《測量學C》實驗指導書.doc

目 錄實驗一水準儀的使用1實驗二經緯儀的使用5實驗三碎部測量12實驗一水準儀的使用（1）水準儀的使用一、目的1、了解DS3級水準儀的構造及各部分的名稱和作用2、掌握水準儀使用的基本操作3、練習水準尺讀數(shù)二、要求實驗學時安排為2學時，每人安置23次水準儀，讀尺45次。三、儀器及工具每組：水準儀一臺、水準尺一把、記錄板一塊。四、預習內容水準測量的儀器及工具，水準儀的使用五、實驗步驟1、安置水準儀：測量儀器所安置的地點稱為測站。打開三腳架，使其高度適中，架頭大致水平，牢固地架設在地面上。然后打開儀器箱（記清儀器各部件位置，以便裝箱時按原來位置放置），雙手握基座取出儀器，放在三腳架上，用連接螺旋將水準儀固連在三腳架上。用手推一下儀器，檢查儀器是否真正連接牢固。2、熟悉儀器：認識水準儀構造及各部分的名稱、作用。3、粗略整平：（1）置圓氣泡于兩腳螺旋之間（或于一腳螺旋上方），轉動這兩個腳螺旋使圓氣泡在這兩腳螺旋方向居中（氣泡移動方向與左手大姆指旋轉方向一致）。（2）轉動第三個腳螺旋使圓氣泡居中，反復練習幾次。4、瞄準對光：（1）將望遠鏡對向明亮的背景（白墻或白紙），轉動目鏡對光螺旋使十字絲看得非常清晰。（2）松開制動螺旋，用鏡筒上的準星瞄準水準尺（立水準尺在離水準儀約30米處），擰緊制動螺旋。（3）轉動物鏡對光螺旋，使水準尺的像十分清晰，然后眼睛在目鏡上下作微小移動，觀察水準尺與十字絲面是否有相對移動。若有，則存在視差，為此，可反復調節(jié)對光螺旋，直到視差消除為止。（4）旋轉微動螺旋，使水準尺的象靠近十字絲的縱絲。5、精確整平：旋轉微傾螺旋，使符合水準氣泡兩端吻合（即氣泡居中）。6、讀數(shù)：（1）先認清水準尺的刻劃和注記形式，以免讀錯。（2）按中絲在水準尺上讀數(shù)。讀數(shù)時，應從小往大讀取，并估讀到毫米。六、注意事項1、持尺者將水準尺立于地面一點，尺的零點在下，尺面對向望遠鏡。2、水準尺讀數(shù)應讀至毫米，注意消除十字絲視差。3、每次讀數(shù)前要轉動微傾螺旋使符合氣泡吻合。（2）連續(xù)水準測量一、目的1、練習水準測量測站與轉點選擇，水準尺立尺方法，測站上儀器操作。2、掌握連續(xù)水準測量的施測方法及記錄計算。二、要求1、從某已知高程的水準點開始，用變動儀器高法（或雙面尺法）進行一段連續(xù)水準測量求得欲測點的高程。2、每一測站采用變動儀器高法（或雙面尺法），測得兩次高差應不大于6mm，在允許范圍內取其平均值作為該測站高差的結果。三、儀器及工具每組：水準儀一臺，水準尺兩把，尺墊兩個。四、預習內容水準測量的方法。五、實驗步驟（一）變動儀器高法1、后視水準尺立于某水準點上，觀測者將儀器安置于適當?shù)攸c，前視水準尺立于轉點TP1（要求儀器與兩立尺點距離大致相等），在轉點上置尺墊，水準尺立于尺墊上。2、觀測者安置水準儀，精略整平后，瞄準后視點上水準尺，轉動微傾螺旋精確整平后，根據(jù)十字絲中絲讀數(shù)a1記錄。然后瞄準轉點TP1上的前視水準尺，精確整平后，根據(jù)十字絲中絲讀數(shù)b1記錄。計算第一次儀器高時的高差h=a1-b1。3、觀測者變動儀器高(應在10cm以上)，重新安置水準儀，粗略整平后同步驟2，觀測得前視讀數(shù)b2，后視讀數(shù)a2，記錄并計算第二次儀器高時的高差h=a2-b2。4、若h與h之差小于6mm，則兩點的平均高差h= (h+h)5、第一測站測完后，搬至第二測站，原前視轉點TP1上的水準尺和尺墊不動，原后視水準點上水準尺移至另一轉點TP2上。按以上變動儀器高法進行觀測、記錄及計算，直至終點。6、與往測同法，由B點向A點進行返測。7、計算校核：a-b=h=H終-H始式中：H終水準線路終點的已知高程H始水準線路始點的已知高程（二）雙面尺法每個測站觀測步驟如下：1、瞄準后視黑面尺、精平、讀數(shù)a黑；2、瞄準前視黑面尺、精平、讀數(shù)b黑；3、前視尺翻轉尺面，瞄準、精平、讀數(shù)b紅；4、后視尺翻轉尺面，瞄準、精平、讀數(shù)a紅。其他步驟與要求均與變動儀器高法相同。在計算紅面尺高差時，因同一副尺的紅面尺零點分別為4687、4787，高差有100mm的常數(shù)差，因此在與黑面尺高差進行比較或取高差平均值時，紅面高差應加或減100mm（取正、負號時以黑面尺高差為準）。六、注意事項1、儀器、尺墊要安置牢固，防止下沉。2、每次讀數(shù)前，要轉動微傾螺旋使水準管符合氣泡吻合。注意消除十字絲視差，估讀至毫米。3、尺要扶直，尺下清潔，轉點處應放尺墊，并注意尺墊不得碰動，如有碰動應及時返工重測。4、選擇測站應使前、后距離盡量相等，最大視距應小于75m。在一個測站瞄準水準尺讀數(shù)的次序是：“后前前后”。5、記錄保持整潔、原始，不得隨便涂改。計算要及時，在同一測站兩次儀器高（或雙面尺）測出的兩次高差之差應小于6mm，經檢驗合格后方可將儀器遷至下一測站。七、記錄示例（如表1-1）表1-1（3）水準測量一、目的1、練習水準測量測站與轉點選擇，水準尺立尺方法，測站上儀器操作。2、掌握水準測量的施測方法及記錄、計算。二、要求1、從某已知高程的水準點開始，進行一段閉合（或附合）水準測量。2、每一測站采用變動儀器高法，測得兩次高差應不大于6mm，在允許范圍內取其平均值作為該測站高差的結果。3、高差閉合差允許值：fh容12mm當fhfh容時，調整fh，計算測點高程。三、儀器及工具每組：水準儀一臺，水準尺兩把，尺墊兩個。四、預習內容水準測量的外業(yè)，水準測量的內業(yè)。五、實驗步驟1、在地面選定B、C、D三個堅固點作為待定高程點，BM.A為已知高程點，其高程值由老師提供。后視水準尺立于BM.A上，觀測者將儀器安置于適當?shù)攸c，前視水準尺立于轉點TP1（要求儀器與兩立尺點距離大致相等），在轉點上置尺墊，水準尺立于尺墊上。2、觀測者安置水準儀，精略整平后，瞄準后視點上水準尺，轉動微傾螺旋精確整平后，根據(jù)十字絲中絲讀數(shù)a1記錄。然后瞄準轉點TP1上的前視水準尺，精確整平后，根據(jù)十字絲中絲讀數(shù)b1記錄。計算第一次儀器高時的高差h=a1-b1。3、觀測者變動儀器高(應在10cm以上)，重新安置水準儀，粗略整平后同步驟2，觀測得前視讀數(shù)b2，后視讀數(shù)a2，記錄并計算第二次儀器高時的高差h=a2-b2。4、若h與h之差小于6mm，則兩點的平均高差h= (h+h)5、第一測站測完后，搬至第二測站，原前視轉點TP1上的水準尺和尺墊不動，原后視水準點上水準尺移至另一轉點TP2上。按以上變動儀器高法進行觀測、記錄及計算，直至終點。6、計算校核：a-b=h=H終-H始式中：H終水準線路終點的已知高程H始水準線路始點的已知高程7、高差閉合差的計算與調整（祥見教材P202-5節(jié)）。8、計算待定點高程：根據(jù)已知高程點A的高程和各點間改正后的高差計算B、C、D、A四個點的高程，最后算得的A點高程應與已知值相等，以資檢核。六、注意事項1、儀器、尺墊要安置牢固，防止下沉。2、每次讀數(shù)前，要轉動微傾螺旋使水準管符合氣泡吻合。注意消除十字絲視差，估讀至毫米。3、尺要扶直，尺下清潔，轉點處應放尺墊，并注意尺墊不得碰動，如有碰動應及時返工重測。4、選擇測站應使前、后距離盡量相等，最大視距應小于75cm。在一個測站瞄準水準尺讀數(shù)的次序是：“后前前后”。5、記錄保持整潔、原始，不得隨便涂改。計算要及時，在同一測站兩次儀器高測出的兩次高差之差應小于6mm，經檢驗合格后方可將儀器遷至下一測站。七、記錄示例（如表1-2）表1-2實驗二經緯儀的使用（1）經緯儀的使用一 、目的1、了解光學經緯儀主要部件名稱及作用2、掌握經緯儀基本操作方法：對中、整平和讀數(shù)二、要求 (實驗時數(shù)安排2學時)1、認識經緯儀基座、水平度盤、照準部三部分的結構；掌握制動、微動螺旋的使用。2、練習對中、整平方法。3、練習用望遠鏡精確照準目標。4、練習光學經緯儀水平度盤讀數(shù)。三、儀器及工具每組：光學經緯儀一臺(J6或J2)。四、預習內容J6、J2級光學經緯儀。五、實驗步驟1、安置經緯儀后，逐件認識儀器各部件的名稱及作用。2、對中、整平B2B1B3 O M圖2-1(1)觀測者站于圖2-1中M點，眼與光學對點器、地面點位O及三腳架B1的位置在一直線上。光學對點器進行目鏡、物鏡對光。右手握架腿B1，左手握架腿B3，將儀器輕輕提起，并前、后、左、右移動直到光學對中器中的“”字與O點基本對中。(2) 眼看圓水準器并同時伸縮架腿，使圓氣泡居中(伸縮架腿時不影響原先的對中)(3)轉動腳螺旋使水準管氣泡居中，具體操作為：轉動照準部，使長水準管與一對腳螺旋相平行，利用左手拇指定則，使氣泡居中，將照準部旋轉90，仍按左手拇指定則，使氣泡居中，以上步驟重復12次。3、練習換象手輪及水平度盤變換手輪的使用。(1)練習J2級光學經緯儀換象手輪的使用。先打開水平度盤反光鏡，轉動換象手輪使標志線水平，此時觀察讀數(shù)顯微鏡，并轉動水平度盤可見窗內讀數(shù)在變。再打開豎盤照明反光鏡，轉動換象手輪使標志線豎直；此時觀察讀數(shù)顯微鏡，并轉動望遠鏡可見窗內讀數(shù)在變。(2)練習J6、J2級光學經緯儀水平度盤變換手輪的使用。擰緊水平制動螺旋，轉動水平度盤變換輪，觀察水平度盤讀數(shù)的變化，從而了解度盤變換手輪的作用。4、練習望遠鏡瞄準目標。對光尋找目標等方法步驟同水準儀(見實驗一)。5、練習光學經緯儀水平度盤讀數(shù)。(1)J6級經緯儀的讀數(shù)方法圖2-2轉動讀數(shù)窗對光螺旋看清數(shù)字及分劃線，度數(shù)由落在分微尺上的度盤分劃注記讀出。小于1的數(shù)值，由分微尺上讀出，并估讀至0.1。如圖2-2中，落在分微尺上的水平度盤刻劃線的注記為214，該刻劃線在分微尺的讀數(shù)為56.5，所以水平度盤的讀數(shù)應為2145630。同理，豎盤讀數(shù)為790800(3)J2級經緯儀的讀數(shù)方法圖2-3i )旋轉測微輪使度數(shù)窗下方框內豎線相重合，如圖2-3。ii) 讀度數(shù)窗中的度數(shù)及中間小窗中的整10分數(shù)，如圖3-3中為14240。Iii)讀出測微尺上讀數(shù)，如圖3-3中為713.8，然后相加為1424713.8。(4)其它練習：盤左盤右練習：松開望遠鏡制動螺旋，縱轉望遠鏡從盤左到盤右。改變水平度盤位置練習：旋緊水平制動 螺旋，打開水平度盤位置變換手輪，轉動變換輪，觀察讀數(shù)變化，最后蓋好護蓋。六、注意事項1、經緯儀開箱后，應必須仔細觀察儀器在箱中的位置，以便在儀器使用完畢時，能準確 裝入箱內。2、經緯儀由箱中取出后，必須立即用腳架上的中心螺旋將經緯儀上牢。上連螺旋時另一手必須抓緊儀器的支架，以確保安全。3、制動螺旋未松開之前不可強行轉動儀器，若欲使儀器作水平方向旋轉時必須雙手握著儀器支架轉動儀器，不允許手拿望遠鏡轉動。4、儀器各螺旋均不宜旋得過緊，螺旋擰到頭時不應再擰，而應反向倒回，以免螺旋損壞。5、注意愛護儀器，儀器取出箱子后，箱子蓋要立即關上，并將儀器箱安置在干燥地點，儀器箱嚴禁坐人。（2）測回法測量水平角一、目的掌握測回法測水平角的步驟、記錄和計算方法二、要求 (實驗時數(shù)為2學時)1、盤左、右所測水平角值之差J6級經緯儀應小于40，J2級經緯儀應小于18。2、多邊形內角和與理論值之差應小于60(n為多邊形的邊數(shù))。三、儀器及工具每組經緯儀一臺、測釬兩副。四、預習內容水平角和豎直角觀測。五、實驗步驟(一)水平角觀測圖2-4圖2-51、對中、整平。安置經緯儀于測站2點（如圖2-4）。2、盤左位置(豎盤在觀測者的左測)，左手握水平度盤制動螺旋，右手握望遠鏡對光螺旋處，轉動儀器利用瞄準器瞄準左方目標點1，擰緊水平制動及望遠鏡制動螺旋，轉動微動螺旋準確瞄準目標點1，如圖2-5所示，要以豎絲中單絲對準測點，或雙絲被測點平分。為計算方便，此時可調水平度盤變換輪，使讀數(shù)略大于0如b1=01218，記入手薄中。(見表2-1)3、順時針轉動儀器瞄準右方目標點3，讀取水平度盤讀數(shù)為a2=714524。則盤左半測回角值為L=a1b1=713306。4、為消除儀器誤差的影響，再以盤右觀測，即縱轉望遠鏡成盤右位置(豎盤在觀測者右測)，瞄準右方目標點3，讀取水平度盤讀數(shù)為a2=2514518；再逆時針轉動儀器瞄準左方目標點1，讀取水平度盤讀數(shù)為a2=1801200，記入手薄。則后半測回角值為R=a2b2=713318。兩半測回之差在允許范圍內，則可取平均值，現(xiàn)L、R之差為12，在允許范圍內，故取兩半測回平均值=713312。此角測畢，若需測幾個測回，可按以上方法觀測，但要按規(guī)定變動度盤的起始讀數(shù)。表2-1(3)豎直角觀測一、目的1、判斷豎盤注記形式，確定豎直角計算公式。2、掌握豎直角觀測的步驟、記錄和計算方法。二、要求 (實驗時數(shù)為2學時)豎直角測角中儀器指標差互差20三、儀器及工具每組經緯儀一臺。四、預習內容豎直角觀測。五、實驗步驟1、判斷豎盤注記形式，確定豎直角計算公式。圖2-6(1)盤左，望遠鏡大致水平，讀取豎盤讀數(shù)(只需讀度數(shù))。(2)仰起望遠鏡，讀取豎盤讀數(shù)(只需讀度數(shù))，若此時度數(shù)大于視線水平時度盤讀數(shù)，則其豎盤注記形式如圖2-6(a)，豎直角計算公式： L=L 90R=270 R反之，若盤左時望遠鏡仰起時，豎盤讀數(shù)減少，則其豎盤注記形式如圖2-6(b)，豎直角計算公式：L= 90 LR=R 2702、豎直角觀測步驟(1)安置經緯儀于測站1點，對中，整平。(2)盤左，望遠鏡瞄準目標P(使十字絲橫絲切于目標頂端)。轉動豎盤指標水準器微動螺旋，使豎盤水準氣泡居中，豎盤讀數(shù)L，記錄并根據(jù)豎直角計算公式，算得L。(3)盤右，仍瞄準P點，調豎盤氣泡居中，豎盤讀數(shù)R，記錄算得R。(4)計算豎直角及指標差。豎直角= (R+L)指標差X= (R-L)表2-2六、注意事項1、觀測程序及記錄要嚴守規(guī)程。2、每半測回的角值觀測完畢后立即算出，當場校核，完成記錄，并附所測角草圖。3、觀測中注意勿擰軸座連接螺旋，以防軸座轉動，導致錯誤。實驗三碎部測量一、目的學會用經緯儀進行地形圖測繪的方法。二、要求全組在一個測站，每人