱晓东.全球导航卫星系统反射测量(GNSS+R)最新进展与应用前景[J].测绘学报，2017 Vol. 46 (10): 1389-1398（7）陈成, 金立新, 李厚朴, 刘强.等距离球面高斯投影[J].测绘通报，2017 Vol. 0 (10): 1-6（8）潘一凡,张显峰,童庆禧,孙敏,罗伦.公路路面质量遥感监测研究进展[J].遥感学报，2017 ,21(5):pp796-811（9）WEBB E K.The temperature structure of the lower atmosphere[C]//Proc of REF-EDM Conference.Sydney:Univ NSW,1969:1-9.（10）WANG Y M.Precise computation of the direct and indirect topographic effects of Helmert’s 2nd method of condensation using SRTM30 digital elevation model[J].Journal of Geodetic Science,2011,1(4):305-312.3.网络资源(1)黄声享等.工程测量精品课程.武汉大学/(2)曾永年等. 工程测量精品课程.中南大学/course/867.html(3)岳建平等. 测量学精品课程.河海大学/clx/index.asp（4）李聚方等. 工程测量精品课程. 黄河水利职业技术学院/coursestatic/course_6138.html（5）岑敏仪等.工程测量精品课程.西南交通大学/details?uuid=8a833996-18ac928d-0118-ac928 d93-0010&objectId=oid:8a833996-18ac928d-0118-ac928d93-0011&courseID=A060009三、教学内容及教学基本要求第1—2学时第一章绪论第一节测量学概述第二节地面点位的确定第三节用水平面代替大地水准面的限度第四节测量工作的基本原则1.课前准备(1)熟悉课程教学大纲，对课程的讲授内容和方式有较好的理解；(2)充分利用各类教学资源加强课程的网络资源库建设；(3)充分理解讲义内容，把握和完成知识由一种书本贮存状态到教师传输状态再到学生头脑中的贮存形式的这两次转化；(4)查询、收集本学科相关的前沿技术及其在实际项目中的运用案例；(5)整理好课程教学中用到的模型、教具以及实验室用品等；(6)外部联系，课程教学活动中需要前去参观考察的项目的前期联络。
第一章绪论名词解释测量学：研究地球外表局部地区内测绘工作的根本原理、技术、方法、和应用的学科。
地物：地面上天然或人工形成的物体。
地貌：地表上下起伏的形态。
测定：使用测量仪器和工具，通过测量和计算将地物和地貌的位置按照一定比例尺、规定的符号缩小绘制成地形图，供科学研究和工程建立规划设计使用。
测设：将地形图上的图上设计的建筑物和构筑物的位置在实地中标定出来，作为施工依据。
水准面：假想静止不动的水面穿越地球陆地，包围整个地球，形成一个封闭曲面，这个封闭曲面就叫做水准面。
高程：地面点到大地水准面的铅垂距离成为该点的绝对高程或海拔，简称高程碎部点：地物，地貌的特征点碎步测量：测量碎部点坐标的方法与过程。
高差：地面两点之间的绝对高差或者相对高程之差成为高差。
用h 加两点点名作下标表示填空参心坐标系： 1954 坐标系和1980XX坐标系地心坐标系： 2000 国家大地坐标系WGS-84 坐标系〔 GNSS〕地物和地貌总称地形，测量学的主要任务是测定和测设。
大地原点XX省泾阳县永乐镇石际寺村大地原点1980 XX坐标系，简称80 XX系1954 坐标系简称 54 系大地原点在俄罗斯圣彼得堡市普尔科沃天文台圆形大厅中心使用高斯投影的国家有德国中国，前苏联笛卡尔坐标系与高斯平面坐标系的区别高斯平面坐标系中，为了定向的方便，定义纵轴为Ｘ轴，横轴为Ｙ轴，第一象限一样，其余象限按顺时针方向编号。
为了防止Ｙ坐标出现负值，我国统一规定将每带的坐标原点西移５００ＫＭ，即是给每个点的Ｙ坐标加上５００ＫＭ，使之恒为正高程系是一维坐标系，它的基准是大地水准面〔具有唯一性〕测量工作的原那么：从整体到局部，先控制到碎步1956 年黄海高程系，56 高程系，大地水准面为基准引测出水准原点的高程为72.289m 。
简答题高斯投影的实质是椭圆球面上微小区域的图形投影到平面上后仍然与原图形相似，即不改变原图形的形状。
高斯投影式高斯在 1820-1830 年间，为解决德国汉诺地区大地测量投影问题的一种投影方法。
课 程 习 题第一章 绪论1．测量工作在国民经济和国防建设中起那些作用？在土木工程专业中有什么作用？ 2．何谓大地水准面？它有什么特点？在测量中起什么作用？ 3．什么是测量工作的基准面和基准线？4．测量上常用的坐标系有几种？各有什么特点？5．测量上的平面直角坐标和数学中的笛卡儿坐标有什么区别？为什么这样规定？ 6．测量工作应遵循的原则是什么？7．小论文：浅谈土木工程测量的重要性。
第二章 水准测量1．水准测量测站检核的作用是什么？有哪几种方法？2．水准测量时，采用前、后视距相等，可以消除那些误差？ 3．水准测量时，在什么立尺点上放尺垫？什么点上不能放尺垫？4．根据下图分别为附和水准路线和闭合水准路线的观测成果，请分别列表计算各待求点高程（按图根水准测量精度计算）。
BM.945678站+3.708-1.94710站-2.9805站-1.19511站+2.4566站BM.9BM.10H 9=39.845m450m h 1=+2.714h 2=-1.438621mh 3=-3.678462mh 4=+3.031639mH 10=40.467m1235．水准仪应满足那些几何条件？主要条件是什么？为什么？6．设地面有A、B两点相距60m，仪器在A、B间距A点3m处测得高差h AB＝＋0.468m，现将仪器搬到距B点3m处，测得A尺读数为1.694m，B尺读数为1.266m。
问：（1）．A、B两点正确高差为多少？（2）．视准轴与水准轴的夹角i为多少？（3）．如何将视线调水平？（4）．如何使仪器满足水准管轴平行视准轴？第三章角度测量1．何谓水平角？在同一竖直面内瞄准不同高度的点在水平度盘上的读数是否一样？为什么？2．何谓竖直角？在同一竖直面内瞄准不同高度的点在竖直度盘上的读数是否一样？为什么? 3．整理水平角观测记录和竖直角观测记录。
水平角观测记录（测回法）竖直角观测记录4．测量水平角为什么要用盘左和盘右两个位置观测？消除什么误差？为什么？5．经纬仪有哪几个几何轴？其意义如何？它们之间的正确关系是什么？6．检验时，发现水准管轴不垂直于竖轴，但校正螺丝已失效，能否将仪器整平？7．检验时，为什么水准器在某一方向整平后，照准部绕竖轴旋转180°，气泡偏离中央的格数，就是水准管轴不垂直于竖轴的偏角α的两倍角值？如何校正？8．检验视准轴垂直于横轴时，为什么目标要与仪器大致同高？而在检验横轴垂直于竖轴时，为什么目标要选得高一些？9．精确延长直线时为什么要用“正倒镜分中法”？10．设已测得从经纬仪到铁塔中心的水平距离为42.45m，对塔顶的仰角为+22°51′，对塔底中心的俯角为-1°49′，试计算铁塔的高度H。
《土木工程测量》习题与答案作业一绪论一、思考题(1)进行测量工作应遵守什么原则？为什么？答：①“整体到局部”、“先控制后碎部”。
因为这样可以减少误差积累，保证测图和放样的精度，而且可以分副测绘，加快测图速度。
②“前一步测量工作没作检核不能进行下一步测量工作”，它可以防止错漏发生，保证测量成果的正差为H= D2/2R一、思考题(1)水准测量的原理是什么？计算高程的方法有哪几种？答：水准测量是利用水准仪提供的水平视线，并借助水准尺来测定地面上两点间的高差，然后推算高程的一种方法。
计算高程的方法有两种，一种是由高差计算高程，一种是由视线高程计算高程。
(2)水准仪由哪几部分组成？各部分的作用是什么？答：水准仪主要由望远镜、水准器和基座三部分组成。
望远镜是用来瞄准远方目标的，水准器有管水准器和圆水准器两种，管水准器是用来指示视准轴是否水平，圆水准器用来指示竖轴是否竖直。
基座用来支承仪器的上部并与三脚架连接。
(3)什么是视准轴？什么是望远镜的放大倍数？答：望远镜中十字丝交点与物镜组合光心的连线称为视准轴。
用望远镜看到的放大的虚像与用眼睛直接看到目标大小的比值叫做望远镜的放大倍数。
(4)什么是视差？产生视差的原因是什么？怎样消除视差？答：当眼睛在目镜端上下微微移动时，若发现十字丝与目标影像有相对运动，这种现象称为视差。
产生视差的原因是目标成像的平面和十字丝平面不重合。
消除的方法是重新仔细地进行目镜物镜对光，直到眼睛上下移动，十字丝与目标影像不发生相对运动为止。
(5)长水准管轴和圆水准器轴是怎样定义的？何谓水准管分划值？答：通过长水准管圆弧分划中点所作的切线称为长水准管轴，通过圆水准球面顶点的法线，称为圆水准器轴线。
对于长水准管来说，长水准管圆弧2mm所对的圆心角、称为水准管分划值，对于圆水准器，当气泡h＝∑a—Σb答：因为把水准尺安置在前后视距大致相等的地点进行观测可消除以下误差：①水准管轴不平行于视准轴引起的误差；②地球曲率引起的误差；③大气折光引起的误差。
水准测量要点
水准测量是测量地面高程高低差的一种方法，它在土木工程、建筑设计、地理测绘等领域应用广泛。
水准测量要点如下：
1. 设备准备：水准仪、三角架、测杆、测距尺等。
2. 测点安排：选择适当的测点，每个测点需要具备标志性和测量条件，尽量避免障碍物和干扰因素。
3. 前后视测量：通过水准仪前后视测量，确定测点的高程差，计算出测量值。
4. 计算纠正：根据气压、温度、湿度等因素对测量值进行纠正，得到实际高程差。
5. 精度控制：水准测量的精度受到多种因素的影响，如人为误差、仪器误差等，应进行精度控制，保证测量结果的准确性。
6. 数据记录和处理：将测量结果记录在数据表格中，进行数据处理和分析，制作高程图等。
水准测量是一项繁琐而重要的工作，在实际应用中需要结合具体情况进行操作和处理，以达到精确测量的目的。
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《土木工程测量》试题 第 1页（共4页） 《土木工程测量》试题 第 2 页（共4 页）1. 测量上所选用的平面直角坐标系，规定x 轴正向指向（ ）。
A.北方向B.南方向C.东方向D.西方向2. 地面上某一点到任一假定水准面的垂直距离称为该点的（ ）。
A.绝对高程B.相对高程C.高差D.高程3. 水准测量的目的是（ ）。
A.测定点的平面位置B.测定两点间的高差C.读取水准尺读数D.测定点的高程位置4. 普通水准测量，应在水准尺上读取（ ）位数。
A. 2B. 3C. 4D. 55. DJ 1、DJ 2、DJ 6型经纬仪，其下标数字1、2、6代表水平方向测量一测回方向的中误差值，其单位为（ ）。
A.弧度B.度C.分D.秒6. 竖直角的角值范围为（ ）。
A. 0˚～90˚B. 0˚～180˚C. 0˚～±90˚D. 0˚～360˚7. 测量水平角，下列说法不正确的是（ ）。
A.所测的角度只有两个方向时，用测回法测水平角B.用测回法测水平角，可根据测角精度的要求，测多个测回取平均值C.在一个测站上需观测多个方向时，用方向观测法测水平角。
D.用方向观测法测水平角，不需要归零8. 水平角测量中各测回间改变零方向的度盘位置是为了削弱（ ）误差影响。
A.度盘分划B.横轴C.指标差D.视准轴9. 测量工作的原则不包括（ ）。
A.由整体到局部B.先测角后量距C.在精度上由高级到低级D.先控制后碎部 10. 闭合水准路线高差闭合差的理论值为（ ）。
A.总为0B.与路线形状有关C.为一不等于0的常数D.由路线中任两点确定11. 在方向观测法的观测中，同一盘位起始方向的两次读数之差叫（ ）。
A.测回差B.归零差C. 2C 互差D.指标差12. 转动物镜对光螺旋的目的是（ ）。
A.使视准轴水平B.看清十字丝C.使物像位于十字丝分划板面上D.使望远镜对准目标13. 作为测量基本工作之一的距离测量是测量两点间的（ ）。
《土木工程测量》习题解答第一章 绪论1、解：∵y a =20882365.30m ，∴N =20； A 点所在6°带中央子午线的经度为：λ0=6°N-3°=6°×20-3°=117°。
A 点的自然值为：Y a =882365.30-500000.00=382365.30m ，故A 点在中央子午线以东382365.30m 处。
2、解：∵已知点的经度λ=116°28′，则201682116=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+'=INT N 391303182116=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+'-'=INT n于是：λ6=6°N -3°=6°×20-3°=117° λ3=3°n =3°×39=117°∴ 该点在中央子午线以西，其横坐标自然值为：()mkm km km Y 00.592002.59111533333.011111782116-=-=⨯-=⨯-'=故，该点在6°带中的横坐标通用值为：y 6=20(500000.00-59200.00)=20440800.00m 该点在3°带中的横坐标通用值为：y 3=39(500000.00-59200.00)=39440800.00m 。
3、解：按式(1.3)计算对距离的影响为：mm km R D D 0082.010*********.063713/13/2222==⨯==∆按式(1.5)计算对高差的影响为：mm km R D h 48.7800007848.063712/12/22==⨯==∆∴ 95700082.0/48.78/==∆∆mm mm D h 即 地球曲率对高程的影响是对距离影响的9570倍。
4、解：3.11713.103152062610000005000'''=''=''⨯=β第二章 水准测量思5、解：i =0.2╳20"=4",△=150╳4"/206265"=0.003m=3mm 。
