数字测图原理指导书DOC.docx

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数字测图原理

资源环境学院

第一部分数字测图原理实训须知

一、数字测图原理实训教学的性质与任务

1．性质

通过实训进一步理解和巩固数字测图原理理论知识，只有通过实际操作，才能了解测量仪器的构造和掌握测量基本方法与技能。

2．任务

《数字测图原理》是一门基础技术课，实训的基本要求是：

（1）掌握测量仪器的使用方法。

（2）掌握测绘的基本方法与技术，培养测量作业能力。

（3）熟悉测量结果的闭合差计算与限差要求。

二、基本理论知识

数字测图原理学的基本任务是测定实地的点位坐标，以及将设计的点位坐标在实地标定出来。

这些测量工作都可以根据其距离、角度和高差来完成。

不同的工程有不同的测量要求和计算方法，但这三个基本观测量的测量方法是一样的。

为此，本实训就是以这三个观测量所用的仪器和测量方法进行实训。

三、基本技能要求

1、高程测量

（1）学会使用水准仪测量高差的方法；

（2）水准测量的一个测站工作，和记录、计算方法；

（3）了解三角高程测量方法。

2、角度测量

（1）学会使用全站仪测量角度；

（2）掌握“测回法”的测量方法和记录、计算方法；

（3）了解垂直角的观测方法。

3、距离测量

（1）掌握巻尺量距方法；

（2）了解全站仪测距的方法。

本课程的实训主要有两个基本项目。

实训小组人数一般为4-6人。

以保证每个同学都能进行观测与记录。

实训结束将记录上交。

第二部分具体实训项目

一、水准仪认识及使用

（一）目的与要求

1、了解工程水准仪（或自动安平水准仪）的构造，认识主要构件的名称和作用。

2、练习水准仪的粗平，照准（调焦）和读数方法。

3、记录与高差计算方法。

4、每个实训班级，由仪器室人员安置5台水准仪（或自动安平水准仪），供各小组轮流试用。

（二）所需仪具

DS3水准仪1台（或自动安平水准仪），水准尺1支，记录板1块。

（三）方法与步骤

1、首先练习“粗平方法”。

这是整平的基本功，各人必须反复练习，牢记“左手拇指法则的整平方法。

2、掌握望远镜的调焦方法：

目镜调焦，使十字丝清晰，通过望远镜上面的准星瞄准水准尺，紧制动螺旋，进行物镜调焦，使水准尺像清晰，并消除视差。

3、用“微倾螺旋”使长气泡居中（即气泡两端像符合）。

再进行读数。

在读数之前，必须使长水准管气泡居中（视线水平）。

（四）注意事项

1、自动安平水准仪不需要精平。

二、普通水准测量（变更仪器高法）

（一）目的与要求

1、掌握普通水准测量的施测、记录、计算、闭合差调整及高程计算的方法。

2、用两次仪器高法，每人至少完成一条水准路线的工作。

3、实训小组由4－6人组成,每人必须观测、扶尺、记录。

（二）所需仪器

NA730自动安平水准仪，水准尺2支，尺垫2块，记录板1块。

（三）方法与步骤

1、在地面选定B、C、D三个坚固点作为待定高程点，BM、A为已知高程点，其高程由老师提供。

安置仪器于A点和转点TP、1之间，目估前、后视距离相等，进行粗略整平和目镜对光。

测站编号为1；

2、后视A点上的水准尺，读取前视读数，记入手簿；

3、前视TP、1点上的水准尺，读取后视读数，记入手簿；

4、升高（或降低）仪器10cm以上，重复2与3步骤；

5、计算高差：

高差=后视读数—前视读数两次仪器高测得高差之差不大于6mm时，取其平均值作为平均高差；

6、迁至第2站继续观测。

沿选定的路线，将仪器迁至TP1和点B的中间，仍用第一站施测的方法，后视TP1，前视点B，经过B点和点D连续观测，最后仍回到点A；

7、计算简核：

∑后视读数—∑前视读数=∑高差

8、高差闭和差的计算与调整；

9、计算待定点高程：

根据已知高程点A的高程和各点间改正后的高差计算B、C、D、A四点的高程，最后算得的A点高程应与已知值相等，以资校核。

（四）实训注意事项

1、前、后视距应大致相等。

2、同一测站，圆水准器只能整平一次。

3、每次读数前，要消除视差。

4、水准尺应立直，水准点和待测点上立尺不放尺垫，只在转点处放尺垫，也可选择有凸出点的坚实地物作为转点而不用尺垫。

5、仪器未搬迁，前、后视点若安放尺垫则均不得移动。

仪器搬迁了，后视点才能携尺和尺垫前进，但前视点尺垫不得移动。

6、水准路线的高差闭合差不应大于

或

。

（五）应交成果

水准测量记录表

仪器型号：

天气：

观测日期：

测站

测点

后视

读数

前视

读数

高差

平均

高差

高差

改正值

改正后

高差

高程

mm

mm

mm

mm

mm

mm

m

Ⅰ

A

后视①

1/2

（高差①+高差②）

-1/4高差总和

平均高差+高差改正值

已知值

后视②

B

前视①

高差①

已知值+改正后高差

前视②

高差②

总和

检核

①两次仪器高测得高差之差6mm。

（＞＝＜）

②水准路线的高差闭合差mm，限差mm，是否合格？

。

第组观测员：

记录员：

三、等外水准测量（双面尺法）

（一）目的和要求

（1）进一步熟练水准仪的操作，掌握用双面水准尺进行等外水准测量的观测、记录与计算方法。

（2）熟悉等外水准测量的主要技术指标，掌握测站及线路的检核方法。

视线高度>0.2m；视线长度≤80m；前后视视距差≤3m；前后视距累积差≤10m；红黑面读数差≤4mm；红黑面高差之差≤6mm。

（二）仪器和工具

DS3水准仪1台（自动安平水准仪），双面水准尺2支，记录板1块。

（三）方法与步骤

1、了解等外水准测量的方法

双面尺法等外水准测量是在小地区布设高程控制网的常用方法，是在每个测站上安置一次水准仪，但分别在水准尺的黑、红两面刻划上读数，可以测得两次高差，进行测站检核。

除此以外，还有其他一系列的检核。

2、等外水准测量的实验

（1）从某一水准点出发，选定一条闭合水准路线。

路线长度200~400米，设置4~6站，视线长度40m左右。

（2）安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该用步测使其相等。

在每一测站，按下列顺序进行观测：

后视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数；

前视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数；

前视水准尺红色面，精平，读中丝读数；

后视水准尺红色面，精平，读中丝读数

（3）记录者在“等外水准测量记录”表中按表头表明次序⑴~⑻记录各个读数，（9）~（16）计算结果：

后视距离（9）=100×{

（1）-

（2）}

前视距离（10）=100×{（4）-（5）}

视距之差（11）=（9）-（10）

∑视距差（12）=上站（12）+本站（11）

红黑面差（13）=（6）+K-（7），（K=4.687或4.787）

（14）=（3）+K-（8）

黑面高差（15）=（3）-（6）

红面高差（16）=（8）-（7）

高差之差（17）=（15）-（16）=（14）-（13）

平均高差（18）=1/2{（15）+（16）±100}

每站读数结束（

（1）~（8）），随即进行各项计算（（9）~（16）），并按技术指标进行检验，满足限差后方能搬站。

（4）依次设站，用相同方法进行观测，直到线路终点，计算线路的高差闭合差。

按等外水准测量的规定，线路高差闭合差的容许值为

或

，L为线路总长（单位：

km）。

（四）注意事项

（1）前后视距相等（在限差以内）；从后视转为前视（或相反）望远镜不能重新调焦；水准尺应完全竖直，最好用附有圆水准器的水准尺。

（2）每站观测结束，已经立即进行计算和进行规定的检核，若有超限，则应重测该站。

全线路观测完毕，线路高差闭合差在容许范围以内，方可收测，结束实验。

（五）应交成果

等外水准测量记录

仪器型号：

天气：

观测日期：

测站编号

后视

上丝

前视

上丝

方向

及

尺号

水准尺读数

黑+K-红

平均

高差

下丝

下丝

后视距

前视距

黑面

红面

视距差

∑视距差

（1）

（4）

后

（3）

（8）

（14）

（18）

（2）

（5）

前

（6）

（7）

（13）

（9）

（10）

后-前

（15）

（16）

（17）

（11）

（12）

后

前

后-前

后

前

后-前

后

前

后-前

后

前

后-前

后

前

后-前

第组观测员：

记录员：

四、经纬仪的认识与使用

一、目的和要求

（1）了解DJ6经纬仪的基本构造及各操作部件的名称和作用

（2）练习DJ6经纬仪的对中、整平、瞄准与读数的方法，并掌握基本操作要领。

（3）要求对中误差小于3mm，整平误差小于一格。

二、仪器和工具

DJ6经纬仪1台，铁钉1根，斧1把，伞1把。

三、实验内容

（1）认识DJ6经纬仪的构造和各操作部件的名称、作用和操作方法。

（2）练习经纬仪的安置、对中、调平。

（3）练习用望远镜来瞄准目标和用十字丝交点来精确照准目标。

（4）练习水平度盘的读数方法。

四、实验方法与步骤

1．安置经纬仪

（1）在选定位置安置仪器前，认清、牢记经纬仪在仪器箱内安放的位置，以便实习完后仪器能按原样装箱。

（2）在地面上打木桩，桩顶钉一小钉或画十字作为测站点。

（3）松开三脚架，安置于测站上，高度应适中，架头大致水平，三脚架中心大致处于测站点正上方。

（4）取出经纬仪，置于架头上，一手紧握经纬仪支架，一只手将三脚架连接螺旋旋入经纬仪基座底部中心螺孔并拧紧

2．对中

对中可以采用垂球对中或光学对中器对中。

（1）垂球对中

1）将垂球挂在三脚架底部连接螺旋的挂钩上，调整垂球线的长度，使垂球尖离地面大致1~3cm。

2）平移三角架，使垂球尖大致对准测站点，并保持架头水平，踩紧三脚架。

3）拖垂球尖与地面偏差小时，梢松连接螺旋，两手夹住基座，在三脚架头上平移仪器，使垂球尖端准确对准测站点，再拧紧螺旋。

垂球对中的误差一般应小于2mm。

（2）光学器对中

1）转动光学对中器目镜调焦螺旋，使光学对中器分划板清晰。

2）伸缩对中器镜管，使地面测站点清晰。

3）调节脚螺旋使地面标志点位于对中标志中心，然后伸缩三脚架的架托（注意架腿不要位移），使圆水准器气泡居中，整平仪器。

4）检查对中器中地面测站点是否偏离分化板对中圈。

若发生偏离，则松开底座下的连续螺旋，在架头上轻轻平移仪器，使地面测站点回到对中器中心位置。

5）检查照准部水准管气泡是否居中。

若气泡发生偏离，需再次整平，即重复前面过程，光学对中器偏离目标中心不大于1mm为止，最后旋紧连接螺旋。

3.整平

（1）松开水平制动螺旋，转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋的连线，两手同时向内（或向外）转动这一对脚螺旋，使气泡居中，气泡移动的方向和左手大拇指运动的方向一致。

（2）将仪器绕竖轴转动90°，使水准管垂直于原来两脚螺旋的连线，左手转动第三只脚螺旋，使气泡居中。

（3）如此反复调试，直到仪器转到任何方向，气泡中心不偏离水准管零点1格。

6.瞄准目标

（1）将望远镜对向天空或者白色墙面，转动目镜调焦螺旋十字丝清晰。

（2）松开望远镜的制动螺旋和水平制动螺旋，旋转照准部，用望远镜上的瞄准器瞄准目标，使其位于望远镜的视场内，固定望远镜制动螺旋和水平制动螺旋。

（3）转动物镜调焦使目标影像更清晰，再调节望远镜和照准部微动，用十字丝精确对准目标，使目标被十字丝的单根纵丝平分或被双根纵丝夹在中央。

（4）上下、左右移动眼睛，观察目标像与十字丝之间是否有移动，如果有，则存在视差，转动目镜进行调焦，直到视差消除为止。

7.读数

（1）打开反光镜，调节反光镜位置，使读数窗亮度适当。

（2）旋转读数显微镜的目镜，使度盘及分微尺的刻划清晰，并区别水平度盘与竖盘读数窗。

（3）读数位于分微尺上的度盘刻划线所标记的度数，再读取落在分微尺上0刻划线到这条刻划线之间的分数,估度到0.1′（即6秒）的整数倍。

（4）盘左瞄准目标，读出水平度盘读数，倒转望远镜，盘右再瞄准目标并读数，两次读数之差约为180°，以此检核瞄准和读数是否正确，并记录在实习记录中。

六、注意事项

（1）三脚架要安置稳妥，架头要大致水平，先粗略对中地面标志。

（2）从仪器箱取出经纬仪时，须双手握住仪器支架将仪器取出；安置时，一手紧握支架，一手拧紧连接螺旋。

（3）仪器对中时，若对中相差较远，可将整个脚架连同仪器一块平移，然后按照光学对中的方法精确对中，整平仪器。

（4）制动螺旋不可拧得太紧，微动螺旋不可旋得太松，亦不可拧得太紧，以处于中间位置附近为好。

（5）装箱前，把仪器的各调节螺旋到中间位置，将所有制动螺旋旋松。

（6）下雨或太阳光强时，要给仪器打伞。

五、测回法观测水平角

一、实验目的

掌握用全站仪（或DJ6光学经纬仪）按测回法观测水平角的操作、记录和计算方法，了解各项限差。

二、实验组织

（1）性质：

综合性实验。

（2）时数：

课内2学时，课外2学时。

（3）组织：

2人1组。

三、实验设备

（1）每组全站仪（或DJ6光学经纬仪）1套（含脚架）、记录板1块、测伞1把。

（2）自备：

铅笔。

四、实验方法及步骤

1．任务及要求

（1）每人在一个测站上对两个目标做两个测回的测回法观测，并计算出水平角；

（2）测回间角度较差应小于24″。

2．操作程序（一测回）

如图所示，设测站为A，目标为B、C，测定水平角∠BAC=β。

（1）安置仪器在测站A点处架设全站仪（或DJ6光学经纬仪），并严格进行对中和整平；

（2）盘左观测盘左位置精确瞄准目标B，水平度盘配置为比0°稍大的读数；盘左位置重新精确瞄准目标B，记下该水平度盘读数b左；松开照准部制动螺旋，精确瞄准目标C，记下该水平度盘读数c左；计算盘左半测回测得的水平角值：

左=b左-c左。

（3）盘右观测倒转望远镜成盘右位置，精确瞄准目标C，记下该水平度盘读数c右；松开照准部制动螺旋，精确瞄准目标B，记下该水平度盘读数b右；计算盘右半测回测得的水平角值：

右=b右-c右。

若β左与β右的差值不大于40″，则取其平均值作为一测回的水平角值：

进行第二个测回时，操作方法和步骤与上述相同，仅是在盘左瞄准B目标时，应变换水平度盘读数，即应配置在比90º稍大的读数。

五、注意事项

（1）完成对中整平后应立即旋紧中心连接螺旋，防止仪器摔损。

（2）观测过程中，若照准部水准管汽泡偏离居中位置，其值不得大于一格。

同一测回内若气泡偏离居中位置大于一格则该测回应重测。

不允许在同一个测回内重新整平仪器。

不同测回，则允许在测回间重新整平仪器。

（3）当使用DJ2光学经纬仪时，为避免发生错误，在同一测回观测过程中，切勿碰动水平度盘变换手轮，注意关上保护盖。

（4）记录员听到观测员读数后必须向观测员回报，经观测员确认后方可记入手簿，以防听错而记错；手簿记录、计算一律取至秒。

（5）测回间盘左零方向的水平度盘读数应变动180º/n（n为测回数）。

本实验测两测回，故n=2。

（6）观测时，每一水平度盘读数均应当场记入测回法水平角观测记录手簿中，并当场计算半测回角值和平均角值。

六、上交资料

实验结束后将测量实验报告（含表4-1测回法水平角观测记录表）以小组为单位装订成册上交。

水平角测量记录表

仪器型号：

天气：

观测日期：

测

站

竖盘

位置

目标

水平度盘读数

半测回角值

一测回角值

（°′″）

（°′″）

（°′″）

第组观测员：

记录员：

六、竖直角观测

一、实验目的

（1）了解经纬仪竖盘的注记形式，掌握竖角的计算公式。

（2）掌握竖角中丝法观测、记录、计算的方法。

二、实验组织

（1）性质：

综合性实验。

（2）时数：

课内2学时，课外2学时。

（3）组织：

2人1组。

三、实验设备

（1）每组借全站仪（或DJ6光学经纬仪）1套（含脚架）、记录板1块、测伞1把。

（2）自备：

铅笔。

四、实验方法及步骤

1．任务及要求

（1）每人完成对2个目标，用中丝法观测竖角2测回。

（2）限差要求：

一测站上竖盘指标差较差小于25″；同一目标各测回竖直角互差小于25"。

2．确定竖盘注记形式

对中、整平仪器，转动望远镜，观测竖盘读数的变化，若：

（1）当望远镜视线上倾，竖盘读数增加，则竖角

α＝瞄准目标时竖盘读数－视线水平时竖盘读数；

（2）当望远镜视线上倾，竖盘读数减少，则竖角

α＝视线水平时竖盘读数－瞄准目标时竖盘读数。

3．竖角观测

（1）在测站上安置仪器，对中、整平。

（2）盘左：

依次瞄准各目标，使十字丝的中横丝切目标于某一位置。

（3）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。

读取竖盘读数L，记录并计算盘左半测回竖角值α左。

（4）盘右：

观测方法同

（2）、（3）步，读取竖盘读数R。

记录并计算盘右半测回竖角值α右。

（5）计算一测回竖角值：

（6）按上述

（2）～（5）步骤完成第二测回的竖角观测。

（7）若各项限差满足要求，则竖角成果取二测回竖角值的平均值；若有超限，则查找原因，并重测。

4．若时间许可，每人再对一个目标用三丝法进行一测回的观测。

五、注意事项

（1）务必弄清计算竖角的公式。

（2）观测时，对同一目标要用十字丝横丝切准同一部位。

每次读数前都要使指标水准管气泡居中。

（3）计算竖角时，应注意正、负号。

（4）用三丝法观测时，观测员要与记录员配合好，明确观测次序，以免把盘左盘右的上下丝读数记录错。

六、上交资料

实验结束后将测量实验报告（含表6-1竖角观测记录表）以小组为单位装订成册上交。

竖直角观测记录表

仪器型号：

天气：

观测日期：

测

站

目

标

竖

盘

位

置

竖盘读数

竖直角

指标差

竖直角

备　注

°′″

°′″

°′″

°′″

左

右

左

右

左

右

左

右

左

右

第组观测员：

记录员：