工程测量实习指导书电子仪器.docx
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工程测量实习指导书电子仪器
工程测量实习指导书（电子仪器）
《工程测量实验》
共19页实习指导书广东工业大学华立学院二０一二年九月
实验一、水准仪的认识
实验项目性质：
普通
所属课程工程：
工程测量
实验计划学时：
2
一、实验目的：
1．认识工程水准仪的主要部件名称，了解各部件的作用和使用方法；
2．了解水准尺的刻划；掌握水准仪的使用方法和读数方法。
3．学会测量高差的方法，能够正确判断水准点的高低。
4．学会视距测量的方法，能够正确计算视距。
二、实验要求：
1．了解自动安平水准仪各部件的名称及作用。
2．练习水准仪的安置、瞄准与读数。
3．每组选择三个地点树立水准尺，测量其高差及视距。
三、实验设备：
水准仪、水准尺、尺垫
四、实验步骤：
1．安置仪器：
将三脚架张开，使其高度在胸口附近，架头大致水平，并将三个脚尖踩入土中，然后一手扶仪器一手旋转连接螺旋将仪器连在三脚架上。
2．认识仪器：
了解仪器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。
3．粗略整平：
先对向转动两只脚螺旋，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。
4．瞄准：
转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；转动仪器，用粗瞄准器瞄准水准尺；调节物镜调焦螺旋，使尺像清晰的成像在视野范围中；转动微动螺旋，十字丝准确的照准水准尺。
检查有无视差，如有应消除视差。
5．读数：
立即用中丝直接在水准尺上读取米、分米、厘米，并且估读毫米，即读出四位有效数字，读完数之后应立即检查圆气泡是否仍然居中，如果是则读数正确，若否则应重新读数。
6．练习测量高差及视距：
在A、B、C三个不同的地点树立水准尺，分别共19页
读取其黑面上、中、下三丝读数和红面中丝读数，同一点的中丝黑、红面读数之差应是4.687m或4.787m，和理论差值在±5mm之内表明读数正确。
五、数据计算：
利用中丝读数计算任意两者的高差：
hAB?
a?
b（设A点读数为a，B点读数为b）；若hAB＜0则表明A点比B点高，反之，A点比B点低；如此判断三点的高低关系；
假设C点的高程是10.000m，计算A、B的高程；最后利用上下丝读数计算视距（即仪器至水准尺之间的距离）：
D?
上?
?
100。
水准仪的视线高Hi?
HC?
C点读数，且Hi?
HA?
A点读数。
六、注意事项：
1．不要在没有消除视差情况下进行读数。
2．在水准尺上读数时，圆水准器气泡必须在圆圈内，从而通过十字丝读到水平方向读数，读数是正确的，否则读数有误，应重新调平后再读。
3．记录应以米为单位，记录四位数字，并要求记录清晰整洁，数字要工整。
共19页
实验二、水准测量
实验项目性质：
普通
实验所属课程：
工程测量学
实验计划学时：
2～4
一、实验目的：
1．通过实验进一步熟悉水准仪的操作；
2．了解水准测量的过程，掌握水准测量的记录、计算格式；
3．掌握水准测量的检核方法；掌握水准测量的各项限差。
4．掌握闭合差的调整与水准点高程的求法。
二、实验要求：
1．每组自选一支水准路线、闭合水准路线对其进行施测；
2．各项限差满足要求；
3．根据起始点的高程，求路线中其余各点的高程。
三、实验设备：
水准仪、水准尺、尺垫
四、实验步骤：
1．根据测区地物、地貌的分布情况，每组自选一支水准路线（闭合水准路线，大致包括4～6个测站），并做临时性标记。
2．在两点上树立水准尺，在距两点距离大致相等处架设水准仪（如果相邻两点距离较远或架设一次仪器不能同时观测到两点，应在其间选择转点），照准后视，读数、记录；
3．照准前视，读数、记录；
4．后视水准尺搬至下一测站做前视尺，仪器搬至第二个测站，重复2、3操作，直至回到终点。
5．根据各测站高差，计算水准路线的高差闭合差：
fh?
?
h，并检查高差闭合差是否超限，其限差公式为：
（mm）（适用于山地时）
或fh容＝?
L（mm）（适用于平地时）
共19页
式中：
n——测站数；
L——水准路线的长度，以km为单位。
6．若高差闭合差在容许范围内，进行内业计算；若高差闭合差超过限差的要求，则应重新进行观测。
五、内业计算：
1.计算表２-１：
高差等于后视读数减去前视读数，即：
h?
a?
b，并用?
a?
?
b?
?
h进行检核，以防计算错误；
视距等于上下丝读数差乘以100。
2.将表２－２的观测高差、视距（一个测站的视距等于前视距与后视距之和）及测站数（及两测点之间所架设仪器的次数）填入实验报告表２－３中。
3.计算高差闭合差及闭合差的允许值填入辅助计算中，并比较两者的大小，只有fh＜fh容才能进行下一步计算。
4.计算高差的改正值：
vi?
?
检核。
5.计算改正后高差：
h改后?
h观测?
v，计算完毕应用?
h改后?
?
h理论?
0进行检核。
6.计算各点高程：
假设起始点的高程为10.000m，则Hi?
1?
Hi?
h改后，计算完毕
应用计算的最后一点的高程与理论高程相等进行检核。
六、注意事项：
1．在每次读数之前，要消除视差。
2．一个测站的后视点、前视点测量中，只能在测量后视点时置平圆水准气泡。
3．在已知点和待定点上不能放置尺垫，但转点必须用尺垫，在仪器搬站时，前视点的水准尺不能移动。
4.搬站时应注意仪器的安全。
5.计算时应注意各项检核，以防计算错误。
6.实验之前请认真阅读教材中关于水准测量的误差及注意事项的相关内容，并在实验中严格遵守，以便提高精度，满足要求。
fhfLi或vi?
?
hni，计算完毕应用?
v?
?
fh进行?
L?
n
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实验三、经纬仪的认识
实验项目性质：
普通
实验所属课程：
工程测量
实验计划学时：
2
一、实验目的：
1．练习经纬仪的安置；
2．了解DT202型电子经纬仪各主要部件的名称和作用。
3．了解经纬仪操作键的作用；
4．掌握配置水平度盘读数的方法；
5．了解水平角测角的方法。
二、实验要求：
1．安置经纬仪的对中偏差小于1㎜，整平误差小于1格；
2．所有操作每人均做一次；
三、实验设备：
经纬仪、脚架
四：
实验步骤：
1．安置仪器：
1）松开三脚架，安置于测站点上（为使仪器大致满足对中，可从架头中央将一小石子丢下，看是否落于测站点上，如相差较远应移动三脚架）。
其高度大约在胸口附近，架头大致水平。
2）打开仪器箱，双手握住仪器支架，将仪器从箱中取出，置于架头上。
一手紧握支架，一手拧紧连接螺旋，将仪器固定于三脚架上。
2．熟悉仪器各部件的名称、作用及使用方法。
3．经纬仪的安置：
粗略安置：
对中：
打开激光对点器，并调整光斑亮度以及直径大小。
手握三脚架，通过移动三脚架，使激光点基本对准测站点中心。
调节三个脚螺旋，使激光点对准测站点。
整平：
伸缩三个架腿的长度，使圆水准气泡居中。
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精确安置：
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°回到原来的位置，检查气泡误差，直至满足要求为止。
对中：
检查仪器的对中情况，如在允许偏差（1mm）之内，则仪器安置完毕，如不在允许范围之内，可将仪器的连接螺旋轻轻旋开，使仪器在架头上平移，至对中满足要求。
4．经纬仪的使用：
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。
读数：
在液晶显示屏上读取“水平（右）”读数。
5．配置水平度盘：
1）水平读数配置为0
转动照准部，使望远镜瞄准目标,固定照准部；
按下〔置０〕键，显示屏水平读数显示为0°00′00″；
2）水平读数配置为30°
转动照准部，使显示屏水平读数接近30°。
例如显示屏水平读数显示为30°10′20″。
固定照准部；
转动水平微动手轮，使显示屏显示所需要的水平读数。
例如显示屏水平读数显示为30°01′10″；
按下〔锁定〕键，读数被锁定，显示屏下方显示“锁定”二字；
转动照准部，使望远镜瞄准目标；
再次按下〔锁定〕键，释放锁定功能，“锁定”二字消失。
6．测角练习：
选择两个目标，分别读取其盘左和盘右的水平度盘读数，观察同一方向两读数的关系，计算两方向之间的水平角。
五、注意事项：
1．按照度、分、秒的格式记录；且分和秒不足两位数时，前面应用0补齐。
2.仪器制动后不可强行转动，需转动时可用微动螺旋。
3．粗略调平时，应改变架腿的长度，但不要改变架腿的位置。
4．精确安置对中仪器时，要使仪器在架头上平移，切勿发生旋转，以免破坏仪共19页
器的水平。
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实验四、水平角测量
实验项目性质：
普通
实验所属课程：
工程测量
实验计划学时：
2～4
一、实验目的：
1．进一步熟练经纬仪的安置步骤，熟悉经纬仪的操作过程；
2．掌握水平角的观测方法；
3．掌握水平角的记录、计算方法。
二、实验要求：
1．一组对同一水平角进行多测回法观测，每人观测一测回；
2．每测回的半测回角值之差均应小于±40″，各测回角值之差亦应小于±40″。
三、实验设备：
经纬仪、脚架
四、操作步骤：
准备工作：
选择一测站点（如：
O）安置仪器，选择两个照准标志作为观测标志进行观测。
1．使竖直度盘位于望远镜的左侧（即盘左位置），照准起始目标（如：
左目标A），按照多测回观测的要求配置水平度盘的读数，并记录；
2．顺时针转动照准部，照准另一目标（如：
右目标B），读取水平度盘的读数，记录后计算盘左半测回角值，并填入记录表格；
3．望远镜旋转180°，照准部旋转180°，将仪器转至盘右，照准右目标B，读取水平度盘的读数，记录；
4．逆时针转动照准部，照准左目标A，读取水平度盘的读数，记录后计算盘右半测回角值，并填入记录表格；
5．若盘左半测回角值与盘右半测回角值之差小于±40″，表明该测回观测合格，取两半测回角值的平均值为一测回角值；否则，应重新观测；
6．重复上述步骤，进行下一测回的观测，至小组观测完毕。
7．若各测回角值之差小于±40″，表明整体观测合格，取各测回观测值的平均值为最后角值，若各测回角值之差大于±40″，则应重新进行观测。
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五、注意事项：
1．用〔锁定〕键配置水平度盘读数的方法。
2．各测回之间应检查仪器的对中及整平情况，如超过限差要求应重新进行仪器的安置。
3.多测回观测配置度盘的要求：
起始方向水平度盘的读数每测回均应改变180，并且不管测多少测回第一测回均应设置为0°。
如此，如测两测回则各测回起始方向水平读盘的读数应分别设置为：
0°、90°；如果测四测回，则应分别设置为：
0°、45°、90°和135°。
4.记录应按照度、分、秒的格式进行，并且分和秒不足两位数时前面应用0补齐。
5.做实验前应认真阅读教材中有关水平角测量的误差及注意事项的内容，并在实验中注意各事项，以提高观测精度，达到观测要求；
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实验五、竖直角测量
实验项目性质：
普通
实验所属课程：
工程测量
实验计划学时：
2
一、实验目的：
1．掌握竖直角测量的观测步骤；
2．掌握竖直角测量的记录、计算的方法。
3．进一步熟悉经纬仪的使用。
二、实验要求：
1．对竖直角进行观测，每人观测一测回；
2．各测回指标差互差应小于±25″，各测回竖直角互差应小于±25″。
三、实验设备：
经纬仪、脚架
四、操作步骤：
准备工作：
在测站点安置经纬仪，进行对中和整平，至满足要求。
1．盘左，照准目标，读取竖直度盘的读数L，记录后计算盘左半测回角值；
2．仪器转向盘右，照准目标，读取竖直度盘的读数R，记录后计算盘右半测回角值；
3．取两半测回角值的平均值为一测回角值。
4．重复上述操作步骤，直至小组成员观测完毕，
5．若各竖直角的指标差互差小于±25″、各测回竖直角互差小于±25″；则观测合格，否则应重新进行观测。
五、内业计算：
盘左半测回角值：
?
左?
90?
?
L；
共19页
盘右半测回角值：
?
右?
R?
270?
；1?
?
左?
?
右?
；2
1竖盘指标差：
x?
?
L?
R?
360?
?
2一测回角值：
?
?
六、注意事项：
1．计算竖直角和指标差时，应注意正、负号。
2.衡量竖直角观测是否合格的指标是指标差互差应小于±25″，而不是指标差应小于±25″。
3.观测竖直角时应用中丝照准目标。
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实验六、全站仪的认识
实验项目性质：
普通
实验所属课程：
工程测量
实验计划学识：
2
一．实验目的；
1．认识全站仪。
熟悉全站仪的基本操作。
2．能用全站仪进行角度测量，距离测量，坐标测量等。
二．实验要求:
：
根据各作业小组使用仪器的不同，参照相应型号《全站仪的使用》部分进行仪器的架设、整平、对中，并对仪器进行角度、距离、坐标等测量模式的操作，熟悉仪器的性能及操作方法。
1.角度测量：
每人按测回法观测两个目标（A，B）的水平角一测回。
（参照光学经纬仪水平角观测方法）。
每个小组观测一个三角形的３个内角。
每个角度观测２测回。
要求：
起始目标的水平角置零，用水平角HR测量模式（度盘读数顺时针增加）测量、读数、记录。
2.距离测量：
测量测站点与反射棱镜的距离。
记录斜距、平距、高差、竖盘读数。
（要求测距四次）
3.坐标测量：
测量反射棱镜B点的坐标、高程。
并做好记录。
已知数据：
测站点与后视的坐标方位角45°30′00″。
测站点坐标X：
1010.000m，Y：
1020.000m，H：
25.300m。
三．实验设备：
全站仪，棱镜对中杆及架，反射棱镜，小钢尺。
四．实验步骤：
首先在实验场地选择测量点位安置仪器，其次在距仪器15—30米处分别架设反射棱镜二个。
如图（示意）：
共19页
然后按照所附仪器的使用说明对其进行操作。
五．注意事项：
1.操作仪器之前，须详细阅读使用说明。
2.作业前一天，应给电池充电。
出发之前应检查电池电量。
3.架设仪器之后，需再次检查连接螺旋是否已拧紧。
4.操作过程中，动作须轻，不能凭力气猛扳、猛按。
5.搬站时仪器须装箱，搬运时须小心。
6.严禁在开机状态下将仪器的物镜直接对向太阳。
7.若发生故障，应及时报告，不得任意拆卸仪器各部件。
8.作业员必须严肃认真，谁操作谁负责！
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实验七、点位测设
实验项目性质：
综合
实验所属课程：
工程测量
实验计划学时：
2
一、实验目的：
1．明确各种测设方法的不同，能够根据测区的实际情况选择测设方法；
2．综合利用所学知识，计算测设时所需的测设数据；
3．综合运用所学的测量仪器，通过测设水平角和水平距离，将点位测设到地面上。
二、实验内容：
测设点的平面位置
三、实验设备及材料：
皮尺（或小钢尺）、全站仪、反射棱镜
四、实验要求：
1．测设方法选择合理；
2．测设数据计算无误；
3．操作过程准确熟练；
4．测设时角度测半测回，距离往测一次。
检查结果应满足要求。
五、实验步骤：
1．熟悉各种测设方法的特点：
1）极坐标法：
极坐标法是利用点位之间的边长和角度进行放
样的方法，如利用经纬仪和钢尺进行放样，则测站
点至待测设点之间的距离应小于一个整尺段长并且
应尽可能选择地是比较平坦的区域；它的测设元素包括角度和距离，如图所示；
共19页DAP?
APBP?
2）直角坐标法：
直角坐标法是利用点位之间的坐标增量及其直角关系进行点位放样的方法，它适合于控制网为坐标方格网的前提之下。
它的测设元素是待测设点与测站点的坐标差；如图所示；
3）角度交会法：
角度交会法也称为方向交会法，它是利用分别在两个已知点上测设角度后所提供的方向线相交得到的，它适用于待测设点距离控制点较远或量距不便的情况下。
它的测设元素是两个角度，如图所示；
4）距离交会法：
它是利用待测设点与两已知点之间的距离关系测设点位的方法，如利用经纬仪和钢尺测设，它适用于待测设点离控制点较近、距离不超过整尺长、地势平坦、便于量距的情况下。
它的测设元素是两个距离，如图所示；
2.到现场察看已知点的位置，并根据已知点和未知点的坐标，来大致判定未知点的位置，并根据现场的地物地貌的分布情况，选择测设方法，并确定测站点；确定实验设备及小组人员分工；3．根据所选择的方法计算测设要素；
极坐标法：
?
?
?
AB?
?
AP，?
AB及?
AP根据A、B、P三点的坐标反算而得；DAP?
DAP
DAP
?
xAP
?
yAP
P
?
?
AP
BP
?
1
?
2
?
BP
?
BA
DBP
x
p
?
xA?
yp?
yA
2
2
直角坐标法：
?
xAP?
xP?
xA；
?
yAP?
yP?
yA
共19页
角度交会法：
?
1?
?
AB?
?
AP；
?
2?
?
BP?
?
BA
距离交会法：
DAP?
DBP?
xP?
xA2?
yp?
yA2；xP?
xB2?
yP?
yB2
4．实施测设方案，完成外业工作；
极坐标法：
在A点架设仪器，照准B点，按照测设水平角的方法测设?
角，得到测站点到未知点的方向，延此方向测设水平距离DAP即可得待求点的位置。
直角坐标法:
在A点架设仪器，照准B点，延此方向测设水平距离?
yAP得到一过渡点P?
，将仪器搬至该点照准一已知点，测设90°（注意测设的方向），得到P?
至P点的方向，延此方向测设水平距离?
xAP，即可得P点。
角度交会法：
将两台仪器分别架设于两已知点上，并分别测设两水平角（注意测设的方向，一个为顺时针，一个为逆时针），分别得到两个已知点到待测设点的方向，两个方向线的交点即为所测设点的位置。
距离交会法：
取两根钢尺，使DAP、DBP长度的刻划分别对准A、B两点，然后摆动两根钢尺，使其“0”刻划线相交，交点即为所求（满足该关系的点会有两个，实际操作时注意测设的方向）。
5.进行检查，根据实验教师的要求对检察元素进行观测，并应达到精度要求；
6．提交实验报告。
六、考核形式：
1．实地进行操作检查；
2．实验报告的优劣；
七、实验报告要求：
1．真实详细地写出实验过程；
2．数据真实，计算无误；
3．写出通过实验所得的经验与不足。
八、思考题：
1．测设水平角时照准起始方向后如果配置水平度盘的读数是0°00′00″，那么当水平度盘读数为多少时，视线的方向是测站点到未知点的方向？
如果配置水平度盘的读数不是0°00′00″，而是起始方向的方位角，那么当水平度盘读数共19页
为多少时，视线的方向是测站点到未知点的方向？
2．各种测设的方法应适合在何种情况之下？
九、注意事项：
1．用计算器计算角度时，要注意十进制的度与度分秒之间的转换；
2．操作前应绘制测设略图，其上标明已知点与未知点的相对位置关系，测设时要注意方向，以免发生错误；
3．标定点位时应仔细认真，注意校核。
共19页
八、控制测量与地形图测绘
一、导线测量
1、选点：
导线点要选在安全、稳定、视野开阔、便于测图之处，相邻点间要通视，边长不大于200米，点位用钉子标志，红油漆圈之，在其侧注明点号，使之构成闭合导线，总边长1.2公里（视具体情况可适当调整）。
2、测水平角：
用测回法测2测回，半测回互差?
±40″，测回互差?
±40″。
3、导线边长测量与计算：
全站仪对向观测，单向观测测2测回，每测回读三次读数，读数互差要小于5毫米取均值为一测回观测值，第二个测回要重新瞄准反射镜后再读数，以便消弱瞄准误差，测回互差要小于5毫米，取两测回的均值作为边长单向个观测值。
4、导线计算要画表格计算，假定坐标和坐标方位角，f?
?
±60″n,n为内角个数，导线全长的相对闭合差要小于1/3000。
5、要求每人至少测一角、一边，单独计算闭合导线，各导线点的坐标互差要小于10毫米，取均值作为最后小组的导线点坐标。
二、水准测量
1、用导线点构成闭合水准路线，用DS3水准仪施测，视线长小于100米，前后视距要大致相等；每测段往返观测，高差互差?
±30mmL,L为测段长的公里数；水准路线的高差闭合差要小于?
±30mmL，?
L为水准路线总长。
2、要求每人至少测一测段，单独完成水准测量成果的表格计算，当各点的高程互差小于10毫米时，取均值为小组的最后结果。
三、地形测量
采用经纬仪测图法测图，测图比例尺1：
500，图幅50cm×40cm，测图范围250米长，200米宽，等高距0.5米，地物点位中误差0.6mm,地物点的高程中误差2cm,归零差?
2′，最大视距为70米，当视距大于70米时，可增加测站支点。
支点边长往返丈量，互差小于1/2000，水平角测一测回，上下半测回互差小于30″，高程采用水准测量往返观测，互差小于?
±30mmL，L为支点边长的公里数。
要求每个同学掌握观测、跑尺、记录、计算、绘图各个环节。
图上地物要齐全，按《图示》规定符合绘制地物、地貌。
整饰后图形要线条清晰，图面要整洁。
共19页
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