控制测量学实验报告

控制测量学

实验报告书

实验名称：控制测量

专业班级：D测绘131

姓名：徐辉

学号：2013133034

测绘工程系编制

实验一平面控制测量

一、精密经纬仪的使用与检验

（一）、实验目的

1、了解DJ2光学经纬仪的基本结构及各螺旋的作用，学会读数的方法。

2、了解经纬仪照准部旋转是否正确的检验方法，通过此项实习认识什么叫照准部偏心。

3、学会并掌握光学测微器行差测定的方法。

4、掌握高低点法测定经纬仪水平轴不垂直于垂直轴之差的操作程序与成果整理方法。

5、用J2经纬仪按方向法进行观测练习，以掌握用方向观测法进行四等水平方向观测。

6、领会规范中对方向观测所制定的各项规定。

7、了解测站各项限差要求，学会对方向观测的成果质量进行判别及处理的方法。

（二）、实验时间及地点

实验时间：2015年4月实验地点：淮工测绘楼、土木楼

DJ2经纬仪（带脚架）、测伞一把、记录板一块、铅笔、小刀、直尺、记录表格。（四）、实验内容

一、精密经纬仪的使用

1.将经纬仪由箱中取出，双手握住仪器的支架；或一手握住支架，一手握住基座；

2．整平仪器，整置方法同普通经纬仪一样，精密光学经纬仪长水准气泡有灵敏性，反复整平，直至仪器转到任何位置时气泡都居中，或者离开中心位置不超过一格；

3．熟悉各螺旋的用途，练习使用；

4．练习用望远镜精确瞄准远处的目标，检查有无视差，如有视差，则转动对光螺旋消除之。5．练习水平度盘的读数；

6．练习配置水平度盘的方法。

二、经纬仪检验与校正

1、经纬仪照准部旋转是否正确的检验

（1）整置仪器，使垂直轴垂直，读记照准部水准器气泡两端读数或中间位置读数；

（2）顺时针方向旋转照准部，每旋转照准部45°，读记水准器气泡一次，连续顺转三周，每一周要测八个照准部位置；

（3）逆时针方向旋转照准部，每旋转照准部45°，读记水准器气泡一次，也就是连续逆转三周；

（4）判断检验结果。若照准部旋转正确，各位置气泡读数互差，J2型仪器不得超过1格（按气泡两端读数的和比较为2格）。

2、光学经纬仪光学测微器行差的测定

（1）将测微器指标对准零分划线，转动度盘变换钮至整置位置1，用水平微动螺旋使整置位置的分划线A 与对径分划线A ±180°重合。示意图见下图；

（2）按下列顺序，各精密重合两次，同时进行测微器读数（读数按正负数读，多于0格、60格的读作正数，少于0格、60格的读作负数）；

（3）转动照准部至下一个整置位置，重合（1）、（2）两步骤操作； （4）测微器行差测定的成果整理。

3、光学经纬仪水平轴不垂直于垂直轴之差的测定（高低点）

（1）设置目标：在距仪器5m 以外的地方设置两个目标，一为高点，一为低点。两点应大致在同一铅垂直线上，用仪器观测两点的垂直角的绝对值应不小于3°，其绝对值应大致相等，其差值不得超过30″； （2）测定方法 a ．观测高低两点的水平角6个测回，每测回间更换水平度盘和测微器，其值按下式计算：

m

i

i m ?++21800式中，m 为测回数；i 为度盘最小分格值（i =20′）。对于J2型仪器，每测回更换水平度盘和测微器，其值计算为：

m

i

i m ?++221800 观测限差：2c 变化按高、低点方向分别比较，在整个测定中，其变化值不得超过6， 各测回角度值互差应小于3″。对超出限差的测回须重测。

b ．观测高、低点的垂直角高α和低α，用中丝法测三测回。垂直角和指标差互差均不超过10″，超限测回应重测。

c ．最后结果计算：

水平轴不垂直于垂直轴之差值：αctg C C i )(2

1

低高-=

式中： ∑-=n R L n C 1)(21高高 ∑-=n R L n C 1)(21低低 )(2

1

低高ααα-= 限差：i 的绝对值，J2型仪器不应超过15″。

二、精密经纬仪角度观测

1．先选择好远距离的边长均匀的四个以上方向的目标； 2．安置仪器后，将仪器照准零方向，

3．顺转照准部1~2周后精确照准零方向，进行水平度盘和测微器读数（重合对径分划两次）；

4．顺转照准部，精确照准2方向，仍按上述方法读数；顺转照准部依次进行3、4……n 方向的观测，最后闭合至零方向（当观测方向数≤3时，可不必闭合至零方向），以上构成上半测回；

5．纵转望远镜，逆转照准部1~2周后，精确照准零方向，按上法读数；

6．逆转照准部，按上半测回的相反次序依次观测n 、n-1、……3、2直至零方向。构成

下半测回。上、下半测回构成一个测回。

（五）、实验原始记录

（六）、实验结论和体会

通过本次实验我有以下收获，第一，我对精密经纬仪的使用、基本结构及各螺旋的作用有了一定了解也学会读数的方法。第二，掌握经纬仪照准部旋转是否正确的检验方法，并且通过此项实习认识了什么叫照准部偏心。第三，我对光学测微器行差测定的方法和高低点法测定经纬仪水平轴不垂直于垂直轴之差的操作程序与成果整理方法有了认识。最后，我们小组在老师的指导下，用J2经纬仪按方向法进行观测练习，并掌握用方向观测法进行四等水平方向观测与记录的方法和操作步骤。在实验过程中，我们也遇到了许多小问题，并且在学长的帮助下很好的解决了它们，总的来说，这次实验圆满结束，希下次实验取得更大的进步。

成绩：日期：

实验二高程控制测量

一、精密水准仪的使用

（一）

1．了解S1精密水准仪的基本结构以及各螺旋的作用。

2．了解精密水准标尺的基本分划，初步学会S1精密水准仪的使用方法和在水准标尺上的读数方法。

3．初步掌握精密水准仪、水准尺主要项目的检校方法。

4．明确水准仪视准轴与水准轴之间的正确关系。

5．掌握水准仪交叉误差和角误差的检验与校正的操作程序和成果整理方法。

7.通过一条水准环线的施测，掌握二等精密水准测量的观测和记录，使所学知识得到一次实际的应用。

8.熟悉精密水准测量的作业组织和一般作业规定。

（二）、实验时间及地点

实验时间：2015年5月实验地点：淮海工学院测绘楼、土木楼

（三）、实验仪器和工具

S1水准仪一台（带脚架）、水准标尺一对，尺垫一副、皮尺一根、记录板一块、自备铅笔、小刀和记录手簿。

（四）、实验内容

1．安置仪器，熟悉仪器结构及部件功能。

2．安置水准尺，熟悉其分划及注记特点。

3．进行读数练习并记录读数。

5．对水准仪及水准尺进行以下各项检验：

1)水准仪的检验与校正

(1)水准仪及脚架各部件的检视。

(2)圆水准器安置正确性的检验与校正。

(3)光学测微器效用正确性的检验及分划值的测定。

(4)视准轴与水准管轴相互关系的检验及校正(必检项目)。

2.水准尺的检验

(1)检视水准尺各部件是否牢固无损。

(2)水准标尺上圆水准器安置正确性的检验与校正。

(3)水准标尺分划面弯曲差(矢矩)的测定。

(4)水准标尺分划线每米分划间隔真长的测定(必检项目)。 (5)对水准标尺零点与零点差及基辅分划读数差常数的测定。 3．i 角误差的检验与校正

在精密水准测量中测定i 角的通用方法及步骤如下：

(1) 在平坦地面上选择A 、B 两个立尺点，其距离为S=20.6m 。再在同一直线上，选择两个仪器点J 1和J 2（见图所示），J 1A 和J 2B 的距离也是S=20.6m 。

(2) 先在1J 点观测，照准A 、B 两点的水准标尺，各读取四次读数，取四次读数的平均数为1a 和1b 。如果0=i ，正确读数应该是'

1a 和'

1b ，所以由i 角引起的读数误差，在A 点是Δ，B 点是2Δ。

(3) 同样，在2J 点观测时，照准A 和B 点水准标尺所得读数的平均数为2a 和2b 。正确的读数是'

2a 和'

2b ，读数误差分别是2Δ和Δ。

(4) 最后结果计算

[])()(21

1122b a b a ---=?

?=?

=10"ρS

i

式中)(22b a -和)(11b a -为仪器在2J 和1J 点读数平均数之差，?以mm 为单位。

如果i 角大于15″，就需要进行校正。 校正方法及步骤是：

（1）校正在2J 站上进行，先计算照准水准标尺A 上的正确读数'

2a

?-=22'

2a a

将'2a 的后三位数字安置在测微器上，转动倾斜螺旋使楔形丝夹准'

2a 的前三位数字的分划线。

（2）校正水准器的上、下两个改正螺旋直至气泡居中。 （3）再检查另一水准标尺B 的正确读数是否为'

2b

?-=2'2b b

（4）校正后，应重新测定一次i 角，必要时再进行校正，直至i 角符合要求为止。

i角的检验表

仪器：S1 观测者：

徐辉记录者：孙超检查者：

4．交叉误差的检验与校正

仪器存在交叉误差，则整平仪器，保持视准轴不变时，竖轴左右倾斜，气泡就异向移动。如果竖轴左右倾斜的角度相同，则气泡异向移动的量也相等。交叉误差的检验就是按这个原

（1）将水准标尺置于距水准仪约50m处，水准仪的三个脚螺旋与标尺的相对位置，如图2-5所

（2）整平仪器，使符合气泡精密符合，转动

测微螺旋，使楔形丝夹准水准标尺上的一个分划，

并记录标尺上的测微器读数。以后保持测微器读

数不变。

（3）将脚螺旋1升高两周，为了保持原读数不变，即保持视准轴位置不变，将另一侧脚螺旋2降低约两周，仍使楔形丝夹准原来的分划，观察并

（4）将脚螺旋转回到原先的位置，使楔形丝夹准原来的分划线，检核符合水准气泡是

（5）将脚螺旋1降低两周，将脚螺旋2升高两周，使楔形丝仍夹准原来的分划线。观

在上述仪器向左和向右倾斜情况下，若气泡两端保持符合，或同向偏离相同的量，则表示无交叉误差存在。若气泡两端异向偏离或同向偏离不等的量，则表示有交叉误差存在，但气泡两端同向偏离的主要原因是水准轴未严格水平。因此，当气泡异向偏离大于2mm时，就需要进行消除交叉误差的校正。

校正的方法是将符合水准器左、右两个改正螺丝先松其中一个，后紧另一个，反复检核。

必须注意，设置望远镜的方向时，要严格地与两个脚螺旋连丝的方向正交。否则，即使没有交叉误差，当竖轴左、右倾斜时，也会在一定程度上产生气泡异向偏离的现象。

二、二等水准测量

1

精密水准观测组由7~8人组成，具体分工是：观测一人、记录一人、打伞一人、扶尺二

2

（1）视线高度不得低于0.5m，视线长度一般取50m，在某些特殊情况下视线可适当缩短，前后视距差应小于1m，测段累积差小于3m。

（2）一测段的测站数布置成偶数，仪器和前后标尺应尽量在一直线上。

（3）观测时要注意消除视差，气泡严格居中，各种螺旋均应以旋进方向终止。

（4）视距读至1mm，基辅分划读至0.1mm，基辅高差之差＜0.6mm。

（5）上丝与下丝的平均值与中丝基本分划之差，对于0.5cm刻划标尺应≤1.5mm；对于1.0cm刻划标尺应≤3.0mm。

（6）每一站上的记录、计算待检查全部合格后才可迁站。

（7）测完一闭合环计算环线闭合差，其值应小于±4L mm，L为环线长度，以公里为单位。

3．观测程序

精密水准测量中采用如下的观测程序：

往测奇数测站的观测程序为：后前前后

往测偶数测站的观测程序为：前后后前

返测奇数测站的观测程序为：前后后前

返测偶数测站的观测程序为：后前前后

在一个测站上的观测步骤（以奇数站为例）为：

（1）首先将仪器整平（望远镜绕垂直旋转时，符合水准气泡两端影象的分离不得超过1cm）。

（2）望远镜对准后视水准标尺，转动倾斜螺旋使符合水准气泡两端影象分离不得大于2mm，用下、上视距丝平分水准标尺的相应基本分划读取视距。读数时标尺分划的位数和测微器的第一位数共四个数字要连贯读出。

（3）接着转动倾斜螺旋使气泡影象精密符合，并转动测微螺旋使楔形丝照准基本分划，读分划线三位数与测微器二位数。

（4）旋转望远镜照准前视水准标尺，使气泡精密居中，用楔形丝照准基本分划并进行读数，然后按下、上视距丝读取视距。

（5）用楔形丝对准辅助分划进行读数。

（6）再转向后视标尺，转动倾斜螺旋使气泡影象精密符合，进行辅助分划的读数。

至此一个测站的观测工作即告结束。以上为奇数站的后—前—前—后观测程序，偶数站的观测程序为前—后—后—前。

（五）、实验原始记

测自至2015 年5月9日时刻：始时分

天气：晴温度：成像：清晰末时分

（六）、实验结论和体会

通过本次实验，我了解了S1精密水准仪的基本结构以及各螺旋的作用，了解了精密水准标尺的基本分划，初步学会了S1精密水准仪的使用方法和在水准标尺上的读数方法。初步掌握了精密水准仪、水准尺主要项目的检校方法。也明确了水准仪视准轴与水准轴之间的正确关系。还掌握了水准仪交叉误差和角误差的检验与校正的操作程序和成果整理方法。并且通过一条水准环线的施测，掌握二等精密水准测量的观测和记录，使所学知识得到一次实际的应用。总之，这次实验一如既往的卓有成效。

成绩：日期：