测量学实验指导.docx

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测量学实验指导

测量学实验指导

实验1水准仪的操作与使用

了解水准仪的构造及各部份调节螺旋的作用，掌握水准仪的使用方法一、实验目的与要求

1．了解DS3微倾式水准仪的基本构造、各部件及调节螺旋的名称和作用，熟悉其使用方法。

2．掌握DS3水准仪的安置、瞄准、精平和读数方法。

3．练习普通水准测量一测站的观测、记录与计算方法。

4．了解DZS3自动安平水准仪的构造特点，它与DS3的不同之处。

二、实验内容

1、认识水准仪各个部件，熟悉各个螺旋的作用，掌握水准仪的操作使用方法。

2、分别用DS3、DZS3水准仪测量地面二点之间的高差，用红、黑面读数，试算红面中丝读数减去尺底常数是否等于黑面中丝读数。

三、实验步骤简要：

1、安置仪器，认识DS3水准仪，了解仪器基本构造、各部件名称和作用。

①安放三角架。

选择坚固平坦的地面张开三脚架，使架头大致水平，高度适中；三条架腿开度适当，如果地面松软，则将架腿的三个脚尖插牢于土中，使脚架稳定。

②安置仪器。

打开仪器箱用双手将仪器取出，放在三角架架头上，一手握住仪器，一手旋转脚架中心连接螺旋，将仪器固连在三脚架架头上。

③观察熟悉仪器。

仔细观察仪器的各个部件，熟悉各螺旋的位置、名称和作用，试着旋拧各个螺旋以了解其功能。

2、水准仪的使用。

水准仪的操作步骤为：

粗平、瞄准水准尺、精平、读数。

①粗平。

粗平即粗略整平仪器。

通过旋转水准仪基座上的三个脚螺旋使圆水准器气泡居中，仪器的竖轴大致铅垂，从而使望远镜的视准轴大致水平。

在整平过程中，旋转脚螺旋方向与圆水准气泡移动方向的规律是：

用左手旋转脚螺旋，则气泡移动方向和左手大拇指移动方向一致（俗称左手法则）；用右手旋转脚螺旋，则气泡移动方向和右手食指移动方向一致。

如图2-1-1所示。

将望远镜水平转动180°，检查圆水准气泡是否仍然居中，否则重新整平.

②瞄准水准尺。

首先进行目镜对光。

将望远镜对向一明亮背景（如天空或白色明亮物体），转动望远镜目镜调焦螺旋，使望远镜内的十字丝影像非常清晰。

再松开制动螺旋，转动望远镜，用望远镜上的瞄准器（照门和准星或粗瞄器）瞄准水准尺，然后旋紧制动螺旋。

从望远镜中观测目标，

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旋转望远镜物镜调焦螺旋，使水准尺的成像清晰。

再旋转水平微动螺旋，使十字丝纵丝位于水准尺中心线上或水准尺的一侧。

观测员眼睛在目镜端上下移动，观察水准尺影像是否与十字丝有相对移动。

若有，则说明存在视差，这时应再仔细调节目镜和物镜对光螺旋，直到水准尺影像与十字丝无相对移动为止。

若实在难以完全消除视差，则以眼睛平视读数。

③精平。

从气泡观察窗内观察水准管气泡，旋转微倾螺旋，使气泡两端影像严密吻合（即气泡居中），此时视线即处于水平位置。

注意转动微倾螺旋要徐徐而进，不宜太快；微倾螺旋转动方向与符合水准器气泡左侧影像移动方向一致。

④读数。

仪器精平后，应立即用十字丝的中丝在水准尺上读数。

读数应根据水准尺刻划按由小到大的原则进行；先估读水准尺上的毫米数，然后报出全部读数；读数一般应为四位数，即米、分米、厘米和毫米；读数应迅速、果断、准确，不要拖泥带水。

读数后应立即查看水准管气泡两端影像是否仍然吻合，若仍吻合，则读数有效，否则应重新使水准管气泡两端影像吻合后再读数。

3、测站水准测量练习

在地面上选定两分别作为后视点和前视点，放上尺垫并在其上立尺，在距两尺距离大致相等的点上置仪，按粗平、瞄准后视尺、精平、读数，瞄准前视尺、精平、读数；若水准尺为双面尺，还应按同法读取水准尺红面读数。

记录数据并计算高差。

换一人重新安置仪器，进行上述观测，直致小组所有成员全部观测完毕，小组各成员所测高差之差不得超过±5mm；各人黑面中丝读数加上水准尺常数减去红面中丝读数应不超过±3mm。

4、自动安平水准仪的认识及使用。

自动安平水准仪的构造和操作与微倾式水准仪基本相同，与微倾式水准仪比较，自动安平水准仪没有水准管和微倾螺旋。

仪器粗平（即圆水准器气泡居中）后，在自动安平补偿器的作用下，可迅速获得水平视线时的读数。

自动安平水准仪操作简便，无需精平，速度快，工作效率高，能防止微倾式水准仪操作中忘记精平的失误。

四、仪器和附件（以组为单位）

DS3水准仪1台、DZS3自动安平水准仪1台、水准尺1对、尺垫1对、记录板1块。

五、注意事项

1、水准仪安放到三脚架上必须立即将中心连接螺旋旋紧，以防仪器从脚架上掉下摔坏。

2、开箱后先看清仪器放置情况及箱内附件情况，用双手取出仪器并随手关箱。

3、仪器旋扭不宜拧得过紧，微动螺旋只能用到适中位置，不宜太过头。

4、自动安平水准仪一般为正像望远镜，读数前无精平动作，但要检查有关按钮以判断补偿装置是否有效。

5、仪器装箱一般要松开水平制动螺旋，试着合上箱盖，不可用力过猛，压坏仪器。

六、学时分配

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课内2学时七、上交资料

各组交读数练习记录1份，各人交实验报告1份。

实验1水准仪的操作与使用实验报告

实验时间：

班级：

作业小组:

实验人员姓名：

一、实验目的二、实验内容

1、写出水准仪各部件的名称：

1）、__________2）、__________3）、__________4）、__________5）、__________6）、__________7）、__________8）、__________9）、__________10）、__________11）、__________12）、__________13）、__________14）、__________2、读数练习记录

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实验2普通水准测量

一、目的

1、掌握普通水准测量一个测站的工作程序和一条水准路线的施测方法。

2、掌握普通水准测量的观测、记录、高差及闭合差的计算方法。

二、任务与要求

按普通水准测量要求，施测一条闭合水准路线，路线长度约500米，设68站。

高差闭合差要求:

fh允=±12nmm。

三、实验步骤简要

1、拟定施测路线。

在指导教师的指导下，选一已知水准点作为高程起始点，记为BMi，选择有一定长度（约500米）、一定高差的路线作为施测路线。

一般设68站，1人观测、1人记录、2人立尺，施测12站后应轮换工种。

2、施测第一站。

以已知高程点BMi作后视，在其上立尺，在施测路线的前进方向上选择适当位置为第一个立尺点（转点1，记为ZD1或TP1）作为前视点，在ZD1处放置尺垫，尺垫上立尺（前视尺）。

将水准仪安置在距后视点、前视点距离大致相等的位置（常用步测），按粗平、瞄准后视尺、精平、读数a1，记入记录表中对应后视栏中；再转动望远镜瞄前尺、精平、读数b1，将前视读数记入前视栏中。

（本次实验只读水准尺黑面）。

3、计算高差。

h1=后视读数一前视读数＝a1-b1,将结果记入高差栏中。

4、仪器迁至第二站，第一站的前视尺不动变为第二站的后视尺，第一站的后视尺移到转点2上，变为第二站的前视尺，按与第一站相同的方法进行观测、记录、计算。

5、按以上程序依选定的水准路线方向继续施测，直至回到起始水准点BM1为止，完成最后一个测站的观测记录。

6、成果校核。

计算闭合水准路线的高差闭合差，fh=∑h≤±12n（mm）,式中n为测站数。

若高差闭合差超限,应先进行计算校核,若非计算问题,则应进行返工重测。

四、仪器及附件

DS3水准仪1台、水准尺1对、尺垫1对、记录板1块、测伞1把。

五、注意事项

1、立尺员应认真将水准尺立直，注意不要将尺立倒。

并用步测的方法，使各测站的前、后视距离基本相等。

2、正确使用尺垫，尺垫只能放在转点处，已知高程点和待求高程点上均不能放置尺垫。

3、同一测站，只能粗平一次（测站重测，需重新粗平仪器）；但每次读数前，均应检查水准管符合气泡是否居中，并注意消除视差。

4、仪器未搬迁时，前、后视点上尺垫均不能移动。

仪器搬迁了，后视尺立尺员才能携尺和尺垫前进，但前视点上尺垫仍不能移动。

若前视尺垫移动了，则需从起点开始重测。

5、测站数一般布置为偶数站。

六、学时分配课内2学时

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七、上交资料

每组交水准测量记录1份，每人交实验报告1份。

实验2普通水准测量实验报告

实验时间：

班级：

作业小组：

实验人员姓名：

一、实验目的

二、实验内容

三、实验记录与成果处理

水准测量记录表

fh=∑h＝fh允=±12nmm=

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fhfh允该水准测量成果合格

实验3四等水准测量

巩固水准路线测量知识与技能，正确使用自动安平水准仪，学会组织和实施四等水准测量。

一、目的

1、掌握四等水准测量的观测、记录、计算的方法。

2、熟悉四等水准测量的主要技术指标，掌握测站及水准路线的检核方法。

二、任务与要求

按四等水准测量的方法，施测一条闭合水准路线，路线长度约500米，设6~8个测站。

高差闭合差限差:

fh允=±6mm。

三、施测步骤简要

1、拟定施测路线，在指导教师的指导下，选一已知水准点作为高程起始点，记为BMi，选择一定长度（约500米）、一定高差的路线作为施测水准路线。

一般设6~8站，1人观测、1人记录、2人立尺，施测1~2站后应轮换工种。

2、四等水准测量测站观测程序如下：

①瞄准后视标尺黑面，精平，读取下丝、上丝、中丝读数；②瞄准前视标尺黑面，精平，读取下丝、上丝、中丝读数；③瞄准前视标尺红面，精平，读取中丝读数；④瞄准后视标尺红面，精平，读取中丝读数。

这种观测程序简称为“后、前、前、后”。

3、四等水准测量计算与技术要求：

①后（前）视距=后（前）视尺（下丝-上丝）′100

?

式中：

下（上）丝读数以米为单位，后（前）视距长度应￡80m。

②后、前视距差=后视距-前视距应￡5m。

?

③视距累积差=前站累积差+本站视距差应￡10m。

④前（后）视黑、红面读数差=黑面读数+标尺常数-红面读数应￡3mm。

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⑤黑（红）面高差=后视黑（红）读数-前视黑（红）读数黑、红面高差之差=黑面高差-[红面高差±0.1m]应￡5mm⑥高差中数={黑面高差+[红面高差±0.1m]}/2

4在已知水准点和第一个转点上分别立后视、前视水准尺，水准仪置于距两尺等距处。

粗平后，按上述测站观测程序进行观测，并记入表格相应位置，进行测站计算与校核；各项指标均符合要求后方可迁站，否则，立即重测该站。

5、仪器迁至第二站，第一站的前视尺不动变为第二站的后视尺，第一站的后视尺移到转点2上，变为第二站的前视尺，按与第一站相同的方法进行观测、记录、计算。

6、按以上程序依选定的水准路线方向继续施测，直至回到起始水准点BM1为止，完成最后一个测站的观测、记录、测站计算与校核。

各站水准尺的移动与普通水准测量一样。

7、计算高差闭合差及其允许值。

当fh=∑h中≤fh允=±6mm，或±20mm时，成果合格，否则需查明原因，返工重测。

四、仪器及附件

水准仪或自动安平水准仪1台、水准尺1对、尺垫1对、记录板1块。

五、注意事项

1、一般注意事项与普通水准测量相同。

2、施测中每一站均需现场进行测站计算和校核，确认测站各项指标均合格后才能迁站。

水准路线测量完成后，应计算水准路线高差闭合差，高差闭合差小于允许值方可收测，否则，应查明原因，返工重测。

3、实验中严禁专门化作业。

小组成员的工种应进行轮换，保证每人都能担任到每一项工种。

4、测站数一般应设置为偶数；为确保前、后视距离大致相等，可采用步测法；同时在施测过程中，应注意调整前后视距，以保证前后视距累积差不超限。

六、学时分配

课2学时，课外2学时。

七、上交资料

每组交四等水准测量记录1份，每人交实验报告1份。

实验3四等水准测量实验报告

实验时间：

班级：

作业小组：

实验人员姓名：

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一、实验目的二、实验内容

三、实验记录（见附表3-3-1）四、实验成果处理1、测站计算、校核水准路线测量成果校核

附3-3-1四等水准测量记录表仪器_____________

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实验4经纬仪的构造与使用

熟悉经纬仪各部分螺旋的作用及操作方法，掌握经纬仪的四项基本操作。

一、实验目的

1、根据测角原理掌握经纬仪的构造特点。

2、认识DJ6光学经纬仪的基本结构、主要部件名称和作用、轴系关系。

3、学会经纬仪的基本操作和读数方法。

4、在认识DJ6光学经纬仪的基础上，了解DJ2光学经纬仪的构造特点和操作特点。

二、实验内容

1、认识DJ6经纬仪各部件的名称；熟悉经纬仪各螺旋的作用及操作方法。

?

2、了解经纬仪上主要轴线的名称及应满足的条件。

3、练习经纬仪的基本操作和读数

4、了解DJ2经纬仪与DJ6经纬仪的差别、操作特点，练习DJ2光学经纬仪的重合法读数方法。

三、实验步骤简要

1、认识DJ6光学经纬仪的各操作部件，掌握其使用方法。

将经纬仪三脚架架腿张开安放在地面上，使架头大致水平，三个脚尖插入地面使之稳定。

开箱取出经纬仪放在架头上，一手扶住经纬仪，一手旋紧脚架中心连接螺旋，将经纬仪与三脚架稳固连接。

逐一认识经纬仪的各操作部件，了解其作用及使用方法。

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经纬仪一般分为照准部、水平度盘和基座三个部份。

①照准部：

照准部是一个可绕竖轴水平转动的门形支架，架上嵌固望远镜，望远镜上固结着竖直度盘和读数显微镜。

经纬仪的大部份部件都在照准部上，除上述几个部件外还有：

望远镜制动和微动螺旋、度盘进光反射镜、竖直度盘指标水准管和水准管微动螺旋、照准部水准管、照准部制动和微动螺旋、光学对中器。

②水平度盘：

水平度盘是一个边缘刻有角度分划的套在经纬仪竖轴上的玻璃圆盘。

水平度盘可绕竖轴旋转，但在照准部转动时，水平度盘静止不动。

水平度盘的转动是通过拨动度盘变换手轮来实现的。

度盘变换手轮在水平度盘下方，嵌在机座边缘，不用时以外壳罩着，防止在测角中碰动。

③基座：

基座在使用中起着连接三脚架与照准部的作用，在基座上有三个脚螺旋和一个圆水准器，用于经纬仪的对中和整平。

松开基座上的轴座固定螺旋，照准部和度盘可以从轴座上脱开，所以一般情况下不能拧松轴座固定螺旋，否则仪器照准部可从轴座上脱开而掉到地上。

2、掌握经纬仪的基本操作。

经纬仪的基本操作步骤可分为：

对中、整平、瞄准和读数。

①对中：

将仪器中心安置在测站点的铅垂线上。

在地上划十字（或打木桩）作为测站标志，用垂球或光学对中器对中。

对中后应使测站标志位于光学对中器刻划圆圈的中心。

②整平：

使仪器的竖轴竖直，水平度盘水平。

旋转照准部，使照准部水准管平行于任意两个脚螺旋的连线，用两手大拇指同时向内（或同时向处）方向旋转这两个脚螺旋，使水准管气泡居中，气泡移动方向与左手大拇指运动方向一致。

将照准部旋转90o，使水准管与原来一对脚螺旋的连线垂直，转动第三个脚螺旋，使气泡居中（图2-4-1）。

再转回原方向，检查气泡居中情况，直到照准部转动任何位置气泡都居中为止。

对中和整平相互影响，需反复进行，直至对中和整平均满足要求为止。

③瞄准：

松开照准部和望远镜制动螺旋，望远镜对向一明亮背景，转动目镜使十字丝清晰；用望远镜上的粗瞄准器（或照门准星）瞄准目标，旋紧制动螺旋，转动物镜调焦螺旋，使目标清晰；再旋转照准部微动螺旋和望远镜微动螺旋，精确瞄准目标（图2-4-2）。

④读数：

读数时，先打开度盘照明反光镜，调整反光镜的开度和方向，使读数窗亮度适中，旋转读数显微镜目镜，使刻划清晰，然后按分划读数。

3、找一个固定点，在其上进行经纬仪的基本操作练习。

①练习用光学对中器对中、整平经纬仪的方法。

②练习用望远镜精确瞄准目标、调焦、消除视差的方法。

③练习DJ6光学经纬仪的读数方法，读数记入实验报告相应表格（表3-4-1）中。

④练习配置水平度盘读数的方法。

4、了解DJ2经纬仪与DJ6经纬仪的差别、操作特点，练习DJ2光学经纬仪的重合法读数方法。

读数记入实验报告相应表格（表3-4-2）中。

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DJ2光学经纬仪与DJ6光学经纬仪构造基本相同，只在度盘读数方面存在如下差异：

①DJ2光学经纬仪采用重合读数法

②度盘读数显微镜中，只能显示水平度盘或竖直度盘中的一种影像，通过旋转度盘换像手轮来实现。

四、仪器和附件

DJ6光学经纬仪1台、DJ2光学经纬仪1台，小花杆及小三脚架1套，记录板1块。

五、注意事项