工程测量实验教程DOC.docx

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工程测量实验教程DOC

第一章《工程测量》实践环节教学指导

二、工程测量课程实验

1、项目名称

工程测量课程实验

2、测量实验的一般规定

（1）实验前必须阅读《测量学》的有关章节，实验的相应项目及实习任务书。

（2）实验分小组进行，组长负责组织和协调实验工作，办理所用仪器和工具的借领和归还手续。

凭组长或组员的学生证借用仪器。

（3）实验及实习应在规定的时间内进行，不得无故缺席或迟到、早退；应在指定的场地进行，不得擅自改变地点。

（4）必须遵守实验室的《测量仪器工具的借用规则》。

学生必须听从教师的指导，严格按照实验及实习要求，认真、按时、独立地完成任务。

（5）实验及实习结束时，应把观测记录、实验实习报告及实习有关资料交指导教师审阅。

经教师认可后，方可收装仪器和工具、作必要的清洁工作，向实验室归还仪器和工具，结束实验或实习。

3、测量仪器使用规则和注意事项

测量仪器历来属于比较贵重的设备，尤其是目前向精密光学、机械化、电子化方向发展，使其功能日益先进的同时，其价格也更为昂贵。

对测量仪器的正确使用、精心爱护和科学保养，是从事测量工作的人员必须具备的素质和应该掌握的技能，也是保证测量成果的质量、提高测量工作效率、发挥仪器性能和延长仪器使用年限的必要条件。

为此，制定下列测量仪器使用规则和注意事项，在测量实验及实习中应严格遵守执行。

3-1仪器工具的借用。

（1）以实验小组为单位共用测量仪器和工具，按实验小组的编号在指定地点凭学生证向实验室人员办理借用手续。

（2）借用时，按本次试验的仪器和工具清单当场清点检查，实物与清单是否相符，器件是否完好，然后领出。

（3）搬运前，必须检查仪器箱是否锁好，搬运时必须轻取轻放，避免剧烈震动和碰撞。

（4）实验结束，应及时收装仪器、工具、清除接触土地的部件（脚架、尺垫等）上的泥土，送还借用处检查验收。

如有遗失或损坏，应写出书面报告说明情况，进行登记，并应按有关规定赔偿。

3-2仪器的安装

（1）先将仪器的三脚架在地面安置稳妥，安置经纬仪的脚架必须与地面点大致对中，架头大致水平。

若为泥土地面，应将脚尖踩入土中，若为坚实地面，应防止脚尖有滑动的可能性，然后开箱取仪器。

仪器从箱中取出之前，应看清仪器在箱中的正确安放位置，以避免装箱时发生困难。

（2）取出仪器时，应先松开制动螺旋，用双手握住支架或基座，轻轻安放到三脚架头上，一手握住仪器，一手拧紧连接螺旋，使仪器与三脚架连接牢固。

（3）安装好仪器后，随即关闭仪器箱盖，防止灰尘等进入箱内。

严禁坐在仪器箱上。

3-3仪器的使用

（1）仪器安装在三脚架上后，不论是否在观测，必须有人守护，禁止无关人员拨弄，避免路过行人、车辆碰撞。

（2）仪器镜头上的灰尘，应该用仪器箱中的软毛刷拂去或用镜头纸轻轻擦去，严禁用手指或手帕等擦拭，以免损坏镜头上的药膜，观测结束应及时套上物镜盖。

（3）在阳光下观测，应撑伞防晒，雨天禁止观测；对于电子测量仪器，在任何情况下均应撑伞防护。

（4）转动仪器时，应松开制动螺旋，然后平稳转动；使用微动螺旋时，应先旋紧制动螺旋（但切不可拧得过紧）；微动螺旋不要旋到顶端，即应使用中间的一段螺纹。

（5）仪器在使用中发生故障时，应及时向指导教师报告，不得擅自处理。

3-4仪器的搬迁

（1）在行走不便的地段搬迁测站或远距离迁站时，必须将仪器装箱后再搬。

（2）近距离或在行走方便的地段迁站时，可以将仪器连同三脚架一起搬迁。

先检查连接螺旋是否转紧，松开制动螺旋，如为经纬仪，则将望远镜物镜向着度盘中心，均匀收拢各三脚架腿，左手托住仪器的支架或基座，右手抱住脚架，稳步行走。

严禁斜扛仪器于肩上进行搬迁。

（3）迁站时，应带走仪器所有附件及工具等，防止遗失。

3-5仪器的装箱

（1）实验结束，仪器使用完毕，应清除仪器上的灰尘，套上物镜盖，松开各制动螺旋，将脚螺旋调至中段并使大致同高。

一手握住仪器支架或基座，一手旋松连接螺旋使与脚架脱离，双手从脚架头上取下仪器。

（2）仪器放入箱内，使正确就位，试关箱盖，确认放妥（若箱盖合不上口，说明仪器位置未放置正确，应重放，切不可强压箱盖，以免损伤仪器），再拧紧仪器各制动螺旋，然后关箱、搭扣、上锁。

（3）清除箱外的灰尘和三脚架尖上的泥土。

（4）清点仪器附件和工具。

3-6测量工具的使用

（1）使用钢尺时，应使尺面平铺地面，防止扭转、打圈，防止行人踩踏或车轮碾压，尽量避免尺身沾水。

量好一尺段再向前量时，必须将尺身提起离地，携尺前进，不得沿地面拖尺，以免磨损尺面刻划甚至折断钢尺。

钢尺用毕，应将其擦净并涂油防锈。

（2）皮尺的使用方法基本上与钢尺的使用方法相同，但量距时使用的拉力应小于钢尺，皮尺沾水的危害更甚于钢尺，皮尺如果受潮，应晾干后再卷入盒内，卷皮尺时切忌扭转卷入。

（3）使用水准尺和标杆时，应注意防止受横向压力，防止竖立时倒下，防止尺面分划受磨损。

标杆更不能作棍棒使用。

（4）小件工具（如垂球、测钎、尺垫等）用完即收，防止遗失。

4、记录、计算注意事项

（1）实验及实验所得各项数据的记录和计算，必须按记录格式用2H铅笔认真填写。

字迹清楚并随观测随记录。

不准先记在草稿纸上，然后誊入记录表中，更不准伪造数据。

（2）观测者读出数字后，记录者应将所记数字复诵一遍，以防听错、记错。

（3）记录错误时，不准用橡皮擦去，不准在原数字上涂改，应将错误的数字划去，并把正确的数字记录在原数字上方。

（4）记录数字要全，不得省略零位。

如水准尺读数1.300，度盘读数151°00′00″，127°02′06″中的“0”均应填写。

（5）简单的计算及必要的检验，应在测量进行时完成。

（6）测量数据运算应根据所取位数，按“四舍六入，五前单进、双不进”的规则进行数字凑整。

如数字1.2335和1.2345取值均为1.234。

5、水准仪的认识与使用

5-1目的要求

（1）了解S3级水准仪的各部件名称及作用；

（2）练习水准仪的安置、瞄准、精平与读数；

（3）测量地面两点间的高差。

5-2仪器工具

S3级水准仪，1；水准尺，1；记录本，1；伞，1。

5-3实验方法与步骤

（1）安置仪器；

1）将脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，并将脚架尖踩入土中；

2）用连接螺旋将仪器固连在脚架上；

3）粗略整平：

先转动一对脚螺旋，后转动另一脚螺旋使圆气泡居中。

注意气泡的移动方向与左手拇指运动方向一致（左手拇指法则）。

（2）瞄准水准尺、精平与读数；

1）甲立水准尺与某地面点上，乙松开水准仪制动螺旋，用准星和照门粗瞄水准尺，固定制动螺旋，用微动螺旋使目标大致位于视场中央；

2）转动目镜进行对光，看清十字丝，再转动物镜对光螺旋看清物象。

如有视差，则应仔细进行物镜对光消除视差；

3）转动微倾螺旋使符合水准器气泡两端的影像吻合（即成一圆弧状），也称精平；

4）读数：

用中丝在水准尺上读取四位读数，即米、分米、厘米及毫米位。

读数时应先估出毫米数，然后按米、分米、厘米及毫米读出四位数。

（3）测量地面两点之间的高差。

1）在地面选定A、B两个较坚固的点。

2）在A、B两点之间安置水准仪，仪器至A、B两点的距离大致相等。

3）树立水准尺于点A上。

瞄准水准尺，精平后读数，即为后视读数，记入表中。

4）再将水准尺立于点B。

瞄准水准尺，精平后读取前视读数，并记入表中。

5）计算A、B两点的高差，并记入表中。

hAB=后视读数—前视读数

5-4记录格式

表2-1水准测量记录表

日期：

天气：

班级：

小组：

仪器编号：

观测：

记录：

测站

后视读数

前视读数

高差（m）

备注

6、水准测量

6-1目的要求

（1）练习室外水准测量的观测、记录、计算与检核的方法。

（2）测定一闭合水准线路，求得高差闭合差，应满足高差闭合差容许值的要求：

。

6-2仪器工具

S3级水准仪，1；水准尺，2；记录本，1；伞，1。

6-3实验方法与步骤

（1）在地面选定B、C、D三个坚固点作为待定高程点，BM.A作为已知高程点，其高程值由教师提供。

安置仪器于A点和转点TP.1之间，步测前后距离大致相等，进行粗略整平和目镜对光。

观测编号为1。

（2）后视A点上的水准尺，精平，读取后视读数，记入手簿；

（3）前视TP.1水准尺，精平，读取前视读数，记入手簿；

（4）升高（或降低）仪器高度10cm以上，重复2、3步骤；

（5）计算测量的高差，要求两次测得的高差之差不大于6mm，满足则取其平均值作为该段平均高差；

（6）迁至第二站继续观测。

沿选定的路线，将仪器迁至TP.1前方，仍用第一站施测的方法，后视TP.1，前视B点，以此连续设站观测，最后回至A点；

（7）计算校核：

后视读数之和减前视读数之和应等于高差之和，也等于平均高差之和的二倍，作为计算校核；

（8）高差闭合差的计算与调整；

（9）计算各待定点高程：

根据已知高程点A的高程和改正后的高差计算B、C、D、A4点的高程，最后算得A点的高程应与其已知值相等，以资校核

6-4注意事项

（1）每次读数值之前，应进行精平并消除视差；

（2）应使前后视距大致相等，且水准尺上读数位置距离地面不应小于0.3m；

（3）在已知高程点和待定高程点上不能放置尺垫。

转点用尺垫时，应将水准尺置于尺垫半圆球的顶点上；

（4）尺垫应踏入土中或置于坚固地面上，观测过程中不得碰动仪器或尺垫，迁站时应保护前视尺垫不得移动。

6-5记录与计算

表2-2水准测量记录表

日期：

天气：

班级：

小组：

仪器编号：

观测：

记录：

测站

点号

后视读数

前视读数

高差

平均高差

高程

备注

计算校核

表2-3水准测量记录表

测段

点号

距离（m）

测站数

实测高差（m）

改正数（m）

改正后高差（m）

高程（m）

备注

辅助计算

fh=每测站改正数：

fh容=

7、DJ6级光学经纬仪的使用

7-1目的要求

（1）了解J6经纬仪各部件的名称及作用；

（2）练习经纬仪对中、整平、瞄准与读数的方法，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。

7-2仪器工具

J6经纬仪，1；测钎，1；伞，1。

7-3实验方法与步骤

（1）经纬仪安置

1）在地面打一木桩，桩顶钉一小钉或划十字作为测站点；

2）松开三脚架，安置于测站上，使高度适当，架头大致水平，挂上垂球。

移动三脚架，使垂球尖大致对准测站点，踩紧三脚架；

3）打开仪器箱，双手握住仪器支架，将仪器从箱中取出，置于架头上。

一手紧握支架，一手拧紧连接螺旋；

4）略微松开连接螺旋，双手扶住基座，在架头上平移仪器，使垂球尖端对准测站点，再拧紧连接螺旋；

5）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，两手以相反方向，同时转动脚螺旋，使气泡居中，注意气泡的移动方向与左手拇指的转动方向一致；

6）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，转动第三只脚螺旋，使气泡居中；

7）重复上述步骤⑤、⑥，直到仪器转到任何方向，气泡中心不偏离水准管零点一格为止。

（2）瞄准目标

1）将望远镜对向天空，转动目镜使十字丝清晰；

2）用望远镜上的概略瞄准器瞄准目标，再从望远镜中观看，如目标位于视场内可固定望远镜制动螺旋和水平制动螺旋；

3）转动物镜对光螺旋使目标影像清晰，再调节望远镜和照准部微动螺旋，在靠近十字丝中心位置，使竖丝平分目标（或将目标夹在双丝中间）；

4）眼睛左右微微移动，检查有无视差，如有，转动物镜对光螺旋消除。

（3）读数

1）打开反光镜，调节反光镜使读数窗亮度适当，转动读数显微镜的目镜，看清读数窗分划，仔细区分水平度盘读数窗与竖盘读数窗及测微尺最小格值；

2）使用分微尺读数：

读数由位于分微尺中的刻划线注记读出；小于1°的数值，以分微尺零刻划作为指标线，在分微尺上读出，估读至0.1′（故秒值为6秒的整数倍）；

3）盘左瞄准一目标，读出水平度盘读数，纵转望远镜，盘右再瞄准目标，读数，两次读数之差约为180°，以此检核读数是否正确。

每人按上述步骤瞄准三个目标进行三组读数。

（4）记录格式

表2-4水平角测量记录表

目标

盘左读数

°′″

盘右读数

°′″

备注

7-4注意事项

（1）经纬仪对中时，应使三脚架架头大致水平，否则会导致仪器平整困难；

（2）经纬仪整平时，应检查各个方向水准管气泡的居中，其偏差应在规定范围以内；

（3）用望远镜瞄准目标时必须消除视差；

（4）用分微尺进行读盘读数时，可估读至0.1´，估读必须准确。

8、测回法测量水平角

8-1目的要求

1、掌握测回法测量水平角的操作方法、记录及计算；

2、每人对同一角度观测一测回以上，上、下两半测回角值之差不得超过40″（或0.7´），各测回角值差不得大于40″。

8-2仪器工具

DJ6经纬仪，1；测钎，1；记录本，1；伞，1。

8-3实验方法与步骤

（1）每组选一测站点O，安置仪器，对中、整平后，再任选A，B两个目标；

（2）盘左位置，先瞄准目标A，后拨度盘变换器，使水平度盘读数略大于零，读数a1，记入手簿；

（3）顺时针方向转动照准部，瞄准B目标，读数b1，盘左测得∠AOB角为：

；

（4）变换成盘右，分别瞄准B、A，读数a2，b2，盘右测得∠AOB角为：

；

（5）若上下两个半测回角值之差不大于40″，取其平均值作为所测结果：

；

（6）观测第二测回时，应将起始方向A的度盘安置90度附近，各测回之间角值之差不得超过40″。

8-4注意事项

（1）安置经纬仪时，与地面点的对中误差应小于3mm；

（2）瞄准目标时，应尽量瞄准目标底部，以减少由于目标倾斜引起的水平角观测的误差。

8-5记录格式

表2-5测回法观测手簿

日期

天气

班级

小组

仪器型号

观测

记录

测站

竖盘位置

目标

水平度盘读数°′″

半测回角值°′″

一测回角值°′″

各测回平均角值°′″

备注

左

右

左

右

左

右

左

右

左

右

左

右

左

右

左

右

9、全圆方向观测法测量水平角

9-1目的要求

（1）练习使用全圆方向观测法观测水平角的操作方法、记录和计算；

（2）在半测回中归零差不得超过18″；

（3）各测回方向值的较差不得超过24″。

9-2仪器工具

DJ6经纬仪，1；测钎，1；记录本，1；伞，1。

9-3实验方法与步骤

（1）在测站点O安置仪器，对中、整平后，选定A、B、C、D四个目标；

（2）盘左瞄准起始目标A，并使水平度盘读数略大于零，读数并记录；

（3）顺指针方向转动照准部，依次瞄准B、C、D、A各目标，分别读取水平度盘读数并记录，归零差不得超过18″；

（4）纵转望远镜变换成盘右，依次瞄准A、D、C、B、A各目标，分别读取水平度盘读数并记录，归零差不得超过18″；

（5）计算

1）计算两倍照准误差2C值

；

2）计算各方向的平均读数

；

3）计算归零后的方向值

将各方向的平均读数分别减去起始方向OA的平均读数，即得各方向的归零方向值。

（6）第二人观测时，起始方向的度盘读数安置于900附近，同法观测第二测回；

（7）各测回同一方向归零方向值的互差不得超过24″，取其平均值，作为该方向的结果。

9-4注意事项

（1）应选择远近适中、易于瞄准的清晰目标作为第一目标（起始方向）；

（2）测回间应变换水平度盘位置。

9-5记录格式

表2-6全圆方向观测法观测手簿

日期：

天气：

班级：

小组：

仪器编号：

观测：

记录：

测站

测回数

目标

盘左

°′″

盘右

°′″

2C

″

平均读数

°′″

归零后方向值

°′″

归零方向平均值°′″

略图

10、竖直角测量以及经纬仪竖盘指标差的检验

10-1目的要求

（1）练习竖直角观测、记录及计算的方法；

（2）了解竖盘指标差的计算方法；

（3）同一组所测得的竖盘指标差的互差不得超过25″。

10-2仪器工具

DJ6经纬仪，1；花杆，1；记录本，1；伞，1。

10-3实验方法与步骤

（1）在测站点O安置仪器，对中、整平后，选定A、B两个目标；

（2）先观察竖盘注记形式并写出竖直角的计算公式：

盘左将望远镜大致放平，观察竖盘读数，然后将望远镜慢慢上仰，观察读数变化情况，若读数减小，则计算竖直角的计算公式等于视线水平时的读数减去瞄准目标时的读数，反之，则相反；

（3）盘左，用十字丝中横丝切于A目标顶端，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使气泡居中，读取竖盘读数L，记入手簿并计算出竖直角αL；

（4）盘右，同法观测A目标，读取盘右读数R，记入测量手簿并算出竖直角αR；

（5）计算竖盘指标差：

或

；

（6）计算竖直角平均值：

或

；

（7）同法测定B目标的竖直角并计算出竖盘指标差。

同组测得指标差的互差不得超过25″。

10-4注意事项

（1）进行竖直角观测瞄准目标时，横丝应通过目标的集合中心或切于目标的顶部；每次竖直度盘读数前，应使竖盘水准管气泡居中或确认竖盘倾斜补偿为开；

（2）计算竖直角和指标差时，应注意正、负号。

10-5记录格式

表2-7竖直角观测手簿

日期

天气

班级

小组

仪器代号

观测

记录

测站

目标

竖盘位置

竖盘读数

°′″

半测回竖直角

°′″

指标差

′″

一测回竖直角

°′″

竖盘注记形式

11、距离丈量

11-1目的要求

（1）掌握钢尺量距的一般方法；

（2）要求往、返丈量距离，相对误差不大于1/3000。

11-2仪器工具

钢尺，1；标杆，2；木桩，1；斧，1；测钎，5；记录本，1。

11-3实验方法和步骤

（1）在地面选择相距约100m的A、B两点，打下木桩，桩顶钉一小钉或画十字作为点位；

（2）在A、B两点的外侧树立标杆；

（3）后尺手执尺零端，插一根测钎于起始点A，前尺手持尺盒并携带其余测钎沿AB方向前进，行至一尺段处停下；

（4）一人立于B点后1～2m处定线，指挥持标杆者将标杆左右移动，使其插在AB方向上；

（5）后尺手将尺零点对准点A，前尺手沿直线拉紧钢尺，在尺末端插下测钎，完成一尺段测量。

后尺手拔起A点测钎与前尺手共同举尺前进。

同法继续丈量其余各尺段；

（6）最后，不足一整尺段时，前尺手将某一整数分划对准B点，后尺手在尺零端读出厘米及毫米数，两数相减求得余长。

往测全长：

，（n——整尺段数，l——钢尺长度，q——余长）；

（7）同法由B至A进行返测，但必须重新进行直线定线；

（8）计算往、返丈量结果的平均值及相对误差，若超过1/3000须重测。

11-4注意事项

（1）使用钢尺时，不得让车辗、人踏，也不准在地面上拖拉。

尺身应平直不得有扭结，用后应及时擦去污垢并涂油防锈；

（2）钢尺拉出和卷入时不应过快，否则易出现拉不出或卷不进等故障；

（3）不得握住尺盒拉紧钢尺，以防钢尺末端从盒内拉出。

表2-8距离丈量手簿

日期：

天气：

班级：

小组：

仪器编号：

观测：

记录：

测线

往测长度

（m）

返测长度

（m）

往返之差

（m）

往返测平均值

（m）

相对误差

12、测设水平角与水平距离

12-1目的要求

（1）练习用精确方法测设已知水平角，要求角度误差不超过±40″；

（2）练习测设已知水平距离，要求相对误差不大于1/5000。

12-2仪器工具

经纬仪，1；钢尺，1；木桩，5；测钎，6；斧，1；伞，1；记录本，1；水准仪，1；水准尺，1；温度计，1；弹簧秤，1；

12-3实验方法和步骤

（1）测设角值为β的水平角

1）在地面选A、B两点并打桩，作为已知方向；

2）安置经纬仪于B点，转动照准部瞄准A点并使水平度盘读数为0o00′00″（或略大于0o）；

3）松开照准部制动螺旋，顺时针方向转动照准部，使度盘读数为β（或A方向读数+β），在此方向距离B点为DBC（略短于1尺段）处打一木桩为C点，并在桩顶标出视线方向和C点点位；

4）用测回法观测∠ABC两个测回，若测回之间的角值互差不超过40″，取其平均值为β1；

5）计算改正数

；

6）过C点作BC的垂线，沿垂线向外（

）或向内（

）量取CC′定出C′点，则∠ABC′即为要测设的β角；

7）检核：

用测回法再重新