工程测量实验指导书.docx
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工程测量实验指导书
《工程测量》实验指导书
测量实验注意事项
1、实验前必须阅读有关教材及本实验指导书，初步了解实验内容、要求与步骤。
2、实验记录书写工整，不可潦草或涂改，并按规定填写实验组号、日期、天气、仪器名称及组员的姓名等。
3、各项记录必须于测量进行时立即记下，不可另以纸条记录，事后抄写。
4、记录者在记录数据时，应向观测者回报读数，以免记错。
5、数据要全，不能省略零位。
如水准尺读数1300,度盘读数
中的“0”均应全部填写。
6、记录数字若有错误，不得涂改，也不可用橡皮擦拭，而应在错误数字上划一斜杠，将改正之数记于其旁。
7、简单计算及必要的检验，应在测量进行时算出。
按四舍六入、五前单进双舍（或称奇进偶不进）的取数规则进行计算。
如数据2.3235和2.3245进位均为2.324。
8、实验结束时，应把实验结果交给指导教师审阅，符合要求并经允许，方可收拾仪器结束实验，并按实验开始时领取仪器的位置，归还仪器与工具。
9、实验完毕后要及时编写实验报告。
并在下次实验课前上交实验指导教师批阅。
测量仪器操作细则
1、测量仪器必须爱护，防止振动、日晒、雨淋，不应坐在仪器箱子上。
2、开箱提取仪器
1）先安置三脚架，将各架腿插入土中，使三脚架稳妥。
启箱取出仪器前应看清仪器在箱中的位置，以免装箱时发生困难。
2）从箱中取出仪器时，不可握拿望远镜，应双手握住基座或远镜望的支架，取出仪器后小心地安置在三脚架上，并立即旋紧仪器与三脚架的中心连接螺旋。
3、野外作业
1）仪器上的光学部分（如镜头等）严禁用手帕、纸张等物擦试，以免损坏镜头上之药膜。
2）作业时须握住支架转动，不得握住望远镜旋转，使用仪器各螺旋必须十分小心，用力要适度。
3）转动仪器时，应先松开制动螺旋，再平衡转动。
使用微动螺旋时，应先旋紧制动螺旋。
动作要准确、轻捷，用力要均匀。
4）仪器所在地必须时时有人，做到人不离仪器，并防止其他无关人员使弄仪器。
5）在太阳或细雨下使用仪器时，必须撑伞，特别注意仪器不得受潮。
4、搬移仪器
1）搬移仪器前应使望远镜物镜对向度盘中心。
若为水准仪，物镜应向后。
2）搬移仪器时先检查一下连接螺旋，必须一手握住仪器的基座或支架，一手抱住三脚架，竖向稳妥地搬移，不得横放在肩上或横抱在胸前以免损坏仪器，当距离较长时，必须装箱搬移。
3）搬移仪器时须带走仪器箱及有关工具。
5、使用完毕
1）应清除仪器及箱子上的灰尘、脏物和三脚架上的泥土，将基座的脚螺旋处于大致相同的高度。
2）测距仪、电子经纬仪、全站仪、GPS等电子测量仪器，在野外更换电池时，应先关闭仪器的电源；装箱之前，也必须先关闭电源，才能装箱。
3）松连接螺旋，卸下仪器装入箱子后，应该松开有关的制动螺旋。
4）箱门要关紧，并立即扣上门扣或上锁。
5）工作完毕应检点一切附件与工具，以防遗失。
6、其它工具
1）水准尺、花杆等木制品不可受横向压力，以免弯曲变形，也应该轻取轻放；切勿将仪器工具贴靠树上、墙上或电线杆上，以防跌损。
2）一切仪器工具必须保持完整、清洁，不得任意放置，并需由专人保管，小件工具如测钎、垂球等尤应防止遗失。
7、一切仪器工具若发生故障，应及时向指导教师或实验室工作人员回报，不得自行处理，若有损坏，遗失应写书面检查，进行登记、酌情赔偿。
实验一水准仪认识与普通水准测量
学时：
4学时
实验性质：
基础性实验
一、目的与要求
（1）了解ＤＳ３水准仪的构造，认识主要部件的名称、性能和作用；
（2）练习水准仪的安置、整平和读数；
（3）根据已知水准点测算待定点的高程；
（2）高程闭合差应
。
二、仪器与工具
每四人一组，领取：
DS3级水准仪一台，水准尺两根，记录板一块（自备），尺垫两个。
三、实验步骤
1、水准仪的安置与认识
（1）安置水准仪于A、B两点间（A、B相距约40～50米）。
松开架腿，按需调整其高度并旋紧螺旋固定之，打开三脚架，使其架头大致水平，踩实架腿。
打开仪器箱（注意仪器的放置），取出仪器安置在架头上，旋紧中心螺旋。
（2）认识仪器。
认识各部件的名称，了解各部件的作用与性能；认识水准标尺的分划注记。
2、水准仪的使用
（1）粗平。
通过旋转仪器的脚螺旋使圆水准器气泡居中。
（2）瞄准。
用望远镜瞄准水准尺的步骤如下：
转动目镜调焦螺旋，使十字丝十分清晰；转动望远镜，通过望远镜上的准星和缺口粗略瞄准标尺，旋紧制动螺旋；转动物镜调焦螺旋，使水准尺分划十分清晰；旋转微动螺旋，精确瞄准水准尺（使水准尺像的一侧靠近十字丝纵丝）；眼睛上下移动检查是否存在视差，并消除视差。
（3）精平。
调节微倾螺旋使水准管气泡居中；从目镜旁的气泡观察窗口中观察符合气泡的像是否符合，若符合表示气泡居中。
（4）读数。
DS3水准仪望远镜成像是倒像。
读数时，从上往下数。
读取Ａ点尺上读数，并记录。
同法读取Ｂ点尺上读数，记录。
3、计算Ａ、Ｂ两点高差：
，
选定一条闭合或符合水准路线，安置4-5测站（最好为偶数站以消除水准尺的零点差引起的误差）。
4、施测第一站，在已知水准点与转点1大约等距处安置水准仪并粗平，在水准点（后视点）上立尺，瞄准、精平、读取后视中丝读数a1；转动望远镜瞄准转点１（尺垫突起处）上标尺，瞄准、精平、读取前视中丝读数b1，记入手簿。
并计算高差h1=后视读数-前视读数=a1-b1,并记入表格。
5、读取红面尺读数，并记入表格，计算红面高差，两次高差之差不超过５毫米，取其中数作为该站的高差并记录表格。
若超限，重新观测。
注意：
转点1不能移动。
6、施测第二站，将水准仪迁站至转点１与转点２大约等距处安置并粗平，瞄准、精平、读取转点1上标尺后视读数a2；转动望远镜、瞄准、精平、读取转点2上标尺前视读数b2,记入手簿，并计算高差h2。
同样红面再观测一次，取中数。
7、同法继续进行，直至返回原水准点（或另一水准点上），组成闭合（或附合）水准路线。
8、成果检核。
（1）计算检核
（2）计算高差闭合差，看是否符合要求，否则进行重测。
9、计算改正后高差以及待定点的高程。
四、注意事项
1）水准点和待定点上不要放置尺垫；
2）每站只能调节脚螺旋一次，每次读数前要调节水准管气泡居中；
3）读完后视读数仪器不能搬迁，读完前视读数尺垫不能动。
4）读数时，水准尺要立直。
五、应交成果
（1）记录手薄；
普通水准测量手簿
测自至仪器及编号 观测日期 2010年月日
开始时刻：
时分天气 观测者 共页
结束时刻：
时分成象 记录者 第页
测站
编号
方向
及
尺号
标尺读数
K+黑-红
高差中数
备考
黑面
红面
后
前
后-前
后
前
后-前
后
前
后-前
后
前
后-前
后
前
后-前
后
前
后-前
后
前
后-前
后
前
后-前
后
前
后-前
后
前
后-前
后
前
后-前
（2）实验报告。
六、思考题
1、转点在水准测量中的作用？
2、视差对观测有何影响？
如何消除？
实验二经纬仪的安置及测回法测水平角
学时：
2学时
实验性质：
基础性实验
一、目的与要求
１）了解ＤＪ６级光学经纬仪的基本构造和各部件功能；
２）掌握经纬仪对中、整平、照准、读数的方法；
３）要求对中偏差不超过３毫米，整平误差不超过一格。
4）练习用测回法测一个角。
二、仪器与工具
每四人一组，领取：
ＤＪ６级经纬仪一台，花杆两根，记录板一块，测伞一把。
三、实验步骤
1、在指定点上安置经纬仪，并熟悉仪器各部件的名称和作用。
2、经纬仪的操作。
（1）对中和整平。
①粗对中（平移三角架）；
②精对中（脚螺旋）；
③粗平（升降三角架）；
④精平（脚螺旋）；
⑤观察对中与整平的情况。
直至对中和整平都完成。
（2）瞄准。
用望远镜上的照门和准星瞄准目标，转动目镜使十字丝清晰；转动物镜调焦螺旋，使目标像清晰；转动望远镜和照准部微动螺旋，使目标被十字丝（竖丝）的单丝平分，或被双丝夹在中央。
（3）读数。
调节反光镜的位置和读数显微镜，使度盘及分划尺的刻划清晰，读取读数，记入手簿。
3、转动照准部，瞄准目标A，读数，记入手簿。
4、顺时针瞄准目标B，读数并记入手簿。
5、计算水平角。
四、注意事项
1）瞄准目标时，尽可能瞄准目标底部，目标较粗时，用双丝夹住，目标较细，用单丝平分。
2）读数时，分清水平度盘读数窗。
五、应交成果
1）记录手薄；
测站
测回
盘位
目标
水平度盘
水平方向值读数
º′″
水平角
半测回值
º′″
一测回值
º′″
各测回平均值
º′″
B
2）实验报告。
六、思考题
1、经纬仪对中整平的目的是什么？
2、水平角计算时（
），若B读数小于A读数时，其对应角度应为多少？
实验三全站仪的认识与使用
学时：
2学时。
实验性质：
验证性实验。
一、目的与要求
（1）了解全站仪的基本结构与性能及各操作部件的名称和作用；
（2）了解全站仪的操作界面，键盘上各按键的名称及其功能、显示符号的含义；
（3）掌握全站仪的基本使用方法。
二、仪器与工具
全站仪1台，脚架1个，带棱镜的对中杆1根，测伞1把。
三、实验步骤或方案（设计性实验、研究创新性实验）
1．全站仪的安置
（1）在实验场地上选择一点作为测站，另一点安置棱镜。
（2）将全站仪安置于测站点上，对中、整平（详细内容参考经纬仪的安置）。
2.全站仪的认识与功能介绍
（1）全站仪的开机。
按“ON”键开机，将仪器初始化，即松开望远镜的制动螺旋和水平制动螺旋，旋转望远镜和照准部一周。
若仪器给出“X补偿超限”信息，说明仪器没有整平，重新整平即可。
（2）全站仪的基本结构及各操作部件的介绍。
参照仪器实物。
（3）全站仪操作界面的认识。
了解全站仪的操作界面上各按键的名称及其功能、显示符号的含义。
参照仪器实物。
（4）全站仪的功能介绍
全站仪的基本测量功能有角度测量、距离测量和坐标测量，还可以利用全站仪进行放样测量以及应用测量（如，悬高测量、对边测量等）。
3.全站仪的使用
练习角度测量、距离测量、坐标测量等基本工作。
（1）角度测量
①在角度测量模式下，盘左瞄准目标A,按置零键，使水平度盘读数显示为0°00′00〃，顺时针旋转照准部，瞄准目标B，读取显示读数。
②盘右瞄准目标B，读取读数，逆时针旋转照准部，瞄准目标A并读取读数。
③如果测竖直角，可在读取水平度盘的同时读取竖盘的显示读数。
（2）距离测量
在距离测量模式下，设置好棱镜常数与大气改正值等参数，照准棱镜中心，按测量键，当听到仪器嘀嗒嘀嗒的响声后，距离值则显示出来。
斜距和平距通过操作键互换显示。
具体按键参照仪器实物。
对于博飞全站仪再按一次测量键就显示平距；南方全站仪在测距界面按HV软键即可；苏一光全站仪通过按操作界面的三角形符号键即可。
（3）坐标测量
进行坐标测量前，需设置测站坐标、仪器高、棱镜高以及后视点坐标（南方和博飞可以设置后视方位角）等参数。
①在坐标模式下，输入测站点及后视点坐标，以及仪器高、棱镜高。
②瞄准棱镜中心，按测量键，嘀嘀嗒嘀嗒的响声后，得出棱镜点的坐标。
四、注意事项
（1）盘左盘右瞄准目标时，一定要瞄准同一目标同一部位。
（2）全站仪是目前价格昂贵的先进测量仪器之一，在使用时必须严格遵守操作规程，十分注意爱护仪器，操作仪器螺旋时，必须注意力度。
（3）在安装和拆卸仪器时，一定要一手握仪器，一手操作中心螺旋，
必须及时将中心螺旋旋紧。
（4）在阳光下使用全站仪测量时，一定要撑伞遮掩仪器，严禁用望远镜对准太阳等强光源。
（5）禁止用手触摸仪器镜面反光镜面。
（6）在装卸电池时，必须先关断电源。
（7）迁站时，即使距离很近，也必须取下全站仪装箱搬运，并注意防震。
五、应交成果
全站仪测量记录计算表
仪器型号 仪器编号 观测日期
班组 观测者 记录者
测站点名：
仪器高：
m X：
mY：
mH：
m
定向点名：
镜 高：
m X：
mY：
mH：
m
定向方位角：
1、水平角测量
略 图
目 标
竖盘位置
水平度盘读数
° ′ ″
半测回角值
° ′ ″
一测回角值
° ′ ″
盘左
盘右
盘左
盘右
2、竖直角测量
目 标
盘左读数
° ′ ″
盘右读数
° ′ ″
竖盘指标差
″
竖直角
° ′ ″
3、距离及高差测量
目标
镜高
m
竖盘位置
斜距
m
斜距均值
m
平距
m
平距均值
m
高差
m
高差均值
m
盘左
盘右
盘左
盘右
4、坐标测量
目 标
X
m
Y
m
H
m
（2）实验报告。
六、思考题
1、试述全站仪的优点。
2、为什么全站仪对准强光源，会损坏仪器？
3、如何用全站仪测定点的坐标？
实验四导线测量
学时：
2学时
实验性质：
综合性实验
一、目的与要求
1）进一步掌握用全站仪进行测回法水平角测量的方法。
2）掌握全站仪测量水平距离的方法。
3）掌握图根导线的选点、施测和内业计算方法。
4）边长（平距）用全站仪往返测量，相对误差应小于1/4000；转折角用全站仪测量一测回，上下半测回较差不大于40″；角度闭合差
（n——为转折角的个数）。
二、仪器与工具
每班的仪器工具：
全站仪（含脚架）2台，单棱镜（含基座、脚架）4个。
三、实验步骤或方案（设计性实验、研究创新性实验）
1、选点
在指定的测区内选定由4～5个点组成闭合导线。
在各导线点打下木桩并钉上小钉、水泥钉或用油漆标定点位。
2、测角
采用全站仪测回法观测导线各转折角（内角），每个角观测1个测回。
3、测距
采用全站仪往返测量各导线边的水平距离，单程两次测距的较差不超过5毫米时取两次水平距离的均值作为该边水平距离的单程观测值，往返测距相对误差符合要求时取其平均值作为该导线边水平距离最终值。
4、计算（参照课本有关章节）
开始导线计算前，首先要检查外业观测记录；正确绘出导线略图，在略图标出各导线边边长、各角的大小。
如无起始边方位角时，可按实地大致方位假定一个数值。
起始点坐标也可假定。
注意：
每位同学至少观测一个折角（一测回）、一条边及导线计算工作。
四、注意事项
1、对于导线的布没范围，各小组应服从统一安排，避免各小组间在作业时相互干扰。
2、导线点不要选在道路的中间，以免妨碍交通。
导线点选在水泥地上时，要特别注意保护仪器安全。
3、导线点间应互相通视，边长以60～80m为宜。
若边长较短，测角时应特别注意提高对中和瞄准的精度。
4、测角时花杆（铁钎）尽量竖直，测角瞄准时尽量瞄准花杆（铁钎）的底部。
5、全部转折角测完后，应立即计算角度闭合差。
如角度闭合差超限，应查明原因，重测相应的折角。
五、应交成果
1、转折角观测表
测站
测回
盘位
目标
水平度盘
水平方向值读数
º′″
水平角
半测回值
º′″
一测回值
º′″
2、距离观测值
边长名称
距离值
往测
返测
平均值
3、计算成果表
闭合导线计算表
点号
观测角
º′″
改正后角值º′″
坐标方位角º′″
边长（m）
坐标增量
坐标值
△x
△y
x
y
1
2
3
4
5
6
7
8
9
∑
计算公式
（2）实验报告。
六、思考题
1、什么是坐标方位角？
如何根据直线上两个点（平面坐标已知）确定该直线的坐标方位角？
实验五点位、高程测设
学时：
2学时
实验性质：
综合性实验
一、目的与要求
1）进一步掌握全站仪、水准仪的基本操作方法。
2）掌握点的平面位置和高程测设方法。
二、仪器与工具
每实验小组的仪器工具：
全站仪1台，测钎2支，记录板（含记录纸）1块，木桩9个，水准仪1台，水准尺1把，铁锤1个，小钉8个，测伞1把。
三、实验步骤或方案（设计性实验、研究创新性实验）
根据下图所示，AB为建筑轴线，长方形建筑物的1－2与轴线AB平行。
已知轴线端点A、B及建筑物角点（2,4）的坐标，轴线端点A的高程
建筑物室内地平设计标高（±0）为38.500m。
各小组根据选定的轴线在实地测设出建筑物的四个角点以及±0的位置。
每位同学测设一个点。
1、准备
选择50m×30m场地，该场地的情况选定轴线端点A，并用全站仪确定轴线另一端点B。
2、平面点位测设与检核
根据所选择的平面点位测设方法计算相应的测设元素，用全站仪测设出建筑物的四个角点。
现以全站仪坐标模式放样举例说明实验步骤。
1）推算测设数据
根据已知数据可知1点（210.00，310.00）、3点（224.10，337.00）。
2）全站仪放样
①安置全站仪于已知点A，在坐标放样模式下，按照仪器提示设置测站和后视点参数，并输入待放样点1的坐标，仪器自动算出水平角和水平距离。
②观测者根据算出的水平角转动望远镜确定出A1的方向。
③然后根据仪器显示的距离提示指挥持反光镜者前后移动，直至正确位置为止，并打下木桩。
精确定位，并做记号。
④同样方法放样出4点的位置。
⑤安置全站仪于已知点B，重复以上操作，放样出2、3点。
测设完毕后，分别测量水平角∠4、∠3（1测回），观测值与设计值（90°）的差不应超过1′；测量3－4水平距离
，其相对误差不应超过
。
3、室内地平标高测设
在待定点处打一木桩，将水准仪安置于A点与待定点大致等距处，立水准尺于A点，读得后视读数为a，计算在测设点的应读数b（b=HA+a-H设）；在选定点木桩立尺，并使水准尺紧贴木桩一侧上下移动，当标尺读数恰好为b时，紧靠尺底划一横线，此水平线就是该建筑物室内地平（±0）设计标高的位置。
四、注意事项
1、放样时，是目标对仪器，而不是仪器对目标，即不能调节全站仪的微动螺旋来对准目标，而是移动反光镜，使其准确地对准仪器。
2、反光镜要立直，即水准气泡要居中。
3、测设数据经检核无误后才能使用。
4、测设完毕后应进行检测，如发现超限，应及时返工。
五、应交成果
（1）教师现场检查。
（2）实验报告。
六、思考题
1、在只有钢尺和经纬仪的条件下，如何精确测设点位？
2、直角坐标法和极坐标法各有什么优缺点？
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