《土木工程测量》实验指导书.docx
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《土木工程测量》实验指导书
《土木工程测量》课程
实验指导书
实验须知....................................................................................................................1
测量仪器使用规定........................................................................................................2
测量仪器管理办法........................................................................................................4
实验一、水准仪的认识和使用.....................................................................................5
实验二、普通水准测量.................................................................................................9
实验三、经纬仪的认识和使用....................................................................................12
实验四、水平角和竖直角的测量................................................................................15
实验五、全站仪仪的认识与使用...............................................................................21
实验六、全站仪测绘地形图.......................................................................................25
实验七、GPS的认识与使用.......................................................................................28
实验须知
《土木工程测量》是一门实验性很强的技术基础课,课堂实验是本门课程课堂教学的一个重要环节,是学好本门课程、培养学生有较强动手能力、养成科学的工作习惯等的重要手段。
因此,要求每个学生要重视课堂实验课,在每次实验前,认真学习实验指导书,明确每次实验的目的和要求,做好预习,有创造性的进行实验过程的设计,认真总结分析实验的结果。
实验期间要注意以下各点:
1.课前应做好准备,包括阅读指导书的有关内容,预习教材中有关章节,准备好必要的表格和文具等;
2.实验前应了解实验的内容和要求,弄清有关的基本理论和方法;
3.实验与实习环节与课堂教学一样,必须遵守上课纪律;
4.实验与实习均分组进行,每组设组长一人,由组长带领组员去实验室领取仪器和工具,领取时,要对领取的仪器和工具进行认真检查,看是否有损坏、少件等情况,以便及时向仪器发放部门讲清,并在借条上写明。
5.认真完成教师所布置的任务;
6.按统一安排的地点进行,不得擅自改变;
7.爱护仪器工具,严格遵守“测量仪器使用规定”;
8.重视记录,严格遵守“测量资料记录规则”;
测量仪器使用规定
1.领仪器时检查:
(1)仪器箱盖是否关妥、锁好。
(2)背带、提手是否牢固。
(3)脚架与仪器是否相配,脚架各部分是否完好,脚架腿伸缩处的连接螺旋是否滑丝。
要防止因脚架未架牢而摔坏仪器,或因脚架不稳而影响作业。
2.打开仪器箱时的注意事项:
(1)仪器箱应平放在地面上或其他台子上才能开箱,不要托在手上或抱在怀里开箱,以免将仪器摔坏。
(2)开箱后未取出仪器前,要注意仪器安放的位置与方向,以免用毕装箱时因安放位置不正确而损伤仪器。
3.自箱内取出仪器时的注意事项:
(1)不论何种仪器,在取出前一定要先放松制动螺旋,以免取出仪器时因强行扭转而损坏制、微动装置,甚至损坏轴系。
(2)自箱内取出仪器时,应一手握住照准部支架,另一手扶住基座部分,轻拿轻放,不要用一只手抓仪器。
(3)自箱内取出仪器后,要随即将仪器箱盖好,以免沙土、杂草等不洁之物进入箱内。
还要防止搬动仪器时丢失附件。
(4)取仪器和使用过程中,要注意避免触摸仪器的目镜、物镜,以免玷污,影响成像质量。
不允许用手指或手帕等物去擦仪器的目镜、物镜等光学部分。
4.架设仪器时的注意事项:
(1)伸缩式脚架三条腿抽出后,要把固定螺旋拧紧,但不可用力过猛而造成螺旋滑丝。
要防止因螺旋未拧紧而使脚架自行收缩而摔坏仪器。
三条腿拉出的长度要适中。
(2)架设脚架时,三条腿分开的跨度要适中;并得太靠拢容易被碰倒,分得太开容易滑开,都会造成事故。
若在斜坡上架设仪器,应使两条腿在坡下(可稍放长),一条腿在坡上(可稍缩短)。
若在光滑地面上架设仪器,要采取安全措施(例如用细绳将脚架三条腿连接起来),防止脚架滑动摔坏仪器。
(3)在脚架安放稳妥并将仪器放到脚架上后,应一手握住仪器,另一手立即旋紧仪器和脚架间的中心连接螺旋,避免仪器从脚架上掉下摔坏。
(4)仪器箱多为薄型材料制成,不能承重,因此,严禁蹬、坐在仪器箱上。
5.仪器在使用过程中要做到:
(1)在阳光下观测必须撑伞,防止日晒和雨淋(包括仪器箱)。
雨天应禁止观测。
对于电子测量仪器,在任何情况下均应撑伞防护。
(2)任何时候仪器旁必须有人守护。
禁止无关人员拨弄仪器,注意防止行人、车辆碰撞仪器。
(3)如遇目镜、物镜外表面蒙上水汽而影响观测(在冬季较常见),应稍等一会或用纸片扇风使水汽散发。
如镜头上有灰尘应用仪器箱中的软毛刷拂去。
严禁用手帕或其他纸张擦拭,以免擦伤镜面。
观测结束应及时套上物镜盖。
(4)操作仪器时,用力要均匀,动作要难确、轻捷。
制动螺旋不宜拧得过紧,微动螺旋和脚螺旋宜使用中段螺纹,用力过大或动作太猛都会造成对仪器的损伤。
(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。
6.仪器迁站时的注意事项:
(1)在远距离迁站或通过行走不便的地区时,必须将仪器装箱后再迁站。
(2)在近距离且平坦地区迁站时,可将仪器连同三脚架一起搬迁。
首先检查连接螺旋是否旋紧,松开各制动螺旋,再将三脚架腿收拢,然后一手托住仪器的支架或基座,一手抱住脚架,稳步行走。
搬迁时切勿跑行,防止摔坏仪器。
严禁将仪器横扛在肩上搬迁。
(3)迁站时,要清点所有的仪器和工具,防止丢失。
7.仪器装箱时的注意事项:
(1)仪器使用完毕,应及时盖上物镜盖,清除仪器表面的灰尘和仪器箱、脚架上的泥土。
(2)仪器装箱前,要先松开各制动螺旋,将脚螺旋调至中段并使大致等高。
然后一手握住一起支架或基座,另一手将中心连接螺旋旋开,双手将仪器从脚架上取下放入仪器箱内。
(3)仪器装入箱内要试盖一下,若箱盖不能合上,说明仪器未正确放置,应重新放置,严禁强压箱盖,以免损坏仪器。
在确认安放正确后再将各制动螺旋略为旋紧,防止仪器在箱内自由转动而损坏某些部件。
(4)清点箱内附件,若无缺失则将箱盖盖上、扣好搭扣、上锁。
8.测量工具的使用:
(1)使用钢尺时,应防止扭曲、打结,防止行人踩踏或车辆碾压,以免折断钢尺。
携尺前进时,不得沿地面拖拽,以免钢尺尺面刻划磨损。
使用完毕,应将钢尺擦净并涂油防锈。
(2)使用皮尺时应避免沾水,若受水浸,应凉干后再卷入皮尺盒内。
收卷皮尺时,切忌扭转卷入。
(3)水准尺和花杆,应注意防止受横向压力,不得将水准尺和花杆斜靠在墙上、树上或电线杆上,以防倒下摔断。
也不允许在地面上拖拽或用花杆作标枪投掷。
(4)小件工具如垂球、尺垫等,应用完即收,防止遗失。
测量仪器管理办法
一、借用办法
1.学生借用本实验室仪器设备,均依本办法办理之;
2.学生依教学计划进行实习借用仪器时,需由任课教师在一周前提出使用仪器之品种、数量、使用时间、使用班级及实习组数,以便实验室进行准备;
3.学生借用仪器时,需按实验室预先填好的卡片所列之品种、数量、设备编号进行清点,并有组长签字后,方可借用;
4.学生借用仪器时,需按编号顺序有秩序进行,除特殊情况,征得实验室同意外,不得任意挑换仪器;
5.非上课时间借用仪器时,为避免影响正常的教学工作,需由任课教师事先与实验室进行联系,以便统筹安排;
6.学生借用之仪器、设备,不得转借,除另有规定者外,必须在下课时归还实验室,不得擅自带回宿舍;
7.在归还仪器时,应将将腿擦干净,放回原处,并由实验室工作人员进行检查,如认为与借出时情况相符,则由验收人员在借用卡片上签字验收;
8.学生借用之仪器设备,应按操作要求使用,并需加以爱护,如有丢失、损坏,限期按价赔偿;
9.学生如违反规定,经教育而不改正,并造成不良后果者,报请学校酌情处理。
二、赔偿办法
1.仪器、设备凡有丢失、损失,均由负责者负责赔偿;
2.损坏情况较轻,且能修理复原者,赔偿修理费;
3.设备丢失或损坏情况严重,不能修复,或虽可修复,但对仪器精度严重损伤者,则酌情按原价或折价赔偿;
4.仪器价值昂贵,如责任者在经济上无力负担,则除赔偿力所能及的费用外,另给行政处分;
5.如果属于不听劝阻或有意损坏者,加重赔偿;并将此门课程实验成绩评为零分;
6.赔偿之费用,必须限期交实验室,再转交财务科。
除确有经济困难,经学校批准或延期者,逾期不交,从有关费用中扣除。
实验一 水准仪认识与使用
一、目的
(1)了解水准仪各部件名称、用途,了解水准尺的刻划情况。
(2)掌握水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数、扶尺等相关的方法和要领。
(3)掌握普通水准测量一测站测量的观测、记录、计算和检核的方法。
二、组织
每组6一8人
三、学时
2学时
四、仪器及用具
每组借DS3微倾式水准仪l台、水准尺1对、尺垫2个,记录板1块,测伞1把。
五、实验步骤提要
(1)认识DS3微倾式水准仪
了解各操作部件的名称和作用,并熟悉使用方法。
(2)水准仪的使用
水准仪在一个测站上的操作顺序为:
安置仪器--粗略整平--瞄准水准尺--精确置平--读数。
1)安置仪器
在测站上打开三脚架,按观测者的身高调节三脚架腿的高度,使三脚架架头大致水平,如果地面比较松软则应将三脚架的三个脚尖踩实,使脚架稳定。
然后将水准仪从箱中取出平稳地安放在三脚架头上,一手握住仪器,一手立即用连接螺旋将仪器固连在三脚架头上。
2)粗平
粗平即初步的整平仪器,通过调节三个脚螺旋使圆水准器气泡居中,从而使仪器的竖轴大致铅垂。
在整平的过程中,气泡移动的方向与左手大拇指转动脚螺旋时的移动方向一致。
如果地面较坚实,可先练习固定三脚架两条腿,移动第三条腿使圆水准器气泡大致居中,然后再调节脚螺旋使圆水准器气泡居中。
3)瞄准水准尺
①目镜调焦 将望远镜对着明亮的背景(如天空或白色明亮物体),转动目镜调焦螺旋,使望远镜内的十字丝像十分清晰。
②初步瞄准 松开制动螺旋,转动望远镜,用望远镜筒上方的照门和准星瞄准水准尺,大致进行物镜调焦使在望远镜内看到水准尺像,此时立即拧紧制动螺旋;
③物镜调焦和精确瞄准 转动物镜调焦螺旋进行仔细调焦,使水准尺的分划像十分清晰,并注意消除视差。
再转动水平微动螺旋,使十字丝的竖丝对准水准尺或靠近水准尺的一侧。
4)精平
转动微倾螺旋,从气泡观察窗内看到符合水准器气泡两端影像严密吻合(气泡居中),此时视线即为水平视线。
注意微倾螺旋转动方向与符合水准器气泡左侧影像移动的规律。
5)读数
仪器精平后,应立即用十字丝的中丝在水准尺上读数。
观测者应先估读水准尺上毫米数(小于一格的估值),然后再将全部读数报出,一般应读出四位数,即米、分米、厘米及毫米数,且以毫米为单位。
如1.568m应读记为1568;0.860m应读记为0860。
读数应迅速、果断、准确,读数后应立即重新检视符合水准器气泡是否仍旧居中,如仍居中,则读数有效,否则应重新使符合水准气泡居中后再读数。
(3)一测站水准测量练习
在地面选定两点分别作为后视点和前视点,放上尺垫并立尺,在距两尺距离大致相等处安置水准仪,粗平,瞄准后视尺,精平后读数;再瞄准前视尺,精平后读数。
变换仪器高再进行观测,两次所测高差之差不得超过±6mm。
变动三脚架高度约10cm的二次观测,目的在于检核和限制读数(尤其是分米读数)的可能差错,提高观测的可靠性和精确性。
(4)每组每位同学完成整平水准仪1次、读水准尺读数4次。
第二人开始工作时,改变一下仪器高;
六、注意事项
(1)三脚架要安置稳妥,高度适当,架头接近水平,伸缩腿螺旋要旋紧;
(2)用双手取出仪器,握住仪器坚实部分,要确认已装牢在三脚架上以后才可放手,仪器箱盒要随即关紧;
(3)掌握正确操作方法,特别是用圆水准安平仪器和使用望远镜的方法;
(4)要先认清水准尺的分划和注记,然后练习在望远镜内读数;
(5)要爱护仪器,注意“测量仪器使用规则”;
(6)要重视记录,注意“测量资料记录规则”。
七、上交资料
填写实验记录,每人交l份。
水准仪认识记录计算表
日期班组观测者
仪器号记录者
水准仪认识观测记录表(单位:
m)
仪器号码:
天气:
观测者:
日 期:
呈象:
记录者:
安置仪器次数
测点
后枧
前视
高差
高程
第一次
100.000(假定)
第二次
(假定)
思考题:
1.水准仪由____________、______________、_______________组成。
2.消除视差的方法是:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
实验二普通水准测量
一、目的
(1)学习用DS3水准仪作普通水准测量的实际作业方法。
掌握普通水准测量一个测站的工作程序和一条水准路线的施测方法。
(2)掌握普通水准测量手簿的记录及水准路线闭合差的计算方法。
二、组织
每组4-5人。
三、学时
2学时。
四、仪器及用具
每组借DS3水准仪l台、双面水准尺1对、尺垫2个,记录板1块,测伞1把。
五、实验步骤提要
(1)一已知水准点HBM=20.000m,要求按等外水准精度要求施测,可安置4-5个测站的闭合水准路线。
一人观测、一人记录、两人立尺,施测完各测站后轮换工种。
(2)普通水准测量施测程序如下:
1)以已知高程的水准点作为后视,在施测路线的前进方向上选取第一个立尺点(转点)作为前视点,水准仪置于距后视点与前视点距离大致相等的位置(用目估或步测),在后视点、前视点上分别竖立水准尺,转点上应放置尺垫。
2)在测站上,观测员按一个测站上的操作程序进行观测,即:
安置--粗平--瞄准后视尺--精平--读数--瞄准前视尺--精平--读数(本次实验可采用仪高法或读水准尺黑、红面法来作为每一测站的检校)。
观测员读数后,记录员必须向观测员回报,经观测员默许后方可记入记录手簿,并立即计算高差。
以上为第一个测站的全部工作。
(3)第一站结束之后,记录员招呼后标尺员向前转移,并将仪器迁至第二测站。
此时,第一测站的前视点便成为第二测站的后视点。
然后,依第一站相同的工作程序进行第二站的工作。
依次沿水准路线方向施测直至回到起始水准点为止。
六、注意事项
(1)标尺员应认真将水准尺扶直,各测站的前、后视距离应尽量相等。
(2)读数前注意消除视差,注意水准管气泡应居中。
(3)同一测站,只能用脚螺旋整平圆水准器气泡居中一次(该测站返工重测应重新整平圆水准器)。
(4)正确使用尺垫,尺垫只能放在转点处,已知水准点和待测点上不得放置尺垫。
(5)仪器未搬迁时,前、后视点上尺垫均不能移动。
仪器搬迁了,后视扶尺员才能携尺和尺垫前进,但前视点上尺垫仍不得移动。
(6)每人填写一份记录,计算出高差和闭合差,用∑h和∑(后视读数)—∑(前视读数)检核计算。
七、上交资料
普通水准测量记录一份、水准路线测量成果计算表一份。
并在其中注明哪一站是你观测、哪一站是你记录的。
根据成果进行测量分析。
普通水准测量记录表
日期:
_____年___月___日天气:
_____仪器型号:
____________组号:
________
观测者:
_______________记录者:
_______________立尺者:
______________________
测点
水准尺读数(m)
高差h(m)
高程
(m)
备注
视距(m)
后视a(m)
前视b(m)
+
﹣
起点高程设
为20.000m
————
————
∑
计算校核
∑a-∑b= ∑h=
实验三经纬仪的认识与使用
一、目的
(1)了解DJ6光学经纬仪的基本结构及主要部件的名称和作用。
(2)掌握经纬仪基本操作和读数方法。
二、组织
每组4一5人。
每组每位同学完成经纬仪的整平、对中、瞄准、读数工作各一次。
三、学时
2学时。
四、仪器及用具
每组DJ6光学经纬仪1台、花杆2个、记录板1个。
五、实验步骤提要
整平、对中经纬仪——瞄准测钎——读水平度盘。
1)认识DJ6光学经纬仪的各操作部件,掌握使用方法。
1-望远镜制动螺旋2-望远镜微动螺旋3-物镜4-物镜调焦螺旋5-目镜6-目镜调焦螺旋7-光学瞄准器8-度盘读数显微镜9-度盘读数显微镜调焦螺旋10-照准部管水准器11-光学对中器12-度盘照明反光镜13-竖盘指标管水准器14-竖盘指标管水准器观察反射镜15-竖盘指标管水准器微动螺旋16-水平方向制动螺旋17-水平方向微动螺旋18-水平度盘变换螺旋与保护卡19-基座圆水准器20-基座21-轴套固定螺旋22-脚螺旋
2)学会用脚螺旋及水准管整平仪器。
3)在一个指定点上,练习用光学对中器对中、整平经纬仪的方法。
4)练习用望远镜精确瞄准目标。
掌握正确调焦方法,消除视差。
5)学会DJ6光学经纬仪的读数方法。
读数记录于“读数记录表”中。
6)练习配置水平度盘的方法。
6.注意事项
1)打开三脚架后,要安置稳妥,先粗略对中地面标志,然后用中心螺旋把仪器牢固地连结在三脚架头上,并把箱子关上;
2)仪器对中时,先使架头大致水平,若对中相差较远,可将整个脚架连同仪器一块平移,使垂球接近地面标志点,然后再移动垂球与测站连线所指的一条腿,当垂球偏离标志中心在1厘米以内时,可旋松中心螺旋,使仪器在架头上移动,以达精确对中,然后旋紧中心螺旋;
3)制动螺旋不可拧(压)的太紧,微动螺旋不可旋的太松,亦不可拧的太紧,以处于中间位置附近为好;
4)气泡的移动方向与操作者左手旋转脚螺旋的方向一致。
七、实验记录及上交资料
1)经纬仪由____________、_______________、_______________组成。
2)经纬仪对中整平的操作步骤是:
3)经纬仪照准目标的步骤是:
4)经纬仪瞄准A点时的水平度盘读数是:
_______________,
竖直度盘读数是:
_______________
经纬仪瞄准B点时的水平度盘读数是:
_______________,
竖直度盘读数是:
_______________
5)转动测微轮时,望远镜中目标的象是否也随度盘影象的移动而移动,为什么?
6)用什么方法可以很快地照准目标?
为什么有时望远镜方向已对准目标,而镜内还看不见目标呢?
实验四水平角和竖直角的测量
一、测回观测法测水平角
1.目的
1)掌握水平角观测原理,经纬仪的构造及度盘读数。
2)掌握测回法测水平角的方法。
2.组织
每组4-5人,每人用测回法完成一个水平角的观测任务。
3.学时
0.5学时。
4.仪器及用具
每组DJ6光学经纬仪1台、花杆2个、记录板1个。
5.实验步骤提要
1)度盘配置:
设共测n(n=4或5)个测回,则第i个测回的度盘位置为略大于(i-1)×180°/n。
2)一测回观测:
(1)盘左:
瞄准左目标A,进行读数记a1;顺时针方向转动照准部,瞄准右目标B,进行读数记b1;计算上半测回角值β左=b1-a1。
(2)盘右:
瞄准右目标B,进行读数记b2;逆时针方向转动照准部,瞄准左目标A,进行读数记a2;计算下半测回角值β右=b2-a2。
(3)检查上、下半测回角值互差是否超限。
计算一测回角值β=(β左-β右)/2。
3)测站观测完毕后,当即检查各测回角值互差是否超限,计算平均角值。
6.注意事项
1)瞄准目标时,尽可能瞄准其底部,以减少目标倾斜引起的误差。
2)同一测回观测时,切勿转动度盘变换手轮,以免发生错误。
3)观测过程中若发现气泡偏移超过一格时,应重新整平重测该测回。
4)计算半测回角值时,当左目标读数a大于右目标读数b时,则应加360°。
5)限差要求为:
对中误差小于3㎜;上、下半测回角值互差不超过±40",超限重测该测回;各测回角值互差不超过±24",超限重测该测站。
7.上交实验记录
水平角测回法记录表
日期:
_____年___月___日天气:
_____仪器型号:
____________组号:
________
观测者
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