1、测量学实验须知一、实验与实习目的及有关要求 1.测量学实验的目的一方面是为了验证、巩固课堂所学的知识；另一方面是熟悉测量仪器的构造和使用方法，培养学生进行测量工作的基本操作技能，使学到的理论与实践紧密接合。 2.在实验课前，应复习教材中的有关内容，认真仔细地预习实验指导书，明确目的要求、方法步骤及注意事项，完成预习报告，以保证按时完成实验和实习任务中相应项目。明确目的要求、方法步骤及注意事项，以保证按时完成实验和实习任务。 3.实验分组进行，组长负责组织和协调实习工作，办理仪器、工具的借领和归还手续。每人都必须认真、仔细地操作，培养独立工作能力和严谨的科学态度，同时要发扬互相协作精神。实验或实
2、习应在规定时间内进行，不得无故缺席、迟到或早退；不得擅自改变地点或离开现场。实验过程中或结束时，发现仪器工具有遗失、损坏情况，应立即报告指导老师，同时要查明原因，根据情节轻重，给予适当赔偿和处理。 4.实验指导老师要强调保护仪器、人人动手、互相协作。 二、使用测量仪器、工具注意事项 以小组为单位到指定地点领取仪器、工具，借领时，应当场清点检查，如有缺损，可以报告实验室管理员给予补领或更换。搬仪器及仪器使用过程中，注意保护好仪器。 1.携带仪器前，注意检查仪器箱是否扣紧、锁好，拉手和背带是否牢固，并注意轻拿轻放。开箱时，应将仪器箱放置平稳。开箱后，记清仪器在箱内安放的位置，以便用后按原样放回。提
3、取仪器时，应双手握住支架或基座轻轻取出，放在三脚架上，保持一手握住仪器，一手拧紧连接螺旋，使仪器与三脚架牢固连接。仪器取出后，应关好仪器箱，严禁箱上坐人。 2.不可置仪器于一旁而无人看管。应撑伞，防止仪器日晒雨淋。 3.若发现透镜表面有灰尘或其它污物，须用软毛刷和镜头纸轻轻拂去。严禁用手帕、粗布或其它纸张擦拭，以免磨坏镜面。 4.各制动螺旋勿拧过紧，以免损伤，各微动螺旋勿旋转至尽头，防止失灵。 5.近距离搬站，应放松制动螺旋，一手握住三脚架放在肋下，一手托住仪器，放置胸前稳步行走。不准将仪器斜扛肩上，以免碰伤仪器。若距离较远，必须装箱搬站。 6.仪器装箱时，应松开各制动螺旋，按原样放回后试关一
4、次，确认放妥后，再拧紧各制动螺旋，以免仪器在箱内晃动，最后关箱上所。 7.水准尺、标杆不准用作担抬工具，以防弯曲变形或折断。 8.使用钢尺时，应防止扭曲、打结和折断，防止行人踩踏和车辆碾压，以免尺身着水。携尺前进时，应将尺身离地提起，不得在地面上拖行，以防损坏刻划。用完钢尺，应擦净、涂油，以防生锈。 三记录与计算规则 1.实验所得各项数据的记录和计算，必需按计录格式用2H铅笔认真填写。字迹应清楚并随观测随记录，不准伪造数据。 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。 2.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写在原数字的上方。并记
5、录成果修改后或观测成果废去后，都应在备注栏说明原因（如测错、记错或超限等）。 3.禁止连续更改数字，例如：水准测量中的红、黑面读数；角度测量中的盘左、盘右读数；距离丈量中的往测与返测结果等，均不能同时更改，否则，必须重测。 简单的计算与必要的检核，应在测量现场及时完成，确认无误后方可迁站。 4.数据运算应根据所取数字，按“四舍六入；若是五，前是单则进，前是双则舍”的规则进行数字凑整。 实验一自动安平水准仪的认识和使用高程是确定地面点位的主要参数之一。水准测量是高程测量的主要方法之一，水准仪是水准测量所使用的仪器。本实验通过对微倾水准仪及自动安水准仪的认识和使用，使同学们熟悉水准测量的常规仪器、
6、附件、工具，正确掌握水准仪的操作。 一、实验性质 本实验为验证性实验，实验时数安排为2学时。 二、目的和要求 了解微倾式水准仪及自动安平水准仪的基本构造和性能，以及各螺旋名称及作用，掌握使用方法。 了解脚架的构造、作用，熟悉水准尺的刻划、标注规律及尺垫的作用。练习水准仪的安置、瞄准、精平、读数、记录和计算高差的方法。 三、仪器和工具 借领：自动安平水准仪1台、脚架1个、水准尺2根。自备：铅笔、草稿纸。 四、方法步骤 仪器介绍。 指导教师现场通过演示讲解水准仪的构造、安置及使用方法；水准尺的刻划、标注规律及读数方法。老师要强调保护仪器、人人动手、互相协作。选择场地架设仪器。 从仪器箱中取水准仪时
7、，注意仪器装箱位置，以便用后装箱。认识仪器。 对照实物正确说出仪器的组成部分，各螺旋的名称及作用。粗整平。 先用双手按相对(或相反)方向旋转一对脚螺旋，观察圆水准器气泡移动方向与左手拇指运动方向之间运行规律，再用左手旋转第三个脚螺旋，经过反复调整使圆水准器气泡居中。 瞄准。 先将望远镜对准明亮背景，旋转目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；再用望远镜瞄准器照准竖立于测点的水准尺，旋转对光螺旋进行对光；最后旋转微动螺旋，使十字丝的竖丝位于水准尺中线位置上或尺边线上，完成对光，并消除视差。 读数。 用十字丝中丝读取米、分米、厘米、估读出毫米位数字，并用铅笔记录。 如图1所示，十字丝中丝的读数为0907mm，
8、或0.907m；十字丝下丝的读数为0989mm（或0.989m）；十字丝上丝的读数为0825mm（或0.825m）。 图1观测水准尺读数 计算。 读取立于两个或更多测点上的水准尺读数，计算不同点间的高差。 五、注意事项 三脚架应支在平坦、坚固的地面上，架设高度应适中，架头应大致水平，架腿制动螺旋应紧固，整个三脚架应稳定。安放仪器时应将仪器连接螺旋旋紧，防止仪器脱落。 各螺旋的旋转应稳、轻、慢，禁止用蛮力，最好使用螺旋运行的中间位置。瞄准目标时必须注意消除误差，应习惯先用瞄准器寻找和瞄准。 前、后视距应大致相等；立尺时，应站在水准尺后，双手扶尺，以使尺身保持竖直。读数前，应仔细对光以消除视差(反
9、复次第调节俩调焦螺旋)。读数时不要忘记精平。注意勿将上、下丝的读数误读成中丝读数。 观测过程中不得进行粗平。若圆水准器气泡发生偏离，应整平仪器后，重新观测。实验结束后，每人完成一份测量实验报告。 实验二水准测量 高程是确定地面点位的主要参数之一。水准测量是高程测量的主要方法之一。本实验要求同学们进一步熟悉水准测量的常规仪器、附件、工具，以及水准仪的正确操作，完成闭合水准路线普通水准测量的内外业工作。 一、实验性质 综合性实验，实验时数安排为2学时。二、目的和要求 (1)练习水准路线的选点、布置； (2)掌握普通水准测量路线的观测、记录、计算检核以及集体配合、协调作业的施测过程； (3)掌握水准
10、测量路线成果检核及数据处理方法；(4)学会独立完成一条闭合水准测量路线的实际作业过程。 三、仪器和工具 借领：自动安平水准仪1台、脚架1个、水准尺2根。自备：铅笔、草稿纸。 四、方法步骤 首先，老师要强调保护仪器、人人动手、互相协作。 根据教师给定（或自选）的已知高程点，在测区选点。选择24个待测高程点，标明点号，形成一条闭合水准路线。 在距已知高程点（起点）与第一个待测点大致等距离处架设水准仪，在起点与第一个待测点上竖立尺。 仪器整平后便可进行观测，同时记录观测数据。 第一站施测完毕，检核无误后，水准仪搬至第二站，第一个待测点上的水准尺立尺位置不变，尺面转向仪器；另一把水准尺竖立在第二个待测
11、点上，进行观测，依此类推。 当两点间距离较长或两点间的高差较大时，在两点间可选定一或两个转点作为分段点，进行分段测量。在转点上立尺时，尺子应立在尺垫上的凸起物顶上。 水准路线施测完毕后，应求出水准路线高差闭合差，以对水准测量路线成果进行检核。 在高差闭合差满足要求（()km40Lfh=容，单位mm）时，对闭合差进行调整，求出数据处理后各待测点高程。 五、注意事项 三脚架应支在平坦、坚固的地面上，架设高度应适中，架头应大致水平，架腿制动螺旋应紧固，整个三脚架应稳定。 安放仪器时应将仪器连接螺旋旋紧，防止仪器脱落。 各螺旋的旋转应稳、轻、慢，禁止用蛮力，最好使用螺旋运行的中间位置。瞄准目标时必须注
12、意消除误差，应习惯先用瞄准器寻找和瞄准。 前、后视距应大致相等；立尺时，应站在水准尺后，双手扶尺，以使尺身保持竖直。读数前，应仔细对光以消除视差。 读数时不要忘记精平。注意勿将上、下丝的读数误读成中丝读数。 观测过程中不得进行粗平。若圆水准器气泡发生偏离，应整平仪器后，重新观测。双仪器高法进行测站检核时，两次所测得的高差之差应小于等于6mm。应做到边测量，边记录，边检核，若误差超限应立即重测。闭合水准路线高差闭合差 =h fh， 容许值Nfh12=容或()km40Lfh=容单位mm。 发现异常问题应及时向指导教师汇报，不得自行处理。实验结束后，每人完成一份测量实验报告。实验三经纬仪的认识与使用
13、 角度测量是测量的基本工作之一，经纬仪是测定角度的仪器。通过本实验可使同学们了解光学经纬仪的组成、构造，经纬仪上各螺旋的名称、功能；熟悉角度测量。 一、实验性质 验证性实验，实验时数安排为2学时。 二、目的和要求 了解DJ6光学经纬仪的基本构造以及主要部件的名称与作用。较为熟练掌握经纬仪的安置方法。 了解光学经纬仪竖盘、水平盘的构造、注记形式，完成设置度盘读数；正确使用经纬仪，读数并记录。 三、仪器和工具 1.借领：DJ6光学经纬仪1台、记录板1块、测伞1把。2.自备：铅笔、计算器。 四、实验方法与步骤 仪器讲解。 指导教师现场讲解DJ6光学经纬仪的构造，各螺旋的名称、功能及操作方法，仪器的安
14、置及使用方法。老师要强调保护仪器、人人动手、互相协作。 安置仪器。 各小组在给定的测站点上架设仪器（从箱中取经纬仪时，应注意仪器的装箱位置，以便用后装箱）。在测站点上撑开三脚架，高度应适中，架头应大致水平；然后把经纬仪安放到三脚架的架头上。安放仪器时，一手扶住仪器，一手旋转位于架头底部的连接螺旋，使连接螺旋穿入经纬仪基座压板螺孔，并旋紧螺旋。 认识仪器。对照实物正确说出仪器的组成部分、各螺旋的名称及作用。对中。使用两种方法对中，即垂球对中和光学对中器对中。方法一：垂球对中 在架头底部的连接螺旋的小挂钩上挂上垂球。 平移三脚架，使垂球尖大致对准地面上的测站点，并注意使架头大致水平，踩紧三脚架。
15、稍松底座下的连接螺旋，在架头上平移仪器，使垂球尖精确对准测站点(对中误差应小于等于3mm)，最后旋紧连接螺旋。 方法二：光学对中器对中 将仪器中心大致对准地面测站点。 通过旋转光学对中器的目镜调焦螺旋，使分划板对中圈清晰；通过推、拉光学对中器的镜管进行对光，使对中圈和地面测站点标志都清晰显示。 移动脚架或在架头上平移仪器，使地面测站点标志位于对中圈内。 逐一松开三脚架架腿制动螺旋并利用伸缩架腿（架脚点不得移位）使圆水准器气泡居中，大致整平仪器。 调脚螺旋使照准部水准管气泡居中，整平仪器。 检查对中器中地面测站点是否偏离分划板对中圈。若发生偏离，则松开底座下的连接螺旋，在架头上轻轻平移仪器，使地
16、面测站点回到对中器分划板刻对中圈内。 检查照准部水准管气泡是否居中。若气泡发生偏离，需再次整平，即重复前面过程，最后旋紧连接螺旋。（按方法二对中仪器后，可直接进入步骤） 整平。 转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋，同时相对（或相反）旋转这两只脚螺旋（气泡移动的方向与左手大拇指行进方向一致），使水准管气泡居中；然后将照准部绕竖轴转动90，再转动第三只脚螺旋，使气泡居中。如此反复进行，直到照准部转到任何方向，气泡在水准管内的偏移都不超过刻划线的一格为止。 瞄准。 取下望远镜的镜盖，将望远镜对准天空（或远处明亮背景），转动望远镜的目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰；然后用望远镜上的照门和准星瞄准远处
17、一线状目标（如：远处的避雷针、天线等），旋紧望远镜和照准部的制动螺旋，转动对光螺旋（物镜调焦螺旋），使目标影像清晰；再转动望远镜和照准部的微动螺旋，使目标被十字丝的纵向单丝平分，或被纵向双丝夹在中央。 读数。 瞄准目标后，调节反光镜的位置，使读数显微镜读数窗亮度适当，旋转显微镜的目镜调焦螺旋，使度盘及分微尺的刻划线清晰，读取落在分微尺上的度盘刻划线所示的度数，然后读出分微尺上0刻划线到这条度盘刻划线之间的分数，最后估读至1的0.1位。（如图2所示，水平度盘读数为11701.9，竖盘读数为9036.2）。 图2DJ6光学经纬仪读数窗 设置度盘读数。 利用光学经纬仪配置的复测扳手，设置度盘读数。要
18、改变水平度盘读数，首先要旋转照准部，观察水平度盘读数的变化，使水平度盘读数为一定值，按下复测扳手将照准部和水平度盘卡住；再将照准部（带着水平度盘）转到需瞄准的方向上，打开复测扳手，使其复位。 了解竖盘部分各部件的名称与作用。上下转动望远镜，观察竖盘读数的变化规律，确定出竖直角的推算公式。 记录。 用2H或3H铅笔将观测的角度读数记录在表格中。 五、注意事项 观测过程中，若发现气泡偏移超过一格时，应重新整平仪器并重新观测该测回。对中误差应小于3mm。 测量水平角瞄准目标时，应尽可能瞄准其底部，以减少目标倾斜所引起的误差。日光下测量时应避免将物镜直接瞄准太阳。 仪器安放到三脚架上或取下时，要一手先
19、握住仪器，以防仪器摔落。 使用中，若发现仪器功能异常，不可擅自拆卸仪器，应及时报告实验指导教师或实验室工作人员。实验四使用经纬仪观测水平角、竖直角 角度测量是测量的基本工作之一。通过本实验可使同学们了解导线测量的理论；熟悉水平角和竖直角的测量即内业整理。 一、实验性质 验证性实验，实验时数安排为2学时。 二、目的和要求 1.掌握测回法观测水平角的观测、记录和计算方法。2.掌握竖直角观测、记录、计算的方法。 三、仪器和工具 1.借领：DJ6光学经纬仪1台、记录板1块、测伞1把。2.自备：铅笔、计算器。 四、实验方法与步骤 首先，老师要强调保护仪器、人人动手、互相协作。1.观测水平角 在选定某点O
20、，安置好经纬仪，选择2个点，设标志，分别以A，B命名。将O点作为测站点，安置经纬仪进行对中、整平。 置望远镜位于盘左位置（也称正镜位置），瞄准左边第一个目标A。 利用光学经纬仪配置的复测扳手，设置度盘读数。将水平度盘读数拨到0或略大于0的位置上，再将照准部（带着水平度盘）转动，瞄准左边第一个目标A。打开复测扳手，使其复位。再瞄准目标A，读数并做好记录。（只测一个测回，也可不作度盘读数设置） 按顺时针方向，转动望远镜瞄准右边第二个目标B，读取水平度盘读数，记录，并在观测记录表格中计算盘左上半测回水平角值（B目标读数-A目标读数）。 将望远镜盘左位置换为盘右位置（即倒镜位置），先瞄准右边第二个目标
21、B，读取水平度盘读数，记录。 按逆时针方向，转动望远镜瞄准左边第一个目标A，读取水平度盘读数，记录，并在观测记录表格中计算出盘右下半测回角值（B目标读数-A目标读数）。 两个上、下半测回角值，取平均求出一测回平均水平角值。2.观测竖直角 在给定的测站点上安置经纬仪，对中、整平； 选定远处较高的建（构）筑物，如：水塔、楼房上的避雷针、天线等作为目标，也可自己设定目标。 用望远镜盘左位置瞄准目标，用十字丝中丝切于目标顶端。 读取竖盘读数L，在记录表格中做好记录，并计算盘左上半测回竖直角值a左。再用望远镜盘右位置瞄准同一目标，同法进行观测，读取竖盘读数R，记录并计算盘右下半测回竖直角值a右。 计算竖
22、盘指标差()()-+=-=3602 121 LRx左右aa，在满足限差（|x|25）要求的情况下，计算上、下半测回竖直角的平均值()右左aaa+=2 1 ，即一测回竖角值。（只要求 一个测回。 五、注意事项 观测过程中，若发现气泡偏移超过一格时，应重新整平仪器并重新观测该测回。尽量使用光学对中器进行对中，对中误差应小于3mm。 测量水平角瞄准目标时，应尽可能瞄准其底部，以减少目标倾斜所引起的误差。在观测过程中，对同一目标应用十字丝中丝切准同一部位。 光学经纬仪在上下两个半测回观测过程中，注意避免碰动复测扳手或度盘变换手轮，以免发生读数错误。 日光下测量时应避免将物镜直接瞄准太阳。 仪器安放到三
23、脚架上或取下时，要一手先握住仪器，以防仪器摔落。 光学经纬仪盘左位置，若望远镜上仰竖盘读数增大，则竖角计算公式为左=L-90， 右=270-R；反之，若望远镜上仰竖盘读数减小，则竖角计算公式为左=90-L，右=R-270。 使用中，若发现仪器功能异常，不可擅自拆卸仪器，应及时报告实验指导教师或实验室工作人员。实验五：经纬仪钢尺导线测量 一、实验性质 综合性实验，实验时数安排为4学时。 二、目的和要求 1.掌握闭合导线的布设方法。2.掌握闭合导线的外业观测方法。 3.完成闭合导线（三角形）的内业成果整理。 4.每组完成一闭合导线的导线测量任务，每人整理上交一份实验报告。 三、仪器和工具 1.借领
24、：DJ6型光学经纬仪1台，脚架1个，钢尺1把。2自备：铅笔、计算器。 四、实验要点及流程： 一)知识准备之一-导线测量的基本知识所谓导线就是由测区内选定的控制点组成的连续折线（或将测区内相邻控制点连接成直线而构成的折线）。 导线测量是建立小区域平面控制网常用的方法，尤其是地物分布复杂，视线障碍较多的地区。一般，单导线布设三种形式，即： 闭合导线：起迄于同一高级控制点的导线，称为闭合导线；在无高级控制点地区，起止点也可为同级导线点 附合导线：布设在两高级控制边间的导线，称为。即从一高级控制点和已知方向边出发，经导线点点再附合到另一高级控制点和已知方向边上。 支导线：由于缺乏对支导线检核，所以在规
25、范中规定支导线一般不超过2个点。导线点：折线的转折点称为导线点（或导线上的各控制点为导线控制点）；导线边：转折边称为导线边。 转折角：水平角ib称为转折角，或连接角。坐标方位角：ABa称为起始边DAB的坐标方位角。 导线测量主要是测定导线边长及其转折角，然后根据起始点的已知坐标和起始边的坐标方位角，计算各导线点的坐标。导线测量的工作分为外业和内业。 外业工作一般包括踏勘选点、测角、量边和连接测量（或联测）四步。内业工作是根据外业的观测成果经过计算，最后求得各导线点的平面直角坐标。二)知识准备之二-导线测量的外业（一）踏勘选点 选点前，应尽可能收集测区及附近已有的高级控制点的有关数据和已有地形图
26、。导线点位置的选择，除要满足导线的等级、用途及工程的特殊要求，还要在选点前应进行实地踏勘，然后根据地形情况和已有控制点的分布等确定布点方案（在图上大致拟定导线走向及点位，定出初步方案），最后野外实地踏勘，实地核对，落实点位（实地选定导线点位置），造标埋石。 当需要分级布设时，应先确定首级导线。在实地选点时应注意下列几点： 导线点应选在地势较高、土质坚实、便于保存标志和安置仪器的地方，在测区内均匀分布，其周围视野要开阔，以便在施测碎部时发挥最大的控制作用（即便于施测周围地形）；应严格遵守测量规范中关于不同比例尺测图对导线点应有的个数及导线边长的规定；相邻导线点间应通视良好，便于测量水平角。为保证
27、测角精度，导线边长要选得大致相等，相邻边长不应悬殊过大（相邻边长度之比一般不应超过三倍）； 在采用钢尺量距时，导线点应选在地势平坦便于量距的地方。在使用电磁波测距仪测距时，则不受地形条件的限制； 此外还应尽可能考虑到日后施工放样时利用的可能性。 导线点位置选好后要在地面上标定下来，一般方法是打一木桩并在桩顶中心钉一小铁钉。对于需要长期保存的导线点，则应埋入石桩或混凝土桩，桩顶刻凿十字或浇入锯有十字的钢筋作标志。 为了便于日后寻找使用，应量出导线点到附近三个明显地物点的距离，并用红漆在明显地物上写明导线点的编号(沿导线走向顺序)、距离，用箭头指明点位方向，绘一草图，注明尺寸，称为点之记，例如下图
28、：（二）量距（或边）即测量导线边长：导线采用普通钢尺丈量导线边长或用全站仪进行导线边长测量。请参阅测距内容。 （三）测角： 对于附合导线或支导线，一律测导线前进方向同一侧的角度，可测左角，也可测右角。 在闭合导线中，均测内角。可视为左角，也可视为右角。（四）联测： 导线连接角的测量叫导线定向，目的是使导线点的坐标纳入国家坐标系统或该地区的统一坐标系统中。当导线与高级点连接时，必须观测连接角、连接边，以传递坐标方位角和坐标。 如果没有高级点的独立地区布设导线时，测出起始边的方位角以确定导线的方向，或假定起始边方位角。 二)实验要点及流程（一）要点： 先在规定的区域内布设闭合导线（三角形），然后展
29、开导线测量。 a）闭合导线的折角，观测闭合图形的内角。 b）瞄准目标时，应尽量瞄准测钎的底部（或地面画的点）。c）量边要量水平距离。 （二）外业流程：测A角测B角测C角 量边AB量边BC量边CA （三）导线测量的内业计算1.导线内业的目的、要求： 计算各导线点的坐标的内业工作是下一步测量工作的基础。1)计算前的准备：全面检查导线外业记录； 数据是否齐全，有无错误；成果检核是否符合精度要求； 绘制导线略图，并将各项数据位于图上相应位置。 将观测数据及起算数据填表并做略图（类似P127图7-4）。2)导线测量内业计算中数字取位的要求： 角值取至秒； 边长及坐标取至mm。2.导线成果涉及的坐标计算
30、1）坐标方位角的推算：o180+=左后前baa或 o180-=右后前baa 注意：若计算出的前a360，则减去360； 若为负值，则加上360。 2）坐标正算： 由A、B两点边长DAB和坐标方位角AB计算坐标增量，xAB和yAB：3.导线计算过程： 1）绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据，推算各边坐标方位角计 算各边坐标增量推算各点坐标。 2）角度闭合差的计算与调整计算闭合差：oL180)2()(21-+=-=nfnbbbb bb理 测 计算限差： n f40=容b（图根级，P129表7-7） 计算改正数：若在限差内（bf容bf）， 则按平均分配原则，计算改正数： nfVbb-= ； 计算改正后的角值（连接角或转折角）：b bbVii+=；3）按改正的连接角角值，推算各边坐标方位角： o180)1()1(+=-+左 baaiiii（或o180)1()1(-=-+右baaiiii）4）计算各导线边的坐标增量 按坐标正算公式，由A、B两点边长DAB和坐标方位角AB计算坐标增量： 5）坐标增量闭合差的计算与调整 （1)计算坐标增量闭合差： （2)导线全长闭合差：（3)导线全长相对闭合差：
