土木工程测量测量实验指导书(土木)

实验一水准仪的使用与普通水准测量[目的与要求]1.了解水准仪的基本构造，认清其主要部件的名称、性能和作用。

2. 掌握水准仪的正确安置、瞄准和读数。

3.掌握普通水准测量的施测、记录、计算、闭合差调整及高程计算的方法。

[内容]1. 水准仪的认识与使用2. 普通水准测量[实验组织]1.学时：4学时2.组织：每组6人[实验设备]1.每组自动安平式水准仪1套（含脚架）2.水准尺1对3.尺垫2个4.自备：铅笔1．水准仪的认识与使用（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）认识仪器：指出仪器各部件的名称和位置，了解其作用并熟悉其使用方法。

同时弄清水准尺的分划注记。

（3）水准仪的使用(操作步骤)①粗略整平：粗平即初步整平仪器，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。

②瞄准水准尺：转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；松开制动螺旋（本校自动安平式水准仪可略掉此步），转动仪器，用粗瞄器（或照门和准星瞄）瞄准水准尺，拧紧制动螺旋（本校自动安平式水准仪可略掉此步）；转动微动螺旋（本校自动安平式水准仪直接转动仪器），使水准尺位于视场中央；转动物镜调焦螺旋，消除视差使目标清晰（体会视差现象，练习消除视差的方法）。

③精平（自动安平式水准仪此步骤略）：转动微倾螺旋，使符合水准管气泡两端的半影像吻合（成圆弧状），即符合气泡严格居中。

④读数：从望远镜中观察十字丝在水准尺上的分划位置，读取四位数字，即直读出米、分米、厘米的数值，估读毫米的数值。

（4）观测练习：在仪器两侧各立一根水准尺，分别进行观测（瞄准、精平、读数）、记录并计算高差。

不动水准尺，改变仪器高度，同法观测。

或不动仪器，改变尺面同法观测。

检查是否超限。

2．普通水准测量步骤和方法（1）选定一条闭合水准路线，其长度以安置4~6个测站为宜。

确定起始点及水准路线的前进方向。

（2）在起始点和第一个待定点分别立水准尺，在距该两点大致等距离处安置仪器，分别观测得后视读数a1和前视读数b1，计算高差h1。

将仪器搬至第一、第二点中间设站观测，测出h2。

依次推进测出h3、h4……。

（3）根据已知点高程及各测站的观测高差，计算水准路线的高差闭合差，并检查是否超限。

对闭合差进行配赋，推算各待定点的高程。

3．注意事项（1）仪器的安置位置应保持前、后视距大致相等。

每次观测读数前，应使符合水准管气泡居中，并消除望远镜视差。

（2）立尺员要思想集中，立直水准尺。

注意已知水准点和待定水准点不放尺垫。

仪器未搬迁，后视点尺垫不能移动；仪器搬迁时，前视点尺垫不能移动。

迁站时应防止摔碰仪器或丢失工具。

（3）限差要求为：路线高差闭合差应在 L为闭合路线长度，单位为公里。

超限应重测。

（4）实习结束时每组上交“普通水准测量记录”和“水准路线内业计算表”各一张。

每人交实验报告一份。

普通水准测量记录表水准路线内业计算表实习二经纬仪、全站仪的使用与测回法观测水平角、竖直角[目的与要求]1．了解经纬仪、全站仪的基本构造及主要部件的名称与作用。

2．了解经纬仪的操作方法及水平度盘读数的配置方法。

3．掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法。

4. 了解全站仪竖盘注记形式，弄清竖盘与指标及指标差。

5. 掌握垂直角观测、记录、计算及指标差的计算。

[内容]1．全站仪、经纬仪的认识与使用2．测回法观测水平角3. 竖盘认识、竖直角观测[实验组织]1.学时：4学时2.组织：每组6人[实验设备]1.每组全站仪1套（含脚架）2.棱镜及棱镜杆各1个3.自备：铅笔1．全站仪、经纬仪的认识与使用（1）在指定点位上安置经纬仪并熟悉仪器各部件的名称和作用。

（2）操作对中整平：①将三脚架安置在测站点上，并使架头大致水平，从架头中心落下一小石子来检查架头中心是否大致位于测点的铅垂线上，仪器固定于架头上。

调整光学对点器目镜，使对点器中的对中标志清晰（十字丝或小圆圈），再调整光学对点器物镜，使地面成像清晰；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(不要求气泡居中)；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。

⑤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。

⑥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。

瞄准：①用望远镜上的粗瞄器瞄准目标，使目标位于视场内，旋紧望远镜和照准部的制动螺旋；②转动望远镜的目镜螺旋，使十字丝清晰；转动物镜调焦螺旋，使目标影像清晰；③转动望远镜和照准部的微动螺旋，使目标被十字丝的纵丝单丝平分，或被双根纵丝夹在中央。

读数：对于全站仪：将测量模式设置为测角模式，直接从显示屏上读取水平度盘读数HR（HL）即可。

对于经纬仪（J2）：需调节反光镜的位置，使读数窗亮度适当；旋转读数显微镜的目镜套，使度盘及分微尺的刻划清晰；转动测微手轮，使对镜分划线重合，然后读取读数，秒数估读至0.1″。

2．测回法观测水平角（使用全站仪）（1）度盘配置：设共测n个测回，则第i个测回的度盘位置为略大于（i-1）×180°/n。

方法：①盘左瞄准左目标，使用“置零”功能，可将该方向的度盘读数置为0°00′00″②盘左瞄准左目标，使用“置盘”功能，可手工输入该方向的度盘读数。

（2）一测回观测：盘左：瞄准左目标A，进行读数记a1；顺时针方向转动照准部，瞄准右目标B，进行读数记b1；计算上半测回角值β左= b1- a1。

盘右：瞄准右目标B，进行读数记b2；逆时针方向转动照准部，瞄准左目标A，进行读数记a2；计算下半测回角值β右= b2- a2。

检查上、下半测回角值互差是否超限（40″），超限重测。

计算一测回角值β= （β左+β右）/2。

（3）测站观测完毕后，当即检查各测回角值互差是否超限（24″），计算平均角值。

3．竖直角的观测（1）在指定地点安置全站仪，并进行对中、整平。

转动望远镜，观察竖盘读数的变化规律。

写出垂直角及竖盘指标差的计算公式。

（2）盘左：瞄准目标，用十字丝中横丝切于目标某一部位（如花杆顶端）；读取竖盘读数，计算垂直角值。

（3）盘右：同法观测、记录。

（4）计算一测回竖盘指标差及上、下半测回垂直角的平均值。

检查各测回指标差互差及垂直角值的互差是否超限，计算同一目标各测回垂直角的平均值。

3．注意事项（1）瞄准目标时，尽可能瞄准其底部，以减少目标倾斜引起的误差。

（2）观测过程中若发现气泡偏移超过一格时，应重新整平重测该测回。

（3）计算半测回角值时，当左目标读数a大于右目标读数b时，则应加360°。

（4）限差要求为：对中误差小于3㎜；上、下半测回角值互差不超过±40"，超限重测该测回；各测回角值互差不超过±24"，超限重测该测站。

（5）实习结束时每组上交“测回法观测水平角记录”表一张。

每人交实验报告一份。

测回法水平角观测记录表竖直角观测记录表实习三 图根导线测量[目的与要求]1．掌握全站仪光电测距导线的布设、施测和计算方法。

[内容]1.闭合导线的布设与施测2.导线的计算 [实验组织] 1.学时：4学时 2.组织：每组5人 [实验设备]1.每组全站仪1套（含脚架）2.棱镜及棱镜杆各2个3.自备：铅笔 1.方法与步骤（1）在测区内选定由4~5个导线点组成的闭合导线。

在各导线点上做明显标记。

绘出导线略图。

（2）采用测回法观测导线各转折角（内角），每个角观测1个测回，若上、下半测回差不超±40″，则取平均值。

同时使用全站仪光电测距功能对每条导线边进行往返丈量。

（3）计算：角度闭合差f β=Σβ-(n-2)×180°,n 为测角数；导线全长相对闭合差：其中：ƒ=22y x f f外业成果合格后，内业计算各导线点坐标。

2.注意事项（1）导线点间应互相通视，边长以60~80m 为宜。

若边长较短，测角时应特别注意提高对中和瞄准的精度。

（2）如无起始边方位角时，可按实地大致方位假定一个数值。

超始点坐标也可假定。

（3）限差要求为：每个角上下半测回差不超过±40″上；导线角度闭合差的限差为±ƒβ允=±40″n ，n 为测角数； 同一边往、返测相对误差应小于1/2000；导线全长相对闭合差的限差为1/2000。

超限应重测。

（4）做好分工合作，使每个学生都能接触到整个过程的各个工序。

（5）实习结束时每组交“导线测量观测记录手簿”和“闭合导线坐标计算表”各一张。

每人交实验报告一份。

导线测量外业记录表闭合导线坐标计算表组号日期计算员检查员。