测量实验指导：认识水准仪及改变仪器高法水准测量

第一部分　测量实验须知

一、测量实验的一般规定

(1)实验前,必须复习教材中的有关内容,仔细阅读实验指导。

(2)实验分小组进行,组长负责办理本组借领、归还实验仪器设备和工具的手续,以及组织协调本组工作。

(3)在规定时间内实验,不得无故缺席、迟到、早退、擅自改变地点及离开现场。

(4)必须遵守“测量仪器工具的使用规则”和“测量记录与计算规则”。

(5)实验时,应遵守纪律,爱护花草树木、农作物、周围的各种公共设施等。若砍折、踩踏或损坏,一切后果自负。

(6)实验结束后,应把观测记录、实验报告上交给指导教师,并及时收装仪器、备品,送归实验室检查验收,办理仪器退还手续。

二、测量仪器工具的使用规则

在使用测量仪器、工具时,必须严格遵守下列规定。

1.仪器的安置

(1)待三脚架架稳后,方可打开仪器箱。开箱时要看清并记住仪器在箱中的安放情况,避免以后装箱困难。

(2)提取仪器前,双手握住支架或基座取出仪器放在三脚架上,保持一只手握住仪器,另一只手拧连接并旋紧螺旋,使仪器与脚架连接牢固。

(3)取出仪器后,随即关闭仪器箱,且箱上严禁坐人。

2.仪器的使用

(1)一旦安置了仪器,必须有人看护仪器,严禁将望远镜朝向太阳。

(2)望远镜或显示屏上若有灰尘,可用镜头纸或软毛刷轻轻拂去,严禁用手指或手帕等物擦拭,以免其受损伤。

(3)若需转动仪器,须先松开制动螺旋。使用微动螺旋,应先旋紧制动螺旋。

(4)制动螺旋应松紧适度,不要旋转微动螺旋、脚螺旋至极端位置,以免损伤螺旋。

(5)在野外使用仪器时,应该撑伞,严防日晒雨淋。

(6)仪器若有故障,应及时报告指导教师,不得擅自处理。

3.仪器的搬迁

(1)在行走不便的地区迁站或远距离迁站时,必须将仪器装箱之后再搬迁。

(2)在短距离迁站时,可将仪器连同脚架一起搬迁。方法是:松开各制动螺旋,收拢脚架,一只手握住仪器基座或支架放在胸前,另一只手抱住脚架放在肋下,稳步行走。严禁斜扛仪器,以防碰摔。

(3)搬迁时,小组其他成员应协助观测员带走仪器箱和有关工具。

4.仪器的装箱

(1)每次使用仪器之后,应及时清除仪器上的灰尘及脚架上的泥土。

(2)仪器拆卸应先调节脚螺旋至适中位置,再用一只手扶住仪器,另一只手松开连接螺旋,然后双手取下仪器。

(3)仪器装箱应先松开各制动螺旋,使仪器就位正确,试关箱盖确认,再拧紧制动螺旋,关箱上锁。若合不上箱口,切勿强压箱盖,以防压坏仪器。

(4)清点所有的附件和工具,防止遗失。

5.测量工具的使用

(1)钢尺、皮尺。防止扭曲、打结、行人踩踏或车辆碾压,避免尺身着水。携尺前进时,应提起尺身,不得沿地面拖行。用完后应收好尺身,并擦拭干净。

(2)各种标尺、花杆。应防水、防潮,防止横向受压；不许刻划表皮,不许依靠他物支撑而不扶持,不用时应安放稳妥。塔尺还应注意接口处的正确连接,用后及时收尺。

(3)测图板。应保护板面,不得乱写、乱扎、乱画等,不能施以重压。

(4)小件工具,如垂球、测钎、尺垫等。用完即收,防止遗失。

(5)一切测量工具都应保持清洁,专人保管、搬运,不能随意放置,更不能作为捆扎、抬、担的他用工具。

三、测量记录与计算规则

在测量记录或计算时必须严肃认真,一丝不苟,严格遵守下列规则。

(1)记录前,准备好2 H或3 H铅笔,熟悉记录表上各项内容及填写、计算的方法。填写齐全记录表头的内容,如仪器型号、日期、天气、测站、观测者及记录者等。

(2)观测者读数,记录者复诵,并同时在表格的相应栏内记录,不得草记转抄。

(3)记录要字迹工整、清晰,数位、数字对齐。字体大小一般约为1/2格宽,字脚靠近底线；表示精度或占位的“0”(如水准读数0234,度盘读数93°04′00″)不可省略。

(4)数据计算应根据取位要求,按“小5舍,大5入；恰5前奇进偶舍”的规则凑整。如1.31449、1.31351、1.3145、1.3135等,取三位小数时均记为1.314。

(5)观测数据的尾数不得更改,读错或记错则须重测重记。如角度中的秒级数字出错应重测,水准、测距中的毫米级数字出错应重测等。

(6)禁止擦拭、涂改与挖补。发现错误处用横线划去,将正确数字写在原数上方；淘汰某个部分时用斜线划去。凡被划去的均要保持原记录清晰,并在备注栏内注明原因。

(7)每站观测结束后,必须在现场完成规定的计算和检核,确认无误后方可迁站。

(8)各项测量记录应保持整洁、干净,严禁在记录表上书写无关的内容,更不得丢失、损坏记录表。

第二部分　测量实验

实验一　认识水准仪及其使用

一、目的和任务、要求

(1)了解DS3水准仪的基本构造和各操作部件的名称、作用,熟悉使用方法。

(2)掌握DS3水准仪的安置、瞄准和读数方法。

(3)每人整置水准仪1～2次,并至少测定1次两点的高差。

二、仪器设备

每组水准仪1台(附三脚架),水准尺2支,记录表格1份,自备2H或3H铅笔1支。

三、实验步骤

(1)安置仪器。在测站上打开三脚架,将仪器固连在三脚架的架头上,并调节各脚螺旋处于适中位置。

(2)粗平。调节脚螺旋或架腿使圆水准器气泡居中。

(3)瞄准。目镜调焦→初步瞄准→物镜调焦→精确瞄准。

(4)精平(微倾式水准仪有此项,自动安平水准仪无此项)。微倾式水准仪需要转动微倾螺旋,使符合水准器气泡两端的影像严密吻合(气泡居中),此时视线即为水平视线。

(5)读数。不管望远镜成正像还是倒像,均在水准尺成像上由小向大的方向读数。

四、注意事项

(1)仪器安放到三脚架上,必须旋紧连接螺旋。

(2)三脚架的架顶部要大致水平,不要过度旋转脚螺旋。

(3)松开制动螺旋后方可转动望远镜,不要过度旋转微动螺旋。

(4)立尺时,必须将水准尺的零端立在点位上。

(5)每次读数前必须消除视差。

(6)微倾式水准仪在读数前,必须精平。

实验报告一

实验二　改变仪器高法水准测量

一、目的和任务、要求

(1)进一步熟练掌握水准仪的使用步骤和方法。

(2)掌握普通水准测量的观测、记录、计算的方法。

(3)掌握水准测量测站检核与路线检核的方法。

(4)每组用改变仪器高法完成一条图根闭合水准路线的外业观测。

(5)测站高差较差的限差为±6mm,闭合环线高差闭合差的容许值fh容为±40mm或±12mm。式中:L为闭合环线总长,km；n为闭合环线总测站数。

二、仪器设备

每组水准仪1台(附三脚架),水准尺2支,尺垫1对,记录表格1份,自备2 H或3H铅笔1支。

三、实验步骤

(1)先从已知高程的水准点Ai(i为组号)起,沿场地布设4～6个水准点,并编号,然后闭合至Ai点。

(2)以已知水准点Ai为后视,沿施测路线的前进方向选取第一个立尺点(转点或水准点)作为前视点,将水准仪置于距后、前视点距离大致相等的位置处(用目估或步测),在后视点、前视点上分别竖立水准尺,转点上应放置尺垫。

(3)在测站上,观测员用改变仪器高法按一个测站的观测程序,安置→整平→照准后视尺→读数(微倾式须先精平)→瞄准前视尺→读数(微倾式须先精平),进行观测、计算,当测站高差检核值不超过限差(改变仪器高法:±6mm)时,取平均值作为本站观测高差。

步骤(2)、(3)为第一个测站的全部工作。

(4)第一站结束之后,记录员招呼后司尺员向前转移,并将仪器迁至第二测站；此时,第一测站的前视点便成为第二测站的后视点。然后,按与第一站相同的工作程序进行第二站的工作。如此,沿水准路线方向施测,直至测到起始水准点Ai为止。

四、注意事项

(1)所选各水准点必须作好标志和标记,以防正常实验时间未完时,在实验室开放时间补做完成。

(2)组内每个人必须完成观测、记录、立尺、计算等各项作业。

(3)仪器距前、后视尺距离应尽量相等,微倾式水准仪读数前必须精平。

(4)各站观测,仅限于改变仪器高法和双面尺法中的一种,不能两种方法并用；必须进行测站检核观测,且只有高差之差满足要求时,方可搬站,否则重测。

(5)高差有正、负之分,记录、计算时符号不可省略。

(6)测完全程,必须进行闭合环线高差闭合差fh的计算与检核,只有fh≤fh容时,才可进行平差计算。否则,应检查出错原因,予以纠正；若仍不合格,则必须重测。

(7)通过平差计算,求出各点的高程(已知点的高程可假定为50.000m)。

实验报告二

实验三　三等（四等）水准测量

一、目的和任务、要求

(1)掌握三等、四等水准测量的观测、记录、计算方法。

(2)熟悉三等、四等水准测量的主要技术指标,掌握双面尺法测站检核的方法。

(3)每组用三等水准测量方法,进行一条不短于300m长的闭合水准路线,或两个相邻水准测段(每段长不短于120m)的观测工作。

(4)相邻两水准点间需要往返观测,三等水准测量每测站的观测程序为“后(黑)—前(黑)—前(红)—后(红)”,三等、四等水准测量的主要技术要求见附表1-3。

附表1-3　三等、四等水准测量的主要技术要求

二、仪器设备

每组水准仪1台(附三脚架),双面尺1对(尺常数4.687m、4.787m),尺垫2个,记录板1块,斧头1把,木桩、铁钉3～6根,自备2 H或3 H铅笔1支。

三、实验步骤

(1)按要求布设闭合水准路线,或布设2个相邻的水准测段,钉桩及钉标志点位,并编号。每两个水准点间观测,一般需要偶数站结束。拟定水准路线,进行各站观测。

(2)三等水准测量每测站的观测程序如下。

1)照准后视尺黑面,读取上丝、下丝读数,若视距不超限,精平,读取中丝读数,且其与上丝、下丝读数的平均值的互差满足要求(一般为3mm)。

2)照准前视尺黑面,读取上丝、下丝读数,在视距、前后视距差、视距累积差不超限时,精平,读取中丝读数,且其与上丝、下丝读数的平均值的互差满足要求。

3)照准前视标尺红面,精平,读取中丝读数,且黑红面读数差满足要求。

4)照准后视标尺红面,精平,读取中丝读数,且黑红面读数差满足要求。

测站观测完毕,记录员应立即检查各项限差是否超限。若超限,注明原因,属于观测因素的,应立即重测。若迁站后再发现错误,则应从水准点或间歇点起,重新观测。

四等水准测量每测站的观测顺序可按三等的方法观测,也可按“后(黑)—后(红)—前(黑)—前(红)”的观测程序进行观测。

(3)整条路线或测段观测完毕,进行高差和视距检核,计算往返测高差及互差。若为闭合环线,还需计算环线闭合差。如互差或环线闭合差超限,应检查原因,必要时重测。

四、注意事项

(1)每站观测完毕,只有各项检核项符合规范规定时,方可搬站。若超限,立即重测。

(2)仪器未搬站,后尺不可移动；仪器搬站,前尺不可移动；转点处,需放置尺垫。

(3)每测站必须按观测程序观测,每测段必须往返观测。

实验报告三

实验四　认识经纬仪及其使用

一、目的和任务、要求

(1)了解经纬仪的构造,初步掌握经纬仪使用的基本步骤、方法。

(2)每人完成1～2次经纬仪的对中、整平、照准、读数训练。

二、仪器设备

每组经纬仪1台(附三脚架),每班花杆或测钎2～4支,自备2 H或3 H铅笔1支。

三、实验步骤

先在地面上钉一小钉作为测站点,然后在合适位置(距测站点30～50m)处打两木桩,桩顶钉小钉,在桩上钉点竖立花杆(或测钎),然后按下列步骤操作。

1.架设仪器

(1)调节三脚架,使其高度适中；从箱中取出仪器装于架上,使其位于架头中部。

(2)挪动三脚架,使架头中心基本位于地面点正上方,并使架头大致水平；调节各脚螺旋至适中位置。

2.对中

(1)调节光学对点器对光螺旋,使地面、分划板影像清晰。左、右手各握紧一只架腿,并略微抬起,眼睛盯住对点器影像。

(2)以另一架腿着地点(要踩实)为支点,水平、竖向转动手提的另两只架腿,并使架头大致水平,当对中时,将手提的另两只架腿平稳着地、踩实。

(3)伸缩各架腿使圆气泡居中；拧松连接螺旋,在架头上平滑基座至对中。

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两只脚螺旋的连线；调节此两脚螺旋,使气泡居中。再将照准部旋转90°,调节第三只脚螺旋,使气泡居中。

(2)拧松连接螺旋,在架头上平滑基座至对中。重复上述操作,直至符合要求(对中误差不超过3mm；照准部转至任何位置,气泡偏离中心不超过1格)为止。

4.瞄准

若为电子经纬仪则需先按开关键,转动照准部、望远镜各1～2周,再按水平度盘转换键使显示屏水平显示为“HR”或“右旋”状态等。用准星瞄准一根花杆,调焦使影像清晰,旋转水平、竖直微动螺旋使十字丝交点或竖丝精确切准或夹准花杆。

5.读数

若为电子经纬仪则直接读出显示屏上的水平方向读数；若为光学经纬仪则调整读数反光镜的方向和读数窗的对光螺旋,使读数清晰,并读取水平度盘读数。

用同样的方法照准另一根花杆,读取水平度盘读数,并计算观测的水平角。

四、注意事项

(1)仪器制动后不可强行转动,若需转动,可用微动螺旋或松开制动螺旋。

(2)盘左依次用十字丝的中横线切准目标。若是电子经纬仪则应使显示屏竖直方向显示为度状态再读竖盘读数(LV)；若是光学经纬仪则需转动竖盘指标水准管气泡调节螺旋,使其气泡居中后(或打开竖盘指标补偿开关)再读取竖盘读数(LV),并在表格中记录、计算上半测回竖直角。

实验报告四

实验五　水平角观测

一、目的和任务、要求

(1)进一步熟悉经纬仪的使用,加深对水平角测量原理的理解。

(2)掌握用测回法或方向观测法观测水平角的观测、记录、计算过程及校核方法。

(3)每人用测回法观测1～2个测回,或用方向观测法观测1个测回的水平角观测。

二、仪器设备

每组DJ6经纬仪1台,花杆或测钎2～4支,记录表格1份,自备2 H或3H铅笔1支。

三、实验步骤

按实验要求选择测回法或方向观测法,在实地选定或设立测站点、目标点(测回法为2～3个,方向法为4个),然后在测站点整置经纬仪,并按相应方法观测水平角,且所有读数均应现场记入至水平角观测手簿中。

1.测回法

(1)上半测回。盘左照准起始方向,配置水平度盘读数(180°×i/n,n为测回总数,i为测回序数),再精确照准、读数。顺时针转动照准部,依次照准各目标点,并读数。

(2)下半测回。纵转望远镜,盘右从终边开始,逆时针依次照准各目标,并读数。

(3)计算上、下半测回角值,若其差不超过±36″,取平均值作为本测回观测的水平角值。

(4)同上,完成各测回的水平角观测,并比较测回间的水平角之差(常称为水平角测回互差),若测回互差不超过±24″,取各测回水平角的平均值为相应水平角的观测值。

2.方向观测法

(1)在周围的4个目标中,选择距离适中、成像清晰的目标作为零方向(起始方向)。

(2)上半测回。盘左照准起始方向,配置水平度盘读数(同测回法的配置),再精确照准、读数。顺时针转动照准部,依次照准各目标点、读数,并回归至零方向、且读数。计算上半测回的归零差,其限差为±18″。

(3)下半测回。纵转望远镜,盘右从零方向开始,逆时针依次照准各目标、读数,并回归至零方向、且读数。计算下半测回的归零差,其限差仍为±18″。

(4)计算各方向2C值(L-R±180°)、盘左盘右方向平均值(零方向取两次平均值的平均值)、归零方向值(一测回方向值)。

四、注意事项

(1)仪器对中误差不超过3mm；照准部管水准器气泡偏离中心不超过1格。

(2)上、下半测回观测的顺序不能颠倒,盘左为顺时针,盘右为逆时针,且盘右不许再配置度盘；瞄准目标时,尽可能以十字丝交点附近的竖丝瞄准花杆的底部。

(3)根据限差要求进行校核计算,不合格应重测。

(4)一测回未结束,严禁碰动各脚螺旋,光学经纬仪严禁碰动水平度盘变换手轮。

(5)电子经纬仪显示屏显示的水平方向HR、HL或左、右,不是盘左、盘右读数,而是水平度盘向右或向左增加的旋转方式。观测时应为右旋转状态,即HR或右。

实验报告五（一）（测回法）

实验报告五（二）（全圆方向观测法）

实验六　中丝法竖直角观测

一、目的和任务、要求

(1)加深对竖直角测量原理的理解；了解竖盘的构造。

(2)掌握竖直角、竖盘指标差的观测和计算方法。

(3)每人观测1～2个点的竖直角,并计算仪器的指标差。

二、仪器设备

每组DJ6经纬仪1台,花杆2支,记录表格1份,自备2H或3H铅笔1支。

三、实验步骤

选定远处1～2个观测目标(花杆、避雷针或其他明显标志),用中丝法观测竖直角。一测回的观测步骤如下。

(1)在测站上安置经纬仪,对中、整平。

(2)盘左依次用十字丝的中横丝切准目标,若是电子经纬仪则应使显示屏竖直方向显示为度状态后再读竖盘读数(LV),若是光学经纬仪则需转动竖盘指标水准管气泡调节螺旋使其气泡居中后再读竖盘读数(LV),并在表格中记录、计算上半测回竖直角。

(3)盘右观测方法同(2),读取竖盘读数(RV),并在表格中记录、计算下半测回角值及仪器的指标差。

(4)当指标差的互差不超过±24″时,计算各点一测回的竖角值。

多测回观测时,各测回的观测方法同上。在各测回间,观测同一目标的指标差之差不超过±24″,且其各测回的竖直角互差不超过±30″时(仪器变动除外),取各测回观测角值的平均值作为本目标的竖直角观测值。

四、注意事项

(1)观测竖直角也必须对中、整平仪器。

(2)仪器安置好以后,首先确定度盘的形式及竖直角的计算公式。

(3)盘左、盘右观测时应瞄准同一位置。

(4)竖直角有正、负之分,记录、计算时符号不可省略。

(5)竖盘指标差测量至少应观测两个测回,测回差不超过±24″(DJ6经纬仪)。

实验报告六

实验七　视距测量

一、目的和任务、要求

(1)掌握经纬仪视距测量的基本方法,并会计算水平距离和高差。

(2)每人完成2～3个点的视距测量。

二、仪器设备

每组DJ6经纬仪1台(附三脚架),标尺(塔尺或水准尺等)1支,计算器1台,记录纸1份,自备2 H或3 H铅笔1支。

三、实验步骤

(1)将仪器安置在选定点上,量出仪器高i。

(2)在目标点(如房角、路灯杆、排污井盖中心等)上竖立标尺,转动照准部,盘左瞄准视距尺。

(3)调节望远镜竖直微动螺旋,使十字丝的上丝或下丝切准标尺上某一整分米数,直接读取视距kl(k为视距乘常数,值为100；l为视距间隔,即尺上十字丝的上、下丝间隔,其间隔每1m时视距为100m,每1dm时视距为10m,每1cm时视距为1m,每1mm时视距为0.1m)；再读取中丝的读数v。

(4)读取竖盘读数,并计算竖直角α。

(5)计算测站点至目标点的水平距离D和高差h,即D=kl cos2α；h=D tanα+i-v。

继续观测其他点时,重复上述步骤(2)～(5)。

四、注意事项

(1)每次读数前要消除视差,读数必须准确；量取仪器高时,用手钢尺从测站点量至照准部左或右支架上横轴的标志位置。

(2)读数的顺序宜为视距→中丝读数→竖盘读数的次序,以节约立尺员立尺的时间。

(3)观测前,必须弄清仪器在盘左时的竖盘读数L与竖直角α的关系,即确认α=90°-L,还是α=L-90°。观测时,一般应盘左照准标尺。(www.xing528.com)

(4)尽量避免在尺上读十字丝的上、下丝读数,再计算视距的方法；而应按实验步骤中步骤(3)的方法,直接读取视距。

实验报告七

实验八　认识全站仪及其使用

一、目的和任务、要求

(1)熟悉全站仪的基本结构,了解全站仪的用途,基本掌握各主要按键的功能。

(2)每组用全站仪一测回观测水平角、竖直角、距离、高差。

二、仪器设备

每组全站仪1台(附三脚架),棱镜2套(附三脚架),对中杆1支(可再附棱镜),手钢尺1把,温度、气压计1套,自备2 H或3 H铅笔1支。

三、实验步骤

先熟悉仪器,了解仪器的主要功能,掌握各主要按键、功能的基本操作,再进行如下的观测工作,其步骤如下。

(1)在测站点O上安置全站仪,对中、整平,量取仪器高。

(2)在2～3个选定的目标点A～C上分别架设棱镜,量取镜站高。

(3)用温度、气压计测定温度、气压。

(4)开机进行参数设定,如水平角设定为右旋、竖直角设定为天顶距、测距设定为精测、目标反射设定为棱镜,并将测定的温度、气压按设定方式输入至仪器中。

(5)盘左照准起始方向点A处棱镜中心,按零设置功能键,使其读数为0°00′00″,并记录竖盘显示读数。

(6)按测回法水平角观测的步骤,测定各方向值,并同时记录各方向的竖盘显示读数,完成各方向水平角、竖直角一测回的观测工作。

(7)盘左照准A处棱镜中心,按测距键进行距离测量,然后按距离、高差转换键,记录显示的斜距、平距、高差等,有的仪器不需要按转换键,而直接在屏幕中显示各数据。

(8)再按测距键1～2次,则斜距或平距、高差共测2～3次,在对应距离的互差不超过3mm时,取相应斜距、平距、高差的平均值,作为A点的对应观测值。

(9)照准B、C点,重复步(7)、(8)操作,即测得了B、C两点对应的斜距、平距、高差观测值。

(10)将仪器设置为跟踪功能测,测距设定为连续形式,照准花杆棱镜,记录屏幕上显示的水平方向、距离、高差。

(11)再沿视线方向移动花杆棱镜,即时观察屏幕上显示数据的变化情况。

四、注意事项

(1)操作前应详细阅读仪器使用说明书。

(2)严格按操作规程操作,发现问题应及时向指导教师汇报,自己不得擅自处理。

(3)测站、各镜站严禁无人值守,以防人、车等撞倒仪器,或风吹倒仪器。

(4)望远镜严禁对向太阳,以防烧毁仪器内部的电子元件。

(5)各项观测工作,防止两人或多人按仪器各功能键,所有工作必须有序进行。

(6)若仪器数量有限,各组轮换作业时,作业组要抓紧时间,接续组在不影响其正常工作时,应在旁观看,以便为到时观测打下基础。

实验报告八

实验九　导线测量

一、目的和任务、要求

(1)基本掌握导线的布设方法及施测步骤,熟悉各作业过程。

(2)掌握导线测量的精度指标,能针对出现的问题进行总结、分析。

(3)每组完成一条至少含有3个未知点的闭合或附合导线测量。

(4)限差要求:每边的钢尺量距相对中误差不超过1/3000,或每边测距的3～4次读数之差不超过5mm,角度闭合差不超过±40″,量距(测距)导线全长相对闭合差不超过1/2000(1/4000)。

二、仪器设备

每组DJ6经纬仪1台, 30m或50m钢尺1把, 垂球2个,测钎2～3支, 记录板2块,斧头1把 ,花杆1～2根,木桩、铁钉若干,自备2 H或3 H铅笔1支。

三、实验步骤

1.选点

在测区内按要求选定4～5个导线点并订入木桩,在桩顶钉一小钉标志点位(或在水泥、沥青地面上直接钉钢钉、画十字线等方法标志点位)。对各点编号,并在实地予以标示。在记录纸上,按实地情况绘制导线略图。

2.量距(测距)

若钢尺量距则需先经纬仪定线,再往或返丈量导线边长,当往、返测的互差满足1/3000要求时,取平均值作为该边的观测结果。若为测距则每边测一测回3～4次读数,较差不超过5mm时取均值。

3.测角

用测回法按一测回测定导线的左角。参见实验四中测回法观测水平角的步骤。

4.导线的计算

当各转折角观测完毕,并满足要求后,应立即在现场计算出角度闭合差,判断其是否超限。若超限,应查明原因,及时返工。

当导线各边丈量完毕,满足要求,并且角度闭合差在限差范围以内时,应及时计算导线全长的相对闭合差,判断其是否超限。若超限,应查明原因,及时返工。

当各项限差均不超限,在导线计算表中完成导线的平差计算工作。

四、注意事项

(1)导线应用DJ6经纬仪按测回法一测回测定连接角。若为独立测区,用罗盘仪测定起始边的方位角。切勿漏测连接角(或定向角)。

(2)选定的导线点应便于安置仪器,相邻导线点间应相互通视,且便于丈量。

(3)观测水平角和距离测量时,记录员必须现场认真地填写观测方向、测量边名及其观测值,且不可事后再补,以免出错,造成不必要的返工。

(4)在导线计算前,应严格检查各种起算数据、观测数据；无误后,绘制导线观测值略图,并将各种数据标注在图上相应位置,再严格核对,方可进行导线的平差计算。

实验报告九

续表

实验十　认识GPS接收机及其使用

一、目的和任务、要求

(1)了解GPS接收机的构成,基本掌握GPS接收机的功能。

(2)熟悉GPS操作手柄(或掌上电脑、主机)各按键功能,了解GPS测量的方法及数据处理的方法。

(3)每组完成一个三角形的静态观测或1～2个点的动态观测。

二、仪器设备

每组GPS 3台套(附三脚架),同步对讲机3台,斧头1把,木桩或钢钉4～5根,小钉若干,自备2H或3H铅笔1支。

三、实验步骤

在测区内比较开阔且人流、车流较少的位置设定3个点,并编号。

(1)在各点均安置GPS接收机,对中、整平,量取仪器高。

(2)开机进行参数设定及相关数据输入,如设定静态测量模式、高度截止角、建立文件名、输入点名和仪器高等。

(3)三机观测者通话,同时按静态测量键,进行同步数据采集。

(4)根据GPS接收机间距的大小,确定数据采集时间。若距离较近(100～300m),则采集30min；略远(500～2000m),则采集45min。

(5)采集到截止时间时,三机观测者通话,存储数据,终止采集。

以上为静态数据采集。其下两步为动态数据采集或实时定位。

(6)将置于已知点的那台具有基准站功能的GPS接收机设为基准站(若无已知点,可将其中一台具有基准站功能的接收机设为基准站,已知点坐标可设为x=500.000、y=800.000,高程适位置而大致设定),输入坐标、高程、仪器高数据,连接好数传电台,启动基准站,若观察其已向外发射数据,则设定完毕。

(7)将其中一台GPS接收机作为流动站,并设定为RTK作业模式,设置文件名。在宽阔的地方竖立流动镜杆,当接收各参数达到要求时,锁定数据；在设立的文件名中,输入点名、镜杆高,存储点位数据。如此,再实时定位其他各点。

将GPS操作手柄,或掌上电脑、主机与装有数据通信、解算软件的计算机相连,进行三角形数据解算及点位解算。同时,将RTK测定的点位信息传输至计算机。最后,打印输出观测成果。

四、注意事项

(1)操作前应详细阅读仪器使用说明书。

(2)注意测站编号设置,时段设置,有效卫星个数及信噪比。

(3)数据采集期间,严禁碰动仪器和乱按各功能键,以防采集终止及损坏设备。

(4)若仪器数量有限,各组轮换作业时,作业组要抓紧时间,接续组在不影响其正常工作时,应在旁观看,以便为到时观测打下基础。

(5)观测结束,严格清点设备及附件,做好交接或送还实验室。

实验报告十

实验十一　极坐标法测设点位

一、目的和任务、要求

(1)巩固极坐标法测设点位的原理,提高“测、算、放”的基本能力。

(2)掌握极坐标法测设点位的放样元素计算、实地测设与检核的方式、方法。

(3)每组完成一个矩形建筑物4个角点的测设,并检查其位置正确:点位检查偏差的容许值为±2cm,边长检查偏差的相对误差容许值为1/1000。

二、仪器设备

每组经纬仪1台(附三脚架),30m或50m钢尺1把,花杆1根,斧头1把,木桩4个,测钎4根,红蓝铅笔1支,计算器1台,小钉若干,自备2H或3H铅笔1支。

三、实验步骤

1.已知数据和设计数据

(1)已知数据。控制点M、N的坐标分别为M(110.998,560.497)、N(111.001,700.000)。

(2)设计数据。设计一个15m×20m的矩形建筑物,其4个角点分别为A、B、C、D。其中,A点的坐标为:xA=100+班序号+yA=550+班序号+长边AB的坐标方位角为αAB=88°40′30″；计算其他各点的坐标。

2.计算测设元素

计算直线MN的坐标方位角,分析拟在何点置站,然后计算建筑物长边上的两个点的测设元素:水平角β和水平距离为D。

3.实地测设

(1)在现场选定一点作为置站的控制点,并置站；选定一合适方向,作为控制边方向,并在此方向上距仪器50m处设立一点,以标志此直线方向。

(2)先盘左照准直线方向,水平度盘置为0°00′00″；然后转动照准部,使度盘读数为某点测设的水平角值β,在此方向上略大于测设距离处临时标定一点；盘右照准直线方向,如此在上一点对应处再标定一点；再取这两点的中点,照准此中点,沿此方向测设距离,标定点位,即为测设的点位。

(3)按上述步骤(2)的方法,再测设一个长边点；然后在已测设的两个长边点上置站,以所放长边点定向,用支距法再测设其他两个点。

4.检查

方法一:在控制点置站检查,实际测量已放样各点的实际位置,计算坐标,其与设计值的点位偏差不超过±2cm。方法二:用对角线边或矩形边量距检查,其与设计值的偏差不超过1/1000的相对精度。否则,分析原因,并予改正,直至合乎要求为止。

四、注意事项

(1)这一实验具有综合性(测、算、放)、序惯性特点,测设元素的计算和实地测设必须认真、准确,方能在检查测量时符合要求。

(2)必须分析用哪一个控制点测设有利、方便后,再计算测设元素。

(3)各点测设完后,必须检查,只有符合要求,才能说明所放建筑物的位置正确。

实验报告十一

续表

实验十二　水准仪法测设高程、坡度线

一、目的和任务、要求

(1)巩固高程测设的原理,学会用水准仪测设高程点。

(2)实验为1学时每人仅测设1～2个点；为2学时每组测设点间距为10m、总长为40m～50m长的一条坡度线,其起点、终点按点测设,其他点选择方法测设。

(3)测设点位高程误差的限差,或坡度线上的点偏离坡度线偏差的限差均为±5mm。

二、仪器设备

每组水准仪1台(附三脚架),30m钢尺(或皮尺)1把,2m手钢尺1把,水准尺2根,斧头1把,木桩3～6个,红蓝铅笔1支,计算器1台,自备2 H或3 H铅笔1支。

三、实验步骤

1.已知数据和设计数据

控制点M的高程为210.000m。1学时实验:测设点为A或B,其高程分别为210.500m、210.608m。2学时实验:坡度线起点为A,高程为210.500m；坡度线的设计坡度为i‰(i=班序号+组号/10)。

2.实地测设与检查

(1)在现场选定一点作为控制点M,并钉桩、立尺；选定测设高程点的位置,或坡度线起点A的位置,并钉设木桩,也可将点选在墙上或栅栏上等。

(2)在合适处安置水准仪,读得竖立于M点上水准尺的读数为a；计算视线高H和测设点A的数据b:H=HM+a,b=HHA。如附图1-5所示。

(3)在选定点上串动水准尺,当视线读数恰为b时,用红蓝铅笔标线尺底端的位置,即为测设高程点位。在计算出另一点或坡度线终点的放样读数后,按如上方法测设。

(4)测定已放样点的高程,若偏差不大于±5mm,则点的高程测设结束；否则,依据偏差值改正。坡度线测设,还需进行后续工作。

(5)从A点起沿地面或载体量出间距为10m的1、2、…各点,计算出各点至A点的高差hAi=i‰×SAB。

附图1-5 高程测设

附图1-6 坡度线测设

(6)在合适处安置水准仪,观测A点上的水准尺,并读数,记为b0；计算各点的测设读数:bi=b0-hAi(bi＞0,正立尺；bi＜0,倒立尺)；如附图1-6所示。将立于点上的尺上下移动,当读数恰为测设读数bi时,标志尺的零端位置,即为测设位置。

(7)用测定高差或高程方法检查放样的点位是否正确。

四、注意事项

(1)因测设数据需要现场计算,故应带好计算器；计算要准确,并要复核。

(2)测设坡度线各点时,必须明确是正立,还是倒立尺的方向。

(3)各点测设完后,必须检查,只有符合要求,才能说明测设的高程位置正确。

实验报告十二

实验十三　单一圆曲线测设

一、目的和任务、要求

(1)学会计算圆曲线元素、圆曲线主点里程的方法。

(2)学会测设圆曲线主点的方法和用切线支距法、偏角法测设曲线细部点的方法。

(3)每组测设一条圆曲线的主点；选择切线支距法或偏角法测设整条圆曲线,或分别用两种方法各测设半条圆曲线。

(4)曲线测设精度要求:细部点纵向误差不超过L/2000(L为曲线长),横向误差不超过±10cm。

二、仪器设备

每组经纬仪1台(附三脚架),30m或50m钢尺1把,斧头1把,花杆2根,测钎3支,木桩、小钉、红布条若干,计算器1台,自备2 H或3 H铅笔1支。

三、实验步骤

1.已知数据

圆曲线的半径R=300m,线路右偏角α右=10°40′,交点JD的里程为K5+212.31。测设的细部点间距l=10m。

2.圆曲线元素、测设元素计算

(1)依据曲线半径R、线路偏角α右、交点里程JDK,计算圆曲线元素T、E、L、D和各主点的里程,如附图1-7所示。

(2)依据ZY、YZ点的里程,确定用整桩号法(中桩里程为10m的整倍数)测设距ZY或YZ点第一个细部点的桩距、里程。

(3)计算用切线支距法测设半条圆曲线上各点的坐标xi、yi,如附图1-8所示；计算用偏角法测设另半条圆曲线上各点的偏角Δi,如附图1-9所示。

附图1-7 圆曲线元素

附图1-8 切线支距法

附图1-9 偏角法

3.实地测设

(1)主点测设(附图1-7)。

1)在现场合适位置处,选定JD点的位置和线路方向,并钉桩及小钉标志。

2)在JD点安置经纬仪,以选定的线路方向为线路直线方向,用正倒镜分中法依据线路偏转的方向及角值,测设出线路偏转后的方向及QZ点的方向,并钉桩及小钉标志。

3)分别沿所定的线路直线方向(两个)量切线长T,定出ZY、YZ点；沿所定的QZ点方向量外矢距E,定出QZ点。各主点桩在标定时,应在木桩或红布条上标示桩号。

(2)切线支距法测设(附图1-8)。

1)仪器仍架设在JD点,照准ZY点,并从ZY点起沿视线方向,依次量距x1、x2、…,设定N1、N2、…各点。

2)将仪器迁至N1点,以JD点定向,转90°角定出支距方向,沿此方向量距y1,标定细部点P1,并标示桩号。

3)将仪器迁至N2、N3、…各点,以JD点或ZY点定向(选择长边定向),同上面第2)步,定出P2、P3、…各点,并同时标示桩号。

4)用钢尺检查邻点间距,检测值与理论值之差不超过±5mm(可适当放宽至±8mm)。若超限,分析错误或误差大的点位,给以纠正。至此,半条圆曲线测设完毕。

5)照准YZ点,重复上述步骤,可测设出另半条圆曲线。那么,整条圆曲线用切线支距法测设完毕。

(3)偏角法测设(附图1-9)。

1)将仪器迁至已放样的主点ZY点,以JD点定向,度盘配置0°00′00″。

2)正拨偏角Δ1,并延视线方向量长c1(因用整桩号法,其值不是10m),得P1点,钉入木桩及小钉,并标示桩号。

3)正拨偏角Δ2,由P1点量长l(10m),并使得端点在视线方向上,得P2点,钉入木桩及小钉,并标示桩号。

4)按上述方法测设其他点至曲中点(点QZ′),并钉入木桩及小钉,标示桩号。

5)量取细部测设的点QZ′与主点测设时的点QZ的位移f,其横向(半径方向)偏差不超过0.1m、纵向(切线方向)偏差不超过L/1000(L为测设的曲线长度)。

6)若未符合要求,检查原因,予以纠正。若符合要求,则需修正已测设的各细部点,修正量值为δi=,方向为平行于点QZ′至点QZ的方向；按移动方向及量值,将桩位移至正确的位置,如附图1-10所示。至此,半条圆曲线测设完毕。

7)将仪器迁至YZ点,以JD点定向,按上述测设、检查、修正点位的方法,即可测设出另半条圆曲线。但要注意,在这半条曲线上测设时,拨角方向是反拨角方向。如此,整条圆曲线用偏角法测设完毕。

四、注意事项

(1)一定要选择在开阔地带进行实验,以防树木、房子、围墙等阻碍而耽误时间。

(2)在实验前,务必计算好测设元素,并认真检查、核对,以防现场工作紊乱和浪费时间。现场经常要复核和计算数据,应带好计算器。

(3)曲线细部点测设完后,必须进行检查,只有符合要求,工作才能结束。否则,必须查明超限原因,对已测点位予以纠正或修正。

(4)建议半条圆曲线用切线支距法测设,另外半条圆曲线用偏角法测设。

附图1-10 点位调整

实验报告十三

实验十四　线路纵、横断面水准测量

一、目的和任务、要求

(1)加强对中视水准测量的理解,掌握纵、横断面水准测量的方法。

(2)每组用中视法测量一条200～250m长的直线段线路各中桩点的地面高程；1～2个中桩的横断面(每侧宽15～20m)；并绘制纵、横断面图。

(3)测量精度要求:中视点高程测量误差不超过±10cm；线路中桩水准测量,构成附合水准路线闭合差不超过±50mm(L为路线长,km)。

二、仪器设备

每组DS3水准仪1台,水准尺1根,尺垫2个,皮尺1把,木桩若干,斧头1把,记录板1块,方向架1个,自备2 H或3 H铅笔1支。

三、实验步骤

1.纵断面水准测量

(1)选定一条长为200～250m的路线,沿线要有一定的坡度。

(2)选定起点,桩号为0+000；从起点开始,沿线每50m用皮尺量距,钉设里程桩,并在坡度变化处钉加桩。无论整桩还是加桩,均应按里程编号。

(3)根据附近的已知水准点,用水准仪将其高程引测至0+000桩号。

(4)仪器安置在适当的位置,后视0+000桩号的水准尺,前视转点TP1(读至mm),然后依次在本段各中桩地面上立尺,读数(中视读数,读至cm)。

(5)仪器搬站,后视TP1,前视TP2；中视其段内中桩,读数。

按同样方法施测,直至线路终点,并附合到另一水准点,则纵断面水准测量结束。

2.横断面水准测量

选定1～2个横向变化较大的中桩,在其上设立方向架,并确定与线路垂直的横向方向。从中桩起沿左、右两侧的横断面方向,用皮尺量取20m内的各坡度变化点的距离(读至dm),并用水准仪测定其高程(读至cm)。

3.绘制纵、横断面图

纵断面图的水平距离比例尺为1∶2000,高程为1∶200；横断面图的水平距离和高程比例尺均为1∶200。

四、注意事项

(1)因中视点读数无检核,故读数、计算应认真细致。计算中视点高程时的视线高,取用后视点的视线高。

(2)横断面水准测量与绘图应分清左、右两侧。(3)若线路高差闭合差不超过±50mm时,不必对附合水准路线观测的高差进行调整。否则,应重测。

实验报告十四

续表