测绘实验课实习报告Word格式.docx
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5——6
水准仪的使用
贵州大学新校区
2
10月17日
3
1——2
三、四等水准测量
10月22日
8
水准仪的检验
4
5月10日
10
经纬仪水平角观测
5
7月11日
经纬仪垂直角观测
6
11月19日
12
经纬仪的检验
3月12日
14
全站仪数据采集
5月12日
9
10月12日
15
全站仪放样
三．实习内容
我们进行了以水准仪的使用，三四等水准测量，水准仪的检验，经纬仪水平角观测，，经纬仪垂直角观测，经纬仪的检验，全站仪数据采集，全站仪数据采集，全站仪放样为内容的实习，对于我们联系理论与实际起到了良好的启发作用，现将实习内容整理如下。
3.1水准仪的使用
水准仪是用来水准测量的仪器，目前我国水准仪按照每千米往返测高差中数的偶然中误差这一精度指标，共分为四个等级。
水准尺是水准测量中不可缺少的仪器，三四等水准测量采用以厘米为单位的区格式双面木质尺，黑面读数起点为0，红面为4687mm或4787mm，一二等水准测量采用因瓦水准尺。
水准仪的使用，包括安置水准仪，粗平，瞄准，精平和读数等步骤，可以依次按照教科书上的步骤进行，读数是应该报四位数字，以毫米为单位，在我们实习过程中，很多次读数错误，检查限差时发现了问题，但已经搬站，只好重新开始测量。
在测站点的设置上，我们开始没有按照偶数个点来设置，最后发现了问题，使测量结果符合了精度要求。
水准尺的零点误差，也可以通过安排偶数个测站来解决。
规范规定，在连续测站各站安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚和水准路线方向平行，而第三脚轮流置于路线方向的左侧与右侧。
3.2三四等水准测量
三四等水准测量是普通水准测量，从一已知高程的水准点出发，采用连续测量的方法，计算出另一待定点的高程。
在水准测量的每一站，应该及时发现观测中的误差是否超限，否则需要重新开始测量，以确保精度设置偶数个测站可以消除零点差，采用“后前前后”的观测顺序可以减小仪器下沉的影响。
三四等水准测量在一测站上水准仪照准双面水准尺的顺序为：
1.照准后视尺黑面，进行视距丝，中丝读数。
2.照准前视尺黑面，进行视距丝，中丝读数。
3.照准前视尺红面，进行中丝读数。
4.照准后视尺红面，进行中丝读数。
四等水准测量也可以按照“后后前前”（“黑黑红红”）的顺序，但无论何种顺序，读数都应该在水准管
测站编号
点号
后尺
上丝
前尺
方向及
尺号
水准尺读数（m）
K﹢黑﹣红
平均高差（m）
备注
下丝
后视距
前视距
黑面
红面
视距差
d（m）
∑d（m）
（1）
（5）
后视
（3）
（8）
（10）
K为尺长数：
K1=4.787
K2=4.687
（2）
（6）
前视
（4）
（7）
（9）
（12）
（13）
高差
（16）
（17）
（11）
（18）
（14）
（15）
后视K1
前视K2
后视K2
前视K1
每页校核
气泡居中的时候读数。
附录1.三（四）等水准测量记录手薄
测自至年月日天气成像
观测数据记录结果如下表：
（1）-（8）为观测数据，高差部分计算方法是
（9）=（4）+K-（7）（10）=（3+K-（8）
（11）=（10）-（9） （12）=
（1）-
（2）
（13）=（5）-（6）（14）=（12）-（13）
（15）=本站的（14）加前站的（15）
（16）=（3）-（4）（17）=（8）-（7）
等级
仪器类型
标准视线长度/m
后视试距差/m
后视视距累计差/m
黑红面读数差/mm
黑红面所测高差之差/mm
检测间歇点之差/mm
三等
四等
S3
S4
65
80
3.0
5.0
6.0
10.0
2.0
三四等水准测量限差表
3.3水准仪的检验
使用仪器之前应该检查仪器能否正常工作，对于水准仪的检验与校正应该按照以下几个方面进行。
1.检验视准轴和水准管的水准管轴是否平行，即进行交叉误差检验，测出交叉误差后应该进行仪器的校正，即按照仪器标尺的正确读数，转动微倾螺旋，调节上下校正螺钉使气泡居中，反复进行校正。
这也考验了我们的耐心和专业精神，2.在测量过程中，我们还必须考虑水准尺下沉误差，采用“后前前后”法消除，对于大气折光以及风力引起的误差，都需要通过一定的方法消除。
4.在使用仪器的时候，圆水准器的水准轴应该和仪器的旋转轴平行，检验方法是在水准器水准气泡居中后旋转180度看偏移的大小，气泡偏移的长度代表了仪器旋转轴和水准轴的交角的两倍。
5，十字丝横应与仪器旋转轴垂直，先用十字丝横丝对中一个目标，转动微倾螺旋，如果目标始终在横丝上移动，说明十字丝横丝与仪器旋转轴平行。
6微倾式水准仪交叉误差的检验和校正。
让视准轴与两个脚螺旋的连线垂直，水准管气泡居中，按相对方向调节仪器的脚螺旋，十字丝所瞄准的目标不变，观察水准管气泡的变化。
在仪器分别向两侧倾斜的情况下，如果气泡始终符合或者同向离开且距离相等，则表示不存在交叉误差，如果是异向离开或者同向离开，但距离不相等，则表示存在交叉误差，规范规定，当异向离开距离大于2mm时，应进行交叉改正。
调节校正螺钉。
对于自动安平水准仪，补偿器的性能也应该进行检验，可在故意让仪器旋转轴倾斜的情况下，测定两点间的高差，与正确高差相比较。
3.4经纬仪水平角观测和垂直角观测
经纬仪是用来进行角度测量的仪器，光学经纬仪采用光学度盘，，借助光学放大镜和光学测微器读数。
光学经纬仪的水平度盘和竖盘用玻璃制成，常见的是用全圆注记的刻度盘，分为顺时钟注记和逆时针注记两种形式，在使用的过程中应该按照对应的注记方式选择角度计算公式，常见的仪器有J6光学经纬仪，WildT3光学经纬仪，J2光学经纬仪等。
经纬仪的安置，可以采用垂球对中安置经纬仪，也可以采用激光对中的方式，整平的时候应该使仪器满足转动到任何一个方向，水准管气泡都居中。
安置好经纬仪后，就可以进行角度观测，瞄准目标的时候应该注意消除视差，水平角观测是尽量对准目标下方位置。
3.4.1经纬仪的水平角观测
测回法：
在测站点B，需要测出BA和BC两方向间的水
角，盘左瞄准目标C，记录读数C左，松开照准部制动螺旋，
瞄准目标A，记录读数A左，则所得半测回角度值为
β左=A左-C左
采用盘右瞄准右边的目标A，记录读数A右，瞄准左目标C，记录读数C右，则右半测回角值为
β右=A右-C右
采用盘左和盘右观测的方法，可以消除部分仪器误差，同时可以作为在观测过程中进行检核的依据。
对J6光学经纬仪，盘左和盘右观测误差不超过40秒时，可以取平均值作为一测回观测结果
β=（β左+β右）/2
方向观测法：
方向观测法适用于需要对多个角度进行测量是的计算，在盘左观测时，为了计算方便，应该将度盘配置在0度00分左右，先观测选定的零方向，在按照顺时钟方向依次观测各个方向读数，并记录，当方向数大于3个时，应该回到起始的零方向，观测并记录，这一步骤称为“归零”，以上步骤就是盘左半测回，也称为上半测回。
盘右观测时，从盘左零方向开始，按照逆时针方向依次站准目标，读数并记录，完成下半测回。
一个测回包括两个半测回，零方向的两次读数之差是半测回归零差，不超过限差是，应该取平均值记录。
2C值的计算公式：
2C=L-R+180或2C=L-R-180
L表示盘左读数，R表示盘右读数，加或减180度是因为同一个方向观测时，盘左和盘右读数之差为180度。
规范规定，对于J2类级仪器2C绝对值不应该超过16秒，J6类级仪器2C绝对值不应该超过20秒，否则应该进行校正。
附录3.方向观测记录手薄
年月日天气：
成象：
测站：
仪器编号：
观测者：
记录者：
觇点
方向
读数
半测回方向值
°
′″
一测回方向值
各测回方向值
盘左
盘右
Ⅰ
A
000030
1800024
000000
B
503354
2303318
503324
503309
3254
C
1152706
2952700
1152636
36
Ⅱ
附录4.方向观测法的各项限差
经纬仪型号
光学经纬
仪两次
复合读数差
半测回归零差
一测回内
2c的值
同一方向值
各测回较差
DJ1
DJ2
13
DJ6
---
18
24
3.4.2经纬仪的垂直角观测
经纬仪的竖盘注记有顺时钟和逆时针两种形式，但基本测角原理是相同的，以J6光学经纬仪为例，它的竖盘是顺时钟注记的，盘左读数时，望远镜上倾盘左读数L减小，盘右是读数R增加。
竖角计算公式为：
α左=90-L
α右=270-R
α=（α左+α右）/2
当竖角α<
0时，为俯角；
当竖角α>
0时，为仰角
经纬仪竖盘指标差x的计算
x=（L+R–360）
垂直角观测方法
1.中丝法：
在测角是仅用中丝照准目标，观测步骤如下
在测站上安置仪器，对中，整平。
盘左瞄准目标，使十字丝横丝切目标于某一位置读数：
若照准的是觇标上的某个位置，应该量取中丝所截位置至地面点的高度，即量取目标高。
转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中,读取读数L。
盘右位置照准目标同一位置，按照上述步骤读取读数R
2.三丝法
测竖角时，盘左及盘右一律按照上中下的次序对准目标读数，三丝法读数课减小竖盘刻画分划误差的影响。
盘左观测时按照上，中，下的三丝读数顺序记录，盘右按照下，中，上的顺序记录。
分别按照三丝所得L和R计算相应的竖角，最后取平均值即为所测竖角的值。
有些仪器采用了竖盘指标自动归零装置，因此可以消除竖盘指标差。
竖角观测记录手薄
测站点
仪器高
觇标高/m
竖盘位置
竖盘读数
指标差
半测回竖角
一测回竖角
照准觇标位置
左
右
3.5经纬仪的检验
经纬仪的主要轴线:
1、竖轴VV（verticalaxis）
2、水准管轴LL（bubbletubeaxis）
3、横轴HH（horizontalaxis）
4、视准轴CC（collimationaxis）
5、圆水准器轴L'
L'
（circlebubbleaxis）
为了保证角度测量的精度，经纬仪的主轴和平面之间，必须满足水平角观测的要求，经纬仪的主要轴线包括旋转轴VV（竖轴），望远镜的旋转轴HH（横轴），望远镜的视准轴CC，以及照准部水准管轴LL。
观测是必须满足1.竖轴垂直；
2.水平度盘水平；
3.望远镜上下转动时，视准轴形成的视准面必须是竖直面。
对于经纬仪的常规检验，主要步骤如下:
i.照准部水准管轴应该垂直于竖轴的检验与校正
先将仪器大致水平，转动照准部使其水准管与任意两个脚螺旋的连线平行，调整脚螺旋使气泡居中，然后将照准部旋转180度，气泡仍然居中的话，条件满足，无需校正。
由于照准部旋转180度后，仪器竖轴方向不变，因此水准管轴和水平线相差2α，气泡偏离的格数是2α角的反映。
校正的时候，转动照准部水准管，使照准部水准管与仪器旋转轴垂直，用校正针拨动水樽管一端的校正螺钉，使气泡向中心退回一半。
为使螺旋气泡居中，此项工作应该反复进行，知道精确满足条件为止.
ii.十字丝竖丝应该垂直于横轴的检验能与校正。
使十字丝瞄准仪清晰的小点，望远镜绕横轴上下转动，如果小点始终在竖丝上移动，则不需要进行十字丝竖丝垂直于横轴的校正。
常见的各种仪器构造不同，通常校正是打开目镜筒的压环，松开压环螺钉，转动目镜筒使小点始终在十字丝竖丝上下移动，校正好后将压环螺钉旋紧。
iii.视准轴垂直于横轴的校验与校正
经纬仪的横轴应该垂直于竖轴的检验方法是，选择较高墙壁近处安置仪器。
用盘左位置瞄准墙壁高出的一点P（仰角做好为30度），放平望远镜在墙上定出一点M1,。
用盘右位置再次瞄准P点，放平望远镜在墙上定出另一点M2。
如果M1和M2重合，则条件满足，否则，应该进行校正。
在经过前边的检验与校正，竖轴应该已经竖直，视准轴垂直于横轴，因此，如果横轴不垂直于竖轴时，则横轴倾斜角设为i，上下转动望远镜将会形成一个倾斜平面，它与竖轴的夹角同样是i角，因为盘左和盘右方向沿着相反的方向倾斜了同样大小的i角，所以M1和M2的中点m与P点的连线必为一垂线，过Pm的平面为竖直面。
i角的计算方法为：
i=M1M2xp/（Pmx2）
横轴倾斜对于水平角观测没有影响，从i角计算公式可知，观测角度的目标越高，影响越大，即视准面偏离竖直线的距离越大，上述检验公式中的M1mh和M2m实际上是P点的偏差距离。
对于J2经纬仪，i角不应该超过正负15秒，J6级经纬仪不超过正负20秒，否则应该进行校正。
校正是应该瞄准M1M2的中点，向上转动望远镜，升高或降低横轴的一端，使十字丝的交点对准P点。
此项校正应该反复进行，直到满足条件为止。
通常光学经纬仪的横轴是密封的，测量人员只需要进行检验，校正右专业仪器维修人员进行。
由于横轴不水平的误差是由两个因素造成的:
一是竖轴竖直而横轴不垂直于竖轴，即横轴误差；
另一种情况是横轴已经垂直于竖轴，但竖轴不竖直。
由于盘左和盘右瞄准同一个目标，因此去平均值不能够消除竖轴倾斜误差，在视线倾角大的地区进行测量时，要特别注意仪器的整平，右水准管分划值及气泡的位置求得横轴的倾斜角，以便引入水平方向的改正值。
iv.竖盘指标差的检验与校正
仪器整平后，用望远镜盘左和盘右两个位置瞄准同一个目标，读取竖盘读数L和R,读数时务必使水准管气泡居中,通常观测两个目标，以确定读数误差最小，取得x最真实值。
由指标差计算公式计算x的值，若超限则进行校正。
竖盘指标差计算公式为：
x=（L+R-360）/2
校正时即在当时望远镜位置进行，瞄准原目标，此时为盘右读数，盘古读数和指标差已经知道了，所以正确的读数R’WEI为
R’=R-x
使用竖盘指标水准管微动螺旋使竖盘读数为R’，用校正针拨动竖盘指标水准管校正螺钉使气泡居中，进行多次校正。
对于具有竖盘指标自动归零装置的仪器，检验方法类似，但校正应由专业维修人员进行。
v.光学对中器的检验与校正
光学对中器的检验与校正的目的是使光学垂线与仪器竖轴垂直，光学对中器绕竖轴旋转，光学垂线的轨迹可分为与竖轴交叉和平行但不重合两种情况。
检验方法如下：
首先，距光学对中器一定距离的平板上设置A点，使光学对中器分划板中心与之重合，然后绕竖轴旋转光学对中器180度，分划板仍然与A点重合，则进行第二步校正，将分划板向上或向下移动一定的距离，检验过程与上次检验相同，当两次检验都满足两个点重合时，表明仪器光学对中器不需要校正。
光学对中器上可以校正的部件随着仪器的不有差异，有的校正转向分划板，有的转向直角棱镜，具体应该按照仪器构造进行。
3.6全站仪数据采集
全站仪是全站型电子速测仪的简称，集电子经纬仪，光电测距仪和微处理器与一体，基本功能是在仪器瞄准目标后，通过微处理器的控制，能够自动完成测距，水平方向角和天顶角的读数，观测数据的显示，存储等。
常见的仪器有日本拓普康公司的WinCE全站仪GPT-7501，徕卡公司的LeicaTCA1201,以及南方测绘公司的NTS系列全站仪。
全站仪的数据记录，对于不同的仪器有不同的方法，一种是通过电缆，将仪器的数据传输接口与外接的记录记录仪器连接起来，数据存储在外接记录器中，另一种是一起内部有大的内存，可以直接存储，使用的时候导入计算机即可。
电子手薄（即外接记录器）和全站仪的数据通信，需要专用电缆，且设定数据传送条件。
全站仪能够进行对边测量，坐标测量以及悬高测量。
对边测量,对边测量需要掌握三角形的基本公式。
坐标测量时，可以通过输入测站点坐标，仪器高和棱镜高，设置测站点的另一已知点的方位角或输入另一已知点的坐标，直接测定未知点的坐标。
悬高测量的具体步骤如下：
对于远离地面的架空的电线和管道等目标，测量其高度时，首先把反射棱镜设在目标下方，输入棱镜高，然后照准棱镜进行距离测量，在转动望远镜瞄准目标，读取角度值，目标高的计算公式如下：
对边测量示意图
H=v+S1
S1=Sxcos（α1）x{tan（α2）-tan（α1）}
3.7全站仪数据采集仪器操作
我们在实验操作中使用的是南方SouthNTS-350全站仪。
数据采集的具体步骤如下：
按下MENU键，仪器进入主菜单1/3模式
按下F1（数据采集）键，显示数据采集菜单1/2
正常测量模式
ESCMENU
菜单1/3
F1：
数据采集
F2：
放样
F3：
存储管理P1↓
F1
选择文件
FN：
___________
输入调用---回车
设置测点
输入测站点
设置文件
数据采集1/2
输入测站点
输入后视点
测量P↓
设置后视点，参见9.2.3
输入后视点
进行数据采集，参见9.3
测量
数据采集菜单1/2
F4
选择坐标文件
数据采集2/2
选择文件
输入编码
设置P↓
选择文件用于采集
编码库输入,参见
输入编码
编辑编码库文件，参见7.5
设置
设置数据采集参数
数据采集菜单2/2
1．选择数据采集文件，使其所采集数据存储在该文件中。
*当需要保存测量数据的时候，应先选择参数设置，在“是否仅存坐标数据”中，选择“否”。
2．选择坐标数据文件。
可进行测站坐标数据及后视坐标数据的调用。
（当无需调用已知点坐标数据时,可省略此步骤）
3．置测站点。
包括仪器高和测站点号及坐标。
4．置后视点，通过测量后视点进行定向，确定方位角。
5．置待测点的棱镜高，开始采集，存储数据。
准备工作数据文件采集的选择
首先必须选定一个数据采集文件，在启动数据采集模式之间即可出现文件选择显示屏，由此可选定一个文件。
文件选择也可在该模式下的数据采集菜单中进行。
操作过程
操作
显示
菜单1/3
数据采集
放样
存储管理P↓
1由主菜单1/3按F1（数据采集）键
F1
输入调用---回车
②按F2（调用）键，显示文件目录*1）
F2
SOUDATA/M0123
->
*LIFDATA/M0234
DIEDATA/M0355
---查找---回车
③按[▲]或[▼]键使文件表向上下滚动，选定一个文件*2），3）
[▲]或[▼]
LIFDATA/M0234
->
KLSDATA/M0038
④按F4（回车）键，文件即被确认显示数据采集菜单1/2
F4
测量P↓
*1）如果您要创建一个新文件，并直接输入文件名，可按F1（输入）键，然后键入文件名
*2）如果菜单文件已被选定，则在该文件名的左边显示一个符号“*”
*3）按F2（查找）键可查看箭头所标定的文件数据内容
选择文件也可由数据采集菜单2/2按上述同样方法进行。
坐标文件的选择：
若需调用坐标数据文件中的坐标作为测站点或后视点
升级会员 