工程测量学课间实验报告数据版.docx
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工程测量学课间实验报告数据版
实习四全站仪三维坐标放样
一、实习目的及要求
1．熟悉全站仪的基本操作。
2．掌握极坐标法测设点平面位置的方法。
3．要求每组用极坐标法放样至少4个点。
二、仪器设备与工具
每组全站仪1台、棱镜2个、对中杆1个、钢卷尺1把、记录板1个。
三、实习方法与步骤
1．测设元素计算：
如图4-1所示，A、B为地面控制点，现欲测设房角点P，则首先根据下面的公式计算测设数据：
（1）计算AB、AP边的坐标方位角：
图4-1极坐标测设原理
（2）
计算AP与AB之间的夹角：
（3）计算A、P两点间的水平距离：
注：
以上计算可由全站仪内置程序自动进行。
2．实地测设：
（1）仪器安置：
在A点安置全站仪，对中、整平。
（2）定向：
在B点安置棱镜，用全站仪照准B点棱镜，拧紧水平制动和竖直制动。
（3）数据输入：
把控制点A、B和待测点P的坐标分别输入全站仪。
全站仪便可根据
内置程序计算出测设数据D及β，并显示在屏幕上。
（4）测设：
把仪器的水平度盘读数拨转至已知方向β上，拿棱镜的同学在已知方向
线上在待定点P的大概位置立好棱镜，观测仪器的同学立刻便可测出目前点位与正确点位的偏差值△D及△β（仪器自动显示），然后根据其大小指挥拿棱镜的同学调整其位置，直至观测的结果恰好等于计算得到的D和β，或者当△D及△β为一微小量（在规定的误差范围内）时方可。
四、注意事项
1．不同厂家生产的全站仪在数据输入、测设过程中的某些操作可能会稍不一样，实际工作中应仔细阅读说明书。
2．在实习过程中，测设点的位置是有粗到细的过程，要求同学在实习过程中应有耐心，相互配合。
3．测设出待定点后，应用坐标测量法测出该点坐标与设计坐标进行检核。
4．实习过程中应注意保护仪器和棱镜的安全，观测的同学不应擅自离开仪器。
全站仪三维坐标放样记录表
日期：
_____年___月___日天气：
_____仪器型号：
____________组号：
______
观测者：
_______________记录者：
_______________立棱镜者：
___________________
已知：
测站点A的三维坐标X=100m，Y=100m，H=m。
定向点B的三维坐标X=50m，Y=135m，H=m。
量得：
测站仪器高=m，前视点的棱镜高=m。
测站点
定向点
测设点
测设元素
测设点的设计坐标
备注
X
Y
Z
A
B
P1
D=45.000
115.5786
142.217
β=75°15′45″
P2
D=50.000
123.758
143.995
β=83°22′41″
P3
D=56.000
129.934
147.328
β=87°19′14″
P4
D=68.000
148.4775
147.686
β=100°28′47″
测设点
检核测出的测设点坐标
备注
X
Y
Z
测设点
设计坐标与测设坐标的差值
备注
△X
△Y
△Z
实习五线路纵断面测量
一、实习目的及要求
1．熟悉水准仪的使用。
2．掌握线路纵断面测量方法。
3．掌握纵断面图的绘制方法。
4．要求每组完成约100m长的路线纵断面测量
二、仪器设备与工具
1．由仪器室借领：
水准仪1台、水准尺2根、尺垫2个、皮尺1把、木桩若干个、榔头1把、记录板1块、测伞1把。
2．自备：
铅笔、计算器、直尺、格网绘图纸一张。
三、实习方法与步骤
1.准备工作
（1）指导教师现场讲解测量过程、方法及注意事项。
（2）在给定区域，选定一条约100m长的路线，在两端点钉木桩。
用皮尺量距，每10m处钉一中桩，并在坡度及方向变化处钉加桩，在木桩侧面标注桩号。
起点桩桩号为0+000，如图1所示。
图1纵断面测量
2.纵断面测量
（1）水准仪安置在起点桩与第一转点间适当位置作为第一站（I），瞄准（后视）立在附近水准点BM上的水准尺，读取后视读数a（读至毫米），填入记录表格，计算第一站视线高HI（=HBM+a）。
（2）统筹兼顾整个测量过程，选择前视方向上的第一个转点TP1，瞄准（前视）立在转点TP1上的水准尺，读取前视读数b（读至毫米），填入记录表格，计算转点TP1的高程（HTP1=HI-b）。
（3）再依此瞄准（中视）本站所能测到的立在各中桩及加桩上的水准尺，读取中视读数Si（读至厘米），填入记录表格，利用视线高计算中桩及加桩的高程（Hi=HI-Si）。
（4）仪器搬至第二站（Ⅱ），选择第二站前视方向上的2号转点TP2。
仪器安置好后，瞄准（后视）TP1上的水准尺，读数，记录，计算第二站视线高HII；观测前视TP2上的水准尺，读数，记录并计算2号转点TP2的高程HTP2。
同法继续进行观测，直至线路终点。
（5）为了进行检核，可由线路终点返测至已知水准点，此时不需观测各中间点。
3.纵断面图的绘制
外业测量完成后，可在室内进行纵断面图的绘制。
纵断面图：
水平距离比例尺可取为1︰1000，高程比例尺可取为1︰100。
纵断面图绘制在格网纸上。
四、注意事项
1．纵断面测量要注意前进的方向。
2．中间视因无检核条件，所以读数与计算时，要认真细致，互相核准，避免出错。
3．线路往、返测量高差闭合差的限差应按普通水准测量的要求计算，
，式中n为测站数。
超限应重新测量。
线路中桩纵断面测量外业记录表
日期：
_____年___月___日天气：
_____仪器型号：
____________组号：
________
观测者：
_______________记录者：
_______________司尺者：
_____________________
测点
及桩号
水准尺读数（m）
视高线
（m）
高程
（m）
后视
中视
前视
实习六线路横断面测量
一、实习目的及要求
1．熟悉水准仪的使用。
2．掌握线路横断面测量方法。
4．掌握横断面图的绘制方法。
5．要求每组完成约100m长的路线横断面测量任务。
二、仪器设备与工具
1．由仪器室借领：
水准仪1台、水准尺2根、尺垫2个、皮尺1把、花杆2根、方向架1个、榔头1把、木桩若干个、记录板1块、测伞1把。
2．自备：
铅笔、计算器、直尺、格网绘图纸一张。
三、实习方法与步骤
1.准备工作
（1）指导教师现场讲解测量过程、方法及注意事项。
（2）在给定区域，选定一条约100m长的路线，在两端点钉木桩。
用皮尺量距，每10m处钉一中桩，并在坡度及方向变化处钉加桩，在木桩侧面标注桩号。
起点桩桩号为0+000。
2.横断面测量
首先，在里程桩上，用方向架确定线路的垂直方向，如图6-1所示。
然后在中桩附近选一点架设水准仪，以中桩为后视点，在垂直中线的左右两侧20m范围内坡度变化处立前视尺，如图6-2所示，读数（读至厘米即可）、记录，中桩至左、右两侧各坡度变化点的距离用皮尺丈量，读至分米。
最后将数据填入横断面测量记录表中。
图6-1横断面方向的确定
图6-2水准仪法横断面测量
3.横断面图的绘制
外业测量完成后，可在室内进行横断面图的绘制。
绘图时一般先将中桩标在图中央，再分左右侧按平距为横轴，高差为纵轴，展出各个变坡点。
绘出的横断面图。
水平距离比例尺可取为1︰100，高程比例尺可取为1︰50。
横断面图绘制在格网纸上。
四、注意事项
1．横断面测量要注意前进的方向及前进方向的左右。
2．中间视因无检核条件，所以读数与计算时，要认真细致，互相核准，避免出错。
3．横断面水准测量与横断面绘制，应按线路延伸方向划定左右方向，切勿弄错，横断面图绘制最好在现场绘制。
4．横断面测量的方法很多，除了本次实习的水准仪法外，还可采用花杆皮尺法、经纬仪法等。
5．曲线的横断面方向为曲线的法线方向，或者说是中桩点切线的垂线方向。
具体确定方法可参考教材。
线路中桩横断面测量外业记录表
日期：
_____年___月___日天气：
_____仪器型号：
____________组号：
________
观测者：
_______________记录者：
_______________司尺者：
_____________________
左侧（单位：
m）
桩号
右侧（单位：
m）
…………
…………
实习七圆曲线主点测设
一、实习目的及要求
1．掌握圆曲线主点里程的计算方法。
2．掌握圆曲线主点的测设方法与测设过程。
二、仪器设备与工具
1．由仪器室借领：
经纬仪1台、木桩3个、测钎3个、皮尺1把、记录板1块、测伞1把。
2．自备：
计算器、铅笔、小刀、计算用纸。
三、实习方法与步骤
1.在平坦地区定出路线导线的三个交点（JD1、JD2、JD3），如图7-1所示，并在所选点上用木桩标定其位置。
导线边长要大于30m，目估右转角右145。
图7-1圆曲线主点测设
2.在交点JD2上安置经纬仪，用测回法观测出右，并计算出右转角右。
右＝180－右
3.假定圆曲线半径R＝100m，然后根据R和右，计算曲线测设元素L、T、E、D。
计算公式如下：
切线长
；曲线长
外距
；切曲差
4.计算圆曲线主点的里程（假定JD2的里程为K2+300.00）。
计算列表如下：
JD2K2300.00
）T
ZY
）L
YZ
）L/2
QZ
）D/2
JD2K2300.00（检核计算）
5.测设圆曲线主点：
（1）在JD2上安置经纬仪，对中、整平后照准JD1上的测量标志。
（2）在JD2—JD1方向线上，自JD2量取切线长T，得圆曲线起点ZY，插一测钎，作为起点桩。
（3）转动经纬仪并照准JD3上的测量标志，拧紧水平和竖直制动螺旋。
（4）在JD2—JD3方向线上，自JD2量取切线长T，得圆曲线终点YZ，插一测钎，作为终点桩。
（5）用经纬仪设置右/2的方向线，即右的角平分线。
在此角平分线上自JD2量取外距E，得圆曲线中点QZ，插一测钎，作为中点桩。
6.站在曲线内侧观察ZY、QZ、YZ桩是否有圆曲线的线形，以作为概略检核。
7.小组成员相互交换工种后再重复
（1）、
（2）、（3）的步骤，看两次设置的主点位置是否重合。
如果不重合，而且差得太大，那就要查找原因，重新测设。
如在容许范围内，则点位即可确定。
圆曲线主点测设数据记录表
日期：
班级：
组别：
观测者：
记录者：
交点号
交点里程
K2+168.405
转角观测结果
盘位
目标
水平度盘读数
半测回右角值
右角
转角
盘左
盘右
曲线元素
R（半径）（切线长）20.779E（外距）
转角8°12′12″L（曲线长）D（切曲差）
主点里程
ZY桩号：
QZ桩号：
YZ桩号
主点测设方法
测设草图
测设方法
1、架仪JD2，后视JD1，量取TH，得ZH点；
2、后视JD3，量取TH，得HZ点；
3、在分角线上量取EH，得QZ点。
备
注
实习八圆曲线详细测设——偏角法
一、实习目的及要求
1.掌握用偏角法详细测设圆曲线时测设元素的计算方法；
2.掌握用偏角法进行圆曲线详细测设的方法和步骤。
3.要求各小组成员在实习过程中要交换工种。
二、仪器设备与工具
1．由仪器室借领：
经纬仪1台、木桩若干个、测钎3个、皮尺1把、记录板1块、测伞1把。
2．自备：
计算器、铅笔、小刀、计算用纸。
三、实习方法与步骤
1.测设原理：
偏角法测设的实质就是角度与距离的交会法，它是以曲线起点ZY或曲线终点YZ至曲线上任一点Pi的弦长与切线T之间的弦切角Δi（即偏角）和相邻点间的弦长ci来确定Pi点的位置。
如图8-1所示。
偏角法测设的关键是偏角计算及测站点仪器定向。
偏角及弦长的计算公式如下：
图8-1偏角法测设原理
其中弦长与其对应圆弧的弧弦差为：
由上式可知，圆曲线半径越大，其弧弦差越小。
因此，当圆曲线半径较大时，且相邻两点间的距离不超过20m时，可用弧长代替相应的弦长，其代替误差远小于测设误差。
2.测设方法：
圆曲线详细测设前首先应把圆曲线主点测设出来，在此基础上再进行详细测设。
偏角法详细测设圆曲线又分为长弦法和短弦法。
如图8-1所示，若在ZY点架设仪器，长弦法即在用仪器根据偏角标出了每个点的方向后，都是以ZY点为起点量取其弦长ci与视线的交点定出待定点的。
长弦法测设出的各点没有误差积累问题。
短弦法则是在用仪器根据偏角标出了每个点的方向后，是以前一个测设出的曲线点为起点量取整桩间距c0与视线的交点来定出待定点的，所以短弦法存在误差积累问题。
下面以短弦法为例说明测设步骤：
（1）根据本次实习给定的数据计算出测设元素。
（2）在圆曲线起点ZY点安置经纬仪，对中、整平。
（3）转动照准部，瞄准交点JD（即切线方向），并转动变换手轮，将水平度盘读数配置为0°00′00″。
（4）根据计算出的第一点的偏角值Δ1转动照准部，转动照准部时要注意转动的方向，当路线是如图8-1所示右转时，则顺时针转动照准部直至水平度盘读数为Δ1（此时称为正拨）；当路线是左转时，则逆时针转动照准部直至水平度盘读数为360°-Δ1（此时称为反拨）。
然后以ZY为起点，在望远镜视线方向上量出第一段相应的弦长c1定出第一点P1并打桩。
（5）根据第二个偏角值的大小Δ2转动照准部，定出偏角方向。
再以P1为圆心，以c0（整桩间距）为半径画圆弧，与视线方向相交得出第二点P2，设桩。
（6）按照上一步的方法，依次定出曲线上各个整桩点点位，直至曲中点QZ，若通视条件好，可一直测至YZ点。
四、注意事项
1.本次实习是在实习七的基础上进行的，所以在进行本实习前对实习七的实习方法及
步骤应非常熟悉和了解。
2．计算定向后视读数时先画出草图，以便认清几何关系，防止计算错误；
3．注意偏角方向，区分正拔和反拨；
4．中线桩以板桩标定，上书里程，面向线路起点方向。
5.偏角法进行圆曲线详细测设也可从圆直点YZ开始，以同样的方法进行测设。
但要注意偏角的拨转方向及水平度盘读数，与上半条曲线是相反的。
6.偏角法测设时，拉距是从前一曲线点开始，必须以对应的弦长为直径画圆弧与视线方向相交，获得该点。
7.由于偏角法存在测点误差累积的缺点，因此一般由曲线两端的ZY、YZ点分别向QZ点施测。
五、实习数据：
已知圆曲线的R=200m，交点JD里程为K10+110.88m，试按每10m一个整桩号，来阐述该圆曲线的主点及偏角法整桩号详细测设的步骤（转角视实习场地现场测定）。
偏角法详细测设圆曲线数据记录表
日期：
班级：
组别：
观测者：
记录者：
交点号
交点里程
K10+110.88
转角观测结果
盘位
目标
水平度盘读数
半测回右角值
右角
转角
盘左
盘右
曲线元素
R（半径）（切线长）54.478E（外距）
转角0°28′28″L（曲线长）D（切曲差）
主点里程
ZY桩号：
QZ桩号：
YZ桩号
各中桩的测设数据计算表
桩号
各桩至起点（ZY或YZ）的曲线长度li（m）
偏角值Δi
°′″
偏角读数（水平度盘读数）
°′″
相邻桩间弧长（m）
相邻桩间弦长（m）
ZY
0
00000
00000
0
0
K10+60
3.598
03055
3592905
3.598
3.598
K10+70
13.598
15652
3580308
10
9.997
K10+80
23.598
32249
3563711
10
9.989
K10+90
33.598
44845
3551115
10
9.974
K10+100
43.598
61442
3534518
10
9.953
QZ
K10+110
52.778
73336
73336
10
9.928
K10+120
42.778
60739
60739
10
9.949
K10+130
32.778
44142
44142
10
9.976
K10+140
22.778
31546
31546
10
9.990
K10+150
12.778
14949
14949
10
9.998
K10+160
2.778
02353
02353
2.778
2.778
YZ
略图：
计算：
检核：
实习九圆曲线详细测设——切线支距法
一、实习目的及要求
1.学会用切线支距法详细测设圆曲线。
2.掌握切线支距法测设数据的计算及测设过程。
二、仪器设备与工具
1.由仪器室借领：
经纬仪1台、皮尺1把、小目标架3根、测钎若干个、方向架1个、记录板1块。
2.自备：
计算器、铅笔、小刀、记录计算用纸。
三、实习方法与步骤
1．切线支距法原理：
切线支距法是以曲线起点YZ或终点ZY为坐标原点，以切线为X轴，以过原点的半径为Y轴，根据曲线上各点的坐标（X，Y）进行测设，故又称直角坐标法。
如图9-1所示，设P1、P2…为曲线上的待测点，li为它们的桩距（弧长），其所对的圆心角为
，由图可以看出测设元素可由下式计算：
式中：
图9-1切线支距法测设原理
2.测设方法
（1）在实习前首先按照本次实习所给的数据计算出所需测设数据。
（2）根据所算出的圆曲线主点里程测设圆曲线主点，其测设方法可参考实习七。
（3）将经纬仪置于圆曲线起点（或终点），标定出切线方向，也可以用花杆标定切线方向。
（4）根据各里程桩点的横坐标用皮尺从曲线起点（或终点）沿切线方向量取x1、x2、x3……，得各点垂足，并用测钎标记之，如图9-1所示。
（5）在各垂足点用方向架标定垂线，并沿此垂线方向分别量出y1、y2、y3……，即定出曲线上P1、P2、P3……各桩点，并用测钎标记其位置。
（6）从曲线的起（终）点分别向曲线中点测设，测设完毕后，用丈量所定各点间弦长来校核其位置是否正确。
也可用弦线偏距法进行校核。
五、实习数据
已知：
圆曲线的半径R=100m，JD2的里程为K4+296.67，桩距l=10m，按切线支距整桩距法设桩，试计算各桩点的坐标（x，y），并详细测设此圆曲线（转角视实习场地现场测定）。
切线支距法详细测设圆曲线数据记录表
日期：
班级：
组别：
观测者：
记录者：
交点号
交点里程
K4+298.87
转角观测结果
盘位
目标
水平度盘读数
半测回右角值
右角
转角
盘左
盘右
曲线元素
R（半径）（切线长）50.000E（外距）
转角3°07′48″L（曲线长）D（切曲差）
主点桩号
ZY桩号：
QZ桩号：
YZ桩号
各中桩的测设数据
桩号
曲线长
x
y
备注
ZY
0
0
0
K4+250
3.33
3.33
0.055
K4+260
13.33
13.291
0.887
K4+270
23.33
23.119
2.709
K4+280
33.33
32.716
5。
503
K4+290
43.33
41.987
9.241
QZ
K4+300
39.399
38.3876
7。
675
K4+310
29.399
28.977
4.290
K4+320
19。
399
19.278
1.876
K4+330
9.399
9.385
0.441
YZ
0
0
0
略图：
计算：
检核：
实习十用切线支距法测设带有缓
和曲线段的圆曲线
一、实习目的及要求
1.会用切线支距法测设带有缓和曲线段的平曲线。
2.会计算曲线测设所需数据。
二、仪器与工具
1.仪器室借领：
经纬仪1台、钢尺或皮尺1把、十字方向架1个、小目标架3根、测钎6根、记录板1块。
2.自备：
计算器、铅笔、小刀、计算用纸。
三、实习方法与步骤
1.主点测设
（1）选定JD1、JD2、JD3，目估使路线转角为35左右，相邻交点间距不小于80m。
（2）在JD2安置经纬仪，测定右角，设置分角线方向，并计算转角。
（3）假定JD2的里程桩号，根据实习场地的具体情况选定曲线半径R、缓和曲线长Ls。
（4）计算曲线元素，如图10-1所示，曲线元素的计算式子如下：
图10-1带有缓和曲线的圆曲线
（5）计算曲
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