精密测量与变形监测题目及答案

西安交通大学精密工程测量与变形监测课程期末复习题

1、客运专线无渣轨道施工的高程控制网分为哪几级？应采用什么方法测量？其主要精度指标是什么？ 第一级为线路水准基点控制网:线路水准基点按二等水准测量要求施测。

第二级为CPIII高程控制网:CPⅢ控制点水准测量可按本规范附录F.2.1的矩形环单程水准网或附录F.2.2的往返测水准网构网观测，精度： CPIII控制点水准测量应附合于线路水准基点，按精密水准测量技术要求施测。CPIII控制点水准测量应对相邻4个CPⅢ点所构成的水准闭合

环进行环闭合差检核，相邻CPⅢ点的水准环闭合差不得大于1mm，区段之间衔接时，前后

区段独立平差重叠点高程差值应≤±3mm，相邻CPIII点高差中误差不应大于±0.5mm

第三级为轨道基准网（GRN）:电子水准仪中视法，相邻点间相对点位中误差。平面精度≤0.2mm 高程精度≤0.1mm

2、轨道基准网之平面网的直接观测值是什么？如何得到轨道基准点在线路独立坐标系下的坐标？

直接观测值：CPIII和GRP的站心坐标系的坐标，相邻自由测站之间搭接一定的GRP点，联系CPIII点进行坐标转换从而转换为和CPIII点统一的坐标系统

3、客运专线无渣轨道施工的平面控制网分为哪几级？各级控制网控制点的密度是一般是怎么规定的？

第一级为框架控制网（CP0）：沿线路每50km布置一个CPO点，为GPS三维控制网

第二级为基础控制网（CPⅠ）：在基础框架平面控制网（CP0）或国家高等级平面控制网的基础上，沿线路走向布设，按GPS静态相对定位原理建立，为线路平面控制网和轨道控制

网CPⅢ起闭的基准。CPI网点间距为4km

第三级为线路控制网（CPⅡ）：在基础平面控制网（CPⅠ）上沿线路附近布设，CPII网点间距为400~800m，为GPS 三等二维网

第四级为轨道控制网（CPⅢ）：CPIII网为智能型全站仪自由测站边角交会的三维控制网，其点间距为纵向60m左右一对控制点，点对的横向间距为10~20m，

第五级为轨道基准网（GRN）：GRP布设于6.5m间隔的博格板板缝之间

4、请绘图说明CPIII高程控制网的测量过程（以三对CPIII点为例）

CPⅢ控制点高程的水准测量宜采图F.2.1-1所示的水准路线形式。 测量时，左边第一个闭合环的四个高差应该由两个测站完成，其他闭合环的三个高差可由一个测站按照后-前-前-后

或前-后-后-前的顺序进行单程观测

5、轨道基准网附合水准路线的闭合差限差应该如何计算？fh 0.5 2L

6、高速铁路轨道基准网是一个三维控制网，其平面网和高程网的主要精度要求是如何规定的？

相邻点间相对点位中误差

平面精度≤0.2mm 高程精度≤0.1mm

7、能否用常规全站仪对CPIII控制网和轨道基准网进行观测？为什么？

不能用常规的全站仪进行以上观测。

西安交通大学精密工程测量与变形监测课程期末复习题

原因：对CPIII河轨道基准网进行精密光电三角高程测量时，要求观测时采用两台全站仪同时 对象观测，以减少或削弱大气遮光垂线偏差的影响。不量取仪器高和觇标高，以避免由于量高 不准所带来的一系列误差。按照武大的方法：使用的全站仪应该经过特殊加工，能够在全站仪 把手上安装反光镜，反射棱镜的安装误差不得大于0.1mm，并使用特制的水准点对中棱镜杆。 交大方法：使用特制的棱镜实现同时对向观测。用的全站仪应为智能型全站仪，具有自动目标 搜索、自动照准、自动观测、自动记录功能，以减少少人为操作带来的误差。普通的全站仪设 备做不到以上这些要求。用的全站仪应具有自动目标搜索、自动照准、自动观测、自动记录功能，其标称精度应满足：方向测量中误差不大于±1″，测距中误差不大于±（1mm+2ppm）。

8、能否用一般水准仪对CPIII控制网和轨道基准网进行观测？为什么？

不能用一般的水准仪进行观测。

原因：CPIII级GRP控制点应该按照精密水准测量的技术要求施测，其精度要求很高，普通的水准仪的 精度较低，并且有操作方面以及都市方面的一系列误差，这对达到如此高的精度要求已经对如 此多的点高效率观测是不利的。应建议采用数字水准仪进行观测，一件少人为操作以及读书的 误差，并且可以实现数据的自动记录和保存，效率高精度好。

9、变形监测的精度一般怎么规定？

一般来说，变形监测是为了确保建筑物的安全，则其测量精度应小于允许变形值得1/10 ~1/20 ，如果是为了研究变形的过程，则其中误差应该比这个数小的多，精度更高。普遍观点：应采用尽可能好的仪器和技术，达到其最高精度，变形监测的精度越高越好。不同类型的工程建筑物，起边型观测的精度要求差别较大，另外对于同一建筑物，不同部位不同时间对观测精度要求也不相同。另外水平方向位移观测以及竖直方向的沉降观测精度要求也有差别。

变形测量等级及精度要求

10、我国无砟轨道平面控制测量的边长投影变形有什么规定？引起GPS边长投影变形的主要原因是什么？

德国高速铁路采用MKS定义的特殊技术平面坐标系统。MKS可根据需要把地球表面正形投影到设计和计算平面上，发生的（不可避免的）长度变形限定在10mm/km的数量级上。在京津城际高速铁路工程测量中，博格公司要求基础控制网平面相对精度为1/100000。根据武广线、郑西线无砟轨道CPⅢ控制网的测量实践也表明，在满足边长投影长度变形值不大于10mm/km的条件下，CPⅢ观测距离不需进行投影改化进行平差计算就可满足CPⅢ控制网的精度要求。如果投影变形值超过10mm/km，CPⅢ观测距离不进行投影改化就很难满足CPⅢ控制网的精度要求。参考国外先进的控制测量技术和总结津京城际和武广、郑西客运专线的经验，本条规定投影长度的变形值不宜大于10 mm/km。

对于个别地段投影长度的变形值大于10 mm/km的情形，则在施工过程中需进行高斯投影和高程投影改化，使坐标反算值与测量值的互差值不大于10 mm/km。

西安交通大学精密工程测量与变形监测课程期末复习题

11、沉降变形监测如何计算监测点相邻两周期高程变化量的允许误差？

12、水平位移监测的方法主要有哪些？

三角形网、极坐标法、交会法、GPS测量、正倒垂线法、视准线法、引张线法、激光准直法、精密测距、伸缩仪法、多点位移计、倾斜仪法等。

13、轨道控制网CPIII平面网的观测值有哪几类？分别是什么观测值？不解

平差用值 斜距、竖直角、水平角

检查用值 半测回归零差、 2c值、2c互差、i角、同一方向归零后方向值较差

14、请绘图说明CPIII平面控制网的测量过程（以一个测站为例）。

CPⅢ平面网水平方向应采用全圆方向观测法进行观测。先盘左从一个点开始顺时针观测各个点，结束于起始点，再转盘右逆时针观测一周为一个测回。

自由测站多点多个半测回坐标测量示意图

15、CPIII自由测站三角高程网的直接观测值是什么？该网参与平差的间接观测值是什么？请以一个自由测站和两个相邻的CPIII点为例，请写出如何计算自由测站至CPIII点的高差和如何计算相邻CPIII点间的高差。

直接观测值：测站到目标点的斜距和测站到目标点的竖直角观测值。

间接观测值：自由测站点到CPⅢ目标点的高差，相邻CPⅢ点间的高差。

16、评定CPIII平面控制网的主要精度指标是什么？如何计算该主要精度指标，请写出相应的计算公式。

相邻点位的相对点位中误差≤1mm，

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