建筑工程测量实训教程全书全套教学教程电子教案电子讲义.ppt

,*,建筑工程测量实训教程,1,第,1,章 绪论,2,2.4.3,方位角,方位角是指从坐标纵轴,(x,轴,),的北端起，顺时针旋转到直线位置的水平夹角，称为该直线的方位角。其取值范围在,0,360,之间。方位角应用比较广泛，如计算点的平面坐标、坐标反算、地形图测绘和施工放样等都有应用。（,1,）正、反方位角沿直线,AB,方向若定义为该直线的正方向，则沿直线,BA,方向定义为该直线的反方向。从而沿直线,AB,的方位角定义为该直线的正方位角,AB,，沿直线,BA,的方位角定义为该直线的反方位角,BA,。如图,2.45,所示。,AB,、,BA,互为正、反方位角。二者之间的关系为：通用公式：,3,图,2.45,图,2.46,4,(2),左角和右角在推算直线的坐标方位角中，常用到左角和右角的概念。所谓左角是指沿折线前进方向有一个以上的转折角，在前进方向左侧的转折角叫左角。反之在前进方向右侧的转折角叫右角。如图,2.46,所示，,2,是右角，,3,和,4,是左角。,(3),方位角的计算公式,1,）转折角为左角时的方位角计算,2),转折角为右角时的方位角计算,5,图,2.47,图,2.48,6,3,）多个转折角的折线方位角计算 图,2.49,图,2.50,7,2.5,误差理论,2.5.1,理论公式,（,1,）观测值中误差,m,因为真误差,=,l,-,X,设对某量进行,n,次观测，观测值为,l,i,（,i,=1,，,2,，,，,n,），其对应的真误差为,i,。即所以观测值中误差其中：,n,观测次数；,l,观测值；,X,未知量的真值。,8,（,2),算术平均值计算设对某量进行,n,次观测，观测值为,l,i,（,i,=1,，,2,，,，,n,），则算术平均值,L,的计算公式为：（,3,）算术平均值的中误差计算观测值的改正数,v,=,L,-l,设对某量进行,n,次观测，观测值为,l,i,（,i,=1,，,2,，,，,n,），观测值的改正数,v,i,=,L,-,l,i,。则算术平均值中误差,M,计算公式为：（,4,）函数的中误差计算,1,）和差函数的中误差,2),倍数函数的中误差,9,3,）线性函数的中误差,4,）一般函数的中误差,2.5.2,应用,（,1,）视距测量的中误差,1,）视距法测量水平距离中误差由视距测量计算公式 ，按一般函数的中误差计算公式可推算平距,D,的中误差计算公式：其中，是把角值化成弧度为单位的角值，使整个式子的单位统一。如,m,的单位是,“,秒,”,时，,=206 265,。其他变量的单位也应统一后，代入误差计算公式计算。,10,2),用视距法测定高差中误差 当,i,=,v,时，视距高差公式为：，按一般函数的中误差计算公式可推算高差中误差的计算公式：,3,）案例,11,12,2.6,小地区控制测量,2.6.1,坐标正算,所谓坐标正算是在已知,A,点坐标（,x,A,，,y,A,）和,AB,直线的距离,D,AB,及其方位角,AB,的情况下计算,B,点坐标（,x,B,，,y,B,）的工作。如图,2.51,所示。,图,2.51,13,计算公式为：,图,2.52,14,2.6.2,坐标反算,所谓坐标反算是在已知,A,点坐标（,x,A,，,y,A,）和,B,点坐标（,x,B,，,y,B,）的情况下计算,AB,直线的距离,D,AB,及其方位角,AB,的工作。如图,2.53,所示。在施工放样和地形测量等工作中经常要进行坐标反算。其计算过程及公式如表,2.10,。,15,图,2.53,16,17,2.6.3,前方交会,前方交会法加密控制点，方法简单、快捷，计算简便，在测绘工作中比较常用。本教程采用坐标推算法和公式计算法分别计算待定点的坐标。,图,2.54,18,2.6.4,导线坐标计算,计算导线点的坐标是控制测量的一项工作，由于涉及的知识和考虑的因数较多，读者完全掌握导线坐标计算方法，有一定的难度。编者总结了表,2.11,，帮助读者学习和掌握导线坐标计算过程和方法。,19,20,21,2.6.5,单三角锁,单三角锁在控制测量中，采用近似平差计算时，需消除测量三角形的角度闭合差和由丈量的起始边推算至终止边的边长闭合差，然后用正弦定理计算三角形各边的长度，最后根据测区已知控制点，采用闭合导线或附合导线的方式解算各未知三角点的坐标。,图,2.55,22,(1),测量三角形的角度闭合差改正因为三角形的角度闭合差所以第一次角度改正的计算公式为：（,2),由丈量的起始边推算至终止边的边长闭合差改正因为,23,所以第二次角度改正数的计算公式为：所以第二次角度改正的计算公式为：（,3,）用正弦定理计算三角形各边的长度其中,D,i,为前一个三角形的,a,i,-1,边所对应的边长。,i,=2,，,3,，,，,n,24,图,2.56,25,26,图,2.57,图,2.58,27,2.6.6,三（四）等水准测量,在测量工作中，经常使用三（四）等水准测量。它除了用于控制测量外，也用于工程测量。表,2.13,是三（四）等水准测量记录表中的一部分。读者要了解其样式，除掌握填写方法外，还要掌握计算和限差等要求，在工作中才能熟练和正确应用。表中采用,“,后,前,前,后,”,的观测顺序，记录、计算表中数据。也可按规范采用其他的观测顺序，记录和计算表中的数据，此处从略。（,1,）高差计算与限差前视尺的,K,加黑减红：（,9,）,=,（,4,）,+,K,-,（,7,）后视尺的,K,加黑减红：（,10,）,=,（,3,）,+,K,-,（,8,）其中，,K,为前视或后视标尺红、黑面零点的差值，如,45,编号尺为,4687,，,46,编号尺为,4787,。,28,29,限差要求：（,9,）、（,10,）栏的结果的绝对值不得超过,3 mm,。黑面高差：（,16,）,=,（,3,）,-,（,4,）红面高差：（,17,）,=,（,8,）,-,（,7,）黑面、红面高差之差：（,11,）,=,（,16,）,-,（,17,）,100=,（,10,）,-,（,9,）限差要求：（,11,）栏结果的绝对值不得大于,5 mm,。在满足上述限差要求后，计算高差中数：（,18,）,=,（,16,）,+,（,17,）,100/2,（,2),视距计算与限差后距：（,12)=,（,1,）,-,（,2)/10=,后视距离，（其中（,1,）、（,2),的单位为,“,mm,”,）。前距：（,13,）,=,（,5,）,-,（,6,）,/10=,前视距离，（其中（,5,）、（,6,）的单位为,“,mm,”,）。,30,视距差,d,：（,14,）,=,（,12)-,（,13,）限差要求：（,14,）栏结果的绝对值不得超过,3 m,。,d,：（,15,）,=,本站的（,14,）,+,前站的（,15,）限差要求：（,15,）栏结果的绝对值不得超过,10 m,。每站均在上述限差以内，且计算无误后，结束该站的观测，才能搬迁测站。（,3,）水准路线观测一阶段或结束时的计算与检核,1,）高差部分（,3,）,-,（,4,）,=,（,16,）,=,h,黑,（,8,）,-,（,7,）,=,（,17,）,=,h,红,h,中,=,（,h,黑,+,h,红,）,/2,当测站数为奇数时，,h,中,=,h,黑,+,h,红,100/22),视距部分末站的（,15,）,=,（,12)-,（,13,）,31,限差要求：（,15,）栏结果的绝对值不得超过,10 m,。总视距,=,（,12)+,（,13,）计算校核：,1,）高差部分,32,33,2),视距部分,34,图,2.59,35,2.7,大比例尺地形图的测绘,2.7.1,大比例尺地形图,36,2.7.2,碎部测量小组成员的工作,碎部测量工作，需要小组成员互相协调配合，各司其职，各尽其责，注意工作间的衔接，积极进取，提高工作效率。,2.7.2.1,观测者,（,1,）在测站点,(,控制点,),上安置经纬仪，对中、整平，量取仪器高,i,，盘左位置观测垂直度盘注记方式，确定垂直角的计算公式。（,2),瞄准另一控制点（以后称已知点），水平度盘置零（,0,0000,）。,1,）复测扳钮型经纬仪：,2),度盘变换手轮型经纬仪：（,3,）松开照准部制动螺旋，瞄准碎部点上的标尺（水准尺或塔尺），十字丝的中丝截在仪器高,i,或,i,1 m,（中丝要截的,i,处被遮挡时）。（,4,）转动望远镜的微动螺旋，让上丝（或下丝）截准标尺上一个整分划，向下（或向上）读取下丝（或上丝）以厘米为单位的尺间隔。,37,（,5,）再转动望远镜微动螺旋，让十字丝的中丝截准,i,或,i,1 m,等位置，读取水平角。转动竖盘指标水准管微动螺丝，让竖盘指标水准管气泡居中（如果经纬仪具有垂直度盘自动归零装置，不做此操作），读取垂直度盘读数。（,6,）重复第（,3,）、（,4,）、（,5,）步，观测其余碎部点。（,7,）工作告一段落（或观测,30,个点左右），检查已知方向的水平度盘读数是否超过,4,，若超过,4,，应重测。（,8,）注意视距不应超过测量规范中的最大视距。,2.7.2.2,绘图者,（,1,）预习,地形图图式,，并记住常用地物、地貌符号及其表示方法。（,2),在测站点附近的适当位置安置图板。用细线（线宽,0.1 mm,）在图纸上画出测站点与已知点连线（称正方向线段）及其反向延长线（称反向延长线段），总称定向方向线。,38,（,3,）与跑尺者商讨碎部点的施测区域及路线，随时注意立尺点的位置，便于依照地物、地貌的实地情况描绘地形图。（,4,）及时准确地将碎部点展绘于图上，应该连接的直线或曲线，按实地状态描绘好，并画上相应图式符号。（,5,）测站点看不见的地物轮廓点,1,）被遮挡的背后地物轮廓点如图,2.60,所示，在由控制点,A,测出了点,1,和点,2,后，通过丈量,23,边的长度和,123,（如,90,），就可定出地面点,3,在图纸上的位置。同理可定出点,4,、点,5,和点,6,。,39,图,2.60,图,2.612),被遮挡的同侧地物轮廓点当需确定一个看不见的地物点时，可在该点与已知碎部点的连线上测定一过渡点，并量出此过渡点至欲求地物点间距离，便可展绘出此地物点。如图,2.61,所示，在由控制点,A,测出了点,1,和点,2,后，通过丈量,23,边的长度，就可定出地面被障碍物遮挡的点,3,在图纸上的位置。,40,（,6,）休息时间（或业余时间），整饰地形图中的线型、图式符号和绘制等高线等，当天的工作当天清。保持图面清洁。（,7,）掌握正确使用量角器,1,）长把量角器,2),半圆量角器检查遗漏地物、地貌及其错误的符号等，并指挥补全。,2.7.2.3,跑尺者,（,1,）协助做好测站点上的准备工作（如量仪器高及安置仪器等）。（,2),与绘图者协商跑尺区域及路线。（,3,）在地形变换点或兼顾各碎部点间最大间距并小于最大视距的点上，安置标尺，让观测者能看清水准尺上的分划。,41,注意：地物轮廓线上转折点、交叉点、拐点及独立地物的中心点等；山脊、山脚、谷底、谷口、沟底、沟口、洼地、台地、河川、湖池岸旁等的坡度和方向变化处（即特征点）要测碎部点。（,4,）测站点看不见的地物轮廓点（如房角点等），由跑尺者丈量已测定的点与待测定点的水平长度，及该已测定点与待测定点的连线方向同通过该已测定点的另一已测定方向间的夹角（一般为,90,），报与绘图者展绘于图上。（,5,）听从绘图者的指挥进行补点。（,6,）注意尺子竖直。,2.7.2.4,计算者（,1,）熟悉计算平距及高程的视距测量计算公式，并将公式存入计算器，熟练使用计算器，保证计算正确。,42,竖直角：平距：高程：其中：,H,站,测站点高程；,kl,以,“,m,”,为单位（,k,=100,，,l,以,“,cm,”,为单位）；,i,仪器高；,v,觇标高（十字丝中丝在水准尺上的读数）。（,2),注意,H,站,、,i,、,v,、,kl,的正确输入。（,3,）及时、准确、快速计算出数据，并大声报与绘图者与记录者。（,4,）做好小组协调工作。,43,2.7.2.5,记录者,（,1,）填写记录表头的已知数据。如表,2.17,。（,2),倾听并记录下观测者和计算者报来的数据并回报。（,3,）在,“,备注,”,栏内，记下碎部点的位置及所属地物或地貌。（,4,）需要时将已记录的数据，报与绘图员。字体书写清楚、整洁、认真。（,5,）做好协调工件，保管好有关资料。以上为极坐标法测图，还可采用直角坐标法测图，如果定向由点,A,点,B,，则碎部点,i,的坐标计算公式为：,44,45,其中在观测者瞄准另一控制点时，将经纬仪的水平度盘读数置于,AB,值的位置。,i,为水平度盘在碎部点,i,上的读数。即,Ai,边的方位角,Ai,。,2.7.3,等高线的绘制,在完成碎部测量（特征点的位置和高程已测在图纸上）和地形线（山脊线、山谷线）连接后，先分析整个地貌形态，如山头、鞍部等，再逐片绘制等高线。确定等高线通过点的方法有：,2.7.3.1,目估（内插）法,如图,2.62,所示。已知,a,、,f,两点在图纸上量得平距,d,，即,af=46.5 mm,，高差,h,af,=27.8 m-23.4 m=4.4 m,，等高距,h,为,1 m,。,46,图,2.62,而高程最大的一根等高线通过点,e,与,f,点的高差为：,27.8 m-27.0 m=0.8 m,，根据首尾高差,0.6 m,，,0.8 m,和三个基本等高距,3 m,共计,4.4 m,的高差，按比例目估出相对应的平距，即可定出首尾等高线通过点的位置,b,，,e,以及两个基本等高线通过点的位置,c,，,d,。如图,2.63,所示。,47,小结：目估（内插）法采用,“,取头定尾等分中间,”,的方式确定等高线的通过点。,图,2.63,48,2.7.3.2,图解法,在一张适当大小的透明纸上绘出,010,间隔相等的平行线，将它覆盖在两相邻地形点,(,如上例的,a,点和,f,点,),上，如图,2.64,所示。,图,2.64,49,2.7.3.3,计算法,可以用计算器编程从低高程点开始，逐一计算各等高线通过点与最低高程点之间水平距离长度。如用,CASIO fx,4500p,计算器编制计算等高线的通过点的长度之程序为：,H,：,Lbl 1,：,N=0,：,ABC,：,D=C/(B-A),：,N=N+1 F=D(H+HInt(A/H)-A)Lbl 2,：,F+DH,C Goto 1,：,N=N+1 F=F+DH Goto 2,程序中，,Int,为取整函数，,C,平距（,mm,），,A,低点高程（,m,），,B,高点高程（,m,），按【,EXE,】键，计算器显示等高线通过点的第一点之点号，再按【,EXE,】键，逐个显示等高线通过点编号和等高线通过点距低高程点的平距，根据它们用直尺定出两碎部点间的等高线通过点。当按【,EXE,】键计算器显示,C=?,时，说明该段等高线通过点确定完毕，等待输入下一段的平距及相邻两点的高程。,50,注：上述,C,平距，表示,C,变量输入平距的值。其余同。（详见,5.2.9,节相应内容）,51,图,2.65,52,53,54,55,图,2.66,图,2.67,56,图,2.68,图,2.69,57,图,2.70,图,2.71,58,图,2.72,59,60,61,62,63,图,2.73,图,2.74,64,图,2.75,图,2.76,65,图,2.77,图,2.78,66,图,2.79,图,2.80,67,2.8,施工测量,2.8.1,建筑基础施工测量定位放线民用建筑基础施工测量工作按照设计要求，把建筑物测设到地面上，应进行定位放线工作。测设前的准备工作：,(1),熟悉基础施工图纸，了解轴线之间的数量关系。,(2),踏勘施工现场，检查、了解原有控制点的完好情况，平整场地，排除积水。,(3),拟定测设计划，确定测设方案。,(4),计算测设所需的放样数据，绘制测设略图。,(5),准备测设所需的仪器及工具，并注意仪器、工具检校合格。,68,图,2.81,图,2.82,69,图,2.83,图,2.84,70,2.8.2,高程放样的方法与步骤高程放样是根据地面已知水准点将设计高程沿竖直方向的位置在实地标定出来的工作。如图,2.85,所示，,BMR,为已知水准点，其高程为,HR,，要放样设计高程,HT,的,T,点。,图,2.85,71,放样方法与步骤是：在,T,点先打下一个木桩，再在,T,点与,BMR,点之间大致中间位置安置水准仪，读取,BMR,上的水准尺的读数,a,。此时,H,R,+,a,=,b,算,+,H,T,，这样得到,T,点的水准尺读数,b,算,的计算公式。即观测者指挥,T,点立尺者，上下移动靠立在桩侧面的水准尺，当尺面读数正好为,b,算,时，紧靠在桩侧面的水准尺底划一条水平横线，其高程为设计高程,HT,。拿走水准尺后，用红色油漆沿水平横线画上一个倒三角形，三角形的水平线表示设计高程位置。,72,2.8.3,平面点位放样的放样数据角度、距离（极坐标法）平面点位放样的放样数据主要用坐标反算方法计算：（,1,）放样点与测站点之间的水平距离；（,2),放样点与测站点方向同已知方向之间所夹的水平角。,图,2.86,73,图,2.87,74,75,简述放样方法：测设时，在,B,点安置经纬仪，对中、整平，瞄准,A,点，顺时针旋转照准部找到放样方向与已知方向的夹角位置，此时望远镜视准轴方向为测设点的方向。再由,B,点起沿视准轴线方向量取水平距离，即定出放样点的位置。同样方法放样其他放样点的位置。最后丈量,RS,、,ST,、,TU,、,UR,、,RT,和,SU,的水平距离与设计长度进行比较，其误差应在限差以内。当然还可实际测量四个角的角度，与设计角度进行比较，其误差也应在限差以内，否则，重新放样点位。,76,第,3,章主要实验项目实训,77,3.1,测量实验须知,课程要求学生掌握测量学的基本理论和知识，了解水准仪、经纬仪等常用测量仪器的基本构造，熟练掌握其使用方法，初步了解全站仪、,GPS,接收机、电子经纬仪的基本原理与使用方法；掌握水准测量计算校核、水准路线的成果计算、角度测量不同观测方法的记录计算、距离丈量的记录、计算改正；掌握测绘大比例尺地形图的初步技能等方面的知识和技能。,3.1.1,测量实验的一般规定,（,1,）实验前，必须阅读教材等有关章节的相应内容，做好充分准备。实验开始前，应把实验准备等情况报告指导教师，经指导教师同意后，开始实验。（,2),实验应在实验安排时间内完成，不得无故缺席或迟到、早退。（,3,）严格按照实验要求，认真、按时、独立地完成任务。实验分组进行，组长负责组织和协调实验工作，办理所有仪器和工具的借还手续。,78,（,4,）观测数据记入实验记录表格中，记录者听到观测者报出仪器读数后，应向观测者回报读数，互相核对，避免记错。（,5,）测量记录应该用楷书书写文字和数字，不可潦草，并在规定表格栏目中填写。记录应该用,2H,或,3H,铅笔。记录数字若发现有错误，不得涂改，也不得用橡皮擦拭，而应该用细横线划去错误数字，在原数字上方写出正确数字，并在备注栏内说明原因。（,6,）观测结果，是实验完成数量和质量的依据。实验者应当场对记录表中的观测数据作适当计算，并进行必要的成果检验，记录者必须对观测成果是否合格进行判断，不合格的观测数据必须重测。（,7,）仪器和工具在使用过程中，如发现有不正常现象，应立即报告指导教师。（,8,）严禁将仪器斜扛于肩上进行搬迁。在行走不便的地段迁站或远距离迁站或仪器所附配件及工具多时，必须将仪器装箱后再搬迁测站。,79,（,9,）仪器装箱在放入箱内时，应使仪器各部件正确就位，试关箱盖，确认放妥（箱盖合上），再制动各部件的制动按钮或螺旋，最后锁上仪器箱。（,10,）实验结束时，应把观测记录和实验报告交指导教师审阅。经教师同意后，做必要的清洁工作。在归还仪器和工具后，才能结束实验。,3.1.2,测量仪器使用规则和注意事项,1.,注意事项（,1,）日光下测量应避免将物镜直接瞄准太阳。若在太阳下作业应安装滤光器。（,2),仪器镜头上的灰尘，应该用仪器箱中的软毛刷拂去或用镜头纸轻轻擦去，严禁用手指或手帕等擦拭，以免损坏镜头上的镀膜，观测结束应及时套物镜盖。（,3,）避免在高温或低温下存放仪器，亦应避免温度骤变（使用时气温变化除外）。,80,（,4,）仪器不使用时，应将其装入箱内，置于干燥处；注意防震、防尘和防潮。（,5,）转动仪器时，应先松开制动螺旋，然后平稳转动；使用微动螺旋时，应先旋紧制动螺旋（但不可拧得过紧）；微动螺旋不要旋到顶端，即应使用中部的一段螺纹。（,6,）若仪器工作处的温度与存放处的温度差异太大，应先将仪器留在箱内，直至它适应环境温度后再使用。（,7,）仪器长期不使用时，应将仪器上的电池卸下分开存放。（,8,）在阳光下观测，应撑伞防晒，下雨天应禁止观测。（,9,）仪器运输应将仪器装于箱内进行，运输时应小心避免挤压、碰撞和剧烈震动，长途运输最好在箱子周围使用软垫。（,10,）仪器安装至三脚架或拆卸时，要一只手先握住仪器，以防仪器跌落。,81,（,11,）外露光学件需要清洁时，应用脱脂棉或镜头纸轻轻擦净，切不可用其他物品擦拭。（,12),仪器在使用中发生故障时，应及时向指导教师报告，不得擅自处理。（,13,）仪器使用完毕后，用绒布或毛刷清除仪器表面灰尘；仪器被雨水淋湿后，切勿通电开机，应用干净软布擦干并在通风处放一段时间。（,14,）仪器安装在三脚架上之后，不论是否在观测，必须有人守护，禁止无关人员拨弄，避免路过行人、车辆碰撞。（,15,）作业前应仔细全面检查仪器，确信仪器各项指标、功能、电源、初始设置和改正参数均符合要求时再进行作业。（,16,）即使发现仪器功能异常，非专业维修人员不可擅自拆开仪器，以免发生不必要的损坏。,82,2.,仪器工具的借用（,1,）以组为单位借用测量仪器和工具。（,2),借用时，按本次实验的仪器工具当场清点检查，实物与借条是否相符，器件是否完好，然后领出实验仪器和工具。（,3,）搬运前，必须检查仪器箱是否锁好，搬运时，必须轻取轻放，避免剧烈震动和碰撞。,3.,仪器的安装（,1,）先将仪器的三脚架在地面安置稳妥，安置经纬仪的脚架与地面点大致对中。（,2),取出仪器时，应先松开制动螺旋，用双手握住支架或基座，轻轻安放到三脚架头上，一手握住仪器一手拧紧连接螺旋，使仪器与三脚架连接牢固。（,3,）安装好仪器以后，随即关闭仪器箱盖，防止灰尘等进入箱内。将仪器箱放在安全、干燥、不被曝晒的地方。禁止坐在仪器箱上。,83,（,4,）电子设备，如全站仪、,GPS,接收机和电子经纬仪等，其电源与仪器主机的插口、数据线的插口等，连线要正确、到位，严禁强行插、拔插头。检查无误后，才能通电工作。,4.,常用测量工具使用的注意事项（,1,）全站仪棱镜在基座、插口内安置位置到位，在放置和使用过程中要稳妥、防止棱镜摔碎、破裂。保证棱镜杆刻画清晰，接头抽拉顺畅、高度位置固定正确。经常检查固定螺丝是否松动。（,2),步话机在使用过程中，保证充电电量；防止受潮。（,3,）使用水准尺和花杆时，应注意防止受横向压力，防止树立时倒下，防止尺面分划被磨损；更不能在水准尺上坐人。（,4,）在使用钢尺丈量距离时，防止扭转、打圈，防止行人踩踏或车轮碾压。（,5,）小件工具（如垂球、测钎、尺垫等）用完即收，防止遗失。,84,3.2,主要实验项目,实验一水准仪使用实验一、实验目的与要求,1.,了解水准仪（,DS3,型）的基本构造和性能，认识其主要构件的名称和作用。,2.,练习水准仪的安置、瞄准、读数和高差计算。特别掌握,“,左手大拇指规则,”,旋转脚螺旋使气泡居中，初学者必须多次练习，为以后实验和多种仪器安置和整平工作打下基础。二、实验计划与使用设备,1.,实验时数安排为,3,学时。实验小组由,5,人组成，其中,2,人立尺，,1,人操作仪器，,1,人记录，,1,人计算。,2.,每组的实验设备：,DS3,水准仪,1,台，水准尺,2,根，记录夹,1,块，尺垫,2,个，固定架,1,个。,85,三、实验方法与步骤,1.,认清水准仪的构造和各部件的名称用小组借到水准仪，认识、指出各部件、旋钮的名称，说出其使用功能。查看水准尺注记方式，进行读数练习。,2.,水准仪的安置和水准测量的操作（,1,）安置脚架和连接仪器在选好的测站上松开脚架伸缩螺旋，按需要调整架腿的长度，将螺旋拧紧。（,2),粗平旋转仪器的三个脚螺旋使圆水准器的气泡居中，即初平。方法是按,“,左手大拇指规则,”,旋转一对脚螺旋和另一个脚螺旋，使气泡居中。整平过程如图,3.1,图,3.9,所示。必须多次练习。认真体会脚螺旋的使用。,86,图,3.1,图,3.2,图,3.3,87,图,3.4,图,3.5,图,3.6,88,图,3.7,图,3.8,图,3.9,89,另一种粗平的方法：三脚架的脚尖在安置时，让其中的两个脚尖与观测的前进方向大致平行，如图,3.10,所示中,1,、,2,两脚尖。前后、左右移动脚架的第三条腿，使圆水准气泡居中。当还有微小偏离圆水准气泡中心时，再稍动仪器的脚螺旋即可让气泡居中。,图,3.10,图,3.11,90,（,3,）瞄准瞄准水准尺的步骤是：目镜调焦，使十字丝最清晰；松开望远镜制动螺旋，转动望远镜，通过望远镜上的缺口和准星初步瞄准水准尺，旋紧制动螺旋；转动物镜调焦螺旋，使水准尺分划成像清晰；旋转望远镜的微动螺旋，使水准尺尺面成像的竖向中心线与十字丝纵丝重合（注意检查水准尺是否竖直），如图,3.11,所示；眼睛略作上下移动，检查十字丝与水准尺成像之间是否有相对移动（即有相对移动，存在视差）；如果存在视差，则重新进行目镜调焦与物镜调焦消除视差。（,4,）精平转动微倾螺旋，从目镜左侧的气泡观察镜中，看到气泡两个半边,U,型成像发生相对位移，当两边成像符合成,U,型时，水准管气泡居中。,91,（,5,）读数并记录无论望远镜中水准尺成像是正像或倒像，均应从小到大的顺序读数，并记录。如图,3.12,所示，中丝读数应为,2 167 mm,，而非,2 233 mm,。这一点初学的读者要足够注意。综合以上所述，水准仪的基本操作程序可以简单地归纳如下：安置,粗平,瞄准,精平,读数,记录,图,3.12,92,四、注意事项,（,1,）仪器安放到三脚架架头上，最后必须旋紧连接螺旋，使连接牢固。,（,2),水准仪在读数前，必须使水准管气泡严格居中。,（,3,）瞄准目标后必须消除视差。,从水准尺上读数必须读,4,位数：,m,，,dm,，,cm,，,mm,。不到,1 m,的读数，第一位数为零；如为整厘米、整分米读数，相应的位数也应补零。,五、实验数据记录与计算表,实验数据记录表，如表,3.1,。,93,94,实验二水准测量实验,一、实验目的与要求,1.,熟悉等外水准的施测、记录和计算方法；,2.,要求施测一条长约,500 m,的闭合水准路线。二、实验计划与使用设备,1.,实验时数安排为,3,学时。实验小组由,5,人组成，其中,2,人立尺，,1,人操作仪器，,1,人记录，,1,人计算。,2.,每组的实验设备：,DS3,水准仪,1,台，水准尺,2,根，记录夹,1,块，尺垫,2,个，固定架,1,个，计算器,1,块。,95,三、实验方法与步骤,1.,从校内实习基地的已知水准点,BMA,出发，布置一条长约,500 m,的闭合水准路线。,2.,按前述的水准仪的基本操作程序：安置,粗平,瞄准,精平,读数,记录，在每测站上按后,前,前,后的观测顺序进行观测，其步骤：（,1,）在两根水准尺大致中间位置安置水准仪。视线长不超过,40,米（最好在,35,米左右）。（,2),瞄准后视尺黑面（此时立尺者应用圆水准器整置标尺竖直），先用微倾螺旋使水准管气泡吻合，读出望远镜内十字丝中丝读数，记入手簿表,3.2,的第（,1,）栏内。（,3,）瞄准前视标尺黑面（立尺员用圆水准器调整标尺竖直）用微倾螺旋使水准管气泡居中，读取中丝读数，记入手簿（,2),栏内。,96,（）望远镜不动，立尺者转动前视点上水准尺成红面，读取红面中丝读数，记入手簿（,3,）栏内。（）松开制动螺丝，转动望远镜，瞄准后视尺红面，读取中丝读数，记入手簿第（,4,）栏内。（,6,）测站尺面常数校核和高差校核,1,）尺面常数校核（,5,）,=,（,4,）（,1,）与,4 687,或,4 787,之差小于,3 mm,；（,6,）,=,（,3,）（,2),与,4 687,或,4 787,之差小于,3 mm,；,2),高差校核（,7,）,=,（,1,）（,2),（,8,）,=,（,4,）（,3,）（,9,）,=,（,7,）（,8,）,100 mm,小于,5 mm,97,98,（,7,）本测站的观测成果满足尺面常数校核和高差校核，则可迁站。即前视点不动，后视点搬至下一测站的前视点，同法进行全路线的施测，直至回到起始点。（,8,）每页记录要计算校核，全路线测量完毕亦要进行计算校核。在学习了水准测量成果计算的知识后，还要对全路线的水准测量成果进行平差计算。四、注意事项,1.,水准仪在读数前，必须使水准管气泡严格居中。,2.,瞄准目标后必须消除视差。,3.,每测站的前视尺，在下一测站搬迁过程中，点位不能碰动，否则高程传递有错误。五、实验数据记录与计算表实验数据记录与计算表，如表,3.3,。,99,100,101,实验三四等水准测量,一、实验目的与要求,1.,熟悉四等水准的施测、记录和计算方法。,2.,要求施测一条长约,1,公里的闭合水准路线。二、实验计划与使用设备,1.,水准仪,1,台，双面水准尺,2,根，尺垫,2,个，测伞,1,把，记录板,1,块，计算器,1,个，固定架,1,个。,2.,实验小组由,5,人组成。三、实验方法与步骤,1.,从某一水准点出发，布置一条长约,1,公里的闭合水准路线。按以下要求施测，视线长不超过一百米（最好在,50,米左右），前后视距差不超过,3,米。,102,2.,在每站上按中丝读数法进行观测，其步骤：（,1,）在两根水准尺大致中间位置安置水准仪。（,2),瞄准后视尺黑面（此时立尺者应用圆水准器整置标尺竖直），先用微倾螺旋使水准管气泡吻合，读出望远镜内十字丝上丝和下丝的读数，记入手簿（,1,）（,2),栏内，然后读出中丝读数，记入手簿第（,3,）栏内。（,3,）瞄准前视标尺黑面（立尺员用圆水准器调整标尺竖直）用微倾螺旋使水准管气泡居中，按前述上、下、中丝的次序读数，记入手簿（,5,）（,6,）（,7,）栏内。（）望远镜不动，立尺者转动前视点上水准尺成红面，读取红面中丝读数,记入手簿（,8,）栏内。（）松开制动螺丝，转动望远镜，瞄准后视尺红面，读取中丝读数,记入手簿第（,4,）栏内。,103,3.,测站的校核测站的校核计算可参,CASIO fx,4500P,计算器的计算程序和示例后，用程序计算较简单。（,1,）高差计算与校核（,2),视距计算与校核,.,全水准路线观测结束的计算与检核（,1,）高差部分（,3,）（,7,）,=,（,16,）,=,h,黑,（,4,）（,8,）,=,（,17,）,=,h,红,h,中,=,（,h,黑,+,h,红,）,/2,当测站数为奇数时，,h,中,=,h,黑,+,h,红,100/2,104,（,2),视距部分末站的（,15,）,=,（,12),（,13,），绝对值不得超过,10,米。总视距,=,（,12)+,（,13,）四、记录计算示例记录计算示例。如表,3.4,。读者完成计算校核：五、实验数据记录与计算表实验数据记录与计算，填入表,3.5,中。实验四水准仪的检验与校正实验一、实验目的与要求,105,106,107,1.,了解水准仪各轴线的关系。,2.,初步掌握水准仪的检验与校正。二、实验计划与使用设备,1.,水准仪,1,台、水准尺,2,根、记录板,1,块，木桩,2,个、皮尺,1,把、校正针（改针）,1,根、斧头一把。,2.,实验小组,5,人，原则上只检验不校正。三、实验方法与步骤,1.,圆水准器轴应平行于仪器竖轴的检验与校正（,1,）检验,旋转脚螺旋，使圆水准气泡居中。,将仪器旋转,180,，如气泡仍居中，则满足条件，否则需校正。,108,（,2),校正,旋转脚螺旋，将气泡调至偏离中心距离的一半。,用校正针拨动圆水准器下面的三个校正螺旋，将气泡调至中心。再将仪器旋,180,，如气泡仍未居中，则重复校正，直至仪器转到任何位置，气泡始终居中为止。,2.,十字丝的横丝垂直于仪器竖轴的检验与校正（,1,）检验整平仪器将十字丝横丝的一端对准一明显固定标志（如水准尺某一分划），旋紧制动螺旋，转动微动螺旋，如果标志始终在横丝上移动，则满足条件，若此标志不沿横丝移动，就说明横丝不水平，即须校正。（,2),校正旋下十字丝环校正螺旋的护盖，用起子松开十字丝环的四个固定螺丝，旋转十字丝环，一直到满足条件为止，然后旋紧十字丝固定螺丝，并旋上护罩。,109,3.,望远镜视准轴应平行于水准管轴的检验与校正（,1,）检验变换仪器高，再测量,A,、,B,两点水准尺读数,a,、,b,，得,A,、,B,两桩的高差 。如图,3.13,所示。,图,3.13,110,3 mm,，则,A,、,B,两点之正确高差为 ，然后将仪器搬至,B,点的一端距,B,点约,3,5,米处，照准,A,、,B,点上的两水准尺读取读数,a,2,和,b,2,，高差,h,AB,2,=,a,2,b,2,。如图,3.14,所示。,图,3.14,111,（,2),校正此项检验与校正应反复进行，直至误差小于,4 mm,。,实验五光学经纬仪（,DJ6,）使用实验,一、实验目的与要求,1.,了解,DJ6,型光学经纬仪的基本构造及主要部件的名称和作用。,2.,掌握经纬仪的基本操作方法,对中、整平、瞄准、读数。二、实验计划与使用设备,1.,实验安排为,3,学时。实验小组由,5,人组成，每人轮流操作仪器、记录和计算。,2.,实验设备为,DJ6,型光学经纬仪,1,台，记录板,1,块，花杆,2,支，固定架三个。三、实验方法与步骤,1.,认清,DJ6,级光学经纬仪的构造和各部件的名称。,112,2.,安置仪器与水平角观测的操作：（,1,）对中：（方法详见本书前述内容：,23,角度测量）（,2),整平：（方法详见本书前述内容：,23,角度测量）（,3,）瞄准松开照准部上的水平制动螺旋，用望远镜上的瞄准器对准目标。旋紧望远镜制动螺旋和水平制动螺旋。（）读数：（方法详见本书前述内容：,23,角度测量）（）其他练习,1,）盘左、盘右进行观测的练习松开望远镜制动螺旋，纵转望远镜从盘左转为盘右（或相反动作），进行瞄准目标和读数的练习。,2),变换水平度盘位置的练习,113,旋紧水平制动螺旋，打开水平度盘护盖（或开关），转动水平度盘位置变换手轮，从度盘读数窗中观察水平度盘读数的变化情况，并对准某一刻划数，例如,0,0000,，,0,0300,，,90,0000,等，最后盖好护盖（或关闭开关），多次进行此项练习。四、注意事项,1.,经纬仪对中时，应使三脚架架头大致水平，否则难于整平仪器。,2.,经纬仪整平时，应检查各个方向水准管气泡是否居中，其偏差点应在半格以内。,3.,用望远镜瞄准目标时，必须消除视差。,4.,用分微尺进行度盘读数时，可估读至,0.1,，估读必须准确。,5.,上交水平度盘读数练习的记录。五、实验数据记录与计算表,114,实验数据记录与计算表，如表,3.6,。,115,实验六测回法测水平角实验,一、实验目的与要求,1.,掌握用,DJ6,型经纬仪进行测回法水平角观测的操作、记录和计算方法。,2.,每人至少观测三个点构成的三角形一个角，并成果合格。二、实验计划与使用设备（同前实验五）三、实验方法与步骤设测站为,B,，右目标为,A,，左目标为,C,，测定水平角,，其方法与步骤如下：,1.,经纬仪安置于测站,B,，对中、整平。盘左位置（垂直度盘在望远镜左边）瞄准左目标,C,，度盘设置在略大于,0,处，读取读数,c,左,，并记录；,2.,顺时针旋转照准部，瞄准右目标,A,，读取读数,a,左,，并记录；,116,3.,计算盘左时上半测回的水平角值：,左,=,a,左,c,左,4.,纵转望远镜成盘右位置（垂直度盘在望远镜右边），瞄准右目标,A,，读取读数,a,右，并记录；,5.,逆时针旋转照准部，