测量学实验与实习2

测量学实验与实习

李晓莉等编

合月巴工业大学土木建筑工程学院

第一部分测量学课程实验指导书

测量学基础实验

测量学基础实验是课堂教学期间，某一章节内容讲授之后安排在课内的实践性教学环节。

通过测量实验可以加深学生对测量概念的理解，巩固课堂所学的基本理论和基本方法，初步掌

握测量工具的操作技能，也为实习本课程的后续内容打好基础，以便更好地掌握测量课程的基

本内容。本章共列出22项实验，有些是验证性实验，有些是综合性实验，有些实验可分次进

行，有些实验可合并进行。实验项目的取舍，应根据所选用的教材及教学大纲要求来确定。每

项实验的学时数一般为2学时左右，实验小组人数一般为4~5人，但也应根据实验的具体内

容以及仪器设备条件作灵活安排，以保证每人都能进行观测、记录、做辅助工作等实践。每项

实验的观测要求均列在注意事项中。在每项实验后列出了测量实验报告及相应的观测记录表格

形式，在实验中应做到随时测量、随时记录、随时计算检核，实验完成后可以裁减下来，以便

上交。

实验指导书上所列各实验项目，根据不同专业的需要和教学安排，有选择实施。

实验一微倾式水准仪及自动安平水准仪的认识和使用

高程是确定地面点位的主要参数之一。水准测量是高程测量的主要方法之一，水准仪是

水准测量所使用的仪器。本实验通过对微倾水准仪及自动安水准仪的认识和使用，使同学们

熟悉水准测量的常规仪器、附件、工具，正确掌握水准仪的操作。

一、实验性质

验证性实验，实验时数安排为1~2学时。

二、目的和要求

⑴了解微倾式水准仪及自动安平水准仪的基本构造和性能，以及各螺旋名称及作用，掌

握使用方法。

⑵了解脚架的构造、作用，熟悉水准尺的刻划、标注规律及尺垫的作用。

⑶练习水准仪的安置、瞄准、精平、读数、记录和计算高差的方法。

三、仪器和工具

⑴微倾式水准仪1台、自动安平水准仪1台、脚架1个、水准尺2根、尺垫2个、记录

板1块、测伞1把。

⑵自备：铅笔、草稿纸。

四、方法步骤

⑴仪器介绍。指导教师现场通过演示讲解水准仪的构造、安置及使用方法；水准尺的刻

划、标注规律及读数方法。

⑵选择场地架设仪器。从仪器箱中取水准仪时，注意仪器装箱位置，以便用后装箱。

⑶认识仪器。对照实物正确说出仪器的组成部分，各螺旋的名称及作用。

⑷粗整平。先用双手按相对（或相反）方向旋转一对脚螺旋，观察圆水准器气泡移动方向

与左手拇指运动方向之间运行规律，再用左手旋转第三个脚螺旋，经过反复调整使圆水准器

气泡居中。

⑸瞄准。先将望远镜对准明亮背景，旋转目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；再用望远镜瞄

准器照准竖立于测点的水准尺，旋转对光螺旋进行对光；最后旋转微动螺旋，使十字丝的竖

丝位于水准尺中线位置上或尺边线上，完成对光，并消除视差。

⑹精平（自动安平水准仪无此步骤）。旋转微倾螺旋，从符合式气泡观测窗观察气泡的移

动，使两端气泡吻合。

⑺读数。用十字丝中丝读取米、分米、厘米、估读出毫米位数字，并用铅笔记录。

如图5-1-1所示，十字丝中丝的读数为0907mm,或0.907m。十字丝下丝的读数为0989

mm（或0.989m）,十字丝上丝的读数为0825mm（或0.825m）。

观测水准尺读数

图1-1-1

⑻计算。读取立于两个或更多测点上的水准尺读数，计算不同点间的高差。

⑼交换。使用微倾式水准仪及相应水准尺的小组同使用自动安平水准仪及相应水准尺的

小组互换仪器及工具，重复以上8步操作。

五、注意事项

⑴三脚架应支在平坦、坚固的地面上，架设高度应适中，架头应大致水平，架腿制动螺

旋应紧固，整个三脚架应稳定。

⑵安放仪器时应将仪器连接螺旋旋紧，防止仪器脱落。

⑶各螺旋的旋转应稳、轻、慢，禁止用蛮力，最好使用螺旋运行的中间位置。

⑷瞄准目标时必须注意消除误差，应习惯先用瞄准器寻找和瞄准。

⑸立尺时，应站在水准尺后，双手扶尺，以使尺身保持竖直。

⑹读数时不要忘记精平。

⑺做到边观测、边记录、边计算。记录应使用铅笔。

⑻避免水准尺靠在墙上或电杆上，以免摔坏；禁止用水准尺抬物，禁止坐在水准尺及仪器

箱上。

⑼发现异常问题应及时向指导教师汇报，不得自行处理。

六、上交资料

实验结束后将测量实验报告以小组为单位装订成册上交，测量实验报告见附录。

［记录格式］

表1-1-1水准仪的认识与使用观测练习记录表

班级、小组仪器号观测员记录员

点名后视读数前视读数高差备注

1

2

--------------------------

3

4

5

6

实验二普通水准测量

水准路线一般布置成为闭合、附合、支线的形式。本实验通过对一条闭合水准路线按普

通水准测量的方法进行施测，使同学们掌握普通水准测量的方法。

一、实验性质

综合性实验，实验时数安排为2~3学时。

二、目的和要求

⑴练习水准路线的选点、布置。

⑵掌握普通水准测量路线的观测、记录、计算检核以及集体配合、协调作业的施测过程。

⑶掌握水准测量路线成果检核及数据处理方法。

⑷学会独立完成•条闭合水准测量路线的实际作业过程。

三、仪器和工具

⑴水准仪1台、脚架1个、双面水准尺2根、尺垫2个、木桩4~5个、斧头1把、记录

板1块、测伞1把。

⑵自备：铅笔、计算器。

四、方法步骤

⑴领取仪器后，根据教师给定的已知高程点，在测区选点。选择4~5个待测高程点，钉

木桩并标明点号，形成一条闭合水准路线。

⑵在距已知高程点（起点）与第一个转点大致等距离处架设水准仪，在起点与第一个待

测点上竖立尺。

⑶仪器整平后便可进行观测，同时记录观测数据。用双仪器高法（或双尺面法）进行测

站检核。

⑷第一站施测完毕，检核无误后，水准仪搬至第二站，第一个待测点上的水准尺尺底位

置不变，尺面转向仪器；另一把水准尺竖立在第二个待测点上，进行观测，依此类推。

⑸当两点间距离较长或两点间的高差较大时，在两点间可选定一或两个转点作为分段点,

进行分段测量。在转点上立尺时，尺子应立在尺垫上的凸起物顶上。

⑹水准路线施测完毕后，应求出水准路线高差闭合差，以对水准测量路线成果进行检核。

⑺在高差闭合差满足要求（力溶=±40"（km）,单位mm）时，对闭合差进行调整，

求出数据处理后各待测点高程。

五、注意事项

⑴前、后视距应大致相等。

⑵读取读数前，应仔细对光以消除视差。

⑶每次读数时，都应精平（转动微倾螺旋，使符合式气泡吻合）。并注意勿将上、下丝的

读数误读成中丝读数。

⑷观测过程中不得进行粗平。若圆水准器气泡发生偏离，应整平仪器后，重新观测。

⑸应做到边测量，边记录，边检核，误差超限应立即重测。

⑹双仪器高法进行测站检核时，两次所测得的高差之差应小于等于6mm；双面尺法检核

时，两次所测得的高差尾数之差应小于等于5mm（两次所测得的高差，因尺常数不同，理论

值应相差0.1m）。

⑺尺垫仅在转点上使用，在转点前后两站测量未完成时，不得移动尺垫位置。

⑻闭合水准路线高差闭合差力,=Z〃，容许值九容=±40jL（km），单位mm。

六、上交资料

实验结束后普通水准测量记录及测量实验报告以小组为单位装订成册上交，测量实验

报告见附录。

实验三光学及电子经纬仪的认识与使用

角度测量是测量的基本工作之一，经纬仪是测定角度的仪器。通过本实验可使同学们了解

光学及电子经纬仪的组成、构造，经纬仪上各螺旋的名称、功能，以及电子经纬仪的特点。

一、实验性质

验证性实验，实验时数安排为1~2学时。

二、目的和要求

⑴了解DJ6光学经纬仪及DT5电子经纬仪的基本构造，以及主要部件的名称与作用。

⑵掌握经纬仪的安置方法，学会使用光学及电子经纬仪。

三、仪器和工具

1.DJ6光学经纬仪（或DT5电子经纬仪）1台、记录板1块、测伞1把。

2.自备：铅笔、计算器。

四、方法步骤

（―）光学经纬仪

⑴仪器讲解。指导教师现场讲解DJ6光学经纬仪的构造，各螺旋的名称、功能及操作方

法，仪器的安置及使用方法。

⑵安置仪器。各小组在给定的测站点上架设仪器（从箱中取经纬仪时，应注意仪器的装箱

位置，以便用后装箱）。在测站点上撑开三脚架，高度应适中，架头应大致水平；然后把经纬

仪安放到三脚架的架头上。安放仪器时，一手扶住仪器，一手旋转位于架头底部的连接螺旋,

使连接螺旋穿入经纬仪基座压板螺孔，并旋紧螺旋。

⑶认识仪器。对照实物正确说出仪器的组成部分、各螺旋的名称及作用。

⑷对中。对中有垂球对中和光学对中器对中两种方法。

方法-r垂球对中

①在架头底部的连接螺旋的小挂钩上挂上垂球。

②平移三脚架，使垂球尖大致对准地面上的测站点，并注意使架头大致水平，踩紧三脚架。

③稍松底座下的连接螺旋，在架头上平移仪器，使垂球尖精确对准测站点（对中误差应小

于等于3mm）,最后旋紧连接螺旋。

方法二：光学对中器对中

①将仪器中心大致对准地面测站点。

②通过旋转光学对中器的目镜调焦螺旋，使分划板对中圈清晰：通过推、拉光学对中器

的镜管进行对光，使对中圈和地面测站点标志都清晰显示。

③移动脚架或在架头上平移仪器，使地面测站点标志位于对中圈内。

④逐一松开三脚架架腿制动螺旋并利用伸缩架腿（架脚点不得移位）使圆水准器气泡居

中，大致整平仪器。

⑤用脚螺旋使照准部水准管气泡居中，整平仪器。

⑥检查对中器中地面测站点是否偏离分划板对中圈。若发生偏离，则松开底座下的连接

螺旋，在架头上轻轻平移仪器，使地面测站点回到对中器分划板刻对中圈内。

⑦检查照准部水准管气泡是否居中。若气泡发生偏离，需再次整平，即重复前面过程，

最后旋紧连接螺旋。（按方法二对中仪器后，可直接进入步骤6）

⑸整平。转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋，同时相对•（或相反）旋转这两

只脚螺旋（气泡移动的方向与左手大拇指行进方向一致），使水准管气泡居中；然后将照准部

绕竖轴转动90°,再转动第三只脚螺旋，使气泡居中。如此反复进行，直到照准部转到任何方

向，气泡在水准管内的偏移都不超过刻划线的一格为止。

⑹瞄准。取下望远镜的镜盖，将望远镜对准天空（或远处明亮背景），转动望远镜的目镜

调焦螺旋，使十字丝最清晰；然后用望远镜上的照门和准星瞄准远处一线状目标（如：远处

的避雷针、天线等），旋紧望远镜和照准部的制动螺旋，转动对光螺旋（物镜调焦螺旋），使

目标影像清晰；再转动望远镜和照准部的微动螺旋，使目标被十字丝的纵向单丝平分，或被

纵向双丝夹在中央。

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345

90

DJ6光学经纬仪读数窗

图1-3T

⑺读数：瞄准目标后，调节反光镜的位置，使读数显微镜读数窗亮度适当，旋转显微镜

的目镜调焦螺旋，使度盘及分微尺的刻划线清晰，读取落在分微尺上的度盘刻划线所示的度

数，然后读出分微尺上0刻划线到这条度盘刻划线之间的分数，最后估读至1'的0.1位。（如

图5-5-1所示，水平度盘读数为117°01.9',竖盘读数为90"36.2'）。

⑻设置度盘读数。可利用光学经纬仪的水平度盘读数变换手轮，改变水平度盘读数。作

法是打开基座上的水平度盘读数变换手轮的护盖，拨动水平度盘读数变换手轮，观察水平度

盘读数的变化，使水平度盘读数为一定值，关上护盖。

有些仪器配置的是复测扳手，要改变水平度盘读数，首先要旋转照准部，观察水平度盘

读数的变化，使水平度盘读数为一定值，按下复测扳手将照准部和水平度盘卡住；再将照准

部（带着水平度盘）转到需瞄准的方向上，打开复测扳手，使其复位。

⑼记录•用2H或3H铅笔将观测的水平方向读数记录在表格中，用不同的方向值计算水

平角。

（二）电子经纬仪

⑴仪器讲解。指导教师现场演示讲解DT5电子经纬仪的各部件名称、操作键盘上各键的

功能及显示与信号标记。如图5-5-2所示，为南方测绘仪器公司生产的ET-05型电子经纬仪,

该仪器的键盘具有一键双重功能，操作键功能见表5-5-1»

图1-3-2

表1-3-1ET-05型电子经纬仪操作键功能一览表

操作键第一功能（角度测量模式：单独按下）第二功能（距离测量模式：+彘键）

PWR电源开关。开机后持续按键超过2s则关机

造REC显示屏和十字丝照明键，按键一次，开灯照明：记录键，令电子手簿执行记录功能

再按则关10s内不按则自动熄灭

MODE*角度测量模式切换到距离测量模式在特种功能模式中为减量键

V%▲竖直角和斜率百分比显示切换键按该键交替显示斜距）、平距（/）、

高差（/I）。在特种功能模式中为增量键

OSET一连按两次水平方向置零跟踪测距键，按此键每秒跟踪测距一次，

—>TRK

精度达±0.01m（只限测距）

HOLD一连按两次水平方向读数被锁定，再按•次被解除测距键，按此键连续精确测距

MEAS

R/L

CONS选择水平方向值向右旋转增大或向左旋转增大专项特种功能模式

特种功能听到3声蜂鸣后，松开CONS键，仪器进入初始设置状态，屏幕显示ND3000下面一行8个数

10111111

模式

位分别表示了初始设置的8项内容（即所连接的测距仪的型号、象限蜂鸣设置、竖盘自动补

—PWR

CONS■偿开关、角度最小显示单位、自动关机时间、竖盘零位、角度单位），可按仪器说明书提供的

同时按下

代码对有关项目进行设置。在该功能模式下，按晶点键使闪烁的光标向左移动到要改变的数

字位：按海键使闪烁的光标向右移动到要改变的数字位；按:或b键改变数字大小。

⑵安置仪器。各小组在给定的测站点上架设仪器。从箱中取经纬仪时，应注意仪器的装

箱位置，以便用后装箱。

⑶认识仪器。对照实物正确说出仪器的组成部分、各螺旋的名称及作用。并注意比较电

子经纬仪与光学经纬仪的相同部分与不同部分。

⑷对中、整平。与光学经纬仪相应步骤完全相同。

⑸在前述过程完成后，即可按Sff键开机。显示屏显示如图5-5-3所示的全部符号。显

示符号信息如表5-5-2所示。

表1-3-2ET-05型电子经纬仪显示符号信息表

符号含义

交照明状态

BAT电池电量

V竖盘读数或天顶距

%斜率百分比

H水平度盘读数

G角度单位：格（角度采用“度”及“密度”作单位时无符号显示）

HR右旋（顺时针）水平角

HL左旋（逆时针）水平角

d斜距

4平距

/I高差

m距离单位：米

ft距离单位：英尺

T.P温度、气压（本仪器未采用）

上述信息显示2s后，出现如图5-5-4所示的界面。显示“VOSET”，表明应进行竖盘初

始化（即使竖盘指标归零），此时,应将望远镜上下转动,屏幕上“OSET”的位置上显示出竖

直角值时，则可进入角度测量状态。

⑹瞄准：取下望远镜的镜盖，将望远镜对准天空（或远处明亮背景），转动望远镜的目镜

调焦螺旋，使十字丝最清晰；用望远镜上的照门和准星瞄准远处一线状目标（如：远处的避

雷针等），旋紧经纬仪照准部和望远镜的制动螺旋，转动物镜调焦螺旋（对光螺旋），使目标

影像清晰（注意消除视差）；再转动望远镜和照准部的微动螺旋，使目标被十字丝的纵向单丝

平分，或被纵向双丝夹在中央。开机后屏幕显示的水平方向读数“HR65°41'20"”为仪

0SET

器内存的原始水平方向值，若不需要此值时，可以连续按两次一键，使显示的水平方向读

数为“HR0°00'00""（有时出现的角值可能与该值略有差异）。

⑺读数。利用远处较高的建（构）筑物（如水塔、楼房）上的避雷针、天线等作为确定

的两个方向目标，分别瞄准后，在显示屏幕上读取水平方向读数、竖直方向读数。

⑻记录。用2H或3H铅笔将各水平方向的观测读数记录在表格中，利用不同水平方向值

进行水平角的计算。

小组间光学经纬仪与电子经纬仪可以进行互换，以便对两种仪器进行了解。

五、注意事项

⑴尽量使用光学对中器进行对中，对中误差应小于3mm。

⑵测量水平角瞄准目标时，应尽可能瞄准其底部，以减少目标倾斜所引起的误差。

⑶观测过程中，注意避免碰动光学经纬仪的复测扳手或度盘变换手轮，以免发生读数错误。

⑷日光下测量时应避免将物镜直接瞄准太阳。

⑸仪器安放到三脚架上或取下时，要一手先握住仪器，以防仪器摔落。

⑹电子经纬仪在装、卸电池时，必须先关掉仪器的电源开关（关机）。

⑺勿用有机溶液擦试镜头、显示窗和键盘等。

六、上交资料

实验结束后将测量实验报告以小组为单位装订成册上交，测量实验报告见附录。

实验四测回法观测水平角

水平角测量是角度测量工作之一，测回法是测定山两个方向所构成的单个水平角的主要方

法，也是在测量工作中使用最为广泛的•种方法。通过本实验可使同学们了解测回法测量水平

角的步骤和过程，掌握用光学或电子经纬仪按测回法测量水平角的方法。

一、实验性质

验证性实验，实验时数安排为卜2学时。

二、目的和要求

⑴进一步熟悉DJ6光学经纬仪与DT5电子经纬仪的使用方法。

⑵掌握测回法观测水平角的观测、记录和计算方法。

⑶了解用DJ6光学经纬仪与DT5电子经纬仪按测回法观测水平角的各项技术指标。

三、仪器和工具

（DDJ6型光学经纬仪（或DT5电子经纬仪）1台、记录板1块、测伞1把、木桩3个、

小钉3个、线垂2个、斧头1把、小竹杆6根。

⑵自备：铅笔、计算器。

四、方法步骤

（一）光学经纬仪

⑴在指定的场地内，选择边长大致相等的3个点打桩，在桩顶钉上小钉作为点的标志，

分别以A,B,C命名。

⑵在4,C两点用小竹杆做支撑架，悬挂线垂。使悬挂的垂球尖精确对准4,C两点。

⑶将B点作为测站点，安置经纬仪进行对中、整平。

⑷使望远镜位于盘左位置（即观测员用望远镜瞄准目标时，竖盘在望远镜的左边，也称

正镜位置），瞄准左边第一个目标A,即瞄准A点垂线，用光学经纬仪的度盘变换手轮将水平

度盘读数拨到0°或略大于0°的位置上，读数并做好记录。

⑸按顺时针方向，转动望远镜瞄准右边第二个目标C,读取水平度盘读数，记录，并在

观测记录表格中计算盘左上半测回水平角值（Cn林谀效-A||尿谈政）。

⑹将望远镜盘左位置换为盘右位置（即观测员用望远镜瞄准目标时，竖盘在望远镜的右

边，也称倒镜位置），先瞄准右边第二个目标C,读取水平度盘读数，记录。

⑺按逆时针方向，转动望远镜瞄准左边第一个目标4,读取水平度盘读数，记录，并在

观测记录表格中计算出盘右下半测回角值F即烘）。

⑻比较计算的两个上、下半测回角值，若限差W40",则满足要求，取平均求出一测回

平均水平角值。

⑼如果需要对一个水平角测量”个测回，则在每测回盘左位置瞄准第•个目标A时，都

1QQO

需要配置度盘。每个测回度盘读数需变化——（〃为测回数）。（$11：要对一个水平角测量3

n

1QAO

个测回，则每个测回度盘读数需变化次-=60°，则3个测回盘左位置瞄准左边第一个目标

3

4时，配置度盘的读数分别为：0°、60°、120°或略大于这些读数。）

采用复测结构的经纬仪在配置度盘时，可先转动照准部，在读数显微镜中观测读数变化,

当需配置的水平度盘读数确定后，扳下复测扳手，在瞄准起始目标后，扳上复测扳手即可。

⑩除需要配置度盘读数外，各测回观测方法与第一测回水平角的观测过程相同。比较各

测回所测角值，若限差＜25",则满足要求，取平均求出各测回平均角值。

（二）南方ET-05电子经纬仪

⑴与光学经纬仪上3步相同。

⑵按55键开机后，将望远镜上下转动，待屏幕上“0SET”的位置上显示出竖直方向值

时，则可进入角度测量状态。

⑶按&键，使显示器显示“HR”，表明设置水平角为右旋增大的测量模式（若显示器上

显示“HL”，则表明设置水平角为左旋的测量方式）。盘左位置瞄准左边第一个目标A（即瞄

准A点垂线），按黑键两次，使目标A的水平方向读数为0°00'00",做好记录。

⑷顺时针方向转动（右旋）照准部，用望远镜瞄准右边第二个目标C（即瞄准C点垂线）,

显示器上显示C的水平方向读数，进行记录，并在观测记录表格中计算盘左上半测回水平角

值（C目标课效-Ati标谀效）。

⑸将望远镜盘左位置换为盘右位置，先瞄准右边第二个目标C（即瞄准C点垂线），读取

水平方向读数，记录。

⑹逆时针方向转动照准部，用望远镜再瞄准左边第一个目标A（即瞄准A点垂线），读取

水平方向读数，进行记录并在观测记录表格中计算出盘右下半测回角值（。防诙-4nu«）o

⑺比较盘左、盘右两个半测回角值，若限差W40",则满足要求，取平均求出一测回的

平均角值。

⑻第二测回在配置度盘时，可在盘左位置状态下转动照准部，使显示器显示的水平方向

读数变化到需配置的角度值上，然后按压％健两次，进行锁定（此时照准部转动时，显示器

显示的水平方向读数不再发生变化)。

⑼然后瞄准起始目标A(即瞄准A点垂线)，再按％健一次，解除锁定。则按照与第一

测回水平角的观测同样的方法完成其他测回水平角的观测。

(10)比较各测回所测角值，若限差W25",则满足要求，在观测记录表格中取平均求出各

测回平均角值。

(1D各小组可分别以A,B,C作为测站，观测水平角NA,NB,NC。

任务完成后。小组间光学经纬仪与电子经纬仪互换使用，以便学会用两种仪器按测回法

进行水平角测量。

五、注意事项

⑴观测过程中，若发现气泡偏移超过一格时，应重新整平仪器并重新观测该测回。

⑵光学经纬仪在一-测回观测过程中，注意避免碰动复测扳手或度盘变换手轮，以免发生读

数错误。

⑶计算半测回角值时，当第一目标读数。大于第二目标读数b时，则应在第一目标读数4

上加上360°。

⑷上、下半测回角值互差不应超过±40”，超限须重新观测该测回。

⑸各测回互差不应超过±25”,超限须重新观测。

⑹仪器迁站时，必须先关机，然后装箱搬运，严禁装在三脚架上迁站。

⑺当显示器显示电池电量的符号由宜变为看人丁时，表示电量不足，应立即结束操作，更

换电池。

⑻使用中，若发现仪器功能异常，不可擅自拆卸仪器，应及时报告实验指导教师或实验室

工作人员。

六、上交资料

实验结束后将测量实验报告以小组为单位装订成册上交，测量实验报告见附录。

实验五用DJ2光学经纬仪按全圆方向法观测水平角

DJ2光学经纬仪是控制测量经常使用的高精度经纬仪。在三角网的控制测量中，全圆方向

法观测水平角是必要工作之」通过本实验可使同学们了解DJ2光学经纬仪及其使用，掌握用

DJ2级光学经纬仪按全圆方向法测定水平角。

一、实验性质

验证性实验，实验时数安排为1~2学时。

二、目的和要求

⑴了解DJ2光学经纬仪的基本构造、主要部件的名称与作用.

⑵掌握DJ2光学经纬仪的使用方法。

⑶掌握全圆方向法观测水平角的观测、记录和计算方法。

⑷了解DJ2光学经纬仪按全圆方向法观测水平角的各项技术指标。

三、仪器和工具

(DDJ2光学经纬仪1台、觇牌4块、记录板1块、测伞1把。

⑵自备：铅笔、计算器。

四、方法步骤

1.)DJ2光学经纬仪的认识

指导教师现场介绍DJ2光学经纬仪的构造及各部件的名称与作用，指出与DJ6光学经纬

仪的异同，讲解读数方法及按全圆方向法观测水平角的过程。

2.)DJ2光学经纬仪的安置

⑴各小组在给定的测站点上安置经纬仪，用光学对中器进行对中、整平。

⑵在给定的A、B、C、。4个觇台上架设觇牌，作为目标。

3.)DJ2光学经纬仪的瞄准和读数

⑴DJ2光学经纬仪的瞄准与DJ6光学经纬仪相同，瞄准目标时要注意消除视差，还应仔

细判断目标相对于十字丝纵丝的对称性。

(2)DJ2光学经纬仪的读数特点为：

①由于共用一个读数窗，故读数窗中同一时间只能显示水平度盘或竖盘影像中的一个，

可用换像手轮交替调出水平度盘或竖盘的影像。

②采用双光楔测微、对径分划符合法读数，故读数设备上配有测微轮。

③读数时，转动换像手轮，使读数显微镜中的读数窗显示水平度盘影像，并调节水平度

盘反光镜（竖盘另有反光镜），使读数窗亮度适当；调节读数显微镜目镜调焦螺旋，使读数窗

内影像清晰，如图5-7-1（。）所示；转动测微轮，使上下对径分划影像严格对齐成一直线，

如图5-7-2所示；在度盘影像上读取“度”及“10倍的分”值（图中所示为94°10'）,再在

测微器影像上读取“分”“秒”值，可估读到秒的0.1位（图中所示为2'44.6"）,故图5-7-2

⑹中的完整读数为94°12'44.6"。

对径分划影像、一一-----、、

测微器影像

（。）（6）

DJ2光学经纬仪的读数

图1-5-1

4.）全圆方向法观测水平角

⑴用盘左位置瞄准第一个目标4转动换像手轮，使读数窗内显示水平度盘影像，旋转

读数显微镜的目镜调焦螺旋使水平度盘及测微尺的刻划线清晰，再调节水平度盘反光镜使窗口

亮度适当，转动水平度盘读数变换轮及测微轮，将水平度盘读数配置到略大于0°的位置上，

精确瞄准目标A,读取A目标水平方向值。左，做好记录。

⑵按顺时针方向，依此瞄准B-C-OfA分别读取读数，即各目标水平方向值匕左、C左、

d-左、。左'），做好记录。

⑶由A方向盘左两个读数之差a左-a姆（称为上半测回归零差）计算盘左上半测回归

零差，如果归零差满足限差W12"的要求，则求出。左与a&'两个读数的平均值万左，记在

记录表格中，写在。左的顶部，否则应重新测量。

⑷倒转望远镜盘左位置换为盘右位置，瞄准第一个目标A读数。右，并记录，按逆时针

方向，依此瞄准第四个目标第三个目标c-第二个目标第一个目标4,分别读取读数,

即各目标水平方向值d右、。右、b右、。右'，在记录表格中，由下往上记录。

⑸山A方向盘右两个读数之差。右-a右'计算下半测回归零差，如果归零差满足限差W

12”的要求，则求出两个读数a右与a右'的平均值/右，记在。右'的顶部。

⑹对于同一目标，需用盘左读数尾数减去盘右读数尾数计算2c（两倍视准轴误差），2c

应满足限差W18"的要求，否则应重新测量。

⑺将万左与万行取平均，求得归零方向的平均值万=（，左+万右）/2；用各目标的盘左读

数与盘右读数土180。的和除以2计算各目标方向值的平均值。

⑻用各目标方向的平均值减去归零方向的平均值7，可求出各目标归零后的水平方向值，

则第一测回观测结束。

⑼如果需要进行多测回观测，各测回操作的方法、步骤相同，只是每测回盘左位置瞄准

第一个目标4时，都需要配置度盘。每个测回度盘读数需变化180°/〃（〃为测回数）。

（10）各测回观测完成后，应对同•目标各测回的方向值进行比较，如果满足限差W12”的

要求，取平均求出各测回方向值的平均值。

五、注意事项

⑴使用光学对中器进行对中，对中误差应小于2mm,整平应仔细。

⑵可以选择远近适中、易于瞄准的清晰目标作为第一个目标。

⑶每人独立完成一个测回的观测，测回间应变换水平度盘的位置。

⑷应随时观测，随时记录，随时检核。

⑸观测过程中，若发现气泡偏移超过一格时，应重新整平仪器并重新观测该测回。

⑹各项误差指标超限时，必须重新观测。

⑺水平角方向观测法有关技术指标的限差规定如表5-7-1所示.

表1-5-1水平角方向观测法作业限差

仪器半测回归零差/（"）一测回内2c互差/（"）同一方向值各测回互差/（"）

DJ2121812

DJ61824

（8）2'=盘左读数-（盘右读数±180°）。

⑼平均读数=[盘左读数+（盘右读数±180°）]/2。

六、上交资料

实验结束后将测量实验报告以小组为单位装订成册上交，测量实验报告见附录。

实验六竖直角观测与竖盘指标差的检校

竖直角是计算高差及水平距离的元素之­,在三角高程测量与视距测量中均需测量竖直

角。竖直角测量时，要求竖盘指标位于正确的位置上。通过本实验可以使同学们了解用光学

经纬仪及电子经纬仪进行竖直角测量的过程，掌握竖直角的测量方法，弄清竖盘指标差对竖

直角的影响规律，学会对竖盘指标差的进行检校。

一、实验性质

验证性实验，实验时数安排为1~2学时。

二、目的和要求

⑴了解光学经纬仪竖盘构造、竖盘注记形式；弄清竖盘、竖盘指标与竖盘指标水准管之

间的关系；了解电子经纬仪竖盘零位的设置。

⑵能够正确判断出所使用经纬仪竖直角计算的公式。

⑶掌握竖直角观测、记录、计算的方法。

⑷了解竖盘指标差检验和校正的方法。

三、仪器和工具

（DDJ6光学经纬仪（或DT5电子经纬仪）1台、校正针1根、小螺丝刀1把、记录板1

块、测伞1把。

⑵自备：铅笔、计算器。

四、方法步骤

（一）竖直角观测

1.光学经纬仪

⑴领取仪器后，在各组给定的测站点上安置经纬仪，对中、整平，对照实物说出竖盘部分

各部件的名称与作用。

⑵上下转动望远镜，观察竖盘读数的变化规律，确定出竖直角的推算公式，在记录表格备

注拦内注明。

⑶选定远处较高的建（构）筑物，如：水塔、楼房上的避雷针、天线等作为目标。

⑷用望远镜盘左位置瞄准目标，用十字丝中丝切于目标顶端。

⑸转动竖盘指标水准管微倾螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中（有竖盘指标自动归零补偿

装置的光学经纬仪无此步骤）。

⑹读取竖盘读数L,在记录表格中做好记录，并计算盘左上半测回竖直角值a4

⑺再用望远镜盘右位置瞄准同一目标，同法进行观测，读取竖盘读数R,记录并计算盘右

下半测回竖直角值a

⑻计算竖盘指标差x=；（a右—a左）=g（R+L—360。），在满足限差（|x|W25"）要求

的情况下，计算上、下半测回竖直角的平均值a=左+a右），即一测回竖角值。

⑼同法进行第二测回的观测。检查各测回指标差互差（限差±25"）及竖直角值的互差（限

差±25"）是否满足要求，如在限差要求之内，则可计算同一目标各测回竖直角的平均值。

2.电子经纬仪

⑴竖直角在开始观测前就应根据测量需要进行初始设置。

①设置竖直角0°方向的位置：天顶方向为竖盘0°位置或水平方向为竖盘0°位置。

方法：同时按彘键和道键，至3声蜂鸣后松开按键，仪器进入初始设置模式状态，显

示器显示|ND20（X）卜将下面一行8个数字中左起第三个数字设置为0,表明选择天顶方向为

11011111

竖盘0°位置；设置为I表明选择水平方向为竖盘0°位置。按说键或最F键可使闪烁的光标向

左或向右移动到要改变的数字位；按=和"键可改变数字。如果竖直角选择天顶方向为竖

盘o°位置，则显示器显示的“v”为天顶距，此时，竖直角可按与光学经纬仪相同的公式进行

推算；如果竖直角选择水平方向为竖盘o°位置，则盘左位置显示器显示的“v”为竖直角。仪

器的默认设置为天顶方向为竖盘o°位置，设置时可选择天顶方向为竖盘0°位置。设置完成后，

最后按CONS键予以确认。

②设置竖盘指标零点补偿方式：自动补偿或无补偿。

方法：可与上面的设置同时进行，只要将|ND2000下面一行左起第六个数设置为1,

11011111

表明选择了自动补偿；设置为0,表明选择了无补偿。仪器的默认设置为自动补偿，设置时可

选择自动补偿。设置完成后，最后按彘键予以确认，仪器返回测量模式。

⑵在各组给定的测站点上安置电子经纬仪，对中、整平。

⑶开机后，显示器显示的竖盘值“V”为“0SET”，提示应使竖盘指标归零。纵向转动望

远镜使竖盘指标归零，“V”行显示出竖盘值（天顶距）后，表示竖盘指标归零完成。

⑷将望远镜盘左位置瞄准某一选定的目标，用十字丝中丝切于目标顶端，读取竖盘值却

记录并在记录表格中计算盘左上半测回竖直角值a公

⑸再用望远镜盘右位置瞄准同书标，同法进行观测，记录并在记录表格中计算盘右下半

测回竖直角值a（,„

⑹计算竖盘指标差X,在满足限差（|x[W10"）要求的情况下，计算上、下半测回竖直

角的平均值，即一测回竖直角值。

⑺同法进行第二测回的观测。在各测回竖直角值的互差（限差±25"）满足要求的情况下,

计算同一目标各测回竖直角的平均值。

⑻另外，在测角模式下测量竖直角还可以转换成斜率百分比。按M键显示器交替显示竖

直角和斜率百分比（斜率百分比=（tga）X1OO%）»斜率百分比范围从水平方向至±45°（土

50G）,若超过此值则仪器不显示斜率值。

3.交换仪器

练习用不同类型的经纬仪观测竖直角。

（二）竖盘指标差的检验与校正

1.光学经纬仪

检验方法：经纬仪安置好后，盘左、盘右观测一大致水平的目标，根据盘左位置竖盘读数

L和盘右位置竖盘读数R计算指标差.（L+R-360。）/2,若竖盘指标差3N25”,应对仪器

进行校正。

校正方法：保持仪器位置不动，仍以盘右瞄准原目标，转动竖盘指标水准管微动螺旋，将

原竖盘读数R调整到正确读数R-x,这时竖盘指标水准管气泡不再居中，用校正针拨动竖盘

指标水准管一端的校正螺丝，一松、一紧，使竖盘指标水准管气泡居中。

如此反复检校，直到指标差WW25"为止。

2.电子经纬仪

检验方法：经纬仪安置好（对中、整平）开机后，用望远镜盘左位置照准任一清晰目标,

读取观测读数L,用望远镜盘右位置照准同一目标，读取观测读数上

如果天顶方向为度盘0°位置，则指标差x=（L+R-360°）/2；如果水平方向为度盘0°位置,

则指标差产（L+/?-180°）/2或广（L+R-540。）/2。若指》10",则需对竖盘指标零点重新

设置。

校正方法（竖盘指标零点设置）：

①整平仪器后，同时按R键和5S键，3声蜂鸣后松开按键，显示屏显示|vOSET]。

SET--

②盘左位置在水平方向附近，上下转动望远镜，待显示屏上行显示出竖盘值后，转动仪器

V%------------------------

精确照准与仪器同高的远处任一清晰稳定目标点4按M键，显示VxxOxx-xx"

SET--2

③纵转望远镜，使盘右精确照准同一目标点A,按V二%键，设置完成，仪器返回测角模式。

④重复检验步骤，重新测定指标差X。若指标差x仍不符合要求，则应检查以上1~3步的

操作是否有误，目标照准是否准确等。按要求再重新进行校正或报告实验指导教师。

五、注意事项

⑴光学经纬仪盘左位置，若望远镜上仰竖盘读数增大，则竖角计算公式为。左=心90°,

a右=270°-R；反之，若望远镜上仰竖盘读数减小，则竖角计算公式为a左=90。】，a右=R-270

O

o

⑵指标差偏离的方向与竖盘注记方向一致时，取正号；反之，取负号。计算公式为

x=右一a左)=；(/?+L-360°)；.测回竖角计算公式为a=左+a右)。

⑶观测过程中，对同一目标应用十字丝中丝切准同一部位。

⑷当光学经纬仪指标差3\25”时、电子经纬仪指标差㈤210”时应对竖盘指标差进行

校正。

⑸同一目标各测回竖直角指标差的互差，光学经纬仪应小于±25"、电子经纬仪应小于土

10”,超限应重新测量。

⑹校正时，盘右位置竖盘正确读数，对竖角计算公式为：。左=心90°,。有=270°-R的仪

器用式R=270°-a均计算；对竖角计算公式为a左=90°-&a右=R-270°的仪器用式R=270°

+。均进行计算。

⑺检校应反复进行，直到满足要求为之。

六、上交资料

实验结束后测量实验报告以小组为单位装订成册上交，测量实验报告见附录。

实验七钢尺量距与用罗盘仪测定磁方位角

水平距离和方位角是确定地面点平面位置的主要参数。距离测量是测量的基本工作之一,

钢尺量距是距离测量中方法简便、成本较低、使用较广的一种方法。本实验通过使用钢尺丈量

距离及用罗盘仪确定直线的磁方位角，使同学们熟悉距离丈量与磁方位角测定的工具、仪器、

等，正确掌握其使用方法。

一、实验性质

验证性实验，实验时数安排为1~2学时。

二、目的和要求

⑴熟悉距离丈量的工具、设备，认识罗盘仪。

⑵掌握用钢尺按一般方法进行距离丈量。

⑶掌握用罗盘仪测定直线的磁方位角。

三、仪器和工具

⑴钢尺1把，测钎1束，花杆3根，罗盘仪（带脚架）1个，木桩及小钉各2个，斧子1

把，记录板1块。

⑵自备：铅笔，计算器。

四、方法步骤

1.定桩

在平坦场地上选定相距约80m的A,B两点，打下木桩，在桩顶钉上小钉作为点位标志（若

在坚硬的地面上可直接画细十字线作标记）。在直线AB两端各竖立1根花杆。

2.往测

⑴后尺手手持钢尺尺头，站在A点花杆后，单眼瞄向4,B花杆。

⑵前尺手手持钢尺尺盒并携带一根花杆和一束测钎沿A-8方向前行，行至约一整尺长处

停下，根据后尺手指挥，左、右移动花杆，使之插在AB直线上。

⑶后尺手将钢尺零点对准点A,前尺手在AB直线上拉紧钢尺并使之保持水平，在钢尺一

整尺注记处插下第一根测钎，完成一个整尺段的丈量。

⑷前后尺手同时提尺前进，当后尺手行至所插第一根测钎处，利用该测钎和点B处花杆

定线，指挥前尺手将花杆插在第一根测钎与2点的直线上。

⑸后尺手将钢尺零点对准第一根测钎，前尺手同法在钢尺拉平后在一整尺注记处插入第二

根测钎，随后后尺手将第一根测钎拔出收起。

⑹同法依次类推丈量其它各尺段。

⑺到最后一段时，往往不足一整尺长。后尺手将尺的零端对准测钎，前尺手拉平拉紧钢尺

对准8点，读出尺上读数，读至毫米位，即为余长q,做好记录。然后，后尺手拔出收起最后

一根测钎。

⑻此时，后尺手手中所收测钎数〃即为距离的整尺数，整尺数乘以钢尺整尺长/加上

最后一段余长4即为AB往测距离，即DAB=nl+q.

3.返测

往测结束后，再由8点向A点同法进行定线量距，得到返测距离。阻。

4.根据往、返测距离DAB和外计算量距相对误差％="喧刈=—,与容许误差

DABM

肥容=」一相比较。若精度满足要求，则AB距离的平均值方AB=+，班即为两点间

容30002

的水平距离。

5.罗盘仪定向

⑴在A点架设罗盘仪，对中。通过刻度盘内正交两个方向上的水准管调整刻度盘，使刻

度盘处于水平状态。

⑵旋松罗盘仪刻度盘底部的磁针固定螺丝，使磁针落在顶针上。

⑶用望远镜瞄准B点（注意保持刻度盘处于整平状态）。

⑷当磁针摆动静止时，从刻度盘上读取磁针北端所指示的读数，估读到0.5。，即为AB

边的磁方位角，做好记录。

⑸同法在8点瞄准A点，测出BA边的磁方位角。最后检查正、反磁方位角的互差是否超

限（限差

五、注意事项

⑴钢尺必须经过检定才能使用。

⑵拉尺时.，尺面应保持水平、不得握住尺盒拉紧钢尺。收尺时，手摇柄要顺时针方向旋转。

⑶钢卷尺尺质较脆，应避免过往行人、车辆的踩、压，避免在水中拖拉。

⑷测磁方位角时，要认清磁针北端，应避免铁器干扰。搬迁罗盘仪时，要固定磁针。

⑸限差要求为：量距的相对误差应小于1/3000,定向的误差应小于1"。超限时应新测量。

⑹钢尺使用完毕，擦拭后归还。

六、上交资料

实验结束后将测量实验报告以小组为单位装订成册上交，测量实验报告见附录。

实验八D2000(D3000)红外光电测距仪的认识与使用

红外光电测距仪，是利用碑化钱(GaAs)发光二级管作为光源(发射器)发射波长为

0.72-0.94Hm的红外荧光，通过调制发出调制光信号，根据光波从起点出发经终点反射回到

起点时，因往返时间差引起的相位差来计算距离，能够进行快速、高精度的距离测量。通过本

实验可以加强同学们对电子测距仪器的认识，掌握测距仪的操作方法。

一、实验性质

验证性实验，实验时数安排为2学时。

二、目的和要求

⑴了解红外光电测距仪的构造及其测距原理。

⑵掌握红外测距仪的使用方法。

三、仪器和工具

(DD3000(D2000)红外测距仪1台、电子经纬仪(包括三角架)1台、单反射棱镜(包括基

座和三角架)1副、木桩2个、小钉2个、斧头一把、温度计1个、气压计1个、记录板1块。

⑵自备：铅笔.

四、方法步骤

⑴指导教师现场通过演示讲解D3OOO红外测距的构造、各部件名称、操作键盘各键的功

能及显示、显示器信号标记。如图5-11-1所示为南方测绘仪器公司生产的ND3000型电子红

外测距仪的操作界面。

南方D3000红外测距的操作面板及显示器

图1-8-1

各操作键功能如卜表所示:

表1-8TND3000红外测距仪功能键一览表

功能键作用

输入数字1和竖直角、水平角输入

输入数字2和温度、气压、棱镜常数输入，手动减光“一”

输入数字3和显示电池电压、光强

输入数字4和平均测距，手动减光“+”

输入数字5和连续测量

输入负号和置数、消除输入值

输入数字6和输入测站坐标值

输入数字7和显示目标点坐标值

输入数字8和斜距（s）、平距（H）、高差（V）转换

输入数字9和定线放样

输入数字0和跟踪测量

复位键和照明开关

—1电源开关（开机、关机）

⑵在给定区域选定两点4B钉木桩，并在桩顶钉小钉，作为所测距离AB的端点标志。

⑶在点A安置经纬仪，（可先将电子经纬仪提柄的两个固定螺丝松开，取下提柄，再将红

外测距仪安装在电子经纬仪原提柄的连接柱上，旋紧固定螺丝。量取经纬仪横轴与测距仪横轴

的间距，调整反射棱镜中心与觇板中心的间距，使其相一致）开机，纵转望远镜使竖盘指标归

零。

⑷在测点8上安置反射棱镜，对中、整平后，用反射棱镜上的瞄准装置对准测站的仪器。

⑸测量并读取温度、气压值，做好记录。

rownt

⑹按一I键开机，仪器进行自检，显示屏出现如图5T1T所示的全笔段显示，显示信息符

号含义见表5-11-1。随即显示仪器预置的温度，图5-11-2（a）所示为15℃;然后切换到显

示预置的气压，图5-11-2（b）所示为1013mb；再切换到显示预置的棱镜常数，图5-11-2

（c）所示为-3。mm。；切换到自检，图5T1-2（d）