工程测量实验指导书(土木类)

《工程测量》

学生教学实验任务书

姓 名：

组 号：

班 级：

兰州理工大学土木工程学院实验中心

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目 录

实验一 DS3级水准仪的认识与使用（验证性，2学时） 实验报告一 DS3水准仪的认识与使用

实验二 闭合水准路线测量（设计性，4学时） 实验报告二 闭合水准测量

实验三 DJ6级经纬仪的认识与使用（验证性，2学时） 实验报告三 DJ6经纬仪的认识与使用

实验四 测回法观测水平角（验证性，2学时） 实验报告四 测回法观测水平角

实验五 方向法观测水平角（验证性，2学时） 实验报告五 方向法观测水平角

实验六 竖直角测量（验证性，2学时） 实验报告六 竖直角测量

实验七 全站仪的认识与使用（验证性，2学时） 实验报告七 全站仪的认识与使用

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实验一 DS3级水准仪的认识与使用

（验证性，2学时）

一、目的和要求

1．了解DS3级水准仪的基本构造；

2．熟悉DS3级水准仪的各个部件及其作用； 3．掌握DS3级水准仪的安置方法和读数方法。

二、任务

对DS3光学水准仪和水准尺进行观察、安置并读取4~6尺读数。

三、仪器和工具

1．每6人一组

2．每组配备DS3级水准仪1台，水准尺2根，尺垫2个。

四、方法和步骤

（1）整平：转动三个脚螺旋，使圆水准气泡居中； （2）目镜对光：使十字丝最清晰； （3）粗瞄：借助准星大致瞄准水准尺； （4）物镜对光：使水准尺成像最清晰；

（5）精瞄：转动微动螺旋，使尺像位于视场中央； （6）检查并消除视差；

（7）读数：直读m、 dm、cm，估读至 mm。

依次立尺于若干点上，读取相应的尺读数并记入手簿相应栏内，直接计算相邻两点间的高差，依据给定点的高程间接推算各立尺点的高程。

五、注意事项

1．安置仪器时，注意脚架高度应与观测者身高相适应，架头应大致水平，安置稳妥后方可借助中心螺旋固定仪器；

2．整平仪器时，注意脚螺旋转动方向与圆水准气泡移动方向之间的规律，以提高速度； 3．照准目标时，注意望远镜的正确使用，应特别注意检查并消除视差； 4．记录、计算应正确、清晰、工整。

六、应交资料

完整观测记录及计算资料一份。

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实验报告一 DS3水准仪的认识与使用

日期： 成绩： 1. 请绘图说明水准测量的原理。

2. 用箭头标明如何转动三只脚螺旋，使下图所示的圆水准器气泡居中。 3. 水准测量高差观测记录与计算。 测 站 测 点 - 4 -

水准尺读数 m 后视 前视 高 差 m ＋ － 高 程m

实验二 闭合水准路线测量

（设计性，2学时）

一、目的和要求

1．较为熟练地掌握水准测量的方法； 2．掌握DS3级水准仪的正确使用方法；

3．掌握闭合水准路线的施测、记录、计算和外业计算检核； 4．掌握闭合水准路线的内业成果检核和数据处理。

二、任务

学生自己设计一个闭合水准路线，并进行闭合水准测量，完成相关的观测及相应的记录，计算闭合差，应用所学知识检核测量结果，并根据起算数据推求未知点高程。

三、仪器和工具

1．每6人一组；

2．每组配备DS3级水准仪1台，水准尺2根，尺垫2个。

四、方法和步骤

1．选择一个已知点和若干个未知点，构成闭合水准路线；

2．从给定的已知点出发，按照水准测量进行的方法，依次测至各个未知点，最后再测回至该已知点；

3．进行测站上的观测、记录、计算及其检核

4．观测工作结束后，应进行成果检核：各测段高差之总和即为高差闭合差fh。计算容许高差闭合差fh。二者比较，即可判断观测是否达到精度；

5．若观测达到精度，则在固定表格内依次计算各测段的高差改正数、高差平差值和未知点的高程，并进行相应的计算检核，闭合水准路线各测段高差平差值之总和应等于零。

五、注意事项

1．本实验的闭合水准路线只进行单程观测；

2．成果检核通过方可进行数据处理；否则，应及时进行返工；

3．平差计算中，应坚持步步有检核的原则，前一步检核未通过不得进行下一步计算；

六、应交资料

闭合水准路线记录及计算成果表各一份。

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实验报告四 测回法观测水平角

日期： 成绩： 1. 按右图(OA为起始方向)说明方向法一测回的观测步骤。

2. 测回法观测水平角的记录与计算。

水平度盘读数 半测回角值 一测回角值 各测回均值(° ′ ″) (° ′ ″) (° ′ ″) (° ′ ″) B B 盘右 A A 盘左 B B 盘右 A A 盘左 B B 盘右 A A 盘左 B B 盘右 A A

B O 测站 盘位 目标 A 备注 1、上、下半测回的角度互差的限差≤40\； 2、同一方向各测回方向值之差的限差≤25\； 盘左 - 11 -

实验五 方向法观测水平角

（验证性，2学时）

一、目的和要求

1．进一步熟悉DJ6级光学经纬仪的正确使用；

2．掌握方向法观测水平角的观测程序及记录和计算的方法； 3．熟悉方向测回法的精度指标。

二、任务

根据实验场地的特征，学生自己设计四个以上方向，用DJ6级光学经纬仪按方向观测法进行观测，完成相关的观测及相应的记录，并对观测结果进行整理。

三、仪器和工具

1．每6人一组；

2．每组配备DJ6级光学经纬仪1台。

四、方法和步骤

1．在测站上安置经纬仪，盘左照准起始方向（亦称为零方向）A，调整水平度盘读数使其值稍大于零度为a1、记入记录手簿。

2．顺时针转动照准部，依次照准目标B、C、D读得水平读盘读数b1、c1、d1、记入记录手簿。 3．顺时针转动照准部一圈之后照准起始方向A，读水平读盘读数a1ˊ，记入手簿——称为“归零”。——上半测回“归零差”：两次零方向读数a1 与a1ˊ之差。

4．倒转望远镜成盘右状态，照准起始方向A，读数a2，记入手簿。

5．逆时针转动照准部，依次照准目标D、C、B读得水平读盘读数d2、c2、b2、记入记录手簿。 6．最后顺时针转动照准部一圈之后照准起始方向A归零，读水平读盘读数a2ˊ，记入手簿。两次零方向读数a2 与a2ˊ之差——下半测回“归零差”。——上下半测回合称一测回。

7．计算上、下半测回角值较差??L ＝βR－βL；

8．若??大于容许较差，则未达到精度，应予重测。若??未超过容许较差，表明达到精度，则计算一测回角值??1(?L??R)； 29．依同法完成其余测回的观测，检查各测回角值互差是否超限，并计算平均角值。

五、注意事项

1．仪器安置稳妥，观测过程中不可触动三脚架；

2．观测过程中，照准部水准管气泡偏移不得超过1格。测回间允许重新整平，测回中不得重新整平；

3．各测回盘左照准左方目标时，应按规定配置平盘读数； 4．观测过程中，切勿误动度盘变换手轮，以免出现错误； 5．盘左顺时针方向转动照准部，盘右逆时针方向转动照准部。半测回内，不得反向转动照准部； 6．观测者和记录者应坚持回报制度；

7．平盘顺时针方向刻划。故计算角值时，应用右方目标的读数减左方目标的读数。不够减出现负角值时，应加上360?；

六、应交资料

方向法观测水平角记录一份。

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实验报告五 方向法观测水平角

日期： 成绩： 1. 方向法观测水平角的记录与计算。 测 测 目 回 站 标 数 水平度盘读数 盘左 (° ′ ″) 盘右 (° ′ ″) 2c ″ 平均方向值 (° ′ ″) 归零方向值 (° ′ ″) 各测回归零方向值平均值 (°′ ″)

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实验六 竖直角测量

（验证性，2学时）

一、目的和要求

1．进一步熟悉DJ6级光学经纬仪的正确使用； 2．掌握竖直角的观测程序及记录和计算的方法； 3．熟悉竖直角测量的精度指标。

二、任务

根据实验场地的特征，学生自己设计四个目标，用DJ6级光学经纬仪进行竖直角观测，完成相关的观测及相应的记录，并对观测结果进行整理。

三、仪器和工具

1．每6人一组；

2．每组配备DJ6级光学经纬仪1台。

四、方法和步骤

1．安置仪器于测站（即角度顶点），进行对中和整平；

2．盘左照准左方目标A，用望远镜微动螺旋使望远镜十字丝中丝的单丝精确切准目标，指标水准管气泡居中后，读取竖直度盘盘左读数记入表格；

3．纵转望远镜，变为盘右，同样精确切准目标同一位置，指标水准管气泡居中后，读取竖直度盘盘右读数记入表格。盘左、盘右构成一测回竖直角观测。

五、注意事项

1．仪器安置稳妥，观测过程中不可触动三脚架；

2．观测过程中，竖盘水准管气泡偏移不得超过1格。测回观测间允许重新整平； 3．观测者和记录者应坚持回报制度；

六、应交资料

方向法观测水平角记录一份。

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实验报告六 竖直角测量

日期： 成绩： 1. 竖直角测量的记录与计算。 测站 目标 竖盘 位置 左 右 左 右 左 右 左 右 左 右 左 右 左 右 左 右 竖盘读数 (° ′ ″) 半测回竖直角 (° ′ ″) 指标差 (″) 一测回竖直角 (° ′ ″) 备注 竖盘注记 形式（全圆顺时针）

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实验七 全站仪的认识与使用

（验证性，2学时）

一、目的和要求

1．了解全站仪的基本结构与性能、各操作部件、螺旋的名称和作用； 2．熟悉面版主要功能；

3．掌握全站仪的基本操作方法

二、任务

认识仪器的主要部件、螺旋的名称和作用；认识面版的主要操作功能；练习全站仪进行角度测量、距离测量、坐标测量等基本工作。

三、仪器和工具

1．每6人一组；

2．每组配备全站仪1台，反光镜1套。

四、实验步骤简要

1、认识全站仪的构造、部件名称和作用

全站仪的基本构造主要包括：光学系统、光电测角系统、光电测距系统、微处理机、显示控制/键盘、数据/信息存储器、输入/输出接口、电子自动补偿系统、电源供电系统、机械控制系统等部分。

2、认识全站仪的操作面版

图5-1 显示屏与键盘

3、熟悉全站仪的基本操作功能。全站仪的基本测量功能是测量水平角、竖直角和斜距，借助机内固化软件，组成多种测量功能，如计算并显示平距、高差以及镜站点的三维坐标，进行偏心测量、对边测量、悬高测量和面积测量计算等功能。

4、练习并掌握全站仪的安置与观测方法。在一个测站上安置全站仪，选择两个目标点安置反光镜，练习水平角、竖直角、距离及三维坐标的测量，观测数据记入实验报告相应表中。

①水平角测量：在角度测量模式下，每人用测回法测两镜站间水平角1个测回，同组各人所测角值之差应满足相应的限差要求。

②竖直角测量：在角度测量模式下，每人观测1个目标的竖直角1测回，要求各人所测同一目标的竖直角角值之差应满足相应的限差要求。

③距离测量：在距离测量模式下，分别测量测站至两镜站的斜距、平距以及两镜站间距离。 ④三维坐标的测量：在坐标测量模式下，选一个后视方向，固定仪器，输入后视方位角、测站坐标、测站高程和仪器高，转动仪器，测量两镜站坐标，分别输入反光镜高得各镜站高程。

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五、注意事项

1．任何情况下都不得照准太阳，以防损坏电子元器件；

2．照准目标后，望远镜视场内不得有任何发光或反光物体，以免引起信号混乱； 3．仪器和反光镜应有人守候，以防发生意外；

4．旋转仪器或旋钮及按操作键时，动作要轻，用力不宜过大或过猛。

六、应交资料

每人上交一份含有合格观测记录的实验报告。

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实验报告七 全站仪的认识与使用

日期： 成绩： 1. 基本测量功能练习记录 ①水平角、水平距离测量记录表 测站 盘位 ②竖直角测量记录表 测 站 目标 盘 位 竖直度盘读数 ? ? ? 半测回竖直角 ? ? ? 一测回竖直角 ? ? ? 竖盘指标差 ? 目标 水平度盘读数 ? ? ? 半测回角值 ? ? ? 一测回平均值 ? ? ? 水平距离 m 2. 三维坐标测量记录表 测站及仪器高 后视点号 后视方位角 ? ? ? 30 30 35 测点号 1 X坐标 m 1500.573 Y坐标 m 2500.345 棱镜高 m H高程 m 1652.378 - 18 -

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