工程测量实验指导书
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工程测量实训室
实验一 水准仪的认识及使用
一、目的与要求
（1）认识DS3微倾式水准仪的基本构造，各操作部件的名称和作用，并熟悉使用方法。 （2）掌握DS3水准仪的安置、瞄准和读数方法。 （3）练习普通水准测量一测站的测量、记录和计算。
二、组织与学时
每组4人，实验时数为2学时。
三、仪器及用具
每组借DS3微倾式水准仪l 台、水准尺1对、尺垫2个，记录板1块，测伞1把。 四、实验步骤
1）认识DS3微倾式水准仪
了解各操作部件的名称和作用，并熟悉使用方法。
1、 望远镜物镜；
2、水准管；
3、簧片；
4、支架；
5、测微螺旋；
6、基座；
7、脚螺旋；
8、圆水准器；9、望远镜目镜；10、物镜调焦螺旋；11、符合气泡观察窗；
12、制动螺旋；13、微动螺旋；14、缺口；15、准星
2）水准仪的使用
水谁仪在一个测站上的操作顺序为：安置仪器--粗略整平--瞄准水淮尺--精确置平、读数。 （1）安置仪器
在测站上打开三脚架，按观测者的身高调节三脚架腿的高度，使三脚架架头大致水平，如果地面比较松软则应将三脚架的三个脚尖踩实，使脚架稳定。然后将水准仪从箱中取出平稳地安放在三脚架头上，一手握住仪器，一手立即用连接螺旋将仪器固连在三脚架头上。 （2）粗平
粗平即初步地整平仪器，通过调节三个脚螺旋使圆水准器气泡居中，从而使仪器的竖轴大致铅垂。在整平的过程中，气泡移动的方向与左手大拇指转动脚螺旋时的移动方向一致。如果地面较坚实，可先练习固定三脚架两条腿，移动第三条腿使圆水准器气泡大致居中，然后再调节脚螺旋使圆水准器气泡居中。 （3）瞄准水准尺
①目镜调焦 将望远镜对着明亮的背景(如天空或白色明亮物体)，转动目镜调焦螺旋，使望远镜内的十字丝像十分清晰。
②初步瞄准 松开制动螺旋，转动望远镜，用望远镜筒上方的照门和准星瞄准水准尺，大致进行物镜调焦使在望远镜内看到水准尺像，此时立即拧紧制动螺旋；
③物镜调焦和精确瞄准 转动物镜调焦螺旋进行仔细调焦，使水准尺的分划像十分清晰，并注意消除视差。再转动水平微动螺旋，使十字丝的竖丝对准水准尺或靠近水准尺的一侧。 （4）精平
转动微倾螺旋，从气泡观察窗内看到符合水准器气泡两端影象严密吻合(气泡居中)，此时视
（5）读数
仪器精平后，应立即用十字丝的中丝在水准尺上读数。观测者应先估读水准尺上毫米数(小于一格的估值)，然后再将全部读数报出，一般应读出四位数，即米、分米、厘米及毫米数，且以毫米为单位。如1.568m应读记为1568；0.860m应读记为0860。
读数应迅速、果断、准确，读数后应立即重新检视符合水准器气泡是否仍旧居中，如仍居中，则读数有效，否则应重新使符合水准气泡居中后再读数。
3）一测站水准测量练习
在地面选定两点分别作为后视点和前视点，放上尺垫并立尺，在距两尺距离大致相等处安置水准仪，粗平，瞄准后视尺，精平后分别对黑红两面读数；再瞄准前视尺，精平后分别对黑红两面读数。
黑红两面读数之差不得超过±3mm，两次所测高差之差不得超过±6mm。
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，严防仪器从脚架上掉下摔坏。（2）在读数前，注意消除视差；必须使符合水准器气泡居中（微倾式水准仪水准管气泡两端影象符合）。
（3）注意倒像望远镜中水准尺图形与实际图形的变化。
行操作练习。
六、上交资料
每人上交有合格读数记录手簿的报告一份。
实验二 水准测量
一、目的与要求
（1）学习用DS3水准仪作普通水准测量的实际作业方法。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）掌握普通水准测量手簿的记录及水准路线闭合差的计算方法。
二、组织与学时
每组5人，实验时数为2学时。
三、仪器及用具
每组借DS3水准仪l 台、双面水准尺1对、尺垫2个，记录板1块，测伞1把。 四、 实验步骤
1）由教师指定一已知水准点，选定一条闭合水准路线，其长度以安置7个测站为宜。一人观测、一人记录、两人立尺，施测两个测站后应轮换工种。 2）普通水准测量施测程序如下：
（1）以已知高程的水准点作为后视，在施测路线的前进方向上选取第一个立尺点（转点）作为前视点，水准仪置于距后、前视点距离大致相等的位置（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。
（2）在测站上，观测员按一个测站上的操作程序进行观测，即：安置--粗平--瞄准后视尺--精平、读数（黑面、红面）--瞄准前视尺--精平、读数（黑面、红面）。
观测员读数后，记录员必须向观测员回报，经观测员默许后方可记入记录手簿，并立即计算高差及平均高差h 。
以上为第一个测站的全部工作。
（3）第一站结束之后，记录员招呼后标尺员向前转移，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，依第一站相同的工作程序进行第二站的工作。依次沿水准路线方向施测直至回到起始水准点为止。
（4）计算闭合水准路线的高差闭合差，f h =
∑h ，高差闭合差不应大于n 12
±（mm ）
，n 为测站数。超限应重测。
五、注意事项
（1）标尺员应认真将水准尺扶直，各测站的前、后视距离应尽量相等。 （2）读数前注意消除视差，注意水准管气泡应居中。
（3）同一测站，只能用脚螺旋整平圆水准器气泡居中一次(该测站返工重测应重新整平圆水准器)。
（4）正确使用尺垫，尺垫只能放在转点处，已知水准点和待测点上不得放置尺垫。
（5）仪器未搬迁时，前、后视点上尺垫均不能移动。仪器搬迁了，后视扶尺员才能携尺和尺垫前进，但前视点上尺垫仍不得移动。
（6）若采用双面尺法，每一测站黑、红面高差之差不应大于6mm 。
六、上交资料
包含普通水准测量记录手簿及内业计算表各一份的报告。
水准测量记录手簿
实验三经纬仪的认识及使用
一、目的与要求
1）认识DJ6光学经纬仪的基本结构及主要部件的名称和作用。
2）掌握DJ6光学经纬仪的基本操作和读数方法。
二、组织与学时
每组5人，实验时数为2学时。
三、仪器及用具
每组借DJ6光学经纬仪1台，记录板1块，测钎2支。
四、实验步骤
1）认识DJ6光学经纬仪的各操作部件，掌握使用方法。
1．望远镜制动螺旋；2．望远镜物镜；3．望远镜微动螺旋；4．水平制动螺旋；5．水平微动螺旋；6．脚螺旋；7．竖盘水准管观察镜；8．竖盘水准管；9．瞄准器；10．物镜调焦环；11．望远镜目镜；12．度盘读数镜；13．竖盘水准管微动螺旋；14．光学对中器；15．圆水准器；16．基座；17．竖直度盘；18．度盘照明镜；19．照准部水准管；20．水平度盘变换手轮；21．基座底板
2）练习安置仪器
DJ6级光学经纬仪除有挂垂球对中外，还设有精度较高的光学对中器，利用光学对中器对中，其具体的操作方法如下；
(1)对中：
①将三脚架安置在测站点上，并使架头大致水平，移
动两个架腿利用光学对点器初步对准测站点，踩实脚架；
②调整仪器的三个脚螺旋，使光学对中器的中心标志对准
测站点；③伸缩三脚架腿使照准部圆水准器气泡大致居
中。④反复②、③步骤。
(2)整平：使照准部水准管轴平行于两个脚螺旋的连
线，转动这两个脚螺旋使水准管气泡居中，将照准部旋转
90°，转动另一脚螺旋使水准气泡居中，在这两个位置反
复数次，直到气泡任何方向都居小为止。若整平后发现对
中有偏差，松开中心连接螺旋，移动照准部再进行对中，
拧紧连接螺旋后仍需重新整平仪器，这样反复几次，就可
对中整平。
3）练习用望远镜精确瞄准目标。掌握正确调焦方法，消
除视差。
4）学会DJ6光学经纬仪的读数方法。读数记录于“读数记
录表”中。
5）练习配置水平度盘的方法。
五、注意事项
1）仪器从箱中取出前，应看好它的放置位置，以免装箱时不能恢复到原位。
2）将经纬仪由箱中取出并安放到三脚架上时，必须是一只手握住经纬仪的一个支架，另一只手托住基座底部，并立即旋紧中心连接螺旋，严防仪器从脚架上掉下摔坏。
3）安置经纬仪时，应使三脚架架头大致水平，以便能较快地完成对中、整平操作。
4）操作仪器时应用力均匀。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。旋紧制动螺旋时用力要适度，不宜过紧。微动螺旋、脚螺旋有一定调节范围，宜使用中间部分。5）在三脚架架头上移动经纬仪完成对中后，要立即旋紧中心连接螺旋。
6）读数时应估读到0.1′，即6″，故读数的秒值部分应是6″的整倍数。
六、上交资料
报告一份
实验四 水平角观测(DJ 6)
一、目的与要求
掌握用DJ6光学经纬仪按测回观测法测水平角的方法及记录、计算方法，了解各项限差。
二、组织与学时
每组5人，实验时数为1.5学时。
三、仪器及用具
每组借DJ6光学经纬仪1台，记录板1块，测钎2支。
四、实验步骤
测回法为测定某一单独的水平角的最常用
的方法。设测站为B ，右目标为A ，左目标为 C ，测定水平角β，义方法与步骤如下：
(1)经纬仪安置于测站B ，经过对中和整平，盘左位置(垂直度盘在望远镜左边)瞄准左目标C ，得读数a ，记下该水平度盘读数；
(2)瞄准右目标A ，得读数b ，记下该水平度盘读数；
(3)计算盘左半测回测得的水平角值： βL =b -a
(4)倒转望远镜成盘右位置(垂直度盘在望远镜右边)，瞄准右目标A ，得读数b /，记下该水平度盘读数；
(5)瞄准左目标C ，得读数a /，记下该水平度盘读数； (6)计算盘右半测回测得的水平角值：
βR =b /-a /
(7)如果βL 与βR 的差值不大于40″，则取其平均位作为一个全测回(简称一测回)的水平角值：
)(2
1R L βββ+=
(8)一测回观测完毕，该角进行下一个测回观测时，先用水平度盘变换手轮，改变度盘读数约180°/n （n 为测回数），然后再进行下一个测回观测。
观测时，每一水平度盘读数均当场记人附表，并当场计算半测回角值和平均角值。 五、注意事项
1）要旋紧中心连接螺旋和纵轴固定螺旋，防止仪器事故。
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水平角观测的误差。 3）为避免发生错误，在同一测回观测过程中，切勿碰动水平度盘变换手轮。
4）记录员听到观测员读数后必须向观测员回报，经观测员默许后方可记人手簿，以防听错而记错。
5）观测过程中，若照准部水准管汽泡偏离居中位置，其值不得大于一格。同一测回内若气泡偏离居中位置大于一格则该测回应重测。不允许在同一个测回内重新整平仪器。不同测回，则允许在测回间重新整平仪器。
六、上交资料
每人上交一份有合格观测数据的报告
实验五竖直角观测
一、目的与要求
1）了解经纬仪竖盘注记形式，掌握竖直角及竖盘指标差的计算公式。
2）掌握竖直角观测、记录、计算。
二、组织与学时
每组5人，实验时数为0.5学时。
三、仪器及用具
每组借DJ6光学经纬仪1台，记录板1块，测伞1把。
四、实验步骤
1、写出竖直角及竖盘指标差的计算公式
安置仪器，转动望远镜，观测竖盘读数的变化，确定竖盘注记形式。
（1）当望远镜视线上倾，竖盘读数增加，则竖直角
α＝瞄准目标时竖盘读数－视线水平时竖盘读数；
（2）当望远镜视线上倾，竖盘读数减少，则竖直角
α＝视线水平时竖盘读数－瞄准目标时竖盘读数。
2、竖直角观测
选定远处一觇标（标牌或其它明显标志）作为目标，采用中丝法测竖直角。一人观测，一人记录，分别对三个目标用中丝法观测竖直角一测回。
（1）在测站上安置仪器，对中、整平。
（2）盘左：依次瞄准各目标，使十字丝的中横丝切目标于某一位置。
（3）转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数L。记录并计算盘左半测回竖直角值。
（4）盘右：观测方法同（2）、（3）步，读取竖盘读数R。记录并计算盘右半测回竖直角值。（5）计算指标差及一测回竖直角值。指标差变化容许值为25″，如果超限，则应重测。然后交换工种，进行另一测回的竖直角观测。
五、注意事项
（1）务必弄清计算竖直角和指标差的公式。
（2）对同一目标观测时，要用十字丝横丝切准同一部位。
（3）每次读数前都要使指标水准管气泡居中；对于带竖盘自动补偿器的仪器，需要在观测前打开补偿器，收仪器前一定关闭补偿器，防止损坏补偿器。
（3）计算竖直角和指标差时，应注意正、负号
六、上交资料
每人上交一份有合格观测数据的报告
实验六 经纬仪导线测量
一、实习目的
掌握经纬仪导线外业观测和内业计算的方法。用J6经纬仪和钢尺测4~6个导线点的闭合导线外业工作和内业计算。
二、组织与学时
每组4人，实验时数为2学时。
三、仪器及工具
DJ 6经纬仪1台，罗盘仪1台，钢尺1副，测钎1组，斧子1把，木桩及小钉若干，自备铅笔、小刀等。
四、实验步骤
（一）外业观测
（1）选点：根据选点注意事项，在测区内选定4～6个导线点组成闭合导线（边长不短于30m ），在各导线点打下木桩，钉上小钉标定点位，绘出导线略图。
（2）量距：用钢尺往、返丈量各导线边的边长（读至mm ），若相对误差小于1/3000，则取其平均值。
（3）测角。采用经纬仪测回法观测闭合导线各转折角（内角），每角观测一个测回，若上、下半测回差不超±40″，则取平均值。若为独立测区，则需用罗盘仪观测起始边的磁方位角。
（4）计算角度闭合差和导线全长相对闭合差。外业成果合格后，内业计算各导线点的坐标。
（二）内业计算
（1）检查核对所有已知数据和外业数据资料。
（2）角度闭合差的计算和调整：
角度闭合差：?β=∑β—（n-2）?180o 限差：?β允=±40″n
角度闭合差调整：反号平均分配?β，对β改正；
（3）坐标方位角的推算：
若顺时针编号时：α前=α后+180o-β右；若逆时针编号时：α前=α后+β左-180o
由起始边AB 算起，应在算回AB ，并校核无误。
（4）坐标增量计算：
⊿x AB =D AB 2cos α
AB ⊿y AB =D AB 2sin αAB
（5）坐标增量闭合差的计算和调整：
纵坐标增量闭合差：?x =∑⊿X 测
横坐标增量闭合差：?y =∑⊿y 测
导线全长绝对闭合差：?=
22y x f f + 导线全长相对闭合差：K= ∑D f
若K ﹤2000
1，符合精度要求，可以平差。将?x 、?y 按符号相反，边长成正比例的原则分配给各边的坐标增量，余数分给长边。各边分配数如下：
Vxi=-∑D
f x 2Di Vyi=-∑D f y
2Di
分配后要符合：
∑Vx=- ?X
∑Vy=- ?Y
（6）坐标计算：
若干与国家控制点连测，可假定起点坐标。
x B =x A +⊿x AB
y B =y A +⊿y AB
由A 算起，应再算回A 并校核无误。 五、注意事项
（1）选点时注意方便安置仪器，相邻导线点间应互相通视且便于量距；若边长较短，测角时应特别意提高对中和瞄准的精度。
（2）做好分工，有计划地进行实验，使每个同学能做到整个过程的各个工序。
六、上交资料
每人上交一份有合格观测数据和计算成果的报告
实验七碎部测量
一、实验目的
了解经纬仪配合量角器测图的方法和步骤，掌握在一个测站上的测绘工作。
二、组织与学时
每组4人，实验时数为2学时。
三、仪器及工具
经纬仪1台，小平板1副，皮尺1把，量角器1个，三角板1副，小钢卷尺1把，小针1根。自备橡皮、铅笔、可编程序计算器。
四、实验步骤
(1)在测站上安置经纬仪，对中、整平、定向(选择起始零方向，使水平度盘对零)。然后量取仪器高i。
(2)图板安置在测站点附近，在图纸上定出测站点位置，画上起始方向线，将小针钉在测站点上，并套上量角器使之可绕小针自由转动。
(3)每个碎部点的施测顺序一般为：跑尺员到碎部点后观测员瞄准碎部点，读取水平度盘的读数及中丝读数，调节竖盘指标水准管微动螺旋使指标水准管气泡居中或打开竖盘补偿器，读取竖盘读数。量距员量视线长度。计算员先将水平距离算出向绘图员报告，然后再将碎部点的高程算出并向绘图员报告。绘图员先按水平度盘读数安置好量角器的位置，再按水平距离展出碎部点的位置，最后按算出的高程标注出碎部点的高程。碎部点的位置用点表示，它的高程标注在点的右边。
(4)按照实际地物形状连接各地物点。
五、注意事项
(1)测定碎部点只用盘左位置，故观测前需校正竖盘指标差，使其小于1′。
(2)观测员报出水平角后，绘图员随即将零方向线对准量角器上水平角读数。待报出平距和高程后，马上展绘出该碎部点。
(3)比较平坦的地区，可用“平截法”测定碎部点，将竖盘读数对准L＝90o (竖盘水准管气泡居中)，读出中丝读数v，即可算出该点高程H＝H0+i-v。量取视距为平距。
(4)每测30个碎部点要及时检查零方向，此工作称为归零，归零差不得超过5′。
六、上交资料
1、地形图一张
2、碎部测量手簿一本。
碎部测量手簿
测区：测站：仪器高：指标差：
实验八建筑物轴线测设和高程测设
一、实验目的
(1)掌握建筑物轴线测设的基本方法。
(2)掌握建筑施工中高程测设的基本方法
二、组织与学时
每组4人，实验时数为2学时。
三、仪器及工具
DJ6经纬仪1台，DS3水难仪1台，钢尺1把，花杆1支，水准尺1支、记录板1块，斧子1把，木桩6只，测钎2支，计算器1只。
四、实验步骤
1、控制点布设和设计数据
建筑物轴线测设和高程测设首先需要有控制点。为此，在空旷地面选择A、B两点，先打下一木桩作为A点，桩顶画十字线，以交点为中心，用钢尺丈量一段50.000m的距离定出B点(同样打木桩，校顶画十字线)。设A，B点的坐标为：
x A＝100.000m，x B＝100.000m
y A＝100.000m，y B＝150.000m
设A点的高程为10.000m（可根据场地情况更改）。假设以上数据为已有控制点的已知数据。
设计建筑物的某轴线点P1、P2的坐标和高程如下：
x1=108.360m，x2=108.360m
y l=105.240m，y2=l25.240m
H l=10.150m，H2=10.150m
2．测设[放样]数据的计算
设在控制点A，B用极坐标法测设轴线点P1，P2的平面位置及用水准仪测设高程。
在附表“极坐标法测设数据计算”表中计算所需数据，并画一建筑物轴线测设略图。
3．极坐标法轴线点平面位置测设
(1)安置经纬仪于A点，瞄准B点，变换水平度盘位置使读数为0°00′00″；逆时针旋转
?)，用测钎在地面标出该方向，在该方向上从A点量水平距照准部，使水平度盘读数为(360°-
1
离D1，打下木桩；再重新用经纬仪标定方向和用钢尺量距，在木桩上定出P1点。
(2)再安置经纬仪于B点，用类似方法测设P2点(不同之处为瞄准A点后，照准部顺时针旋?角)。
转
2
(3) 用钢尺丈量P1，P2点的距离，与根据两点设计坐标算得的两点间水平距离差数不应大于10mm。
4．轴线点高程测设
水准仪安置于与A点、P1点、P2点大致等距离之处，A点木桩上立水准尺，读得后视读数a，根据A点的高程H A，求得水准仪的视线高程(仪器高程)H i：
H i=H A十a
则P1，P2点上水准尺应有读数为：
b＝H i一H P
则P1，P2点上水准尺应有读数为：
b＝H i一H P
在P1，P2点旁边木桩侧面立水准尺，上下移动水准尺，读数逐渐达到b为止。尺底高程即为点的设计高程，对齐尺底在木桩上划线即为测设点。
五、注意事项
(1)测设数据各人应独立计算，互相将计算结果进行校核，证明正确无误后再进行测设。
(2)轴线点的平面位置测没好以后，应进行两点间的距离校核。
(3)点高程测设实际应采用双面尺法或变仪器高法，两次测设点位差8mm以内。
六、上交资料
实验结束时，上交“极坐标法测设数据计算”及“高程测设数据计算”。