工程测量学期末期末重点总结

题型分布:基本概念24%;基本知识35%;计算与实验24%;综合知识17%

1.解释基本概念部分:8道小题;每题3分,共24分

2.基础知识简答部分:7道题;每题5分,共35分

3.计算与实验操作部分:3道题;每题8分,共24分

4.综合知识论述部分:2道题;1题9分,2题8分,共17分。

第一章绪论

1.主要内容和重点

什么是工程测量学?(3个定义)

工程测量学的研究内容?

工程测量学的结构体系?

2.什么是工程测量学?(3个定义),如何理解与评价

这几个定义?

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

定义二:工程测量学主要研究在工程、工业和城市建设以及资源开发各个阶段所进行的地形和有关

信息的采集和处理,施工放样、设备安装、变形监

测分析和预报等的理论、方法和技术,以及研究对

测量和工程有关的信息进行管理和使用的学科,它

是测绘学在国民经济和国防建设中的直接应用。

定义三:学是研究地球空间(包括地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何

实体的测设实现的理论、方法和技术的一门应用性

学科。

理解与评价:义一比较大众化,易于理解;定义二较定义一更具体、准确,且范围更大;义三更加概

括、抽象和科学。定义二、三除建筑工程外,机器

设备乃至其它几何实体都是工程测量学的研究对

象,且都上升到了理论、方法和技术,强调工程测

量学所研究的是与几何实体相联系的测量、测设的

理论、方法和技术,而不是研究各种测量工作。

3.工程测量学的研究内容?

主要内容:模拟或数字的地形资料的获取与表达;工程控制测量及数据处理;建筑物的施工放样;大型精密设备的安装和调试测量;工业生产过程的质量检测和控制;工程变形及与工程有关的各种灾害的监测分析与预报;工程测量专用仪器的研制与应用;工程信息系统的建立与应用等。

4.工程测量的划分 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”。

按服务对象分:建筑工程测量、水利工程测量、线路工程测量、桥隧工程测量、地下工程的测量、海

洋工程测量、军事工程测量、三维工业测量,以及

矿山测量、城市测量等。

5.工程测量学的结构体系?

第一篇:工程测量学的基本理论、方法与技术

第二篇:典型工程的测量和实践

6.课后思考题

工程测量学的研究内容、服务对象是什么?

测绘科学和技术的二级学科有那些?

为什么说大型特种精密工程建设是工程测量学发展的动力?试举例说明之。

第二章工程建设中的测量工作与信息管理

1.主要内容和重点

工程施工建设阶段的测量工作(施工测量、监理测量)

工程营运管理阶段的测量工作

工程建设中的测量信息管理

2.规划设计阶段的主要测量工作有哪些?

答:规划设计阶段的测量主要是提供地形图资料。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。

3.施工建设阶段的主要测量工作有哪些?

施工测量工作

?施工控制网的建立

?施工放样

?竣工测量

监理测量工作

4.运营管理阶段的主要测量工作有哪些?

工程运营管理阶段测量工作的主要任务是工程建筑物的变形观测:位移、沉降、倾斜以及摇摆等

5.桥梁工程勘测规划设计阶段的测量工作有哪些?

桥梁工程: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。

6.铁路为代表的线状工程程序

方案研究、初测、初步设计、定测,施工设计等过程。勘测工作分为初测和定测两个阶段进行。

第三章工程控制网布设的理论与方法

1.主要内容和重点

工程控制网的分类、特点和作用

工程控制网的质量准则(5个准则)(可靠性准则) 工程控制网的优化设计分类

2.工程控制网的分类。

按用途分:测图控制网;施工(测量)控制网;变形监测网;安装(测量)控制网

按网点性质分:一维网(或称水准网、高程网)、二维网(或称平面网)、三维网;

按网形分:三角网、导线网、混合网、方格网;

按施测方法划分:测角网、测边网、边角网、GPS 网;

按坐标系和基准分:附合网(约束网)、独立网、经典自由网、自由网;

按其他标准划分:首级网、加密网、特殊网、专用网(如隧道控制网、建筑方格网、桥梁控制网等)。

2.工程控制网的作用。

工程控制网也具有全局控制、提供基准和控制测量误差积累的作用。

3.施工控制网;变形监测网;安装测量控制网

测图控制网作用:

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。

施工控制网的特点:

控制的范围小、精度要求高;控制点使用频繁;受

施工干扰大、点位分布有特殊要求;控制网的坐标

系与施工坐标系一致;控制网投影到特定的高程面;

一般分两级布设,次级网可能比首级网的精度高。 安装测量控制网特点:

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

4.工程控制网的质量准则

1)精度准则

①总体精度准则 E准则:置信超椭球的最大半轴应尽可能地小:max

min

λ=

体积准则:置信超椭球的体积应尽可能地小

1

()

u

i

i

det xx min

λ

=

∑=∏?

方差准则(A准则)置信超椭球的半轴平方和应尽可能地小

1

() ?

u

ii

i

tr x x min

λ

=

∑=∑?

平均精度准则

(

1

)

x

tr xx

u

σ=∑

均匀性和各向同性准则

1

m ax

m in

λ

λ

?

max min

min

λλ

-=

②点位精度和相对点位精度

③未知数函数的精度

④主分量

⑤准则矩阵

2)可靠性准则

定义:控制网发现(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)

作用:可靠性准则可以提供衡量控制网内部观测值相互控制、检核的量化数值和可能出现但不能被发

现的最大模型误差值。

内部可靠性:

i

r反映控制网发现观测值中粗差的能

力。

i

r愈大,通过统计检验,能发现该观测值中粗差的下界值愈小;

1)

i

r越小,该观测值在网中地位越高,若

i

r等于零,则该观测值不可缺少,否则产生形亏。

i

r越大,该观测值在网中地位越低,若

i

r等于1,则该观测值完全多余,即使删除了,其网平差

结果也不变。

2)观测值的内部可靠性与观测值精度成反比。

对于一个确定的网和设计方案,观测值的精度

愈高,相应的ri越小,则其内部可靠性愈低;

观测值的精度愈低,相应的ri越大,观测值内

部可靠性与观测值精度成反比。

3)多余观测数

i

r愈大,则观测值的

i

r也越大,

网的可靠性愈高,建网费用也愈高。

3)灵敏度准则

对变形监测网,定义为在给显著水平α0和检验功效β0下,周期平差结果统计检验时,能发现位移向量的下界值。灵敏度是一个相对概念,即对于不同的变形向量具有不同的下界值。

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。

4)费用准则

网的设计有两个原则:

最大原则(费用一定,网的质量最好)

最小原则(质量满足要求,费用最小)

观测值的权的总和最小作为费用准则

不难理解,精度愈高,观测值的权愈大,则建网费用愈高;同样,多余观测数愈多,网的可靠性提

高,也要以增加费用为代价。

5.工程控制网的优化设计分类

6.网的优化设计方法有两种:

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。

①设计网形、实地踏勘;

工程测量学期末期末重点总结

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③观

④再作模拟计算,重复进行,直到满意。

⑤人机交互方式进行。

7.优化设计的任务

提出设计任务;

制定设计方案;

进行方案评价;

进行方案优化。第四章工程测量的仪器与方法

1.主要内容和重点

电磁波测距仪分类

电子水准仪的性能及特点

2.电磁波测距仪分类

按载波分:光波测距仪、微波测距仪和多载波测距仪;

按测程分:短程测距仪、中程测距仪、远程测距仪和超远程测距仪;

按精度分:超高精度测距仪、高精度测距仪、一般精度测距仪;

按测距方式分:脉冲式测距仪、相位式测距仪和混合式测距仪

仪器加常数和乘常数改正

气象改正

倾斜改正

3.电子水准仪的性能及特点

它与传统光学水准仪相比有以下:

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

第五章工程建设中的地形图与应用

1.主要内容和重点

工程规划阶段对地形图的要求

大比例尺地形图及其在工程建设中的应用

工程竣工图测绘

2.一般选取方法:

总体规划、方案比较阶段,1:5000或更小

初步设计:1:2000

施工阶段:1:1000,1:500,1:200

3.大比例尺地形图的精度

模拟法地形图上平面位置的精度 ? 模拟地形图的误差来源主要有: ? 解析图根点的展绘误差m 展; ? 图解图根点的测定误差m 图; ? 测定地物点的视距误差m 视; ? 测定地物点的方向误差m 向 ? 地形图上地物点的刺点误差m 刺 则地物点平面位置的中误差为:

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数字法测图主要误差来源:

? 定向误差对地物点平面位置的影响——m 定; ? 对中误差对地物点平面位置的影响——m 中; ? 观测误差对地物点平面位置的影响——m 测;

?

棱镜中心与待测地物点不重合对地物点平面位置的影响—m 重。

则地物点相对于邻近的图根点的点位(在实地的)中误差为:

m =物4. 大比例尺地形图在工程建设中的应用 绘制地形断面图

按规定坡度选定最短路线

地形图在平整土地中的应用——确定最少的开挖方量

5. 竣工图的内容: 厂区现状标准图 辅助图

剖面图 专业图

技术总结报告和成果表

6. 竣工总图编绘的方法 编绘的资料来自三个方面: 数字化的设计图 旧有的白纸图

施工过程中通过复测检查及竣工时的实测,提交的

施工放样检查和竣工资料

7. 施测竣工图的原则

控制测量系统应与原有系统保持一致 测量控制网必须有一定的精度标准 充分利用已有的测量和设计的资料

第六章 工程建筑物的施工放样

1. 主 要 内 容 和 重 点

常用的放样方法(高程、角度、距离) 曲线测设

2. 施工放样概念

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。

3. 放样工作的特点

测量时,点位固定,测量误差影响

放样时,数据一定,测设误差影响放样的点位。

4. 建筑限差

建筑物竣工后实际位置相对于设计位置的极限偏差。

5. 精度分配及放样精度要求

在精度分配处理中,一般先采用“等影响原则”、“忽略不计原则”处理,然后把计算结果与实际作业条件对照。或凭经验作些调整(即不等影响)后再计算。如此反复直到误差分配比较合理为止。

建筑限差按不同的建筑结构和用途,应遵循我国现行标准执行。特殊要求的工程项目,应根据设计对限差的要求,确定其放样精度。

等影响原则:设设计允许的总误差为?,这个总误差由其他误差组成,并认为其它误差相等;等影响原则缺陷:由于实际中误差大小不等,采用等影响原则分配有时不合理。

若某项误差M 由m 1和m 2两部分组成,即其中m 2

影响较小,当m 2小到一定程度时可以忽略不计,即认为M=m 1。实际生产中,当m 2 为m 1的1/3时可忽略不计。

6. 高程放样

1) 已有水准点A ;已知B 点设计标高H B ;定HB 标志。 例:已知水准点A 的高程H A ,要测设某设计地坪标高H B ,请说明放样过程。

在A 、B 间安置水准仪,在A 竖水准尺,在B 处设

木桩; 对水准尺A 读数a ,则: AB H a b =- ,故可得B 点读数b

调整B 尺高度,至b 时,沿尺底做标记即设计标高

H B 。

2) 当待放样的高程HB 高于仪器视线时(如放样地铁

隧道管顶标高时),可以把尺底向上,即用“倒尺”法放样

如图所示,这时, ()B A b H H a =-+

3) 待测设高差大,用钢尺代替水准尺。如已知H ,,如

何确定H B ?

4) 对一些高低起伏较大的工程放样,如:大型体育馆

的网架、桥梁构件、厂房及机场屋架等,用水准仪放样就比较困难,这时可用全站仪作业法直接放样高程。

12Ho S S l αα12为杆长,为视线高,观测值为,,,则:

1O A H H l h +-?=

212B O A H H h l H h h =+?-=-?+?

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8. 后方交会法放样点位(自由设站法)

如图,P 是待测点,i 是已知点,在P 点架站,得到i 以P 为原点坐标系中的坐标,而作为已知控制点,i 在真实坐标系中也有坐标,通过坐标转换关系可间接求得P 点坐标

铅垂线放样

挂垂球得铅垂线

用专用仪器铅垂仪投测铅垂线

9. 怎样提高放样精度(归化法)

特点:通过测量手段来提高放样精度。 初步位置一个测回放出; 多测回观测、平差,算出平差坐标与设计坐标比较; 在实地上将初步位置改正到设计位置,改正后点位

精度取决于测量精度。 主要用于: 要快速放样

精度要求高的部位,矩形方格网(布导线,观测,

平差,改正到设计位置)

◆ 归化法——精确放样β角:

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用“正倒镜分中法”测设β角(实际得β1、C1); 多测回观测∠BAC ,取平均得β1 ; 计算改正值C1C ,修正得精确位置C 。

◆ 归化法——距离交会归化法

先用直接放样法放样P 点,然后用距离交会法,精确测得'

P 到A 、B 的距离。再用距离差经归化求得P 的位置。

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◆ 归化法——角度交会归化法

先放样过渡点'

P ,然后观测'

P AB ∠、'

P BA ∠ 并计算角差'1P AB PAB ∠-∠?= 、2? ……进而化为距离差

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◆ 归化法——归化法放样直线--测小角归化法 先用直接放样方法设置过渡点'

P ;并概量距离'1AP S =。然后把经纬仪架设在A 点,测量'

BAP β∠=?,计算归化值,并于实地归化,求得P 点。

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◆ 归化法——归化法放样直线-测大角归化法

同上图,经纬仪不架设在A 点测小角,而是架设在过渡点'

P 上测大角γ,这时可求出归化值。

10. 曲线种类

圆曲线:具有一定半径的圆弧;分单圆曲线、复曲

线。

缓和曲线:曲率半径从无穷逐渐变到圆曲线半径R 。 回头曲线:有时线路一次改变方向180度以上,设

置回头曲线。

竖曲线:连接不同坡度曲线。

11. 圆曲线的测设

1) 圆曲线的测量三要素:圆曲线的起点ZY ,中点QZ

和终点YZ 2) 放样元素

? 曲线半径R ? 偏角

? 切线长T ? 曲线长L ? 外点矩E ? 切曲差q 3) 各要素计算 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

4) 主点放样及检核

? 仪器安于JD 点,瞄准线路前进方向的后方,沿视

线方向量切线长T ,即得ZY 点

? 同理瞄准前进方向,在视线上量T 可得YZ 点

? 后视YZ (ZY )转拨β=(180o-α)/2,沿视线方向

量出E ,即得QZ

? 在ZY (或YZ )上安置仪器,检查∠JDZYYZ 是否为

α/2,和∠JDZYQZ 是否为α/4

5) 圆曲线的细部点测设

(1)偏角法 (2)切线支距法 (3)弦线支距法 (4)弦线偏距法 (5)极坐标法 (6)RTK 法

tan

2

T R α

=?180L R πα=???

(sec 1)

2E R α=-2q T L

=-

(切线支距法)

12. 复曲线测设

13. 缓和曲线的测设

在直线与圆曲线间插入一段半径由∞逐渐变化到R 的曲线,这种曲线称为缓和曲线。

(1)有缓和曲线的主点

ZH (直缓点) HY (缓圆点) QZ (曲中点) YH (圆缓点) HZ (缓直点)

切线长T

曲线长:L (缓和曲线长度l 0 圆曲线长度l ) 切曲差 外 点

β0——HY 点(或YH 点)的缓和曲线角度

主点里程计算: ZH 点里程=JD 里程-T HY 里程=ZH 点里程+l0 QZ 里程=HY 点里程+l/2

YH 里程=HY 里程+l HZ 里程=YH 里程+l0

JD 里程=QZ 点里程+q/2(检核用)

测设步骤: 主点:

1)以R 、l0为引数,查表得HY 、YH 点坐标值x0、y0 2)将仪器置于JD 点,沿切线方向量出切线长T 得ZH 和HZ 两点。

3)将仪器转动(90°-α/2)量E 得QZ 点

4)根据x 0、y 0由JD 沿切线方向分别量T- x 0得(HY)′、(YH)′点,过该两点作切线的垂线,在线上量出y 0,即得HY 和YH 点。

细部点:

(1)按上述公式计算偏角

(2)将仪器置于ZH 点上,以JD 定向并将度盘归零 (3)拨δ1角,在视线上量l1得1,继续转动δ2角,由1点量取l1与视线相交得2点(或直接从ZH 点量l2得2点),依次放出各点,最后放出HY 点,检查是否相符

(4)将仪器迁至HY 点上,以ZH 或HZ 定向,使水平度盘读数为360°-(β0-δ0)

(5)转动照准部使水平度盘读数为零,此时视线方向即为HY 点的切线方向 ;

(6)再转动望远镜δ1角,在视线方向量出L1即得圆曲线上的点,同理可得其它点,直到QZ

(7)同理再将仪器置于HZ 、YH 可放出另半条曲线(此时偏角的拨动方向是反拨)

注意:在测设中随时检查与各主点的符合程度,若在闭合差内可进行分配处理

总结缓圆曲线放样,放样前应规定缓和曲线长度,由此可查表得ZH 与HY 点切线方向距离x ,根据T 先放ZH 、HZ ,再根据x 可放出HY 、YH

细部放样时候缓圆曲线与圆曲线是分开放样的,架站两次,即分别在ZH 点与HY 点架站放缓圆曲线与圆曲线

工程测量学期末期末重点总结

工程测量学期末期末重点总结

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002l R βρ=?242

000324268824l l l p R R R =

-≈

第七章工程的变形监测和数据处理

1.主要内容和重点

工程变形监测的基础知识

?什么是变形监测?

?什么是工程变形监测?

?为什么要进行变形监测?

?变形监测的内容和特点?

变形监测方法和自动化

变形监测点的数据处理

2.变形监测定义

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。

3.变形:

变形体自身的形变:伸缩、错动、弯曲和扭转。

变形体的刚体位移:整体平移、转动、升降和倾斜。

4.为什么要进行变形监测?

实用意义:

?保障工程安全

科学意义:

?解释变形的机理,

?验证变形的假说,

?检验设计是否合理,

?为修改设计、制定规范提供依据。

5.变形监测的内容

获取变形几何量:

水平位移、垂直位移以及偏距、倾斜、扰度、弯曲、扭转、震动、裂缝等。

获取与变形有关的影响因子(物理量):

应力、应变、温度、气压、水位(库水位、地下水位)、渗流、渗压、扬压力等。

6.变形监测的特点

要进行周期观测

动态、持续监测。

要求精度高

7.变形模型

突变模型

渐变模型

周期模型

8.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。

9.变形监测方案设计内容

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

10.变形监测方案制定准则

1)非周期

用来确定非周期变形的测量精度与测量变形分辨率关系

用于确定一个周期内允许观测时间

2)非周期

与上面差不多

11.测量精度的确定

测量精度选取:仪器的标称精度、外界影

响,应有一定富余。

工程测量学期末期末重点总结

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按设计的测量方案和精度计算出各目标点坐

标的精度,应完全满足要求。

12.观测周期数的确定

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

13.一周期内观测时间的确定

一周期内所有测量工作需在允许的时间间隔

δt内完成。

14.监测费用的确定

建立监测系统的一次性花费。

每一个观测周期的花费。

维护和管理费。

15.变形监测方法

常规的大地测量方法:变形监测网(GPS网、边角网),几何水准、电磁波测距三角高程测量等。

摄影测量方法

特殊的大地测量方法

精确地获取被测对象的变化

对被测对象本身的精度,要求不是很高

16.特殊的大地测量方法

短距离和距离变化测量方法:距离小于50m ,可采用机械法,金属丝测长仪

偏离水平基准线的微距离测量——准直法水平基准线通常平行于被监测物体(如大坝、机器设备)的轴线。偏离基准线的垂直距离测量偏距的方法称准直(测量)法。

基准线(或基准面)可用光学法、光电法和机械法产生。

偏离垂直基准线的微距离测量—铅直法

液体静力水准测量法

挠度曲线和倾斜测量:挠度曲线及其随时间的变化可通过倾斜测量或正、倒垂线法获得。

裂缝观测:用游标卡尺定期地测定两个标志头之间距离的变化,确定裂缝的发展情况。

振动观测:光电测量系统和全球定位系统

三维激光扫瞄测量:可提供水平角、垂直角和距离三个观测值

17.变形监测为什么要求自动化? 变形速度太快;

监测点太多。

监测间隔太短。

监测环境太恶劣

监测不能影响生产和运行管理。

18.如何实现变形监测自动化?

采用基于信号转换传感技术,把变形监测中的距离、角度、高差、倾角等几何量及其微小变化转化为电信号。

将传感器安装在伸缩仪、应变仪、准直仪、铅直仪、测斜仪及静力水准测量系统等仪器中,通过数据获取、信号处理、数据转换与通讯,可将成百上千个测点上的数据传送到数据处理中心,实现持续监测和数据的自动记录、传输与处理,即变形监测自动化。

19.变形观测数据处理:

监测网的周期观测数据处理

各监测点上的监测数据处理

变形分析:

?几何分析。确定变形量的大小、方向及其变化;

?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。

变形预报

20.变形分析与预报的方法

统计分析法

确定函数法

综合法

21.变形监测网的数据处理

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:应用于变形监测网参考点和目标点的显著性变形检验

22.变形监测点的数据处理

回归分析法

用回归分析方法近似估计变形与影响因子间的函数关系,输入自变量影响因子,输出因变量变形量。根据这种函数关系可以解释变形产生的原因,同时也可以进行预报,自变量取预计值时变形的预报值。

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。

逐步回归算法

逐步回归算法的原理

根据专业知识和监测资料,在一元线性回归基础上,通过对回归系数进行显著性检验,逐步接纳和舍去

影响因子后得到最佳回归方程。

逐步回归算法的步骤

?初选变形影响因子;

?确定首选的一元线性回归方程;

?确定最佳二元线性回归方程;

?确定最佳三元线性回归方程;

?确定最佳回归方程。

23.变形体的变形模型分析

变形监测网的目标点的位移向量场:直观地反映目标点位移的大小和方向

综合变形模型:刚体运动和相对形变的叠加

运动模型:

?回归模型,适用于高程变化的建模

?卡尔曼滤波模型,特别适合滑坡监测数据的动态处理

24.监测资料整理、成果表达和解释

资料整理的主要内容:

1)收集资料

2)审核资料

3)填表和绘图

4)编写整理成果说明

观测资料分析阶段:

1)施工期的资料分析

2)初期蓄水期的资料分析

3)运行期的资料分析

资料分析常用方法:

1)作图分析

2)统计分析

3)对比分析

4)建模分析

成果表达

形式:字、表格、图形,多媒体、仿真、虚拟现实技术第八章线状工程测量

1.主要内容和重点

线状工程测量概述

铁路工程测量

管线测量

2.基本术语

线状工程:铁路、公路、石油与燃气管线、渠道、管道、城市综合管网、输电线及索道工程等。

线状工程测量:为各种线状工程勘测设计、施工安装与运营管理阶段所进行的测量工作。

3.线状工程测量的主要内容

中线测量;

纵、横断面测量;

带状地形测量;

施工放样;

竣工测量和有关调查工作等。

4.铁路公路工程测量的各个阶段

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;

线路勘测阶段:

?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;

?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;

施工检查,在建设过程中进行施工检查;

竣工测量。

5.铁路工程线路初测

选点插旗

在野外用“红白旗”标出其走向和大概位置为导线

测量及各专业调查指出进行的方向。

导线测量

?水平角观测

?边长丈量

?导线的联测

高程测量

?基平测量:沿线路布设水准点,作为线路高程控制网

?中平测量:根据基平测量建立的水准点高程,

工程测量学期末期末重点总结

分别在相邻的两个水准点之间进行测量。测定

各里程桩的地面高程。

6.铁路工程线路定测

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,放线常用的方法有拨角法、支距法、极坐标法

和GPS RTK法。

?拨角放线法:

根据纸上定线,采用经纬距计算各线段的

方向、距离、交角等资料,在现场拨角量距,

定出路线转点和交点

?支距法放线法

根据纸上定线线位与控制点位置的相互

关系,采用量取支距的办法放出路线上的

特征点,并据此穿线定出交点和转点。

?中桩测设:沿着直线和曲线详细测设中线桩。 中桩测量及曲线测设

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。

水准测量及纵横断面测绘

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。

7.横断面图测绘

横断面图测绘方法

横断面方向可采取十字架、经纬仪

横断面测量可采取经纬仪,全站仪,水准仪等

横断面绘制

一般采用1:200绘制

8.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。

线路复测

线路复测的内容和方法与定测时基本相同。

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。

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。

护桩设置

中桩点在施工中将被填挖掉,因此在线路复测后,

路基施工前,对中线的主要控制桩(如交点、直线

转点及曲线五大桩)应设置护桩。护桩位置应选在

施工范围以外不易被破坏的地方。一般设两根交叉

的方向线

路基边坡放样

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。

路基边坡放样

路基施工填挖边界线的标定。它是用木桩标出路堤

坡脚线或路堑坡顶线到线路中线的距离,作为修筑

路基填挖方开始的范围。设计横断面与地面实测横

面线之间所围的面积就是待施工(填或挖)的面积。

根据相邻两个横断面面积和断面的间距,就可计算

施工土方量。

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。

9.管线工程各阶段的测量工作:

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。

地形图测绘。

管线中线测量。

纵、横断面图测量

管线施工测量。

竣工测量。将施工成果绘制成图,反映实际施工情况,作为使用期间维修、管理的依据。

10.管线中线测量

交点桩测设:交点桩(包括转折点、起点及终点桩)的测设数据可用图解法或解析法求得。

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。

转向角测量

管线工程对转向角的测设有较严格的要求,它直接

影响施工质量及管线的正常使用。

绘制管线地形图

管线地形图上应反映各交点的位置和桩号,各交点

的点之记,各交点的坐标、转向角,各里程桩与加

桩的位置和桩号等。

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。

11.管线竣工测量

解析法管线竣工测量,用解析坐标、高程来表示地下管

线的竣工位置。

12.管线竣工测量的基本内容

根据城市加密控制点,测量管线的起点、终点、折点(交点)、变坡点及检修井等(这些点统称为管

线点)的坐标。

根据城市水准点或已知高程的城市一、二级导线点,施测管线点的高程;

调查测量管线的规格(如管径、断面)及其相应的设施(如闸门、消火栓、抽水罐、检修井等);

将所测管线的坐标、高程及其他有关数据,综合成管线成果表,作为展图的依据;

将已测的管线展绘于相应的1∶500管线带状地形图或展绘在1∶500基本地形图上,成为管线竣工

图或综合管线图。

13.管线调查

对于有检修井的管线,除了测量井中心坐标及井面高程外,为了推求井下管道的位置与高程,还应进行检修井的调查,概括起来有以下三项:

量比高

量管径

量偏距

第九章地下工程测量

1.主要内容和重点

地下工程测量的特点

联系测量(一井定向、两井定向、陀螺定向)

2.地下工程的种类

地下通道工程,如隧道工程

地下建(构)筑物,如地下工厂、仓库

采矿工程。

3.地下工程测量的特点

与地面工程测量相比,地下工程测量具有以下特点:

地下工程施工面黑暗潮湿,环境较差,经常需进行点下对中,有时边长较短,因此测量精度难以提高; 地下工程的坑道往往采用独头掘进,洞室之间互不相通,不便组织校核,出现错误不能及时发现。随

着坑道的进展,点位误差的累积越来越大;

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;

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;

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。

4.地下工程对测量的要求

应严格按照先控制后碎部、高级控制低级、对测量 成果逐项检核,测量精度必须满足规范要求等原则进行。

应采取措施严格控制横向误差和高程误差,以保证工程质量。

为保证地下工程的施工质量,在工程施工前,应进行工程测量误差预计。

在地下工程中应尽量采用先进的测量设备。

5.地面和地下控制测量

地下工程的地面平面控制测量可根据地下工程的特点、范围、地形条件,采用精密导线、三角测量及GPS技术进行。高程控制测量可采用精密水准测量或光电测距三角高程测量进行。地下控制测量可采用导线测量、水准测量和三角高程测量。

6.联系测量概念

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。

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。

7.平面联系测量

一井定向:是在一个竖井进行的竖井定向测量。是在一个井筒内悬挂两根钢丝(或同时铅垂地发射两

条可见光束),将地面点的坐标和边的方位角传递

到井下的测量工作。一井定向工作分为投点和连接

两个部分。

两井定向:是通过两个竖井进行的竖井定向测量。

是在两个有巷道连通的竖井井筒内,各悬挂一根重

锤线(或各铅垂地发射一条可见光束),根据地面

控制网测定两根重锤线中心(或光束轴心)的平面

坐标,并在巷道内用导线对两重锤线中心(或光束

轴心)进行联测,从而将地面控制网的平面坐标和

方向,传递给井下的控制点和导线边。

陀螺定向测量:是用陀螺经纬仪测定某控制网边的陀螺方位角,并经换算获得此边真方位角的测量工

作。常用于定向连接测量。陀螺方位角,是从陀螺

仪子午线(测站上通过假想的陀螺轴稳定位置的子

午面,即陀螺仪子午面与地平面的交线)北方向顺时

针量至某定向边的水平角。

8.三种定向比较

一井定向两垂线间距离较短,投点误差对方位角的传递影响较大。

两井定向,两井定向垂线间的距离减小了,投点的误差就减少了。

陀螺定向克服了几何定向占用井筒而造成停产、耗费大量人力、物力和时间等缺点,同时也克服了随

井筒深度增加而降低定向精度的缺点。

9.陀螺经纬仪定向的作业过程

在地面已知边上测定仪器常数

在待定边上测定陀螺方位角

在地面上重新测定仪器常数

求算子午线收敛角

求算待定边的坐标方位角

10.一次测定陀螺方位角的作业过程

在测站上整平对中陀螺经纬仪,以一个测回测定待定边或已知边的方向值,然后将仪器大致对正北方。 粗略定向锁紧灵敏部,启动陀螺马达,待达到额定转速后,下放陀螺灵敏部,用粗略定向的方法测定

近似北方向。完毕后制动陀螺并托起锁紧,将望远

镜视准轴转到近似北方向位置,固定照准部。 测前悬带零位观测打开陀螺照明,下放陀螺灵敏部。

进行测前悬带零位观测。同时用秒表记录自摆周期

T。零位观测完毕,托起并锁紧灵敏部。

精密定向(精密测定陀螺北):采用有扭观测方法(如逆转点法等)或无扭观测方法(如中天法、时

差法、摆幅法等)精密测定已知边或待定边的陀螺

方位角。

测后悬带零位观测。

以一个测回测定待定边或已知边的方向值,测前测后两次观测的方向值的互差对J2和J6级经纬仪分

别不得超过10″和25″。取测前测后观测值的平

均值作为测线方向值。

工程测量学期末期末重点总结

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