精密工程测量与变形监测思考题.docx

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1、精密工程测量与变形监测思考题1 .我国目前采用和曾经采用过的坐标系统主要有哪些？精密工程测量一般采用工程独立坐标系，设计一个工程独立坐标系，主要应该确定哪些参数？1北京54、西安80、WGS84、CGCS2000 （2000国家大地坐标系）2中央子午线（精度）、投影面的高程、椭球的选择、范围.坐标系统的投影变形是不可防止的，引起坐标系统投影变形的原因主要是什 么？高速铁路工程坐标系统的投影变形要求小于多少？1地面起伏、中央子午线经度、投影带宽 小于10mm/km.提高距离测量精度的主要措施有哪些？衡量距离测量精度的指标有哪些？如 何计算这些精度指标？1减小对中整平误差、采用强制对中装置、全站仪

2、光电测距、锢钢线尺丈量法、GPS 精密基线测量法、对棱镜进行改造2精度指标：相对误差、测距中误差、相对中误差.提高水平方向测量精度的主要措施有哪些？衡量水平方向测量精度的指标有 哪些？如何计算这些精度指标？1高精度的全站仪、测量机器人、减小对中整平误差、科学的方法测角中误差、方向测量中误差.提高三角高程测量精度的主要措施有哪些？衡量三角高程测量精度的指标有 哪些？如何计算这些精度指标？1高精度的全站仪、创新性的测量方法（同时对向观测、不量仪器高、不量觇标高） 2每公里高差全中误差.精密工程测量关注相邻点间的相对精度，衡量相邻点间相对精度的指标主要 有哪些？如何计算这些精度指标？相邻点位相对中误

3、差.水平方向、距离,水准高差和三角高差的权一般情况下如何确定？相对合理的三角高差的权如何确定？1水平方向：权相等距离：笔记第三张 水准高差：测站数、路线长度（起伏不大）4三角高差：距离平方的反比.何为定向角未知数？引进定向角未知数的目的是什么？1定向角未知数是早期的边角网或者三角网平差计算过程中，模型里面的一个要素， 常常采用消去定向角未知数的方法进行误差估计等。 定向角：全站仪测量角度时，零方向的坐标方位角。相邻两角涉及三个方向，故相邻 两角的权相关且无法计算，但是各方向值是独立的，每个方向的权一致，所有涉及到 方向观测的误差方程都是用方向观测值参与平差，方向值误差方程需要弓I入定向角。2

4、.相邻两周期间变形监测的时间间隔一般根据什么原那么确定？变形观测周期确实定应以能系统地反映所测建筑变形的变化过程且不遗漏其变化时刻 为原那么，并综合考虑单位时间内变形量的大小、变形特征、观测精度要求及外界因素影响确定。3 .什么是高程异常变化率？如何计算高程异常变化率？高程异常变化率有什高差计算以图3所示的GPS跨河水准测量为例：QaB = （AHgaB _ H3Q48）/SaB（10 ）式中ABAB方向的高程异常变化率，单位为米每千米（m/km） ismA、B点间的平距,单位为千米（km）；HasAB点间的大地高差，单位为米（m）；HzabAB点间的正常高差,单位为米（m）。根据公式（10）

5、由每一个非跨河点与最近跨河点计算出一个。值，最后将河流两岸得到的不同的 与取平均值作为跨河河段的高程异常变化率。比.河流两岸得到的不同的。值Sab、。）较差应满 足表17的规定.限差类型一等二等同岸。值较差0. 007 00.013 0不同岸。值较差0.010 00.018 0表17单位为米每千米（m/km）高程异常差按公式（11）计算。- X,（ 11）式中： U- - A、B点间的高程异常差，单位为米（m）， 。仙- AB方向的高程异常变化率，单位为米每千米（m/km）； sabAB点间的平距，单位为千米（km）,由式（12）计算出跨河线路BC之间的跨河水准高差， Hjbc = Hqbc

6、- aar X Sac （12 ）式中，H业一BC间的正常高差单位为米（m）；HojcBC间的大地高差，单位为米（m） Qbc 5C方向的高程异常变化率，单位为米每千米（m/krn）, 一BC点间的平距，单位为千米（km） 11沉降变形监测中，如何计算相对变形量,累计变形量和变形速度？1相对变形量：相邻两期变形监测之间的变形量2累计变形量：相邻变形量之和 变形速度：变形量/时间12.假设同一个监测网相邻两周期测量是同精度的，如何计算该监测网两期联合的单位权中误差?1.1平均间隙法的原理对变形监测网，根据每一周期观测的结果，由平差可 得单位权方差的估值：(1)(VTV)、fi02- f2两个周期

7、的观测精度是相同的（必要时要进行脸证）可将联合求一个共同的单位权方差估值：s：=（vro严以式中两期自由度之和为：f=fi+f2（3）13 .如何进行监测点的稳定性分析？1限差检验法（平差后得到的中误差为限差的1/2或1/3）限差检验法：限差检验法主要是利用两期观测多组起始数据所得的两期坐标差或 多期观测每两期所得的坐标差计算其均值或均方差，如果点位没有移动，它就应小于极限误差（即中误差的t倍）。即：1）起始数据分组分别进行平差2）计算坐标差矩阵3）计算平均坐标差及其协因素4）计算坐标差中的误差2平均间隙法.如何计算平面控制网中相邻控制点间的相对点位中误差?m=J（成*S/ ）2+m2 m为方

8、位角中误差 皿为测距中误差 S ISP1绝对点位中误差和相对点位中误差在测量定位应用中，常需对局部范围内的相对位置关系 提出较高的精度要求，并用相对点位中误差来度量计算i、 k两点间的相对点位中误差的传统方法常是基于坐标差函数 式由网点坐标的协方差按协方差传播律来解求：M;k =（- 2qx&+1前的跨河高程测量一般采用什么方法？式中，带有下标的各7表示坐标平差值协因数阵中与第3 *点相关联的各元素，品那么为单位权方差o但为于非首级 网而言，在网点坐标的协方差阵中，多个固定点U被赋予零 （协）方差，而各固定点之间的相对位置实际上也存在着可 观的误差而且即使是对于首级控制网，正如文献1所指 出的

9、，由此所导出的相对点位精度与绝对点位精度相比拟, 只是改变了所相为的基准点的位置，但仍然相对于原有的起 始方位角以至起始边长，文献2对此亦曾作过分析和数据 验证。序号观测方法方法概要最长跨距1光学览做法使用一台水准仪用水平视线照准视板标志，并读记恻微 鼓分划值,求出两岸高差5002帧斜螺旋法使用两台水准仪对向观测，用倾斜螺旋或气泡移动来冽定 水平视线上、卜两标志的倾角计算水平视线位置求出两 岸四龙1 5003经纬仪倾角法使用两台经纬仪对向观测，用垂直度盘测定水平视线上、 下两标志的快角计算水平觇线位置，求出两岸高差3 5004一测距三角四程法使用两台经纬仪对向观测测定偏肉水平视线的标志倾 角，

10、用浏距仪试测距离求出两岸充差3 5005GPSSiM法使用GPS接收机和水准仪分别测定两岸点位的大地探差 和同岸点位的水准高差,求出两岸的而程异常和两岸高是_ _ _ _13 50015.如何通过控制网的平差报告判断观测值中是否含有系统误差？系统误差是指在相同的观测条件下作一序列的观测，如果误差在大小、符号上表现出系 统性，或者在观测过程中按一定的规律变化，或者为某一常数。16 .检核GNSS静态相对定位基线观测值是否合格的指标有哪些？17 10. 7.2 GPS基线解算的质偷检核GPS基线解算的质价检核应符合以F要求，）基线处理数据采用率不低于80%.b）采用单基线处理模式时，同步时段中任一

11、三边同步环的坐标分田相对闭合差应小于表16的规 定.取16O由独立基线构成的异步环坐标分髭闭合差和全长闭合差应满足式（7）规定.限差类型一等二等坐标分fit相对闭合差1.0X10-，2.0X10-1环线全长相对闭合差2.0X10-43.0X10-，GB/T 1289720062G2Gb7）Ww = m式中a8 相应测值等级基线长度标术差电位为毫米（mm）, Wx,W_Wz异步环坐标分fit闭合差，单位为毫米（nun）;W异步环线全长闭合差，单位为亳米（mm）;n 独立环中的边数.d）重复基线的长度互差（点）及大地高高差互差（dH）应满足， 但0 I（8）dH42曲 I式中，&一相应测盘等级基线

12、长度标准差，单位为塞米（mm）。8. 10.8跨河水准薪过GPS网平复处理8. 10. 8.1 GPS网平差软件应采用经过有关部门批准使用的软件8.10. 8.2在基线向量检核符合要求后，以三维基线向量及其相应方差一协方差阵作为观测信息，以某 一册河点的三维地心坐标系下的三维坐标作为起算数据进行GPS网的无约束平力.无妁束平差应提 供各点在三维地心坐标系下的三堆坐标、各基线向坦改正数和精度信息.8.11. 8.3无约束平差基线向量改正数绝对值应满足： 3 6 1 打y4 3a L（9）空a式3 6 式中88一相应测盘等级基线长度标准差，单位为亳米（mm）否那么应认为该基线或附近基线存在粗差应在

13、平差中采用软件提供的自动方法或人工方法剔除，直 划搞足上式要求.18.什么是检测已测测段高差的允许误差？二等水准测量检测已测测段高差允许误差的限差如何计算？7. 11往返利高差不符值、环闭合是7. 11. 1往返测高差不符值、环闭合差和检测商差之差的限差应不超过表9的规定.表9单位为老米等 级测段、区段、路线往返浏高差不符值附合路线闭合差环闭合差检甜已浏 种段高差之差一 等1.842 7F3 7R二等4#4s446 7k注 A测段、区段或路线长度，单位为千米（km）,当测段长度小于0.】km时，按0.1 km计算； L附合路线长度，单位为千米（km）,F环线长度单位为千米（km）, R检测测段

14、长度单位为千米（km）.7. 11.2检测已测测段高差之差的限差，对单程检测或往返检测均适用，检测测段长度小于1 km时, _按1 km计算.检测测段两点间距离不宜小于1 km.19.二寺水底测重的测站限主指标自娜堂7 . 3.2测站视线长度（仪器至标尺距离）、前后视距差、视线高度、数字水准仪重复测量次数按表7规定 执行.表7单位为米等级仪器类别视线长度传网视距鱼任一测站上前 后视距差事枳视线高度数字水 推仪 Hit 次数光学数字光学效字光学数字光学（下丝谈数）数字一等DSZO5.DSO54且4300.5101,50.53次二等DSZUDSI W5023且501.01.50.32.80 且20

15、. 5522次注，下丝为近地面的*效.几何法数字水准仪祝线高度的奇珀限差一二等允许到2.85 m相位法敷字水准仪 取复测及次数可以为上表中数值M少一次,所故字水准仪在，西便动较大时,应照时增加重复溜量次数.测站观测限差应不超过表8的规定.衷8单位为亳米使用双摆位自动安平水准仪观测时，不计算基辅分划读数差.等级上下丝读数平均值与中丝读数的差电辅分划 读数的整基辅分那么所 甜离差的差检测间歇点 高差的船0.5 cm刻划标尺1 cm刻划标尺一等1.53.00.30.40.7二等1.53.00.40.61.0对于数字水准仪，同一标尺两次读数差不设限差，两次读数所测高差的差执行基辆分划所测宓差之差的限差

16、.测站观测误差超限，在本站发现后可立即重测.假设迁站后才检查发现，那么应从水准点或间歇点（应经 检测符合限差）起始，鱼新观测.20 .变形监测的特点主要有哪些？1变形监测贯穿于工程建设和运营的始终，需要进行长期的重复观测;2精度差异很大，有极高精度要求；3对遥控、遥测和自动化要求更高。21 .工程变形监测的基准点一般如何布设?1是远离变形区域，稳定可靠的点，其分为高程基准点和平面基准点。基准点应选 在地基稳固、便于监测和不受影响的地点。一个测区的基准点不应少于3个。在通视 条件良好或观测工程较少的情况下，可不设工作基点，在基准点上直接测定变形观测 点。2对于水平位移观测，要构成三角网、导线网或

17、方向线等平面控制网；对 于垂直唯一观测，要构成水准网。1） .高程基准点和工作基点位置的选择应符合以下规定：1高程基准，点和工作基点应避开交通干道主路、地下管线、仓库堆栈、 水源地、河岸、松软填土、滑坡地段、机器振动区以及其他可能使标石、标志 易遭腐蚀和破坏的地方；2高程基准，点应选设在变形影响范围以外且稳定、易于长期保存的地方。在 建筑区内，其点位与邻近建筑的距离应大于建筑基础最大宽度的2倍，其标 石埋深应大于邻近建筑基础的深度。高程基准点也可选择在基础深且稳定的 建筑上；3高程基准点、工作基点之间宜便于进行水准测量。当使用电磁波测距三 角高程测量方法进行观测时，宜使各点周围的地形条件一致。

18、当使用静力水 准测量方法进行沉降观测时，用于联测观测点的工作基点宜与沉降观测点设 在同一高程面上，偏差不应超过Icmo当不能满足这一要求时，应设置上下 高程不同但位置垂直对应的辅助点传递高程。2） .平面基准点、工作基点的布设应符合以下规定：1各级别位移观测的基准点（含方位定向点）不应少于3个，工作基点可 根据需要设置；2基准点、工作基点应便于检核校验；3当使用GPS测量方法进行平面或三维控制测量时，基准点位置还应满足 以下要求：1）应便于安置接收设备和操作；2）视场内障碍物的高度角不宜超过15。；3）离电视台、电台、微波站等大功率无线电发射源的距离不应小于200m; 离高压输电线和微波无线电

19、信号传输通道的距离不应小于50%附近不应有 强烈反射卫星信号的大面积水域、大型建筑以及热源等；4）通视条件好，应方便后续采用常规测量手段进行联测。22 .相对于一般的全站仪，智能型全站仪有哪些特点？1采用同轴双速制、微动机构，使照准更加快捷、准确。2控制面板具有人机对话功能。控制面板由键盘和显示屏组成。除照准以外的各种测量功能和参数均可通过键盘来实现。仪器的两侧均有控制面板，操作十分方便。3设有双向倾斜补偿器，可以自动对水平和竖直方向进行修正，以消除竖轴倾斜误差的影响。4机内设有测量应用软件，可以方便地进行三维坐标测量、导线测量、对边测量、悬高测量、偏心测量、后方交会、放样测量等工作。5具有双

20、路通讯功能，可将测量数据传输给电子手簿或外部计算机，也可接受电子手簿 和外部计算机的指令和数据。这种传输系统有助于开发专用程序系统，提高数据的可 靠性与存储平安性。23 .什么是自由测站测量？什么是自由设站测量？两种的相同点是什么？异同 点是什么？1自由测站测量是指全站仪可以“自由”架设，无需对中，整平后即可进行测量的方法。2自由设站测量是将经纬仪或全站仪放置在某一点S,采用后方交会原理，通过观测 到两个以上点的方向、距离和高度角（假设单纯的方向后方交会，那么至少需要三 个点），可以计算出自由设站点S的坐标。然后就可以用任一点定向，按 极坐标法测量任意点P的坐标，或者根据放样点Q的坐标计算放样

21、元素进行放样。3同：自由安置仪器，无需对中，没有对中误差。4异：自由测站法采用的是全站仪内置的坐标系统，自由设站所用的坐标系统和点 坐标系统相同。24 .你所知道的变形监测的内容主要有哪些？变形测量的主要内容包括沉降观测、水平位移观测、裂缝观测、倾斜观测、 挠度观测和振动观测等。其中最基本的是建（构）筑物的沉降观测和水平位移观 测。每一种建（构）筑物的观测内容，应根据建筑物的具体情况和实际要求综合 确定测量工程。数据处理分析.如何进行隧道断面的围岩收敛变形监测?1收敛计（仪）测量法2相对位移观测法3绝对三维位移观测法4倒挂钢尺测量法：测量隧道拱顶的变形程度，需要知道尺长改正数5二等水准测量：测量仰顶的变形量