矿山测量学教学实验指导书.docx

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矿山测量学教学实验指导书

《矿山测量学》教学实验指导书

执笔：

吴浩

2009年8月

实验一仪器的对中与整平

1．实验目的

（1）认识全站仪各操作部件的用途及学会使用方法。

（2）初步认识仪器的对中与整平的操作方法。

（3）初步认识全站仪的操作。

2．实验内容

（1）观看对中与整平的操作。

（2）操作仪器，熟悉全站仪的操作部件并进行练习方法1。

（3）练习全站仪的对中与整平的操作。

3．实验步骤

（1）对中先架设三脚架于测站点上，使架头大致水平，架头中心大致对准测站标志，踩紧三脚架，装上仪器，旋上中心螺旋；然后利用光学对中器进行仪器对中，即旋转脚螺旋，用光学对中器对准测站标志，此时仪器并不水平，遂伸缩三脚架腿，使圆气泡居中而致仪器粗平，再用脚螺旋精确整平仪器。

（2）整平转动照准部，使水准管平行于任意两脚螺旋的连线，用两手同时对向或反向旋转这两只脚螺旋，使水准管气泡居中；然后将照准部转动约90°，再旋转第三只脚螺旋，使管气泡居中。

经反复调试，直至照准部转到任何方向，气泡的偏移均不超过一格为止。

4．实验要点

（1）学会制、微动螺旋的使用。

（2）学会用移动三脚架的一条腿使水准仪圆水准器的气泡居中。

（3）学会仅用两个脚螺旋使圆水准器气泡居中。

（4）学会用移动三脚架使仪器管水准器的气泡居中。

5.实验仪器

电子全站仪l台，配套棱镜2组

6．实验注意事项

（1）全站仪和棱镜安放到三脚架上后必须立即将中心螺旋旋紧，严防仪器从脚架上掉下摔坏。

实验二全站仪观测综合实验

1．实验目的

1认识全站仪各操作部件的用途及学会使用方法。

2熟悉仪器的角度、距离观测的操作方法。

3掌握全站仪碎部测量的基本方法。

2．实验内容

（1）观看对中与整平的操作。

（2）操作仪器，熟悉全站仪的操作部。

（3）练习全站仪的测角与测量距离的操作。

（4）练习全站仪的碎部测量操作。

3．实验步骤

（1）测回法观测水平角

①度盘配置：

设共测n个测回。

则第i个测回的度盘配置位置为

略为偏大几分。

视仪器的复测装置不同，度盘配置方法各异。

若装置为复测扳手．则应先转动照准部，使度盘读数为该测回度盘位置，扳下复测扳手，再转动照准部瞄准左目标，复位复测扳手。

若装置为度盘变换手轮时，则先瞄准左目标，然后旋转变换手轮，使度盘读数为该测回度盘位置。

②一测回观测：

盘左瞄准左目标A，读水平度盘读数并记作al；顺时针转动照准部，瞄准右目标B，读水平度盘读数并记作bl；将观测数据填入表中（见表2-4），计算上半测回角值

盘右瞄准右目标B，读数并记作b2；逆时针转动照准部，瞄准左目标A，读数并记作a2；计算下半测回角值

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，立即检查各测回角值互差是否超限，计算平均角值。

（2）全站仪野外数据采集步骤

（具体操作流程以具体全站仪为准）

①安置仪器：

在已知控制点上安置全站仪，开机、对中、整平、量取仪器高。

②设置测站：

选择“设置测站”，输入测站点号，确认后选择“坐标”进行测站坐标（X，Y，H）输入，然后保存。

若仪器内存有该点坐标，也可直接检索调用。

最后输入仪器高并确认。

③定向：

选择“定向”，判断是用“人工定向”还是“坐标定向”。

人工定向：

输入后视点号、棱镜高及定向水平角，按“设定”完成定向；若要设定定向水平角为零，则可直接按“置零”完成定向。

坐标定向：

输入后视点点号、棱镜高后确认，同时显示机算的定向角，按“记录”后提问是否进行多余观测，一般回答“否”完成定向。

④开始碎部点测量：

进入“测量”状态，输入所测碎部点点号、编码、棱镜高后，瞄准竖立在碎部点上的反光棱镜，揿按定义为“全能”的热键，仪器即测量出立镜点的坐标并保存到仪器内存中，同时将碎部点点号自动加1返回测量状态。

再输入编码、镜高，测量第2个碎部点。

按此方法，测完并保存其后所测碎部点的三维坐标。

测量碎部点的同时应根据实景绘制草图，作为室内编图的参考。

4．实验要点

（1）学会测回法观测。

（2）水平角观测应为前进方向的左角。

角度闭合差应

（n为转折角个数）。

（3）导线边长单向观测1测回。

各边一测回两次读数之差不超过10mm时，取平均值作为该边观测值。

（4）导线布设的基本要求：

（采用局部坐标系）每个小组要完成一条闭合导线的测设，其导线施测的技术要求如下表：

（5）学习CASS5.1野外测量的成图

●掌握在CASS5.1中掌握绘出一张地图的基本过程。

●掌握用CASS5.1测制地形图的和基本方法。

重点掌握“草图法”工作方式中的“点号定位”、“坐标定位”、“编码引导”几种方法。

●根据野外测量点来绘图：

采用方法“点号定位”，最后绘图。

5.实验仪器

电子全站仪基座l台，配套棱镜2组

6．实验注意事项

（1）全站仪和棱镜安放到三脚架上后必须立即将中心螺旋旋紧，严防仪器从脚架上掉下摔坏。

（2）瞄准目标（花杆）时，尽量瞄准其根部，以减小目标倾斜引起的误差。

（3）观测过程中，注意别误动复测扳手或度盘变换手轮。

若发现气泡偏移超过一格时，应重新整平。

（4）观测值记录无须标注角值单位“°′″”，而以空格代替。

（5）计算角值时，当右目标读数b小于左目标读数a时，应将b加上360°后再减a。

（6）限差要求：

对中误差≤3mm，上下半测回角值互差≤40″，若超限则重测该测回；各测回角值互差≤24″，超限则重测该测站。

（7）外业数据采集时，记录及草图绘制应清晰、信息齐全。

特别要注意草图上点号、连接点和连接线等信息的绘制和记录，以方便绘图。

（8）数据处理前，要熟悉所采用软件的工作环境及基本操作要求。

（9）坚持当天测的数据当天传输下载至电脑。

实验三GPS接收机认识与操作

1．实验目的

（1）熟悉手持GPS接收机（eTrexVenture）各部件的名称、功能和作用。

（2）学会使用手持GPS接收机进行野外观测。

2．实验内容

（1）认识手持GPS接收机（eTrexVenture）的按键组成，并熟悉各个按键的功能。

（2）学会利用手持GPS接收机（eTrexVenture）进行定位和导航。

3．实验步骤

3.1手持GPS接收机（eTrexVenture）按键及功能介绍。

（1）鼠标键（五个方向的开关）

垂直按下后放开，进入高亮选项或者确认信息。

按下不放开，把当前位置标定为航路点。

上下/左右移动—a：

在列表选项中移动b：

移动到屏幕上的按钮或图标c：

输入中文和数据d：

移动地图页面箭头

（2）翻页键

按下后放开，循环显示各个页面，或者退出当前操作

（3）电源键

按下并保持—开机或关机

按下后放开—背景光开/关

（4）缩放键

按下后放开—在地图页面中，放大缩小比例尺

按下后放开—在卫星页面中，调节屏幕显示对比度

（5）查找键

访问查找菜单

3.2手持GPS接收机（eTrexVenture）野外操作

1．启动Venture

按住电源键并保持至开机，然后会看到欢迎画面，按翻页键确认版本以及警告信息，最后进入“卫星画面”。

2．坐标系转换（WGS84——BJ54）

（1）位置格式的设定

1）在主菜单页面中，用鼠标键选择“设置”，然后按下鼠标键，进入“设置页面”；再选择“单位”，进入“单位页面”

2）上下移动鼠标键，将光标移动到“位置显示格式”，垂直按下鼠标键，然后选择“UserUTMGrid”，按下鼠标确认。

3）在出现参数输入界面中，用鼠标键输入相关参数。

中央经线为114度。

完成参数输入后，通过鼠标键将光标移动到“存储”，按下鼠标键，完成修改

（2）地图基准的设定

1）在“单位”设置页面中，通过鼠标键选择“地图基准”，然后垂直按下鼠标键，接着选择“User”，确认。

2）在出现的参数设置中，根据当地情况，用鼠标键输入Dx，Dy，Dz和Df

3）移动光标到“存储”按钮上，确认，完成修改。

3．存点

1）移动光标到航路点名称，按一下就显示出中文拼音输入键盘，然后用鼠标移动到要输入字母的地方，按下鼠标键就可以选择这个字母，光标会自动移动到下一个位置

2）重复以上步骤，直到这个拼音输入完为止，接着用鼠标键选择所需要的汉字

3）重复上面的过程，直到该点名称输入完成，用鼠标键选择“确定”按钮，完成名称的输入。

4）如果输入有错时，可以按“<”来删除错误。

4．实验要点

（1）学会制、微动螺旋的使用。

（2）学会用移动三脚架的一条腿使水准仪圆水准器的气泡居中。

（3）学会仅用两个脚螺旋使圆水准器气泡居中。

（4）学会用移动三脚架使仪器管水准器的气泡居中。

5.实验仪器

手持GPS接收机（eTrexVenture）一台、记录本、5号电池等耗材各一套

6．实验注意事项

（1）使用时仪器注意防潮，防水

（2）不要摔打，敲击或者剧烈震动GPS接收机，避免损坏其中的电子器件

（3）使用质量比较好的电池

实验四全站仪法测设（含直角坐标法测设）

1．实验目的

（1）培养学生读图、用图的能力，能在地形图上进行设计。

（2）掌握施工放样的几种基本方法。

（3）学会对放样结果进行误差分析和精度评定

2．实验内容

（1）在已有的地形图上设计一条建筑基线。

（2）在图上读取该基线起、终点坐标，设计、选择放样方法。

（3）根据已知控制点数据和设计点数据，按设计方案计算放样数据。

（4）放样该基线的平面位置和高程。

（5）对放样结果进行误差分析，评定放样结果的精度。

3．实验步骤

1、图上设计基线位置

①从已有图纸上根据控制点位置和建筑物轴线位置设计一条建筑基线，须满足：

a.建筑基线与建筑物轴线水平或垂直；

b.控制点尽量与基线的起、终点通视。

②读取基线的起、终点坐标，设计放样方案。

2、测设数据的准备

①准备控制点资料（一般选择原测图控制点作为放样控制点）。

②选择测站点和定向点。

③计算各点的放样数据。

3、用经纬仪正、倒镜分中法放样角度β，钢尺放样水平距离D，水准仪放样高程

①在测站点上安置经纬仪。

②盘左：

望远镜照准已知方向，配水平度盘读数为0°0000²。

松开照准部，顺转到度盘读数约为β值时制动，用水平微动螺旋准确调至读数β。

指挥人在望远镜视线上适当的位置打一木桩，用小钉准确地在木桩上标定其位置。

③盘右：

望远镜再照准已知方向，配水平度盘读数为180°00¢00²。

松开照准部，逆转到度盘读数约为180°+β值时制动，用微动螺旋准确调至读数180°+β。

指挥人在望远镜视线方向原木桩上，用小钉准确地标定其位置；若两点重合，该点即是正确位置。

若两点不重合，则取两点连线的中点作为正确位置，则该点与测站点的连线方向即为放样方向。

④在已放样方向上粗放设计距离D并测量丈量时钢尺温度t，打桩，并用水准仪往返测定测站点与粗放点间高差。

⑤计算三项改正数和实际已粗放平距D¢及距离改正数ΔD。

在已放方向上延长或缩短ΔD即可。

⑥置水准仪于测站点和放样点间，读后视读数，算前视应读数，指挥人在前视点上下移动水准尺至前视读数为前视应读数止，尺底做标记，即为设计高程位置。

⑦同法放样其余各点。

4、全站仪坐标法放样

①在测站点上安置全站仪，对中、整平、量取仪器高，记录。

②开机，设置水平度盘和竖直度盘指标（绝对式度盘不需设置度盘指标）。

进入坐标菜单，建立放样文件（可一次输入所有坐标及点号，放样时则只需输入点号）或直接进入坐标放样状态。

③输入测站坐标X0、Y0、H0和仪器高，输入后视点坐标，按显示的要求瞄准后视点，回车确认。

④输入放样点1的坐标，回车确认。

仪器显示放样方向的方位角和仪器由已知方向至放样方向所需旋转的角度dHR和方向（箭头表示），按仪器提示，松开照准部制动螺旋，转动照准部至dHR=0，此即为放样方向。

⑤指挥人在望远镜视线方向上适当的位置树立反光镜，望远镜上下转动瞄准反光镜，按测量键，仪器显示实测距离与放样距离之差dHD（或ΔD），按显示前后移动反光镜，直至显示距离差为0，该立镜点即为放样点的平面位置，打木桩并用小钉准确地标定其位置。

输入镜高，仪器显示该点的填、挖高度值Dz（或ΔH），提高或降低反光镜（注意保持镜高不变），至显示填、挖高度为0，则反光镜杆杆底尖端处即为设计高程位置，做好标记。

若为挖方，则标记做在地面上，旁设一指示桩，说明挖方高度。

⑥按“next”或“继续”键，仪器显示点号自动加1，输入其坐标，重复④⑤放样其余各点。

4．实验要点

结合具体现场情况，灵活运用多种方法进行放样。

重点掌握直角坐标法测设。

5.实验仪器

电子全站仪l台，配套棱镜2组

6．实验注意事项

全站仪和棱镜安放到三脚架上后必须立即将中心螺旋旋紧，严防仪器从脚架上掉下摔坏。