1、土木工程测量实验试做报告12汇总南京航空航天大学土木工程测量课程编号：01380219实验试做报告编写教师：陈少林 审核人：李俊航空宇航学院1. 实验一 水准仪的使用与普通水准测量.12. 实验二 四等水准测量.43. 实验三 微倾水准仪的检验与校正 74. 实验四 经纬仪的使用与测回法观测水平角 95. 实验五 竖直角观测和竖盘指标差的检验与校正126. 实验六 经纬仪的检验和校正 147. 实验七 钢尺量距和磁方位角测量 178. 实验八 碎部测量 19实验一 水准仪的使用与普通水准测量 实验类型：基本性1实验目的（1） 了解 DS3 水准仪的基本构造和性能，认识其主要构件的名称和作用。
2、（2） 练习水准仪的安置、瞄准、读数和高差计算。 （3） 掌握普通水准测量的施测、记录、计算、闭合差的调整及高程计算的方法。 2计划与设备 （1） 实验时数安排为 2 学时、实验小组由 24 人组成，l 人操作仪器， 1 人记录。 （2） 每组的实验设备为 DS3 水准仪1 台，水准尺 2 根 , 尺垫2个，记录板 1 块，伞1把。（3） 完成一个闭合环的闭合水准测量的往返观测及相应的记录、计算及检核工作。 3方法与步骤 3.1水准仪的认识与使用 3.1.1安置脚架和连接仪器 测量仪器所安置的地点称为测站、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。安放三脚架，使架头大致
3、水平，把三脚架的脚尖踩人土中。然后 把水准仪从箱中取出，放到三脚架架头上，一手握住仪器，一手将三脚架架头上的连接螺旋旋入仪器基座内，拧紧，并用手试推一下仪器，检验是否已真正连接牢固。 3.1.2 粗平 水准仪的粗平是通过旋转仪器的脚螺旋使圆水准器的气泡居中而达到的，按“左手拇指规则”旋转一对脚螺旋和另一个脚螺旋，使气泡居中。这是置平测量仪器的基本功，必须反复练习。 3.1.3瞄准 进行水准测量时，用望远镜瞄准水准尺的步骤是 : （1） 目镜调焦，使十字丝最清晰； （2） 放松制动螺旋，转动望远镜，通过望远镜上的缺口和准星初步瞄准水准尺，拧紧制动螺旋；进行物镜调焦，使水准尺分划十分清晰； （3）
4、 旋转微动螺旋，使水准尺像的一侧靠近于十字丝竖丝（便于检查水准尺是否竖直）； （4） 眼睛略作上下移动，检查十字丝与水准尺分划像之间是否有相对移动（视差）； （5） 如果存在视差，则重新进行目镜调焦与物镜调焦，以消除视差。 3.1.4精平 精确调平水准管，使水准仪的视线水平，是水准测量中关键性的一步。转动微倾螺旋，使水准管气泡居中；从目镜旁的气泡观察镜中，可以看到气泡两个半边的像，当两端的像符合时，水准管气泡居中。注意微倾螺旋转动方向与水准管气泡像移动方向的一致性，可以使这一步的操作即快又准。 3.1.5读数 在倒像望远镜中看到水准尺像是倒立的，为了读数的方便，水准尺上的注字是倒写的，在望远镜
5、中看来字是正的。尺上注字以 m （米）为单位，每隔 10cm 注字，每个黑色（或红色）和白色的分划为 1cm ，根据十字丝的横丝可估读到毫米。数分划的格数时，应从小的注字数往大的注字数方向数，对于倒像望远镜，则是从上往下数。 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 3.2普通水准测量 3.2.1了解普通水准测量的方法 两次仪器高法普通水难测量是在每个测站上安置两次不同高度（相差 10cm 以上）的仪器，都以水平视线测定两点间的高差，两次测得的高差在理论上应该相等，用来检查每一测站的观测中是否有错误。 3.2.2普通水准测量的实验 （1） 从实验场地的某一水
6、准点出发，选定一条闭合水准路线，其长度以安置 4 5 个测站、视线长度 20 30m 为宜。立尺点可以选择有凸出点的固定地物或安放尺垫。 （2） 在起点（某一水准点）与第一个立尺点的中间（前、后视的距离大致相等，用目估或步测）安置水准仪，观测者按下列顺序观测： i. 后视立于水准点上的水准尺，瞄准、精平、读数； ii. 前视立于第一点上的水准尺，瞄准、精干、读数； iii. 改变水准仪高度 10cm 以上，重新安置水准仪； iv. 前视立于第一点上的水准尺，瞄准、精平、读数； v. 后视立于水准点上的水准尺，瞄准、精平、读数。 （3） 观测者的每次读数，记录者应当场记下；后视、前视读毕，应当场
7、计算高差，记于相应栏内（见“水准测量记录”表），并作测站检核。 （4） 依次设站，用相同方法进行观测，直至回到出发的水准点。 （5） 全路线施测完毕，应作线路检核，计算前视读数之和、后视读数之和、高差之和。 4 注意事项 （1） 仪器安放到三角架头上，最后必须旋紧连接螺旋，使连接牢固。 （2） 当水准仪瞄准、读数时，水准尺必须立直。尺子的左、右倾斜，观测者在远镜中根据纵丝可以发觉，而尺子的前后倾斜则不易发觉，立尺者应注意。 （3） 水准仪在读数前，必须使长水准管气泡严格居中（自动安平水准仪除外），瞄准目标必须消除视差。 （4） 从水准尺上读数必须读 4 位数， m 、 dm 、 cm 、 mm
8、 。不到 1m的读数，第一位数为零；如为整数，相应的位数也应补零。 （5） 每一测站，两次仪器高测得两个高差值之差不应大于 3mm ，否则该测站应重测。 （6） 每一测站，通过上述测站检核，才能搬站；仪器未搬迁时，前、后视水准尺的立尺点如为尺垫则均不得移动。仪器搬迁了，说明已通过测站检核，后视的立尺人才能携尺和尺垫前进至另一点；前视的立尺人仍不得移动尺垫，只是将尺面转向，由前视转变为后视。 （7） 闭合线路的高差闭合差不应大于，为测站数。 5 实验报告要求填写水准测量记录表，作为本次实验的成果上交。水准测量记录表 日期 年 月 日 仪器编号 观测者 记录者 测站点号水准尺读数高差h平均高差改正
9、高差高程H备注 后视前视1BM-A102414.8921131TP11597-0.573(-0.002)1702-0.571-0.572+0.00114.3212TP112851365TP21102+0.183(0.000)1182+0.183+0.183+0.00114.5053TP211261362TP30972+0.154(-0.002)1206+0.156+0.155+0.00114.6614TP314231245BM-A1193+0.230(0.000)1015+0.230+0.230+0.00114.892 后 = 9961 前 = 9969 后 - 前 = -8（ 后 - 前 ）
10、 /2=-4 h= -0.008 /2= -0.004 实验二 四等水准测量 实验类型：基本性1实验目的（1） 进一步熟练水准仪的操作，掌握用双面水准尺进行四等水准测量的观测、记录与计算方法。 （2） 熟悉四等水准测量的主要技术指标，掌握测站及线路的检核方法。 2计划与设备 （1） 实验时数安排为 2学时。实验小组由 4 人组成，轮流分工为： 1 人操作仪器， l 人记录， 2 人立水准尺。 （2） 实验设备为 DS 3 水准仪或 C 3 水准仪 1 台，双面水准尺 2 支，尺垫 2 只，记录板一块。 3方法与步骤 3.1了解四等水准测量的方法 双面尺法四等水难测量是在小地区布设高程控制网的常
11、用方法，是在每个测站上安置一次水准仪，但分别在水准尺的黑、红两面刻划上读数，可以测得两次高差，进行测站检核。除此以外，还有其他一系列的检核。 3.2四等水准测量的实验 （1） 从实验场地的某一水准点出发，选定一条闭合水准路线；或从一个水准点出发至另一水准点，选定一条附合水准路线。路线长度 200 400 m ，设置 4 6 个测站，视线长 度约 3040m 左右。立尺点可以选择有凸出点的固定地物或安放尺垫。 （2） 安置水准仪的测站至前、后视立尺点的距离，应该用步测使其相等。在每一测站，按下列顺序进行观测：后前前后 后视水准尺黑色面，读上、下丝读数，精平，读中丝读数； 前视水准尺黑色面，读上、
12、下丝读数，精平，读中丝读数； 前视水准尺红色面，精平，读中丝读数； 后视水准尺红色面，精平，读中丝读数。 （3） 记录者在“四等水准测量记录”表中按表头标明次序记录各个读数， 为计算结果： 后视距离 100 前视距离 100 一 视距之差 Z 视距差上站十本站 红黑面差 黑面高差 红面高差 高差之差 平均高差 四等水准测量的技术限差规定如下表： 视线 高度 （ m ） 视距 长度 (m) 前后视 视距差 (m) 前后视距 累积差 (m) 红黑面 读数差 (mm) 红黑面 高差之差 (mm) 0.2 80 3 10 3 5 每站读数结束（），随即进行各项计算（），并按上表进行各项检验，满足限差要
13、求后才能搬站。 （4） 依次设站，用相同方法进行观测，直至线路终点，计算线路的高差闭合差。按四等水准测量的规定，线路高差闭合差的容许值为 20 mm ， L 为线路总长（单位： km ）。 4注意事项 （1） 四等水准测量比工程水准测量有更严格的技术规定，要求达到更高的精度，其关键在于：前后视距要相等（在限差以内）；从后视转为前视（或相反）望远镜不能重新调焦；水准尺应完全竖直，最好用附有圆水准器的水准尺 （2） 每站观测结束，应立即进行计算和进行规定的检核，若有超限，则应重测该站。全线路观测完毕，线路高差闭合差在容许范围以内，方可收测，结束实验。 5实验报告要求实验结束后应上交经过各项检核计算
14、后的“四等水准测量记录”表。 四等水准测量记录日期： 年 月 日 时间： 天气： 成像： 观测者： 测自： 至 仪器型号： 记录者： 测 站 编号 后 尺 下丝 前 尺 下丝 方向 及 尺号 标尺读数 K+ 黑 减 红 高 差 中 数 备 注上丝 上丝 后距 前距 黑面 红面 视距差 d d 1 1.398 1.637后 1.174 5.962 -1 K1=4.787K2=4.687 0.9501.221前 1.429 6.117 -1 -0.255 44.8 45.6后前 -0.255-0.155 0 -0.8 -0.8 2 2.812 2.324后 2.551 7.236 +2 2.290
15、 1.818前 2.071 6.859 -1 +0.4785 52.2 50.6后前 +0.48 +0.377 +3 +1.6 +0.8 3 1.798 2.623 后 1.624 6.414 -3 1.449 2.299前 2.461 7.149 -1 -0.836 34.9 32.4后前 -0.837 -0.735 +2 +2.5 +3.3 4 2.113 2.361后 1.823 6.512 -2 1.532 1.769前 2.065 6.851 +1 -0.2405 58.1 59.2后前 -0.242 -0.339 -3 -1.1 +2.2 5 2.247 1.381后 2.054
16、6.842 -1 1.861 1.009前 1.195 5.883 -1+0.859 38.6 37.2后前 +0.859+0.959 0 +1.4 +3.6 辅助 h= +0.006计算 f h 容 =0.020 成绩： 指导教师： 日期： 实验三 微倾水准仪的检验与校正 实验类型：基本性1实验目的（1） 了解水准仪各轴线间应满足的条件。 （2） 掌握 DS3 级水准仪的检验与校正的方法 2计划与设备 （1） 实验时数安排为 2 学时实验小组由 2 4 人组成轮流分工为： 1 人观测、检地 1 人把几 2 人立足或将水准尺固定在实验场地的固定地物上 （2） 实验设备为 DS3 水准仪 1 台
17、，水准尺 2 支，尺垫 2 个，小螺丝刀 1 把校正针 2 根、记录板 1 块 3方法与步骤 3.1了解水准仪检验校正的原理与方法 进行水准测量时，水准仪必须提供一条水平视线、视线的水平是根据水准管气泡的居中，因此，水准仪的视准轴必须平行于水准管轴（ CC/LL ），这是水准议应满足的主要条件此外，水准仪还应满足以下两个条件： （1） 圆水准平行于纵轴（ L L /VV ）；（2） 十字丝横丝位于垂直于纵轴的平面内（纵轴铅垂时横丝应水平）。3.2水准仪检验校正的实施 3.2.1圆水准轴平行于纵轴的检验和校正 转动脚螺旋使圆水准器气泡居中，将水准仪绕纵轴旋转 180 度后，若气泡仍居中，说明 L
18、 L /VV 的条件满足，否则需要校正校正的方法是：先稍松圆水准器底部中央的固定螺丝再拨动圆水准器的校正螺丝，使气泡返回偏移量的一半然后转动脚螺旋使气泡居中如此反复检校几次，直至水准仪转至任何方向圆水器气泡都不偏高中央为止。最后旋紧固定螺丝 3.2.2十字丝横丝垂直于纵轴的检验和改正 置平水准仪，以十字丝横丝一端瞄准某一标志，旋转水平微动螺旋，若横丝始终不离开标志，则说明十字丝横丝垂直于仪器纵轴，否则需要校正。 校正时旋下十字丝分划板护罩，用小螺丝刀松开十字丝外环固定螺丝，微微转动外环，使水平方向微动时横丝不离开标志，是后旋紧十字丝外环固定螺丝，并旋上十字丝分划板护罩。 3.2.3水准管轮平行
19、于视准轴的检验和校正在平坦地面上选定相距 60 80m 的 A 、 B 两点（打木桩或安放尺垫），竖立水准尺先将水准仪安置于 AB 的中点 C 精平仪器后分别读取 A 、 B 两点水准尺的读数 a 1 ， b 1 ；改变仪器高度，再重读两尺读数为 a 1 ”， b 1 ” ；两次分别计算高差，差数如在 5mm 以内。则取其平均数，作为 A 、 B 两点的正确高差。 将水准仪搬到 B 点附近相距约 2m 处，精平后分别读取 A 、 B 点的水准尺读数 a 2 、 b2 ，改变仪器高度 h 2 = a 2 - b 2 ，如果 h 2 = h 1 ，则说明水准管轴平行于视准轴；否则，应按公式计算 A
20、 尺的应有读数 a 及视准轴与水准管轴的交角（视线的倾角） i 。当 i 20 秒时，需要校正水准管轴平行于视准轴的校正有两种方法：校正水准管转动微倾螺旋，使中丝在 A 点尺上的读数从 a 2 移到 a 。视准轴已水平但水准管气泡不居中，用校正针拨动水准管上、下两个校正螺丝使气泡回复居中（水准管轴水平） 校正十字丝：卸下十字丝分划板外罩。用校正针拨动十字丝环上、下两个校正螺丝，移动横丝，使对准 A 尺上的正确读数 a 。校正时要保持水准管气泡居中。 4注意事项 （1） 必须按照实验步骤规定的顺序进行检验校正不能任意颠倒。 （2） 转动校正螺丝时应先松后紧，一次松紧的范围要小；校正完毕，校正螺丝
21、应处于拧紧状态。 5实验报告要求实验结束时应交“水准仪的检验与校正记录” 水准仪的检验与校正记录检验项目检验与校正经过略 图观测数据及说明圆水准轴平行纵轴转180度后，气泡不居中，需校正。已校正。横丝垂直于纵轴横丝始终不离开标志，不需要校正水准管轴平行于视准轴= 1613 =1624= 1657 =1670=44 =46=45= 1622 =1665=43不需要校正实验四 经纬仪的使用与测回法观测水平角 实验类型：基本性1实验目的 （1） 了解 DJ6 级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。 （3） 掌握用 DJ6 级经纬仪进行
22、测回法水平角观测的操作、记录和计算方法 。 2计划与设备 （1） 实验时数安排为2学时。实验小组由 45 人组成，可分为 2 个小小组，轮流操作仪器和作读数记录 （2） 实验设备为 DJ6 级光学经纬仪 1 台，记录板 1 块，测针 2 支，伞一把。 （3） 每个实验班级，由实验室人员安置觇牌若干块，作为各实验小组练习瞄准之用。 3方法与步骤 3.1经纬仪的认识与使用 在指定的地面点上，安置经纬仪作为测站点，瞄准测钎或觇牌，作水平角观测的读数练习。 3.1.1对中 经纬仪的对中是把仪器的中心安置在通过测站点的铅垂线上。有用垂球对中和光学对中器对中两种方法。本实验先练习垂球对中：张开三脚架，在连
23、接螺旋的中心钩上挂上垂球（平移三脚架，使垂球尖大致对准测站点，并保持三脚架架头大致水平，踩紧三脚架腿。从仪器箱中取出经纬仪，双手放到三脚架架头上，一手握仪器支架，一手旋上连接螺旋（稍松），在架头上平移仪器，使垂球尖精确对准地面点标志中心，误差在 2mm 以内，最后旋紧连接螺旋。 3.1.2整平 经纬仪的基座上有圆水准器，照准部上有平盘水准管，因此，经纬仪的整平也分下列两步实现。粗平基座：根据圆水准气泡偏离中央的情况，按左手拇指规则转动脚螺旋，使气泡居中（与水准仪的粗平相同）。 平照准部：转动照准部，使度盘水准管与一对脚螺旋相平行，设气泡偏离如图，按图示方向（左手拇指规则）转动这些脚螺旋，使气泡
24、居中；将照准部旋转约 90 度，仍按左手拇指规则旋转另一脚螺旋使气泡居中。以上步骤反复 1 2 次，使照准部转到任何位置时水准管气泡的偏离不超过 l 2 格。 3.1.3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（测钎或觇牌）使位于望远镜的机场内，旋紧望远镜制动螺旋和水平制动螺旋。目镜调焦，使十字丝清晰；物镜调焦，使目标像清晰；消除视差（与水准仪操作相同）。旋转望远镜微动螺旋，使目标像的高低适中；旋转水平微动螺旋，使目标像被十字丝的单根纵丝平分或被双根纵丝夹在中央，完成水平方向的瞄准。 3.1.4读数 调整度盘照明镜的位置，使读数窗亮度适当；旋转度盘读数镜的目镜，使度盘分划清
25、晰。 J6 型经纬仪一般采用分微尺读数。有两个读数窗口，标明 H 的为水平度盘读数，标明 V 的为垂直度盘读数。 度盘的分微尺读数，估读至 0. 1 ，并化为秒数。3.1.5其他练习 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），进行瞄准目标和读数的练习。 改变水平度盘位置的练习：旋紧水平制动螺旋，打开保护盖，转动水平度盘位置变换轮，从度盘读数镜中观察水平度盘读数的变化情况，并试对准某一整数度数，例如0 00 00 ，90 00 00 等，最后盖好保护盖。 3.2测回法观测水平角 测回法为测定某一单独的水平角的最常用的方法。设测站为 B ，右目标为 A 左目标
26、为 C ，测定 水平角 ，其方法与步骤如下： CAB（1） 经纬仪安置于测站 B ，经过对中与整平，盘左位置（垂直度盘在望远镜左边）瞄准左目标 C ，得读数 c 左 ，记下该水平度盘读数； （2） 瞄准右目标 A 得读数 a 左 ，记下该水平度盘读数； （3） 计算盘左半侧回测得的水平角值： 左 =a 左 c 左 （4） 倒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 ，得读数 a 右，记下该水平度盘读数； （5） 瞄准左目标 C ，得读数 C 右，记下该水平度盘读数； （6） 计算盘右半侧回测得的水平角值： 右 a 右 c 右 （7） 如果时与右的差值不大于 40 ”，则取其平
27、均值作为一个全测回（简称一测回）的水平角值： = （ 左 十 右 ） /2 （8） 该角进行第2个测回时，盘左瞄准左目标后，用水平度盘位置变换轮，改变度盘读数约90 ，然后再进行精确读数。 观测时，每一水平度盘读数均当场记人“水平角观测记录”，并当场计算半测回角值和平均角值。 4注意事项 （1） 经纬仪对中时，应使三脚架架头大致水平，否则会导致仪器整平的困难。安置经纬仪时，与地面点的对中误差应小于 2mm 。 （2） 瞄准目标时，应尽量瞄准目标底部，以减少由于目标倾斜引起水平角观测的误差。 （3） 用分微尺进行度盘读数时，可估读至几 0 .l ，估读必须准确。 （4） 观测过程中若发现平盘水准管气泡偏移超过 2 格时，应重新整平仪器，并重测该测回。 5 实验报告要求 实验结束后，上交水平角观测（测回法）记录和计算成果。 水平角观测（测回法）记录 日期 仪器 观测者 记录者 测站点号 目标点号 竖盘位置 水 平 角 观 测 值 水平度盘读
