05精密测量仪器原理与使用实习指导书

精密测绘仪器原理与使用实习指导书测绘工程系测绘工程教研室2007-2-21实验一精密光学经纬仪及方向法水平角观测一、实验目的1、了解J2、J1型光学经纬仪的基本构造，认清其主要部件的名称、性能和作用。

2、练习以上经纬仪的正确安置、瞄准和读数。

3、掌握方向法水平角观测的施测、记录、计算等工作。

二、实验方式按人数或班级分组，到测绘工程实验室借取实验J2或J1型光学经纬仪，按照指导教师的要求，在校园实习基地进行实际观测练习。

三、实验内容与要求内容：（一）经纬仪的认识与使用1、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。

2、安置仪器：①先将三脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，目估对中，并将架腿踩实；再开箱取出仪器，将其架在三脚架上；②转动对中器对光螺旋，使地面标志点的影像清晰；③眼睛边观察对中器中的影像，边用手旋转脚螺旋，使测站点的标志中心的影像位于对中器上的圆圈中心；④上一步操作后，圆水准器气泡不居中，为此伸缩三角架腿使圆气泡居中。

若摆放三脚架时架头大致水平程度较好，在伸缩架腿使圆气泡居中过程中，对对中影响甚微。

然后用脚螺旋，精确整平仪器；⑤检查对中，若偏移较小，可稍旋松中心连接螺旋，在架头上用手扶住基座平移仪器，使其精确对中。

校正完好的仪器对中器，其对中误差不超过2mm。

3、经纬仪的操作：瞄准—转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；松开制动螺旋，转动仪器，用粗瞄器瞄准目标，目标位于竖丝一侧时拧紧水平制动螺旋；转动微动螺旋，使十字丝精确平分目标（或双丝夹住目标）；转动物镜调焦螺旋，消除视差使目标清晰（体会视差现象，掌握消除视差的方法。

）读数—①双光楔光学测微器2方法（如J2经纬仪）②双平板玻璃测微器读数方法。

（如T2经纬仪）。

4、观测练习：在一视野开阔区安置仪器，进行整平、对中，选定周围3~5个目标观测，照准远处的目标进行观测，并记录下各方向值，计算2C互差、归零差与测微器两次重复读数是否超限。

（二）方向观测法方向观测法是在一测回内把测站上所有观测方向，先盘左位置依次观测，再盘右位置依次观测，取盘左、右平均值作为各方向的观测值。

1、操作程序：如图所示观测站点O周围有待定点的目标A、B、C、D、E，首先选择其中一个方向〈如A〉作为起始方向。

用盘左位置顺时针方向旋转照准部，依次照准A、B、C、D、E、A，读取观测值，称为上半测回；然后纵转望远镜，用盘右位置逆时针方向旋转照准部，仍从A开始，依次照准A、E、D、C、B、A，并读数，称为下半测回。

上、下半测回合起来称为一个测回。

2、观测规则：（1）选择距离适中、通视良好、成像清晰的方向作为零方向（起始方向）。

（2）观测前，应认真调好焦距，消除视差。

在一个测回观测过程中，不得从新调焦，以免引起视准轴变动。

（3）上、下半测回照准目标的次序相反，并使每一目标的观测操作时间大致相等，以消除或减弱与时间成比例、均匀变化的误差影响。

（4）每一测站点均应进行多测回观测。

（5）观测过程中，应保持仪器的垂直轴始终居于铅垂位置。

（6）方向观测法记录中的几项计算如下：●归零差计算：常用后观测“零方向”的读数减去先观测“零方向”读数。

●两倍照准差（2C）计算：上、下半测回同一方向的方向值之差称为两倍照准差（2C）。

计算公式为：2C=盘左读数-（盘右读数±180°）当盘右读数大于盘左读数时，180°前取“负”号，否则取“正”号。

●各方向平均读数的计算：平均读数=1/2【（盘左读数+（盘右读数±180°）】●归零后方向值的计算：将最后计算出的‘零方向’的平均值化成0°00′00″，而其他各方向相应地也需要减少‘零方向’减少的那个数值，这个计算的全过程为归零后方向值的计算，而算得的方向值称为归零方向值。

●各测回归零后方向值的平均值计算：规范范围里对各测回同一方向的方向值之差●有规定，不同级别的仪器规定的不同，如J2级仪器为12″，J6级仪器为24〞。

超限重测，不超限，则对各测回同一方向的方向值取平均值。

水平角计算：将相临方向值想减，即可求得这两个方向所夹水平角值。

当采用n测回时，各测回要在度盘不同位置上进行，其变换数值按180°/n计算。

要求：1、严格执行实验内容中所要求的每一项任务；2、每个人或小组应独立完成所有内容；3、在实验过程中应做到理论联系实际。

四、实验时间及安排1、实验时数安排为4学时；也可分两次进行，即（一）经纬仪的认识与使用，（二）方向法水平角观测。

按照实验室仪器数量及人数分组进行实验。

2、每小组应借实验设备为J2或J1经纬仪1台，记录本或记录纸等。

五、实验报告的撰写与规范1、要按照学校统一印发的实验报告的具体要求进行；2、要求论述清楚，文字通顺，图表规范，书写整洁等。

六、实验考核方法与成绩评定1、成绩考核的内容a、实验出勤与表现；b、完成实验任务的数量及质量；c、实习报告的质量d、期末考试成绩2、成绩评定实习报告(20%) + 平时成绩（20%）+ 期末考试(60%) =总成绩实习成绩分为：优、良、中、及格和不及格。

实验二精密水准仪及三等水准测量一、实验目的1、了解精密水准仪的基本构造，认清其主要部件的名称、性能和作用；2、掌握三等水准测量的施测、记录、计算、闭合差调整及高程计算的方法；3、熟悉三等水准测量的主要技术指标，掌握测站及水准路线的检核方法。

二、实验方式按人数或班级分组，到测绘工程实验室借取精密水准仪，按照指导教师的要求，在校园实习基地进行实际观测练习。

三、实验内容与要求内容：（一）精密水准仪的认识与使用精密光学水准仪：1、安置仪器：先将三脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，并将架腿踩实；再开箱取出仪器，将其架在三脚架上；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。

同时弄清水准尺上的分划注记。

3、粗略整平：双手食指和拇指各拧一只脚螺旋，同时对向（或相向）转动，使圆水准器气泡向中间移动；再拧另一个脚螺旋，使气泡移至圆水准器居中位置，熟练的情况下，用两手可同时旋转三个脚螺旋进行整平。

4、精密水准仪的操作：瞄准——转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；松开制动螺旋，转动仪器，用照门和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋；转动微动螺旋，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。

精平——转动微倾螺旋，使符合水准管气泡两端的半影像吻合，即符合气泡严格居中。

读数——水准管气泡符合，表明视线水平，此时，标尺上的读数一般不是整数。

转动测微螺旋，标尺的影像和测微尺的读数同时变动，当视场中的楔形平分丝夹准一整分划线时，停止转动测微螺旋，全部读数为楔形平分丝所夹的分划线的注记与此时测微尺的读数的和。

5、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。

检查是否超限。

电子水准仪1、安置仪器：先将三脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，并将架腿踩实；再开箱取出仪器，将其架在三脚架上；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与仪器操作软件的设置；3、粗略整平：双手食指和拇指各拧一只脚螺旋，同时对向（或相向）转动，使圆水准器气泡向中间移动；再拧另一个脚螺旋，使气泡移至圆水准器居中位置。

若一次不能居中，可反复进行；4、电子水准仪的操作：瞄准—转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；松开制动螺旋，转动仪器，用照门和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋；转动微动螺旋，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。

尽管对于正常的测量工作，没有必要严格地调焦清楚标尺上的刻划线；但是精密的调焦可以缩短测量的时间；在有障碍物遮挡标尺时，只要标尺不被遮挡30%，就可进行测量。

精平—由于电子水准仪是建立在自动按平水准仪的基础上，大部分的电子水准仪都有自动按平的功能，精平这一项可以省略；读数—在瞄准标尺后，按MEAS键就可进行测量，测得的数据直接显示在屏幕上。

5、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（二）三等水准测量1、选定一条闭合或附合水准路线，其长度以安置4至6站为宜。

确定起始点及水准路线前进的方向。

2、在起始点和第一个待测点分别立水准尺，在距该两点大致等距处安置仪器，分别观测得后视读数a11和前视读数b11，计算高差h11，改变仪器高度（光学水准仪不改变），再读取后、前视读数a12和b12，计算高差h12。

检查是否超限，计算平均高差h1。

将仪器搬至第一、第二站中间设观测站，测出h2。

依次测出h3、h4……。

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

对闭合差进行分配，推算各待定点的高程。

要求：1、严格执行实验内容中所要求的每一项任务；2、每个人或小组应独立完成所有内容；3、在实验过程中应做到理论联系实际。

四、实验时间及安排1、实验时数安排为4学时；也可分两次进行，即（一）经纬仪的认识与使用，（二）方向法水平角观测。

按照实验室仪器数量及人数分组进行实验。

2、每小组应借实验设备为J2或J1经纬仪1台，记录本或记录纸等。

五、实验报告的撰写与规范1、要按照学校统一印发的实验报告的具体要求进行；2、要求论述清楚，文字通顺，图表规范，书写整洁等。

六、实验考核方法与成绩评定1、成绩考核的内容a、实验出勤与表现；b、完成实验任务的数量及质量；c、实习报告的质量d、期末考试成绩2、成绩评定实习报告(20%) + 平时成绩（20%）+ 期末考试(60%) =总成绩实习成绩分为：优、良、中、及格和不及格。

实验三全站仪认识与设站一、实验目的1、了解全站仪的基本构造，认清其主要部件的名称、特点、性能和作用；2、练习全站仪的正确安置、瞄准、观测与系统设置的过程；3、掌握使用一种或几种全站仪设站过程。

二、实验方式按人数或班级分组，到测绘工程实验室借取全站仪，按照指导教师的要求，在校园实习基地进行实际观测练习。

三、实验内容与要求内容：（一）全站仪的认识1、全站仪的结构原理：（如图）2、安置仪器：①先将三脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，目估对中，并将架腿踩实；再开箱取出仪器，将其架在三脚架上；②转动对中器对光螺旋，使地面标志点的影响清晰；③眼睛边观察对中器中的影响，边用手旋转脚螺旋，使测站点的标志中心的影响位于对中器上的圆圈中心；④上一步操作后，圆水准器气泡不居中，为此伸缩三角架腿使圆气泡居中。

若摆放三脚架时架头大致水平程度较好，在伸缩架腿使圆气泡居中过程中，对对中影响甚微。

然后旋转脚螺旋，使长水准管气泡精确居中；⑤检查对中，若偏移较小，可稍旋松中心连接螺旋，在架头上用手扶住基座平移仪器，使其精确对中。