测量学实验指导.docx
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测量学实验指导
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,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
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
测站
点号
后视读数
前视读数
高差
读数差
黑面
红面
黑面
红面
黑面
红面
黑面
红面
黑面
红面
黑面
红面
黑面
红面
黑面
红面
实验2普通水准测量
掌握水准测量的观测、记录、计算和成果校核。
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=±12
mm。
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≤±12
(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
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
仪器型号:
日期:
记录:
测站
测
点
标尺读数(m)
高差(m)
高程
(m)
备注
后尺
前尺
+
-
∑
计算检核
∑a-∑b= ∑h=
HB-HA= HB-HA=∑h=∑a-∑b
fh=∑h=fh允=±12
mm=
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。
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£5mm
⑥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
课內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:
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_____________
测
站
编
号
后尺
上丝
前尺
上丝
方向
及
尺号
标尺读数
K+
黑
减
红
高
差
中
数
备
?
注
下丝
下丝
后距
前距
黑面
红面
视距差d
∑d
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
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。
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。
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:
∙① DJ2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
1、实验课前应认真阅读《测量学》教材中相关内容。
注意轴座螺旋是否松动。
2、开箱后应先看清仪器在箱内的放置情况;然后用双手取出仪器并随手关箱,将仪器安放到三脚架上时,必须是一只手抓住仪器一侧支架,另一只手托住基座底部,将仪器放置到三脚架上并立即旋紧中心连接螺旋;在架头上移动经纬仪完成对中后,也应立即旋紧中心连接螺旋,以防仪器从脚架上掉下摔坏。
3、操作仪器时,用力要均匀。
转动照准部或望远镜,要先松开制动螺旋,切不可强行转动仪器。
旋紧制动螺旋时,也不宜用力过大。
微动螺旋、脚螺旋均有一定的调节范围,应尽量使用中间部分。
4、仪器装箱时要松开水平制动和竖直制动螺旋。
竖盘自动归“0”经纬仪装箱时,要把自动归零开关旋到“OFF”位置。
5、使用带分微尺读数装置的DJ6光学经纬仪,读数时应估读到0.1¢,即62,故读数的秒值部分应为62的整倍数。
6、DJ2光学经纬仪读数前,应旋转测微手轮使度盘对径分划线重合后,方可读数。
且读数和计算均取至秒,而不取0.12。
7、使用竖盘自动归零经纬仪,竖盘读数应在竖盘指标自动归零补偿器正常工作、竖盘分划线稳定而无摆动时读取。
六、学时分配
课內2学时,课外2学时。
七、上交资料
每人上交一份实验报告
实验4经纬仪的认识与使用实验报告
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、写出下图中DJ6经纬仪各部件的名称
1)、__________________2)、__________________3)、__________________
4)、__________________5)、__________________6)、__________________
7)、__________________8)、__________________9)、__________________
10)、__________________11)、__________________12)、__________________
13)、__________________14)、__________________15)__________________
16)、__________________17)、__________________18)、__________________
19)__________________20)、__________________21)、__________________
22)、__________________
2、DJ6读数练习记录
表3-4-1 DJ6光学经纬仪水平度盘读数记录表
测站
目标
盘左读数
盘右读数
备注
3、写出下图中DJ2经纬仪各部件的名称:
1)、__________________2)、__________________3)、__________________
4)、__________________5)、__________________6)、__________________
7)、__________________8)、__________________9)、__________________
10)、__________________11)、__________________12)、__________________
13)、__________________14)、__________________15)__________________
16)、__________________17)、__________________18)、__________________
19)__________________20)、__________________21)、__________________
22)、__________________23)、__________
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