变形监测实验指导书.docx
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变形监测实验指导书
第一部分：
变形监测实验的一般要求
一、测量实验须知
1、在测量实验之前，应认真仔细地阅读本指导书，明确目的与要求、熟悉操作步骤、注意有关事项，并准备好所需文具用品，以保证按时完成实习任务。
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内进行，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、必须严格遵守本指导书列出的“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。
每项实习内容都应取得合格的成果并提交书写工整规范的记录表，经指导教师审阅签字后，方可交还测量仪器和工具，结束该项实习内容。
6、实验过程中，应遵守纪律，爱护现场的花草、树木，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
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。
一切仪器工具若发生故障，应及时向指导教师或实验室工作人员汇报，不得自行处理；若有损坏、遗失应写出书面报告说明情况，并按有关规定给予赔偿。
三、测量仪器操作细则
1、携带仪器
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、开箱提取仪器
1）先安置三脚架，将各架腿插入土中，使三脚架稳妥。
启箱取出仪器前应看清并记住仪器在箱中的位置，以免仪器装箱时发生困难。
2）提取仪器之前，应注意先松开制动螺旋；从箱中取出仪器时，不可握拿望远镜，应双手握住基座或远镜望的支架，取出仪器后小心地安置在三脚架上，并立即旋紧仪器与三脚架的中心连接螺旋。
3）取出仪器之后，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。
3、野外作业
1）若发现光学仪器透镜表面或全站仪的反光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。
2）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。
3）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。
4）仪器所在地必须时时有人，做到人不离仪器，并防止其他无关人员使弄仪器。
5）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。
6）在太阳或细雨下使用仪器时，必须撑伞，特别注意仪器不得受潮。
4、搬移仪器
1）搬移仪器前应使望远镜物镜对向度盘中心。
若为水准仪，物镜应向后。
2）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。
短距离和平坦地段，搬移仪器时先检查一下连接螺旋，必须一手握住仪器的基座或支架，一手抱住三脚架，竖向稳妥地搬移，不得横放在肩上或横抱在胸前以免损坏仪器。
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）搬移仪器时须带走仪器箱及有关工具。
5、使用完毕
1）应清除仪器及箱子上的灰尘、脏物和三脚架上的泥土，将基座的脚螺旋处于大致相同的高度。
2）松连接螺旋，卸下仪器，仪器装箱时，要放松各制动螺旋，装入箱后先试关一次，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。
并立即扣上门扣或上锁。
3）全站仪是电子测量仪器，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。
4）工作完毕应检点一切附件与工具，以防遗失。
6、其它工具
1）水准尺、花杆等木制品不可受横向压力，以免弯曲变形，也应该轻取轻放；切勿将仪器工具贴靠树上、墙上或电线杆上，以防跌损。
2）一切仪器工具必须保持完整、清洁，不得任意放置，小件工具如测钎、垂球等用完即收，防止遗失。
7、仪器工具故障
一切仪器工具若发生故障，应及时向指导教师或实验室工作人员汇报，不得自行处理，若有损坏、遗失应写书面报告说明情况，并按有关规定给予赔偿。
四、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，记录的数据不能涂改，记录时不得使用橡皮擦。
记录者应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、观测者读数后，记录者应立即在测量手簿上的相应栏内填写，不得另纸记录事后转抄。
并复诵回报读数，以防听错、记错。
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。
水准尺读数一律记四位,如水准尺读数1300；度盘读数
的分秒应记两位，如30°00′00″中的“0”均应全部填写。
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字。
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，不得涂改，也不可用橡皮擦拭，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、简单计算及必要的检验，应在测量进行时算出。
按四舍六入，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。
五、应上交的资料及成绩评定
1、应交资料：
实验结束后，要编写实验报告。
2、成绩评定：
指导教师根据平时表现、实际操作能力和实验报告的质量综合评定学生的实习成绩，其中平时表现40%，实际操作30%，实验报告占30%。
第二部分：
变形监测实验
实验一、精密电子水准仪的认识与使用
实验二、测量机器人的认识与使用
实验三、GPS在变形监测中的应用
实验四、高层建筑物沉降监测及其数据处理
实验一、精密电子水准仪的认识及其在沉降变形监测中的
一、实验目的
1、了解电子水准仪的发展概况
2、熟悉电子水准仪的测量原理、基本构造、操作使用
3、熟悉利用电子水准仪进行水准测量的基本方法
3、熟悉电子水准仪在变形监测中的应用情况
二、实验组织
1、性质：
专业性实验（演示性实验）。
2、时数：
2学时
3、组织：
20人一组。
三、实验设备
1、天宝DINI03电子水准仪一套（含脚架一个、水准尺一对，脚垫一对），记录板一块
2、自备：
铅笔，记录纸，伞
四、实验方法及步骤
1、介绍电子水准仪的基本构造、精度指标
2、讲解电子水准仪的操作方法和注意事项（见附件一）
3、讲解利用电子水准仪进行水准测量的基本方法
4、介绍电子水准仪在变形监测中的应用情况
5、利用电子水准仪进行二等水准测量实验，围绕逸夫实验楼做一个闭合环路线
6、进行数据传输，并进行数据处理
附：
二等水准变形监测技术指标
水准观测视线长度、前后视距差和视线高度（m）
等级
视线长度
前后视距差
前后视距累计差
视线高度
二等
≤50
≤1.0
≤3.0
≥0.3
水准观测的限差（mm）
等级
基辅分划
读数之差
基辅分划所
测高差之差
往返较
差闭合差
单程双测站
所测高差较差
检测已测测
段高差之差
二级
0.4
0.6
≤1.0
≤0.7
≤1.5
水准测量的主要技术要求
等级
每千米高差全中误差（mm）
路线长度（km）
水准仪型号
水准尺
观测次数
往返较差、附合或环线闭合差
与已知点联测
附合或环线
平地（mm）
山地（mm）
二等
2
—
DS1
因瓦
往返各一次
往返各一次
4
—
三等
6
≤50
DS1
因瓦
往返各一次
往一次
12
4
DS3
双面
往返各一次
四等
10
≤16
DS3
双面
往返各一次
往一次
20
6
五等
15
—
DS3
单面
往返各一次
往一次
30
—
五、注意事项
（1）电子水准仪是一种精密仪器，使用时应遵守操作规程，注意仪器安全。
（2）从仪器箱中取出或放回仪器时，应小心谨慎，勿使受到大的冲击和振动。
（3）应在有足够亮度的地方竖立标尺。
（4）装卸电池时，必须先关闭电源。
（5）注意爱护条码水准尺。
六、撰写实验报告
附：
天宝DINI操作说明书
实验二、测量机器人的认识及其在变形监测中的应用
一、实验目的
1、了解测量机器人的基本原理以及其在工程建筑物的变形自动化监测方面的应用
2、熟悉测量机器人的基本操作方法
3、熟悉测量机器人变形监测自动化系统的基本原理、使用场合以及一般作业步骤。
二、实验组织
1、性质：
专业性实验。
2、时数：
2学时
3、组织：
20人一组。
三、实验设备
1、徕卡TCA2003全站仪一套（含脚架一个，棱镜和棱镜架四套），记录板一块
卷尺一个
2、自备：
铅笔，记录纸，伞
四、实验方法及步骤
1、讲解
测量机器人的构成及基本原理；移动式网观测及自动化数据处理系统构成及其应用；固定式全自动变形监测系统构成及其应用；固定式全自动变形监测软件的差分数据处理方法；机载移动式网观测软件、网观测自动化数据处理软件和固定式全自动变形监测软件的使用简介。
（操作说明书见附件二）
2、选择一块开阔的场地进行实验
3、测站观测步骤
a．在测站点上架设测量机器人，对中、整平，启动并进入AutoMeas软件。
b．限差设置。
如归零差、2C互差、方向值较差等设置，；
c．初始观测。
以第一个目标点为起始方向顺时针观测目标点半测回，输入观测方向名以及目标高等信息，存入PCMCIA卡相应的文件，备自动观测时调用；
d．测站设置。
设置测回数、测距次数；输入仪器高，测站名等参数；
e．后视定向。
照准第一个目标点，获取水平度盘的读数；
f．水平角自动测量。
完成限差设置、测站设置并作后视定向之后，测量机器人就按照初始观测的顺序自动观测水平角，自动检查测回内的各项限差，根据超限情况自动重测某一方向或某一半测回，或者整个测回重测；
g．测回差检查。
计算出每一测回每一方向的方向值，并显示出来。
但方向数较多时，测回差超限，哪些测回需要重测，往往需要人工判断。
确定并选择重测测回后，仪器将自动进入到水平角自动测量；
h．距离测量。
分自动测量和半自动测量两种模式。
自动测量是指在完成限差设置、测站设置并作后视定向之后，测量机器人就能够按照初始观测的顺序自动进行距离测量，自动检查测回内的各项限差，出现超限时自动重测。
半自动测量是指人工瞄准需观测的某一目标，自动完成该目标的距离测量。
4、将测量机器人移至下一测站，重复3）的所有步骤。
直到全网观测完毕。
5、数据传输，内业平差计算。
五、撰写实验报告
附：
TCA2003操作说明书
实验三、GPS在变形监测中的应用
一、实验目的
1、熟悉GPS在变形监测中的应用情况
2、掌握GPS的基本操作和注意事项
3、掌握变形监测中基准网点的选取需要考虑的因素
4、掌握GPS在变形监测中的数据处理
二、实验组织
1、性质：
专业性实验。
2、时数：
2学时
3、组织：
10人一组。
三、实验设备
1、阿什泰克GPS接收机四套，脚架四个
2、自备：
铅笔，记录纸，伞
四、实验方法及步骤
1、讲解
GPS在变形监测中的应用情况，阿什泰克GPS接收机的使用方法，变形监测基准网选点需要考虑的相关因素。
2、选择一块开阔的场地进行实验
3、基准网数据采集
4、数据传输，内业平差计算。
五、撰写实验报告
实验四、高层建筑物沉降监测及其数据处理
一、实验目的
1、掌握高层沉降监测的数据处理方法
2、掌握高层沉降监测报告的编写工作
二、实验组织
1、性质：
专业性实验。
2、时数：
2学时
3、组织：
4-5人一组。
三、实验设备
1、教师提供的沉降监测数据、笔记本电脑
2、自备：
铅笔，记录纸
四、实验方法及步骤
1、教师介绍数据来源和外业数据采集的基本过程和注意事项，进行沉降监测数据处理的要求和方法。
2、根据二等水准的方法进行单期的数据平差处理
3、根据多期的数据进行每一期的沉降值分析
4、绘制沉降曲线图
5、模拟编写监测报告
五、撰写实验报告
（注：
素材和资料部分来自网络，供参考。
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