工程测量学课间实验报告数据版

实习四 全站仪三维坐标放样

一、实习目的及要求

1．熟悉全站仪的基本操作。

2．掌握极坐标法测设点平面位置的方法。 3．要求每组用极坐标法放样至少4个点。

二、仪器设备与工具

每组全站仪1台、棱镜2个、对中杆1个、钢卷尺1把、记录板1个。

三、实习方法与步骤

1．测设元素计算：

如图4-1所示，A、B为地面控制点，现欲测设房角点P，则首先根据下面的公式计算测设数据：

（1） 计算AB、 AP边的坐标方位角：

?AB?arctan?AP?yAB?xAB?y?arctanAP?xAP图4-1极坐标测设原理 （2） 计算AP与AB之间的夹角： ???AB??AP（3） 计算A、P两点间的水平距离：

DAP?(xP?xA)2?(yP?yA)2??xAP??yAP22注：以上计算可由全站仪内置程序自动进行。 2．实地测设：

（1）仪器安置：在A点安置全站仪，对中、整平。 （2）定向：在B点安置棱镜，用全站仪照准B点棱镜，拧紧水平制动和竖直制动。 （3）数据输入：把控制点A、B和待测点P的坐标分别输入全站仪。全站仪便可根据 内置程序计算出测设数据D及β，并显示在屏幕上。

（4）测设：把仪器的水平度盘读数拨转至已知方向β上，拿棱镜的同学在已知方向

线上在待定点P的大概位置立好棱镜，观测仪器的同学立刻便可测出目前点位与正确点位的偏差值△D及

△β（仪器自动显示），然后根据其大小指挥拿棱镜的同学调整其位置，直至观测的结果恰好等于计算得

到的D和β，或者当△D及△β为一微小量（在规定的误差范围内）时方可。

四、注意事项

1．不同厂家生产的全站仪在数据输入、测设过程中的某些操作可能会稍不一样，实际工作中应仔细

阅读说明书。

2．在实习过程中，测设点的位置是有粗到细的过程，要求同学在实习过程中应有耐心，相互配合。 3．测设出待定点后，应用坐标测量法测出该点坐标与设计坐标进行检核。 4．实习过程中应注意保护仪器和棱镜的安全，观测的同学不应擅自离开仪器。

全站仪三维坐标放样记录表

日期：_____年___月___日 天气：_____ 仪器型号：____________组号：______ 观测者：_______________记录者：_______________ 立棱镜者：___________________ 已知：测站点 A 的三维坐标X= 100 m， Y= 100 m， H= m。 定向点 B 的三维坐标X= 50 m，Y= 135 m， H= m。 量得：测站仪器高= m，前视点 的棱镜高= m。

测站点 测设定向点 点 A B P1 P2 P3 测设元素 X 测设点的设计坐标 Y 142.217 143.995 147.328 147.686 Z 备注 D=45.000 β=75°15′45″ 115.5786 123.758 129.934 148.4775 D=50.000 β=83°22′41″ D=56.000 β=87°19′14″ D=68.000 P4 β=100°28′47″ 测设点 测设点 检核测出的测设点坐标 X Y Z 设计坐标与测设坐标的差值 △X △Y △Z 备注 备注

实习五 线路纵断面测量

一、实习目的及要求

1．熟悉水准仪的使用。 2．掌握线路纵断面测量方法。 3．掌握纵断面图的绘制方法。

4．要求每组完成约100m长的路线纵断面测量

二、仪器设备与工具

1．由仪器室借领：水准仪1台、水准尺2根、尺垫2个、皮尺1把、木桩若干个、榔头1把、记录板1块、测伞1把。

2．自备：铅笔、计算器、直尺、格网绘图纸一张。

三、实习方法与步骤

1.准备工作

（1）指导教师现场讲解测量过程、方法及注意事项。

（2）在给定区域，选定一条约100 m长的路线，在两端点钉木桩。用皮尺量距，每10 m处钉一中桩，并在坡度及方向变化处钉加桩，在木桩侧面标注桩号。起点桩桩号为0+000，如图1所示。

图1 纵断面测量

2.纵断面测量

（1）水准仪安置在起点桩与第一转点间适当位置作为第一站（I），瞄准（后视）立在附近水准点BM上的水准尺，读取后视读数a (读至毫米)，填入记录表格，计算第一站视线高HI（=HBM+ a）。

（2）统筹兼顾整个测量过程，选择前视方向上的第一个转点TP1，瞄准（前视）立在转点TP1上的水准尺，读取前视读数b(读至毫米)，填入记录表格，计算转点TP1的高程（HTP1=HI-b）。

（3）再依此瞄准（中视）本站所能测到的立在各中桩及加桩上的水准尺，读取中视读数Si(读至厘米)，填入记录表格，利用视线高计算中桩及加桩的高程（Hi=HI-Si）。

（4）仪器搬至第二站（Ⅱ），选择第二站前视方向上的2号转点TP2。仪器安置好后，瞄准（后视）

TP1上的水准尺，读数，记录，计算第二站视线高HII；观测前视TP2上的水准尺，读数，记录并计算2号转点TP2的高程HTP2。同法继续进行观测，直至线路终点。

（5）为了进行检核，可由线路终点返测至已知水准点，此时不需观测各中间点。

3.纵断面图的绘制

外业测量完成后，可在室内进行纵断面图的绘制。纵断面图：水平距离比例尺可取为1︰1 000，高程比例尺可取为1︰100。纵断面图绘制在格网纸上。

四、注意事项

1．纵断面测量要注意前进的方向。

2．中间视因无检核条件，所以读数与计算时，要认真细致，互相核准，避免出错。

3．线路往、返测量高差闭合差的限差应按普通水准测量的要求计算，fh容??12n，式中n为测站数。超限应重新测量。

线路中桩纵断面测量外业记录表

日期：_____年___月___日 天气：_____ 仪器型号：____________组号：________ 观测者：_______________记录者：_______________ 司尺者：_____________________ 测点 及桩号 后视 水准尺读数(m) 中视 前视 视高线 (m) 高 程 （m）

实习六 线路横断面测量

一、实习目的及要求

1．熟悉水准仪的使用。 2．掌握线路横断面测量方法。 4．掌握横断面图的绘制方法。

5．要求每组完成约100m长的路线横断面测量任务。

二、仪器设备与工具

1．由仪器室借领：水准仪1台、水准尺2根、尺垫2个、皮尺1把、花杆2根、方向架1个、榔头1把、木桩若干个、记录板1块、测伞1把。

2．自备：铅笔、计算器、直尺、格网绘图纸一张。

三、实习方法与步骤

1.准备工作

（1）指导教师现场讲解测量过程、方法及注意事项。

（2）在给定区域，选定一条约100 m长的路线，在两端点钉木桩。用皮尺量距，每10 m处钉一中桩，并在坡度及方向变化处钉加桩，在木桩侧面标注桩号。起点桩桩号为0+000。

2.横断面测量

首先，在里程桩上，用方向架确定线路的垂直方向，如图6-1所示。然后在中桩附近选一点架设水准仪，以中桩为后视点，在垂直中线的左右两侧20m范围内坡度变化处立前视尺，如图6-2所示，读数（读至厘米即可）、记录，中桩至左、右两侧各坡度变化点的距离用皮尺丈量，读至分米。最后将数据填入横断面测量记录表中。

图6-1 横断面方向的确定 3.横断面图的绘制 图6-2 水准仪法横断面测量 外业测量完成后，可在室内进行横断面图的绘制。绘图时一般先将中桩标在图中央，再分左右侧按平距为横轴，高差为纵轴，展出各个变坡点。绘出的横断面图。水平距离比例尺可取为1︰100，高程比例尺可取为1︰50。横断面图绘制在格网纸上。

四、注意事项

1．横断面测量要注意前进的方向及前进方向的左右。

2．中间视因无检核条件，所以读数与计算时，要认真细致，互相核准，避免出错。

3．横断面水准测量与横断面绘制，应按线路延伸方向划定左右方向，切勿弄错，横断面图绘制最好在现场绘制。

4．横断面测量的方法很多，除了本次实习的水准仪法外，还可采用花杆皮尺法、经纬仪法等。 5．曲线的横断面方向为曲线的法线方向，或者说是中桩点切线的垂线方向。具体确定方法可参考教材。

线路中桩横断面测量外业记录表

日期：_____年___月___日 天气：_____ 仪器型号：____________组号：________ 观测者：_______________记录者：_______________ 司尺者：_____________________

左 侧（单位：m） 桩号 右 侧（单位：m） 高差? ? ? ? 平距差高差 ? ? ? ? 平距差

实习七 圆曲线主点测设

一、实习目的及要求

1．掌握圆曲线主点里程的计算方法。 2．掌握圆曲线主点的测设方法与测设过程。

二、仪器设备与工具

1．由仪器室借领：经纬仪1台、木桩3个、测钎3个、皮尺1把、记录板1块、测伞1把。 2．自备：计算器、铅笔、小刀、计算用纸。

三、实习方法与步骤

1. 在平坦地区定出路线导线的三个交点(JD、

1

JD2、JD3)，如图7-1所示，并在所选点上用木桩标定其位置。导线边长要大于30m，目估右转角?右?145?。

2. 在交点JD2上安置经纬仪，用测回法观测出?右，并计算出右转角?右。

图7-1 圆曲线主点测设 ?右＝180?－?右

3. 假定圆曲线半径＝100m，然后根据和?右，计算曲线测设元素L、T、E、D。计算公式如下：

切线长 T?Rtg外距 E?R(sec?2； 曲线长 L?R??180? ?2?1)； 切曲差 D?2T?L 4. 计算圆曲线主点的里程(假定JD2的里程为K2+300.00)。计算列表如下： JD2 K2???300.00

??) T

?ZY

??) ??L ?YZ

??) L/2 ??????????????????????????? ??QZ

??) D/2

JD2 K2???300.00 (检核计算)

5. 测设圆曲线主点：

（1）在JD2上安置经纬仪，对中、整平后照准JD1上的测量标志。

（2）在JD2—JD1方向线上，自JD2量取切线长T，得圆曲线起点ZY，插一测钎，作为起点桩。

（3）转动经纬仪并照准JD3上的测量标志，拧紧水平和竖直制动螺旋。

（4）在JD2—JD3方向线上，自JD2量取切线长T，得圆曲线终点YZ，插一测钎，作为终点桩。

（5）用经纬仪设置?右/2的方向线，即?右的角平分线。在此角平分线上自JD2量取外距E，得圆曲线中点QZ，插一测钎，作为中点桩。

6. 站在曲线内侧观察ZY、QZ、YZ桩是否有圆曲线的线形，以作为概略检核。

7. 小组成员相互交换工种后再重复（1）、（2）、（3）的步骤，看两次设置的主点位置是否重合。如果不重合，而且差得太大，那就要查找原因，重新测设。如在容许范围内，则点位即可确定。

圆曲线主点测设数据记录表

日期： 班级： 组别： 观测者： 记录者： 交?点?号 盘位 目 标 盘左 盘右 JD2 水平度盘读数 交?点?里程 半测回右角值 K2+168.405 右 角 转 角 转角观测结果主点测设方法 曲线元素主点里程R(半径)????????????????????????????????????(切线长)? 20.779 E(外距)?????? ???转角???????8°12′12″?????????L(曲线长)??????????????????????????????????????D(切曲差)??????? ZY?桩号：???????????????????????????QZ?桩号：?????????????????????????YZ桩号??????????? 测 设 草 图 测 设 方 法 ???1、架仪JD2，后视JD1，量取TH，得ZH点； 2、后视JD3，量取TH，得HZ点； 3、在分角线上量取EH，得QZ点。 ?? 备 注

实习八 圆曲线详细测设——偏角法

一、实习目的及要求

1. 掌握用偏角法详细测设圆曲线时测设元素的计算方法； 2. 掌握用偏角法进行圆曲线详细测设的方法和步骤。 3. 要求各小组成员在实习过程中要交换工种。

二、仪器设备与工具

1．由仪器室借领：经纬仪1台、木桩若干个、测钎3个、皮尺1把、记录板1块、测伞1把。 2．自备：计算器、铅笔、小刀、计算用纸。

三、实习方法与步骤

1. 测设原理：

偏角法测设的实质就是角度与距离的交会法，它是以曲线起点ZY或曲线终点YZ至曲线上任一点Pi的弦长与切线T之间的弦切角Δi（即偏角）和相邻点间的弦长ci来确定Pi点的位置。如图8-1所示。偏角法测设的关键是偏角计算及测站点仪器定向。偏角及弦长的计算公式如下：

?i?li180??2R?? ci?2Rsini23其中弦长与其对应圆弧的弧弦差为：

?i?li?ci?li24R2图8-1 偏角法测设原理 由上式可知，圆曲线半径越大，其弧弦差越小。因此，当圆曲线半径较大时，且相邻两点间的距离不超过20m 时，可用弧长代替相应的弦长，其代替误差远小于测设误差。 2. 测设方法：

圆曲线详细测设前首先应把圆曲线主点测设出来，在此基础上再进行详细测设。 偏角法详细测设圆曲线又分为长弦法和短弦法。如图8-1所示，若在ZY点架设仪器，长弦法即在用仪器根据偏角标出了每个点的方向后，都是以ZY点为起点量取其弦长ci与视线的交点定出待定点的。长弦法测设出的各点没有误差积累问题。短弦法则是在用仪器根据偏角标出了每个点的方向后，是以前一个测设出的曲线点为起点量取整桩间距c0与视线的交点来定出待定点的，所以短弦法存在误差积累问题。下面以短弦法为例说明测设步骤：

（1）根据本次实习给定的数据计算出测设元素。 （2）在圆曲线起点ZY点安置经纬仪，对中、整平。

（3）转动照准部，瞄准交点JD（即切线方向），并转动变换手轮，将水平度盘读数配置为0°00′00″。 （4）根据计算出的第一点的偏角值Δ1转动照准部，转动照准部时要注意转动的方向，当路线是如图

8-1所示右转时，则顺时针转动照准部直至水平度盘读数为Δ1（此时称为正拨）；当路线是左转时，则逆时针转动照准部直至水平度盘读数为360°-Δ1（此时称为反拨）。然后以ZY为起点，在望远镜视线方向上量出第一段相应的弦长c1定出第一点P1并打桩。

（5）根据第二个偏角值的大小Δ2转动照准部，定出偏角方向。再以P1为圆心，以c0（整桩间距）为半径画圆弧，与视线方向相交得出第二点P2，设桩。

（6）按照上一步的方法，依次定出曲线上各个整桩点点位，直至曲中点QZ，若通视条件好，可一直测至YZ点。

四、注意事项

1. 本次实习是在实习七的基础上进行的，所以在进行本实习前对实习七的实习方法及 步骤应非常熟悉和了解。

2．计算定向后视读数时先画出草图，以便认清几何关系，防止计算错误； 3．注意偏角方向，区分正拔和反拨；

4．中线桩以板桩标定，上书里程，面向线路起点方向。

5. 偏角法进行圆曲线详细测设也可从圆直点YZ开始，以同样的方法进行测设。但要注意偏角的拨转方向及水平度盘读数，与上半条曲线是相反的。

6. 偏角法测设时，拉距是从前一曲线点开始，必须以对应的弦长为直径画圆弧与视线方向相交，获得该点。

7.由于偏角法存在测点误差累积的缺点，因此一般由曲线两端的ZY、YZ点分别向QZ点施测。

五、实习数据：

已知圆曲线的R=200m，交点JD里程为K10+110.88m，试按每10m一个整桩号，来阐述该圆曲线的主点及偏角法整桩号详细测设的步骤（转角视实习场地现场测定）。

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