测量学基础实验指导书

1、测量学基础实验指导书测量学基础实验指导书赵占轻石家庄铁道大学四方学院实验一 水准仪的使用与普通水准测量目的与要求1. 了解水准仪的基本构造，认清其主要部件的名称、性能和作用。2. 掌握水准仪的正确安置、瞄准和读数。3. 掌握普通水准测量的施测、记录、计算、闭合差调整及高程计算的方法。内容1. 水准仪的认识与使用2. 普通水准测量实验组织1.学时：2学时2.组织：每组5人实验设备 1.每组自动安平式水准仪1套（含脚架） 2.水准尺1对3.尺垫2个4.自备：铅笔1水准仪的认识与使用（1）安置仪器：在测站上打开三脚架，按观测者的身高调节三脚架腿的高度，使三脚架架头大致水平，如果地面比较松软则应将三脚

2、架的三个脚尖踩实，使脚架稳定。然后将水准仪从箱中取出平稳地安放在三脚架头上，一手握住仪器，一手立即用连接螺旋将仪器固连在三脚架头上。（2）认识仪器：指出仪器各部件的名称和位置，了解其作用并熟悉其使用方法。同时弄清水准尺的分划注记。（3）水准仪的使用(操作步骤) 粗略整平：粗平即初步整平仪器，通过调节三个脚螺旋使圆水准器气泡居中，从而使仪器的竖轴大致铅垂。在整平的过程中，气泡移动的方向与左手大拇指转动脚螺旋时的移动方向一致。如果地面较坚实，可先练习固定三脚架两条腿，移动第三条腿使圆水准器气泡大致居中，然后再调节脚螺旋使圆水准器气泡居中。 瞄准水准尺：转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；松开制动螺旋（

3、本校自动安平式水准仪可略掉此步），转动仪器，用粗瞄器（或照门和准星瞄）瞄准水准尺，拧紧制动螺旋（本校自动安平式水准仪可略掉此步）；转动微动螺旋（本校自动安平式水准仪直接转动仪器），使水准尺位于视场中央；转动物镜调焦螺旋，消除视差使目标清晰（体会视差现象，练习消除视差的方法）。 精平（自动安平式水准仪此步骤略）：转动微倾螺旋，使符合水准管气泡两端的半影像吻合（成圆弧状），即符合气泡严格居中。 读数：从望远镜中观察十字丝在水准尺上的分划位置，读取四位数字，即直读出米、分米、厘米的数值，估读毫米的数值。（4）观测练习：在仪器两侧各立一根水准尺，分别进行观测（瞄准、精平、读数）、记录并计算高差。不动水

4、准尺，改变仪器高度，同法观测。或不动仪器，改变尺面同法观测。检查是否超限。2普通水准测量步骤和方法（1）选定一条闭合水准路线，其长度以安置46个测站为宜。确定起始点及水准路线的前进方向。（2）在起始点和第一个待定点分别立水准尺，在距该两点大致等距离处安置仪器，分别观测得后视读数a1和前视读数b1，计算高差h1。将仪器搬至第一、第二点中间设站观测，测出h2。依次推进测出h3、h4。（3）根据已知点高程及各测站的观测高差，计算水准路线的高差闭合差，并检查是否超限。对闭合差进行配赋，推算各待定点的高程。3注意事项（1）仪器的安置位置应保持前、后视距大致相等。每次观测读数前，应使符合水准管气泡居中，并

5、消除望远镜视差。（2）立尺员要思想集中，立直水准尺。注意已知水准点和待定水准点不放尺垫。仪器未搬迁，后视点尺垫不能移动；仪器搬迁时，前视点尺垫不能移动。迁站时应防止摔碰仪器或丢失工具。（3）限差要求为：路线高差闭合差应在（）之内，L为闭合路线长度，单位为公里。超限应重测。（4）实习结束时每组上交“普通水准测量记录”和“高程误差配赋表”各一张。每人交实验报告一份。普 通 水 准 测 量 记 录 表 日 期：_年_月_日    天 气：_    仪器编号：_ 组号：_观测者：_ 记录者：_    参加者：_测 站点 号

6、水准尺读数高 差h备 注后 视前 视123456辅助计算后=前=h=后前= h/2 =实验二 四等水准测量目的与要求1掌握用双面水准尺进行四等水准测量的观测、记录、计算方法。2熟悉四等水准测量的主要技术指标，掌握测站及水准路线的检核方法。内容1.四等水准测量实验组织1.学时：2学时2.组织：每组5人实验设备 1.每组自动安平式水准仪1套（含脚架） 2.双面水准尺1对3.尺垫2个4.自备：铅笔1.四等水准测量步骤和方法（1）选定一条闭合水准路线，其长度以安置46个测站为宜。沿线标定待定点的地面标志。（2）在起点与第一个立尺点之间设站，按以下“后前前后”顺序观测：后视黑面尺读取下、上丝读数；精平，

7、读取中丝读数；前视黑面尺读取下、上丝读数；精平，读取中丝读数；前视红面尺精平，读取中丝读数；后视红面尺精平，读取中丝读数。也可采用“后后前前”的观测顺序。注意：自动安平式水准仪精平操作略掉。（3）每测站随时计算：前后视距（即上、下丝读数差乘以100，单位为米）；前后视距差；前后视距累积差；基、辅分划读数差（即同一水准尺的黑面读数+常数K-红面读数）；黑、红两面所测高差之差；高差中数。检查各项限差要求。（4）依次设站同法施测其它各站。（5）全路线施测完毕后计算：路线总长（即各站前、后视距之和）；各站前、后视距差之和（应与最后一站累积视距差相等）；各站后视读数和，各站前视读数和，各站高差中数之和（

8、应为上两项之差的1/2）；路线闭合差（应符合限差要求）；各站高差改正数及各待定点的高程。2注意事项（1）每站观测结束应当即计算检核，若有超限则重测该测站。全路线施测计算完毕，各项检核均已符合，路线闭合差也在限差之内，即可收测。（2）有关技术指标的限差规定如下表。等级视线高度(m)视线长度(m)前后视距差(m)前后视距累积差(m)黑红面读数差(mm)黑红面所测高差之差(mm)路线闭合差(mm)四>0.2803.010.03.05.0表中L为路线总长，以公里为单位。（3）实习结束时每组上交“四等水准测量记录手簿”和“高差误差配赋表”各一张。每人交实验报告一份。三(四) 等 水 准 测 量 手

9、 簿 自 至日 期时 间仪器编号天 气呈 像 组 号观测者记录者测站编号后尺下丝前尺下丝方向及尺 号水准尺读数K+黑-红(mm)高差中数(m)备注上丝上丝黑面红面后距(m)前距(m)前后视距差(m)累积差(m)后前后-前后前后-前后前后-前后前后-前后前后-前后前后-前后前后-前后前后-前高 程 误 差 配 赋 表组 号计算员检查员点名距离(km)高差(m)改正数(mm)改正后高差(m)点之高程(m)备注实习三 经纬仪、全站仪的使用与测回法观测水平角目的与要求1了解经纬仪、全站仪的基本构造及主要部件的名称与作用。2了解经纬仪的操作方法及水平度盘读数的配置方法。3掌握测回法观测水平角的观测顺序、

10、记录和计算方法。内容1全站仪、经纬仪的认识与使用2测回法观测水平角实验组织1.学时：3学时2.组织：每组5人实验设备 1.每组全站仪1套（含脚架） 2.棱镜及棱镜杆各1个 3.自备：铅笔1全站仪、经纬仪的认识与使用（1）在指定点位上安置经纬仪并熟悉仪器各部件的名称和作用。（2）操作对中整平：将三脚架安置在测站点上，并使架头大致水平，从架头中心落下一小石子来检查架头中心是否大致位于测点的铅垂线上，仪器固定于架头上。调整光学对点器目镜，使对点器中的对中标志清晰（十字丝或小圆圈），再调整光学对点器物镜，使地面成像清晰；调整仪器的三个脚螺旋，使光学对中器的中心标志对准测站点(不要求气泡居中)；伸缩三脚

11、架腿使照准部圆水准器气泡大致居中。反复、步骤。整平：使照准部水准管轴平行于两个脚螺旋的连线，转动这两个脚螺旋使水准管气泡居中，将照准部旋转90°，转动另一脚螺旋使水准气泡居中，在这两个位置反复数次，直到气泡任何方向都居小为止。若整平后发现对中有偏差，松开中心连接螺旋，移动照准部再进行对中，拧紧连接螺旋后仍需重新整平仪器，这样反复几次，就可对中整平。瞄准：用望远镜上的粗瞄器瞄准目标，使目标位于视场内，旋紧望远镜和照准部的制动螺旋；转动望远镜的目镜螺旋，使十字丝清晰；转动物镜调焦螺旋，使目标影像清晰；转动望远镜和照准部的微动螺旋，使目标被十字丝的纵丝单丝平分，或被双根纵丝夹在中央。读数：

12、 对于全站仪：将测量模式设置为测角模式，直接从显示屏上读取水平度盘读数HR（HL）即可。对于经纬仪（J2）：需调节反光镜的位置，使读数窗亮度适当；旋转读数显微镜的目镜套，使度盘及分微尺的刻划清晰；转动测微手轮，使对镜分划线重合，然后读取读数，秒数估读至0.1。2测回法观测水平角（使用全站仪）（1）度盘配置：设共测n个测回，则第i个测回的度盘位置为略大于（i-1）×180°/n。方法：盘左瞄准左目标，使用“置零”功能，可将该方向 的度盘读数置为0°0000盘左瞄准左目标，使用“置盘”功能，可手工输入该方向的度盘读数。（2）一测回观测：盘左：瞄准左目标A，进行读数记a

13、1；顺时针方向转动照准部，瞄准右目标B，进行读数记b1；计算上半测回角值左= b1- a1。盘右：瞄准右目标B，进行读数记b2；逆时针方向转动照准部，瞄准左目标A，进行读数记a2；计算下半测回角值右= b2- a2。检查上、下半测回角值互差是否超限（40），超限重测。 计算一测回角值= （左-右）。（3）测站观测完毕后，当即检查各测回角值互差是否超限（24），计算平均角值。3注意事项（1）瞄准目标时，尽可能瞄准其底部，以减少目标倾斜引起的误差。（2）观测过程中若发现气泡偏移超过一格时，应重新整平重测该测回。（3）计算半测回角值时，当左目标读数a大于右目标读数b时，则应加360°。（4

14、）限差要求为：对中误差小于3；上、下半测回角值互差不超过±40"，超限重测该测回；各测回角值互差不超过±24"，超限重测该测站。（5）实习结束时每组上交“测回法观测水平角记录”表一张。每人交实验报告一份。测 回 法 水 平 角 观 测 记 录 表日 期：_年_月_日     天 气：_    仪器编号：_组号：_观测者：_ 记录者：_    参加者：_测 站目 标竖盘位置水平度盘读数° 半测回水平角° 一测回水平角° 备 注左右左右左右

15、实习四 方向法观测水平角目的与要求1掌握方向法观测水平角的操作顺序及记录、计算方法。2弄清归零、归零差、归零方向值、2C变化值的概念以及各项限差的规定。内容1方向法观测水平角实验组织1.学时：3学时2.组织：每组5人实验设备 1.每组全站仪1套（含脚架） 2.棱镜及棱镜杆各1个 3.自备：铅笔1方法与步骤（1）在指定的地面点O安置仪器。在测站周围确定3个以上目标。（2）按实习三的方法对中、整平并进行度盘配置。（3）盘左：瞄准起始方向目标读数，顺时针方向依次瞄准各方向目标读数，转回至起始方向仍瞄准目标读数。检查归零差是否超限。（4）盘右：瞄准起始方向目标读数，逆时针方向依次瞄准各方向目标读数，转

16、回至起始方向仍瞄准目标读数。检查归零差是否起限。（5）计算：同一方向两倍视准误差2c=盘左读数-（盘右读数±180°）；各方向的平均读数= 盘左读数+（盘右读数±180°）；归零后的方向值。（6）测完各测回后，计算各测回同一方向的平均值，并检查同一方向值各测回互差是否超限。2注意事项（1）应选择远近适中、易于瞄准的清晰目标作为起始方向。如果方向数只有3个时，可以不归零。（2）有关技术指标的限差规定如下表。仪器型号光学测微器两次重合读数差/半测回归零差/一测回内2C较差/同一方向各测回较差/J238139（3）实习结束时每组上交“方向法观测水平角记录”表一

17、张。每人交实验报告一份。 25方 向 观 测 法 观 测 手 簿日期：_年_月_日   天 气：_    仪器编号：_ 组号：_观测者：_ 记录者：_   参 加 者：_测站目标水平度盘读数2c平均读数一测回归零方向值各测回平均方向值角值盘左盘右°°°°°°实习五 竖直角观测与竖盘指标差的计算目的与要求1了解全站仪竖盘注记形式，弄清竖盘与指标及指标差。2掌握垂直角观测、记录、计算及指标差的计算。内容1 竖盘的认识2 竖直角观测实验组织1.学时：2学时2.组织：每组5

18、人实验设备 1.每组全站仪1套（含脚架） 2.棱镜及棱镜杆各1个 3.自备：铅笔1方法与步骤（1）在指定地点安置全站仪，并进行对中、整平。转动望远镜，观察竖盘读数的变化规律。写出垂直角及竖盘指标差的计算公式。（2）盘左：瞄准目标，用十字丝中横丝切于目标某一部位（如花杆顶端）；读取竖盘读数，计算垂直角值。（3）盘右：同法观测、记录。（4）计算一测回竖盘指标差及上、下半测回垂直角的平均值。检查各测回指标差互差及垂直角值的互差是否超限，计算同一目标各测回垂直角的平均值。2注意事项（1）观测过程中，对同一目标应用十字丝横丝切准同一部位。每次读数前应使竖盘指标水准管气泡居中。计算垂直角和指标差时，就注意

19、正、负号。（2）限差要求为：指标差互差在±25"之内；同一目标各测回垂直角互差在±25"之内。超限应重测。（3）实习结束时每组上交“竖直角观测记录”表一张。每人交实验报告一份。竖 直 角 观 测 记 录 表日 期：_年_月_日     天 气：_    仪器编号：_组号：_观测者：_ 记录者：_   参加者：_测 站目 标竖盘位置竖 盘 读 数° 半测回竖直角° 指标差平 均 角 值° 实习六 图根导线测量目的与要求1掌握全站仪光电测距

20、导线的布设、施测和计算方法。内容1.闭合导线的布设与施测 2.导线的计算实验组织1.学时：4学时2.组织：每组5人实验设备 1.每组全站仪1套（含脚架） 2.棱镜及棱镜杆各2个 3.自备：铅笔1.方法与步骤（1）在测区内选定由45个导线点组成的闭合导线。在各导线点上做明显标记。绘出导线略图。（2）采用测回法观测导线各转折角（内角），每个角观测1个测回，若上、下半测回差不超±40，则取平均值。同时使用全站仪光电测距功能对每条导线边进行往返丈量。（3）计算：角度闭合差f=-(n-2)×180°,n为测角数；导线全长相对闭合差： 其中：= 外业成果合格后，内业计算各导线

21、点坐标。2.注意事项（1）导线点间应互相通视，边长以6080m为宜。若边长较短，测角时应特别注意提高对中和瞄准的精度。（2）如无起始边方位角时，可按实地大致方位假定一个数值。超始点坐标也可假定。（3）限差要求为：每个角上下半测回差不超过±40上；导线角度闭合差的限差为±允=±40 ，n为测角数；同一边往、返测相对误差应小于1/2000；导线全长相对闭合差的限差为1/2000。超限应重测。（4）做好分工合作，使每个学生都能接触到整个过程的各个工序。（5）实习结束时每组交“导线测量观测记录手簿”和“闭合导线坐标计算表”各一张。每人交实验报告一份。导 线 测 量 外 业

22、 记 录 表日期：_年_月_日     天气：_    仪器编号：_组号：_观测者：_ 记录者：_   参加者：_测点盘位目标水平度盘读数°  水平角示意图及边长半测回值° 一测回值° 边长名：_第一次=_m。第二次=_m。平 均=_m。边长名：_第一次=_m。第二次=_m。平 均=_m。边长名：_第一次=_m。第二次=_m。平 均=_m。边长名：_第一次=_m。第二次=_m。平 均=_m。边长名：_第一次=_m。第二次=_m。平 均=_m。边长名：_第一次=_m。第二次=_m。平 均=_m。闭合导线坐标计算表组 号 日 期 计算员 检查员 点号观测角°改正数改正后角值°坐标方位角°距离(m)坐标增量改正后坐标增量坐 标x(m）y(m)x(m)y(m)X(m)Y(m)123456789101112总和辅助计算实验七 碎部测量目的与要求1了解经纬仪配合量角器测图的方法和步骤，掌握在一个测站上的测绘工作（以全站仪