《測繪工程》控制測量學實驗指導書.doc

控制測量學實驗指導任務書蘭州理工大學技術工程學院目 錄第一部分 實驗須知 第二部分 實驗項目實驗一 用全圓方向觀測法觀測水平角實驗二 三絲法測量垂直角實驗三 光學經(jīng)緯儀水平軸不垂直于垂直軸之差的測定實驗四 全站儀外業(yè)數(shù)據(jù)觀測實習實驗五 電磁波測距三角高程測量代替四等水準實驗實驗六 水準儀的檢驗實驗七 三等水準測量實驗八 電子水準儀的認識與使用第一部分 實驗須知 一、實驗的一般規(guī)定(1)實驗前，必須閱讀控制測量學教材的有關章節(jié)及控制測量學實驗實習指導書的相應實驗項目內(nèi)容。實驗時，必須攜帶控制測量學實驗實習指導書，便于參照實驗實習內(nèi)容、記錄有關數(shù)據(jù)和計算。(2)實驗分小組進行，組長負責組織和協(xié)調各小組具體工作。實驗應在規(guī)定時間內(nèi)進行，不得無故缺席或遲到、早退；應在指定的實習場地進行，不得擅自改變地點。實驗實習應聽從教師的指導，嚴格按照實驗要求，認真、按時、獨立地完成任務。(3)憑組長或組員的相關證件辦理所用儀器和工具的借領和歸還手續(xù)，借、還儀器時必須遵守實驗室的測量儀器借用規(guī)則和相關規(guī)定。(4)測量記錄應該用正楷書寫文字及數(shù)字，不可潦草，并在規(guī)定表欄中填寫。記錄應用2H或3H鉛筆。(5)記錄者聽取觀測者報出數(shù)據(jù)后，應向觀測者回報所記錄的數(shù)據(jù)，以免記錯。(6)記錄數(shù)字若發(fā)現(xiàn)有錯誤，不得涂改，也不得用橡皮擦拭，而應該用細橫線劃去錯誤數(shù)字，在原數(shù)字上方寫出正確數(shù)字，并在備注欄內(nèi)說明原因。(7)若一測回或整站觀測成果不合格(觀測誤差超限)，則用斜細線劃去該欄記錄數(shù)字，并在備注欄內(nèi)說明原因。(8)根據(jù)觀測結果，應現(xiàn)場進行必要的計算，并進行相應的成果檢驗，以決定觀測成果是否合格、是否需要進行重測(返工)。需要當場寫的實驗報告也應寫好。(9)實驗結束時，應把觀測記錄和實驗報告交指導教師審閱。經(jīng)教師認可后，方可收拾儀器和工具，作必要的清潔工作，向實驗室歸還儀器和工具，結束實驗。二、測量資料的記錄要求測量資料的記錄是測量成果的原始數(shù)據(jù)，十分重要。為保證測量原始數(shù)據(jù)的絕對可靠，實習時即應養(yǎng)成良好的職業(yè)習慣。記錄的要求如下：1實驗記錄應和正式作業(yè)一樣必須直接填寫在規(guī)定的表格上，不得轉抄，更不得用零散紙張記錄，再行轉抄。2所有記錄與計算均用繪圖鉛筆（2H或3H）記載。字體應端正清晰，字體只應稍大于格子的一半，以便留出空隙作錯誤的更正。3凡記錄表格上規(guī)定應填寫之項目不得空白。4禁止擦拭、涂改與挖補，發(fā)現(xiàn)錯誤應在錯誤處用橫線劃去。淘汰某整個部分時可用斜線劃去，不得使原字模糊不清。修改局部錯誤時，則將局部數(shù)字劃去，將正確數(shù)字寫在原數(shù)上方。5所有記錄之修改及觀測結果之淘汰，必須在備注欄內(nèi)注明原因。6禁止連環(huán)更改，即已修改了平均數(shù)，則不準再改計算得此平均數(shù)之任何一原始讀數(shù)，改正任一原始讀數(shù)，則不準再改其平均數(shù)。假如兩個讀數(shù)均錯誤，則應重測重記。7原始觀測之尾部讀數(shù)不準更改，如角度讀數(shù)度、分、秒而秒讀數(shù)不準涂改，應將該部分觀測結果廢去重測。第二部分 實驗項目實驗一 用全圓方向觀測法測水平角一、實驗目的1用J2經(jīng)緯儀按全圓方向法進行觀測練習，以掌握用全圓方向觀測法進行三、四等水平方向觀測與記錄的方法和操作步驟。2領會規(guī)范中對全圓方向觀測所制定的各項規(guī)定。3了解測站各項限差要求，學會對全圓方向觀測的成果質量進行判別及處理的方法。二、實驗要求1預習全圓方向觀測法的觀測程序。2弄清全圓方向觀測法記錄表格的填寫次序和方法。3每人至少觀測12個合格測回，全組完成一套9個測回合格成果。4限差要求（對J2儀器而言）兩次重合讀數(shù)差3；半測回歸零差8；一測回2C互差13；各方向歸零后的測回互差9。5對不合格的成果返工重測。三、儀器與工具每個實習小組借用J2型經(jīng)緯儀一臺（帶腳架）、記錄板一塊。自備鉛筆、小刀、小三角板或直尺、記錄表格。四、實驗步驟一測回的操作步驟（以三等觀測為例）1先選擇好遠距離的邊長均勻的四個以上方向的目標。2安置儀器后，將儀器照準零方向，按下列度盤位置表配置度盤和測微器：測回數(shù)度盤位置00020 0440 0860 1280 16100 20120 24140 28160 323順轉照準部12周后精確照準零方向，進行水平度盤和測微器讀數(shù)（重合對徑分劃兩次）；4順轉照準部，精確照準2方向，仍按上述方法讀數(shù)；順轉照準部依次進行3、4n方向的觀測，最后閉合至零方向（當觀測方向數(shù)3時，可不必閉合至零方向），以上構成上半測回；5縱轉望遠鏡，逆轉照準部12周后，精確照準零方向，按上法讀數(shù)；6逆轉照準部，按上半測回的相反次序依次觀測n、n-1、3、2直至零方向。構成下半測回。上、下半測回構成一個測回。五、注意事項1觀測程序及記錄要嚴守操作規(guī)程。2觀測中要注意消除視差。3記錄者向觀測者回報后再記，記錄中的計算部分應訓練用心算進行。4測微器讀數(shù)不許涂改。六、上交資料每組上交一份大于4個方向9個測回的合格成果（所有原始記錄一律上交）。七、注意觀察在方向法觀測的諸方向中，條件許可時，有意識地選擇一目標，讓其視線緊靠煙囪、水塔或高建筑物等障礙物旁通過，以考察旁折光對水平角觀測成果的影響（附注：計算重測、補測測回時，可不考慮該方向觀測值的成果）。八、實驗報告編寫提綱 1寫明本次實習的名稱、目的、時間及地點； 2寫明所用儀器的名稱及編號； 3附觀測記錄成果； 4對一個測站上的觀測成果進行質量分析，提出重測、補測和取舍的具體意見； 5進行測站平差，得出一個測站上合格的水平角觀測成果； 6實習心得與體會。九、觀測手簿（見實驗報告一）?？?制 測 量 實 驗 報 告（實驗一）日期 班級 小組 姓名 實驗名稱目的與要求儀器和工具主要步驟觀測數(shù)據(jù)及處理（表1-1）體會及建議實驗成績- 7 - 全圓方向法觀測水平角(表1-1) 日期 班級 小組 姓名 測站測回目標水平度盤讀數(shù)2c=左-右180平均讀數(shù)=1/2（左+右180） 歸零后的方向值 各測回歸零方向值的平均值 角值與簡圖盤左盤右 實驗二 三絲法測量垂直角一、實驗目的掌握三絲法測量垂直角的步驟。二、實驗要求1每人用三絲法觀測2個測回。2記錄、計算正確。三、儀器及工具每組領取J2（J6）型經(jīng)緯儀一臺（帶腳架）、記錄板一塊。自備：鉛筆、小刀、小三角板或直尺、記錄表格。四、實驗步驟三絲法就是以上、中、下3條水平橫絲依次照準目標。構成一個測回的觀測程序為： 在盤左位置，按上、中、下3條水平橫絲依次照準同一目標各一次，使指標水準器氣泡精密符合，分別進行垂直度盤讀數(shù)，得盤左讀數(shù)L。 在盤右位置，再按上、中、下3條水平橫絲依次照準同一目標各一次，使指標水準器氣泡精密符合，分別進行垂直度盤讀數(shù)，得盤右讀數(shù)R。 按垂直度盤讀數(shù)計算垂直角和指標差的公式列于表2-1。表2-1儀器類型計算公式各測回互差限值垂直角指標差垂直角指標差J1（T3）J2（T2）五、上交資料每個人交一份合格成果。六、記錄表格示例（見實驗報告二）七、實驗報告編寫提綱 1寫明本次實驗的名稱、目的、時間及地點； 2寫明所檢驗儀器的名稱及編號； 3寫明測量內(nèi)容和意義； 4在表格內(nèi)記錄與計算結果；5體會。&控 制 測 量 實 驗 報 告（實驗二）日期 班級 小組 姓名 實驗名稱目的與要求儀器和工具主要步驟數(shù)據(jù)處理垂直角觀測記錄表 日期 班級 小組 姓名 觀測目標名稱水平絲豎盤讀數(shù)垂直角( )指標差（）備注LR上絲中絲下絲上絲中絲下絲上絲中絲下絲上絲中絲下絲體會及建議實驗成績實驗三 光學經(jīng)緯儀水平軸不垂直于垂直軸之差的測定一、實驗目的掌握高低點法測定經(jīng)緯儀水平軸不垂直于垂直軸之差的操作程序與成果整理方法。二、實驗要求1每個實驗小組完成一套合格的檢驗成果。2總結出如何能準確而又迅速地設置高、低兩個目標。3所測得的水平角和垂直角各項限差均應達到要求，否則應重測。三、儀器及工具每組借用J2型經(jīng)緯儀一臺（帶腳架）、記錄板一塊。自備鉛筆、小刀、小三角板或直尺、漿糊少許、記錄表格。四、實驗步驟1實驗前要認真復習有關內(nèi)容，弄清檢驗原理與方法。2弄清水平角和垂直角觀測程序與記錄格式，并記住各項限差規(guī)定。3實驗內(nèi)容：（1）設置目標：在距儀器5m以外的地方設置兩個目標，一為高點，一為低點。兩點應大致在同一鉛垂直線上，用儀器觀測兩點的垂直角的絕對值應不小于3，其絕對值應大致相等，其差值不得超過30（設置目標時，可用儀器指揮）。（2）測定方法觀測高低兩點的水平角6個測回，每測回間更換水平度盤和測微器，其值按下式計算：式中，為測回數(shù)（等于6）；為度盤最小分格值（T3儀器，=4；J2儀器，=20）。對于J2型儀器，每測回更換水平度盤和測微器，其值計算為：觀測限差：2變化按高、低點方向分別比較，在整個測定中，其變化值不得超過13；各測回角度值互差應小于9。對超出限差的測回須重測。觀測高、低點的垂直角和，用中絲法測三測回。垂直角和指標差互差均不超過15，超限測回應重測。最后結果計算：水平軸不垂直于垂直軸之差值：式中：，限差：的絕對值，對于J1型儀器不應超過10，J2型儀器不應超過15。五、注意事項1實驗前準備好幾個檢驗用的標志，即在一張小白紙上畫一個“十”字交叉線為一個目標。2在檢驗前應弄清原理，操作次序和方法，各項限差的意義和標準。3每項觀測每人均應至少操作一次，合格的水平角觀測兩測回，垂直角觀測一個測回，每人計算一份成果。4晴天選擇陰處作業(yè)。六、上交資料每個實驗小組上交一份合格的觀測記錄和計算成果。七、實驗報告編寫提綱 1寫明本次實驗的名稱、目的、時間及地點； 2寫明所檢驗儀器的名稱及編號； 3寫明檢驗內(nèi)容和意義； 4附檢驗記錄與計算結果； 5對儀器結果進行分析，并做出能否使用該儀器進行作業(yè)的結論； 6寫明檢驗過程中有何現(xiàn)象發(fā)生及對現(xiàn)象的分析意見；7體會。八、實驗記錄表格（見實驗報告三） &控 制 測 量 實 驗 報 告（實驗三）日期 班級 小組 姓名 實驗名稱目的與要求儀器和工具主要步驟體會及建議實驗成績觀測數(shù)據(jù)及處理 高、低兩點間水平角的測定 儀器： 年 月 日度盤位置照準點讀數(shù)2C(左-右1800)左+(右180)角 度盤左 （L） 盤右（R）（順）01高點 () ()()()()()()()()2低點30126012（逆）90121201215012 高、低點垂直角的測定儀器： 年 月 日照準點測回讀 數(shù)指標差垂直角盤 左盤 右低點() () ()() () ()()()()() 中數(shù)高點 中數(shù)=最后結果計算水平軸不垂直于垂直軸之差： =&實驗四 全站儀外業(yè)數(shù)據(jù)觀測實習一、實驗目的1掌握全站儀的數(shù)據(jù)記錄方法和數(shù)據(jù)管理方法；2 熟悉全站儀的應用程序功能（PROG）；菜單（MENU）；測距設置（EDM）；功能（FNC）的設置與應用。二、實驗要求1能夠正確快速的安置全站儀并進行測站設置；2能用全站儀的程序功能完成設計的實驗內(nèi)容； 三、實驗步驟1每班按全站儀的臺數(shù)分成幾組；2每位同學在實驗指導教師的指導下，按實驗目的和要求完成每項實驗內(nèi)容，1）安置全站儀并進行測站設置；2）操作全站儀的應用程功能（任務設置(Set Job)、設置測站點坐標和定向（Set Station）、自由測站（Free Station）、對邊測距（Missing Ling）、懸高測量等）；3）利用數(shù)據(jù)管理功能對剛才所測的數(shù)據(jù)進行查尋提取功能；四、注意事項1由于全站儀是集光、電、數(shù)據(jù)處理程序于一體的多功能精密測量儀器，在實驗過程中應注意保護好儀器，尤其不要使全站儀的望遠鏡受到太陽光的直射，以免損壞儀器；2未經(jīng)指導教師的允許，不要任意的修改儀器的參數(shù)設置。五、上交資料記錄及計算成果。六、實驗報告編寫提綱1寫明實驗名稱、目的及時間、地點；2寫明儀器名稱及編號；3附檢驗記錄及分析結論；4實驗體會。（格式參見其它報告）實驗五 電磁波測距三角高程測量代替四等水準實驗一、實驗目的1掌握全站儀三角高程測量的步驟；2熟悉全站儀三角高程測量測量、記錄、計算及限差要求。3掌握全站儀三角高程測量代替四等水準的技術要領。二、實驗要求1能夠正確快速的安置全站儀并進行測站測量；2提前準備好實驗用記錄表格等資料； 3能夠正確的記錄計算和分析。三、實驗步驟1每班按全站儀的臺數(shù)分成幾組；2每位同學在實驗指導教師的指導下，按實驗目的和要求完成每項實驗內(nèi)容，1）安置全站儀并進行測站測量（對向觀測），記錄儀器高、覘標高（量至mm）；2）按設計的表格正確記錄、計算測站內(nèi)容；四、注意事項1由于全站儀是集光、電、數(shù)據(jù)處理程序于一體的多功能精密測量儀器，在實驗過程中應注意保護好儀器，尤其不要使全站儀的望遠鏡受到太陽光的直射，以免損壞儀器；2未經(jīng)指導教師的允許，不要任意的修改儀器的參數(shù)設置。五、上交資料記錄及計算、分析成果。六、實驗報告編寫提綱1寫明實驗名稱、目的及時間、地點；2寫明儀器名稱及編號；3附檢驗記錄及分析結論；4實驗體會。（格式參見其它報告）實驗六 水準儀的檢驗一、實驗目的 1初步掌握精密水準儀主要項目的檢校方法。2明確水準儀視準軸與水準軸之間的正確關系。3掌握水準儀角誤差的檢驗與校正的操作程序和成果整理方法。二、實驗要求初步掌握精密水準儀主要項目的檢校方法。重點掌握水準儀視準軸與水準軸之間的正確關系的檢驗與校正方法。三、儀器及工具每組借用S1精密水準儀一臺（帶腳架）、銦鋼水準標尺一付、記錄板一塊、尺墊兩只、木樁兩個、測傘一把、30m鋼卷尺一把，斧頭一把。自備鉛筆和記錄手簿。四、實驗步驟1 角誤差的檢驗在精密水準測量中測定角的通用方法及步驟如下：(1) 在平坦地面上選擇A、B兩個立尺點，其距離為S=20.6m。再在同一直線上，選擇兩個儀器點J1和J2（見圖4-1所示），J1A和J2B的距離也是S=20.6m。圖41 角誤差的檢驗(2) 先在點觀測，照準A、B兩點的水準標尺，各讀取四次讀數(shù)，取四次讀數(shù)的平均數(shù)為和。如果，正確讀數(shù)應該是和，所以由角引起的讀數(shù)誤差，在A點是，B點是2。(3) 同樣，在點觀測時，照準A和B點水準標尺所得讀數(shù)的平均數(shù)為和。正確的讀數(shù)是和，讀數(shù)誤差分別是2和。(4) 最后結果計算式中和為儀器在和點讀數(shù)平均數(shù)之差，以mm為單位。如果角大于15，就需要進行校正（校正略）。校正方法及步驟是：（1）校正在站上進行，先計算照準水準標尺A上的正確讀數(shù)將的后三位數(shù)字安置在測微器上，轉動傾斜螺旋使楔形絲夾準的前三位數(shù)字的分劃線。（2）校正水準器的上、下兩個改正螺旋直至氣泡居中。（3）再檢查另一水準標尺B的正確讀數(shù)是否為（4）校正后，應重新測定一次角，必要時再進行校正，直至角符合要求為止。角的檢驗見實驗報告四所示。五、上交資料記錄及計算成果。六、實驗報告編寫提綱1寫明實驗名稱、目的及時間、地點；2寫明儀器名稱及編號；3附檢驗記錄及分析結論；4體會及建議。&控 制 測 量 實 驗 報 告（實驗六）日期 班級 小組 姓名 實驗名稱目的與要求儀器和工具主要步驟數(shù)據(jù)處理 角的檢驗 儀器： 觀測者： 記錄者： 檢查者：標尺： 日 期： 時 間： 成 象：儀器站觀測次序標 尺 讀 數(shù)高差角的計算A尺讀數(shù)B尺讀數(shù)1234中數(shù)1234中數(shù)體會及建議實驗成績實驗七 三等水準測量一、目的通過一條水準環(huán)線的施測，掌握三等水準測量的觀測和記錄，使所學知識得到一次實際的應用。熟悉三等水準測量的作業(yè)組織和一般作業(yè)規(guī)定。二、要求每組選定一條0.61.0Km的閉合水準環(huán)線，每人完成不少于一個測站上的觀測、記錄、打傘、扶尺、量距的作業(yè)。 計算環(huán)線閉和差。三、實驗步驟 作業(yè)步驟水準觀測組由8人組成，具體分工是：觀測一人，記錄一人，打傘一人，扶尺二人，量距二人。限差及作業(yè)規(guī)定 1）視線高度不得低于0.5m，視線長度一般取不大于75m，前后視距差應小于2m。測段距離累積差小于5m。 ）一測段的測站數(shù)布置成偶數(shù)，儀器和前后標尺應盡量在一條直線上。 ）觀測時要注意消除視差，氣泡嚴格居中，各種螺旋均應旋進方向終止。 ）視距讀至1mm，基輔分劃讀至1mm，基輔高差之差3mm。 5）各項記錄正確整齊，清晰，嚴禁涂改。原始讀數(shù)的米、分米值有錯時，可以整齊地劃去，現(xiàn)場更正，但厘米及其以下讀數(shù)一律不得更改，如有讀錯記錯，必須重測，嚴禁涂改。 6）每一站上的記錄、計算待檢查全部合格后才可遷站。 7）測完一閉合環(huán)計算環(huán)線閉合差，其值應小于12mm，為環(huán)線長度，以公里為單位。觀測程序水準測量中采用如下的觀測程序：往測奇數(shù)站的觀測程序為：后前前后往測偶數(shù)站的觀測程序為：前后后前返測奇數(shù)站的觀測程序為：前后后前返測偶數(shù)站的觀測程序為：后前前后在一個測站上的觀測步驟（以往測奇數(shù)站為例）為：）首先將儀器整平。）望遠鏡對準后視水準標尺，轉動傾斜螺旋使符合水準氣泡兩端影像分離不得大于3mm，用上、下視距絲平分水準標尺的相應基本分劃讀取視距。讀數(shù)時標尺分劃的位數(shù)和測微器的第一位數(shù)共四個數(shù)字要連貫出。）接著轉動傾斜螺旋使氣泡影像精密符合，并轉動測微螺旋使楔形絲照準基本分劃，讀分劃線三位數(shù)和測微器二位數(shù)。）旋轉望遠鏡照準前視水準尺，使氣泡精密居中，用楔形絲照準基本分劃并讀數(shù)，然后按下、上絲視距絲讀取視距。）用楔形絲對準輔助分劃進行讀數(shù)。）再轉向后視標尺，轉動傾斜螺旋使氣泡影像精密符合，進行輔助分劃的讀數(shù)。 至此一個測站的觀測工作結束。以上為奇數(shù)的后前前后觀測程序，偶數(shù)站的觀測程序為前后后前。手薄記錄 手薄記錄計算見表。四、注意事項在觀測中，不允許為通過限差規(guī)定而湊數(shù)，以免成果失去真實性。記錄員除了記錄和計算外，還必須檢查觀測條件是否合乎規(guī)定，限差是否滿足要求，否則應及時通知觀測員重測。記錄員必須牢記觀測程序，注意不要記錄錯誤。字跡要整齊清晰，不得涂改，更不允許描字和就字改字。在一個測站上應等計算和檢查完畢，確信無誤后才可搬站。扶尺員在觀測之前必須將標尺立直扶穩(wěn)。嚴禁雙手脫開標尺，以防摔壞標尺的事故發(fā)生。量距要保證通視，前、后視距相等和一定的視線高度，并盡量使儀器和前后標尺在一直線上。五、儀器及工具每組借用精密水準儀一套，銦瓦水準尺一對，尺墊一副，測傘一把，50m皮尺一把，記錄板一塊，自備鉛筆，小刀和記錄手薄。六、上交資料觀測手薄環(huán)線閉合差計算成果（附水準路線成圖）&控 制 測 量 實 驗 報 告（實驗七）日期 班級 小組 姓名 實驗名稱目的與要求儀器和工具主要步驟環(huán)線閉合差計算成果（