工程测量学实验指导书

PAGEPAGE2《工程测量》实验指导书目录第一部分测量实验须知 3一、测量实验规定 3二、测量仪器工具的借领与使用规则 3三、测量记录与计算规则 4第二部分实验项目 6实验一DS3水准仪的使用及水准测量 6实验报告一DS3水准仪的认识和使用 10实验二经纬仪的使用与测回法测水平角 11实验报告二经纬仪的使用与测回法测水平角 15实验三全圆观测法测量水平角 16实验报告三全圆观测法测量水平角 18实验四竖直角观测及竖直指标差的检验与校正 19实验报告四竖直角观测及竖盘指标差的检验与校正 20实验五电子经纬仪的使用 21实验报告五电子经纬仪的使用 23第一部分测量实验须知一、测量实验规定（1）在测量实验之前，应复习教材中的有关内容，认真仔细地预习实验或实验指导书，明确目的与要求、熟悉实验步骤、注意有关事项，并准备好所需文具用品，以保证按时完成实验任务。（2）实验分小组进行，组长负责组织协调工作，办理所用仪器工具的借领和归还手续。（3）实验应在规定的时间进行，不得无故缺席或迟到早退；应在指定的场地进行，不得擅自改变地点或离开现场。（4）必须严格遵守本书列出的“测量仪器工具的借领与使用规则”和“测量记录与计算规则”（5）服从教师的指导，每人都必须认真、仔细地操作，培养独立工作能力和严谨的科学态度，同时要发扬互相协作精神。每项实验都应取得合格的成果并提交书写工整规范的实验报告，经指导教师审阅签字后，方可交还测量仪器和工具，结束实验。（6）实验过程中，应遵守纪律，爱护现场的花草、树木和农作物，爱护周围的各种公共设施，任意砍折、踩踏或损坏者应予赔偿。二、测量仪器工具的借领与使用规则（1）测量仪器工具的借领1）在教师指定的地点办理借领手续，以小组为单位领取仪器工具。2）借领时应该当场清点检查。实物与清单是否相符，仪器工具及其附件是否齐全，背带及提手是否牢固，脚架是否完好等。如有缺损，可以补领或更换。3）离开借领地点之前，必须锁好仪器箱并捆扎好各种工具；搬运仪器工具时，必须轻取轻放，避免剧烈震动。4）借出仪器工具之后，不得与其他小组擅自调换或转借。5）实验结束，应及时收装仪器工具，送还借领处检查验收，消除借领手续。如有遗失或损坏，应写出书面报告说明情况，并按有关规定给予赔偿。（2）测量仪器使用注意事项1）携带仪器时，应注意检查仪器箱盖是否关紧锁好，拉手、背带是否牢固。2）打开仪器箱之后，要看清并记住仪器在箱中的安放位置，避免以后装箱困难。3）提取仪器之前，应注意先松开制动螺旋，再用双手握住支架或基座轻轻取出仪器，放在三脚架上，保持一手握住仪器，一手去拧连接螺旋，最后旋紧连接螺旋使仪器与脚架连接牢固。4）装好仪器之后，注意随即关闭仪器箱盖，防止灰尘和湿气进人箱内。仪器箱上严禁坐人。5）人不离仪器，必须有人看护，切勿将仪器靠在墙边或树上，以防跌损。6）在野外使用仪器时，应该撑伞，严防日晒雨淋。7）若发现透镜表面有灰尘或其他污物，应先用软毛刷轻轻拂去，再用镜头纸擦拭，严禁用手帕、粗布或其他纸张擦拭，以免损坏镜头。观测结束后应及时套好物镜盖。8）各制动螺旋勿扭过紧，微动螺旋和脚螺旋不要旋到顶端。使用各种螺旋都应均匀用力，以免损伤螺纹。9）转动仪器时，应先松开制动螺旋，再平衡转动。使用微动螺旋时，应先旋紧制动螺旋。动作要准确、轻捷，用力要均匀。10）使用仪器时，对仪器性能尚未了解的部件，未经指导教师许可，不得擅自操作。11）仪器装箱时，要放松各制动螺旋，装人箱后先试关一次，在确认安放稳妥后，再拧紧各制动螺旋，以免仪器在箱内晃动。受损，最后关箱上锁。12）测距仪、电子经纬仪、电子水准仪、全站仪、GPS等电子测量仪器，在野外更换电池时，应先关闭仪器的电源；装箱之前，也必须先关闭电源，才能装箱。13）仪器搬站时，对于长距离或难行地段，应将仪器装箱，再行搬站。在短距离和平坦地段，先检查连接螺旋，再收拢脚架，一手握基座或支架，一手握脚架，竖直地搬移严禁横杠仪器进行搬移。罗盘仪搬站时，应将磁针固定，使用时再将磁针放松。装有自动归零补偿器的经纬仪搬站时，应先旋转补偿器关闭螺旋将补偿器托起才能搬站，观测时应记住及时打开。（3）测量工具使用注意事项1）水准尺、标杆禁止横向受力，以防弯曲变形。作业时，水准尺、标杆应由专人认真扶直，不准贴靠树上、墙上或电线杆上，不能磨损尺面分划和漆皮。塔尺的使用，还应注意接口处的正确连接，用后及时收尺。2）测图板的使用，应注意保护板面，不得乱写乱扎，不能施以重压。3）皮尺要严防潮湿，万一潮湿，应晾干后再收入尺盒内。4）钢尺的使用，应防止扭曲、打结和折断，防止行人踩踏或车辆碾压，尽量避免尺身着水。携尺前进时，应将尺身提起，不得沿地面拖行，以防损坏分划。用完钢尺，应擦净、涂油，以防生锈。5）小件工具如垂球、测钎、尺垫等的使用，应用完即收，防止遗失。6）测距仪或全站仪使用的反光镜，若发现反光镜表面有灰尘或其他污物，应先用软毛刷轻轻拂去，再镜头纸擦拭。严禁用手帕、粗布或其他纸张擦拭，以免损坏镜面。三、测量记录与计算规则1）所有观测成果均要使用硬性（2H或3H）铅笔记录，同时熟悉表上各项内容及填写、计算方法。2）记录观测数据之前，应将表头的仪器型号、日期、天气、测站、观测者及记录者姓名等无一遗漏地填写齐全。3）观测者读教后，记录者应随即在测量手簿上的相应栏内填写，并复诵回报，以防听错、记错。不得另纸记录事后转抄。4）记录时要求字体端正清晰，字体的大小一般占格宽的一半左右，字脚靠近底线，留出空隙作改正错误用。5）数据要全，不能省略零位。如水准尺读数1.300,度盘读数中的“0”均应填写。6）水平角观测，秒值读记错误应重新观测，度、分读记错误可在现场更正，但同一方向盘左、盘右不得同时更改相关数宇。垂直角观测中分的读数，在各测回中不得连环更改。7）距离测量和水准测量中，厘米及以下数值不得更改，米和分米的读记错误，在同一距离、同一高差的往、返测或两次测量的相关数字不得连环更改。8）更正错误，均应将错误数字、文字整齐划去，在上方另记正确数字和文字。划改的数字和超限划去的成果，均应注明原因和重测结果的所在页数。9）按四舍五人，五前单进双舍（或称奇进偶不进）的取数规则进行计算。如数据1.1235和1.1245进位均为l.124。第二部分实验项目实验一DS3水准仪的使用及水准测量一、目的和要求1．了解DS3型水准仪的基本构造，认清其主要部件的名称、性能和作用。2．练习DS3水准仪的正确安置、瞄准与读数。3．练习测定地面两点间的高差。二、使用仪器与工具DS3型微倾式水准仪1台，记录板1块，测伞1把，水准尺1对，尺垫2个。三、学时与分组课内2学时，每组4人四、实验方法1．安置仪器在测站上将三脚架张开，使其高度在胸口附近，架头大致水平，如果地面比较松软则应将三脚架的三个脚尖踩入土中，使脚架稳定。将水准仪从箱中取出平稳地安放在三脚架架头上，然后用连接螺旋将仪器连在三脚架上。2．认识仪器图1-1DS3倾斜水准仪了解DS3微倾式水准仪各部件的名称及其作用并熟悉其使用方法。同时熟悉水准尺的分划注记，DS3水准仪的结构如图1-1所示。图1-1DS3倾斜水准仪3．粗略整平粗平是借助调整三个脚螺旋使圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅直，从而视准轴粗略水平。先同时向内（外）转动两只脚螺旋，使圆水准器气泡向中间移动，再转动另一脚螺旋，使气泡移至居中位置。在整平过程中，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。如果地面比较坚实，可以先固定三脚架的两条腿，移动第三条腿使圆水准器气泡大致居中，然后再调整脚螺旋使圆水准器气泡居中，如图1-2所示。图1-2粗略整平图1-2粗略整平4．瞄准水准尺首先进行目镜对光，将望远镜对着明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；松开制动螺旋，转动仪器，用准星和照门瞄准水准尺，拧紧制动螺旋（手感螺旋有阻力），转动微动螺旋，使水准尺成像在十字丝交点处。当成像不太清晰时，转动物镜调焦螺旋，并注意消除视差，使目标清晰。5．精平、读数在水准管气泡窗观察，转动微倾螺旋使水准管气泡两端的半影像吻合，视线即处于精平状态，如图1-3所示。在同一瞬间立即读出十字丝的中丝在水准尺上读数。读数时先估读毫米数，然后报出全部读数，一般应读出四位数，即米、分米、厘米，估读毫米，以毫米为单位，图1-4所示读数为0.860米。读数后应立即检查水准管气泡是否仍然居中，如果居中，则读数有效，否则应重新使水准管气泡居中后再读数。图1-3微倾螺旋的调整图1-3微倾螺旋的调整图1-4读数窗口图1-4读数窗口6．测定地面两点间的高差在地面上选定两点A、B分别作为后视点和前视点，放上尺垫并踩实，分别在两尺垫上立尺，在A、B两点之间安置仪器，使仪器距A、B两点大致相等，如图1-5所示，粗平后瞄准A点（后视点），精平后读数a，用同样的方法读出B点（前视点）读数b。数据记录在实验报告表格中。最后计算出A、B点的高差。hAB=a–b图1-5测定两点高差图1-5测定两点高差五、注意事项1．松开制动螺旋后方可转动望远镜。2．微动螺旋不可拧过度。3．安置时架头大致水平，不使脚螺旋旋转太过度。4．每次读数时注意长水准管气泡居中，并注意消除视差。5．在水准尺上读数时，符合水准气泡必须居中，不能用脚螺旋调整符合水准气泡居中。实验报告一DS3水准仪的认识和使用1．安置仪器时如何利用1、2、3三个脚螺旋使圆水准泡气泡居中。11232．用望远镜瞄准目标的步骤是：调节使清晰；再调节螺旋使清晰；检查有无视差，如果发现现象，说明存在，必须再调节直至面和面重合，亦即消除了视差。 3．用微倾式水准仪进行水准测量时，除了使居中外，读数前还必须用螺旋，使气泡居中，才能读数。 4．练习并在图中用箭头标出用微倾螺旋使符合气泡居中时微倾螺旋的旋转方向。水准管气泡水准管气泡水准管气泡微倾螺旋微倾螺旋 5．记录表格日期天气班级小组仪器型号观测记录测站点号后视读数前视读数高差(m)备注A、B两点高差计算公式hAB=后视读数-前视读数实验二经纬仪的使用与测回法测水平角一、目的与要求1．了解DJ6型光学经纬仪各主要部件的名称和作用。2．练习经纬仪对中、整平、瞄准和读数的方法，掌握基本操作要领。3．要求对中误差小于3mm，整平误差小于一格。4．掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法。上、下半测回角值互差不超过±40″。二、使用仪器和工具1．实验设备为每组DJ6型光学经纬仪1台，记录板1块，测伞1把。 2．在实验场地每组打一木桩，桩顶钉一小钉或划十字作为测站点，周围布置A、B两个目标，供测角用。三、学时与分组 1．实验时数安排2~3学时，实验小组由2~4人组成。四、实验方法1．经纬仪的安置1）松开三脚架，安置于测站点上。其高度大约在胸口附近，架关大致水平。2）打开仪器箱，双手握住仪器支架，将仪器从箱中取出置于架关上。一手紧握支架，一手拧紧连螺旋。2．熟悉仪器各部件的名称和作用，如图2-1所示。3．经纬仪的使用对中：调整对中器对光螺旋，看清测站点，依次移动三脚架的其中两个脚，使对中器中的十字丝对准测站点，踩紧三脚架，通过调节三脚架高度使圆水准气泡居中。整平：转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋，同时相对旋转这对脚螺旋，使水准管气泡居中；将照准部绕竖轴转动90°，旋转第三只脚螺旋，使气泡居中。再转动90°，检查气泡误差，直到小于分划线的一格为止，如图2-2所示。图2-2整平图2-2整平瞄准：用望远镜上瞄准器瞄准目标，从望远镜中看到目标，旋转望远镜和照准部的制动螺旋，转动目镜螺旋，使十字丝清晰。再转动物镜对光螺旋，使目标影像清晰，转动望远镜和照准部的微动螺旋，使目标被单根竖丝平分，或将目标夹在双根竖丝中央。图2-3瞄准目标图2-3瞄准目标读数：打开反光镜，调节反光镜使读数窗亮度适当，旋转读数显微镜的目镜，看清读数窗分划，分微尺测微器的读数方法如图2-4所示，水平度盘读数为164°06′30″。单平板玻璃测微器的读数方法如图2-5所示，图2-5（a）水平度盘读数为5°+11′54″=5°11′54″；图2-5（b）所示的竖直度盘读数为92°+21′54″=92°21′54″。图2-4图2-4分微尺测微器的读数方法图2-5单平板玻璃测微器的读数方法图2-5单平板玻璃测微器的读数方法4．测回法测水平角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。若测两个测回，根据公式计算第一测回起始读数稍大于0°，第二测回起始读数稍大于90°。2）一测回观测盘左瞄准左边目标A，进行读数记a1，顺时针方向转动照准部，瞄准右边目标B，进行读数记b1，计算上半测回角值=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，瞄准目标Ａ，进行读数记a2，计算下半测回角值β右=b2－a2。检查上、下半测回角值互差是否超限，计算一测回角值。3）测站观测完毕后，检查各测回角值互差不超过±24″，计算各测回的平均角值。五、注意事项1．瞄准目标时，尽可能瞄准其底部。2．同一测回观测时，切勿误动度盘变换手轮或复测扳手。实验报告二经纬仪的使用与测回法测水平角1．经纬仪使用中为什么要对中?对中的要领是什么?2．上盘转动应关紧什么螺旋，松开什么螺旋？上、下盘一齐转动时，应关紧什么螺旋，松开什么螺旋?3．转动测微轮时，望远镜中目标的象是否也随度盘影象的移动而移动，为什么?4．视差对测角有何影响，如何消除它?5．望远镜转动时，不松开制动螺旋有何影响?6．经纬仪为什么要整平后才能测角? 7．测回法测水平角记录。日期天气班级小组仪器型号观测记录测站目标竖盘位置水平度盘读数半测回角值一测回角值备注

实验三全圆观测法测量水平角一目的与要求练习全圆方向观测法观测水平角的操作方法、记录和计算。半测回归零差不得超过正负18``。各测回方向值互差不超过正负24``。二、仪器与工具经纬仪、记录本三、学时与分组课内2学时，每组4人四、实验方法图3-1全圆观测法示意图在测站点O安置仪器，对中整平，选定A、B、C、D四个目标；图3-1全圆观测法示意图盘左瞄准起始目标A，并使水平度盘读数略大于零，读数并记录；顺时针方向转动照准部，依次瞄准B、C、D、A各目标，分别读取水平度盘读数并记录，检查归零差是否超限；纵转望远镜，盘右，逆时针方向依次瞄准A、D、C、B、A各目标，读数并记录，检查归零差是否超限；计算（1）归零差的计算：分别计算盘左、盘右两次瞄准起始方向读数之差Δ；（若Δ超限，应及时重测）；（2）计算2c值（两倍视准误差）：2c=盘左读数-（盘右读数±180˚）若2c超限，应及时重测；（3）各方向平均读数的计算：（4）归零后方向值的计算：各方向平均读数分别减起始方向平均读数；(5）各测回归零后平均方向值的计算：各测回归零后方向值的平均值；（6）水平角的计算：相邻方向值之差，即为相邻方向所夹的水平角。五注意事项1．应选择远近适中，易于瞄准的清晰的目标作为起始方向。2．如果方向数只有3个时，可以不归零。实验报告三全圆观测法测量水平角1．方向测回法和测回法的不同之处是什么?2．为什么方向测回法上半测回顺时针转，而下半测回要逆时针转?3．在开始观测时，为什么要先使照准部绕竖轴轻轻按观测顺序方向转两圈?4．照准部的微动螺旋和测微螺旋，为什么永远向“旋入”方向转动?5．2c代表什么意义?为什么要规定2c间差值的限值?6．水平度盘的刻度误差如何消除?7．方向测回法观测水平角时为什么要进行归零?8．全圆观测法测量水平角记录表。日期天气班级小组仪器型号观测记录测站测回数目标读数2c=左-（右±180。）平均读数=1/2（左+（右±180））归零后的方向值各测回归零方向值的平均值略图盘左盘右度分秒度分秒度分秒度分秒度分秒度分秒实验四竖直角观测及竖直指标差的检验与校正一、目的与要求 1．掌握竖直角观测、记录及计算的方法。 2．掌握竖盘指标差的计算方法。 3．掌握竖盘指标差检验与校正方法。 4．限差要求：同一目标各测回垂直角互差在±25″之内。二、仪器和工具 1．实验设备为每组DJ6型光学经纬仪1台，校正针1根，记录板1块，测伞1把。 2．实验场地周围有3个以上高目标。三、学时与分组 1．实验时数安排2学时，实验小组由2~4人组成。 2．每组对所领经纬仪进行检验校正，每人练习对一目标进行竖直角观测一个测回，记入表格。四、实验方法 1．竖直角观测 1）在实验场地安置经纬仪，进行对中、整平，每人选一个目标。转动望远镜，观察竖盘读数的变化规律。写出竖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顶端，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使指标水准管气泡居中，读取竖盘读数L，计算竖直角αL，记入实验报告五。 3）盘右同法观测读取竖盘读数R，计算竖直角值αR，记入实验报告五。 4）计算一测回竖盘指标差及竖直角平均值。其公式为竖直角公式竖盘指标差公式 2．竖盘指标差的检验与校正检验对一大致水平的目标，盘左、盘右观测，计算指标差x。若x＞2′时，则需要校正。校正仪器位置不动，仍以盘右瞄准原目标，计算盘右正确的竖盘读数为R′=R－x。转动指标水准管微动螺旋，使竖盘读数为R′，此时气泡偏离一端，用校正针拨动指标水准管校正螺丝，先松一个后紧一个，使指标水准管气泡居中。如此反复检验，直到满足要求为止。五、注意事项1．每次读数前应使指标水准管气泡居中。2．计算竖直角和指标差时，应注意正、负号。实验报告四竖直角观测及竖盘指标差的检验与校正1．写出你组使用经纬仪的竖直角、指标差计算公式。2．你组使用经纬仪的指标差是多少。3．竖直角观测记录表格。日期天气班级小组仪器型号观测记录

测站目标竖盘位置竖盘读数（°′″）半测回竖直角（°′″）指标差（′″）一测回竖直角（°′″）

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实验五电子经纬仪的使用一、目的与要求1．掌握电子经纬仪的各个部件的构造和作用，按健功能。2．掌握使用电子经纬仪测量水平角和竖直角的方法。3．掌握电子经纬仪的检验校正方法。二、仪器与工具电子经纬仪、记录本三、学时与分组课内2学时，每组4人四、方法与步骤1．电子经纬仪的安置1）松开三脚架，安置于测站点上。其高度大约在胸口附近，架关大致水平。2）打开仪器箱，双手握住仪器支架，将仪器从箱中取出置于架关上。一手紧握支架，一手拧紧连螺旋。2．熟悉仪器面板的名称和作用。图5-1仪器面板的名称及作用图5-1仪器面板的名称及作用3．电子经纬仪的使用对中：调整对中器对光螺旋，看清测站点，依次移动三脚架的其中两个脚，使对中器中的十字丝对准测站点，踩紧三脚架，通过调节三脚架高度使圆水准气泡居中。整平：转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋，同时相对旋转这对脚