河北理工学院
毕业设计书
专业 （年级、班） 测绘工程99测1
设 计 人 张 亮
设 计 指 导 教 师 汪金花
设 计 辅 导 教 师 刘 谊 张永彬
申立群 李小光
孔改红
20##年 6月10 日（设计结束日）
测量学试验报告（一）
——水准仪的认识及使用
测量学试验报告（二）
——等外水准测量
测量学试验报告（三）
——经纬仪的认识及使用
测量学试验报告（四）
——测回法角度测量
一、试验目的：
1、通过测设一图形（边，角方式）熟悉放样过程。
2、用经纬仪、钢尺法放养以知图形的方法。
3、用全站仪放样角、边与经纬仪的差别。
二、实验仪器的选择：
经纬仪、架腿、钢尺、钢钉、油漆、全站仪、架腿、对中架、手扶杆、棱镜
三、试验人员：
本组四位成员：
四、实验过程：
1、试验方案：
本次试验采用如图方案，在地面任意
假设一点为A点，在任一方向上量
10m定一点为B点，已知各点坐标。
放样其它点。⑤①
2、全站仪放样：
1）、 前提在假设坐标的条件下，直接以所测设的正方形的某角点做为坐标原点，测设出10m的另一个点，这二点为始边即巨形一边放样。
2）、 放样一点过程：① 把全站仪设于点上，精确对中整平，对中光斑30%左右即可。② 输入假设点的坐标（设0123四点则输入（0，0）；（10，0）；（10，10）；（0，10）坐标）在data文件中的新建文件0908 ③ 定向以所测定的0，1方向为0定向，坐标为起始方向（主菜单—>setup—set—>输入或调用0，1即可）瞄准根部—>count—>count）④ 放样1点；在③结尾—>ESC—>program—>第5项stayout—>把待放样的点号改为１—>seach—>stayout(进入放样状态)调仪器是水平角为0°00'00〃，指挥棱镜左或右移动，在按dist—>后前后移动确定大致位置在５cm范围内的直径圆内并做好记号；用脚架代手扶杆大致整平，（但不要固定死）在全站仪的指挥下固定在精确位置上；第三人再地面找到所定的点即为要放样的点。定钉。用全站仪测定该点看误差是否超限，不超限即可，否则依改正。
3)、 同样测设2，3二点。
4）、 检测02距离，13距离。
3、经纬仪+钢尺测设法：
1）、 经纬仪在全站仪测定的0、1、2、3点中的0点摆站。照准1的方向。调0后用钢尺延01方向测10cm 的一点，在以钢尺量10cm方向上标定点3'倒镜转270°00'00〃再做第二记点3〃，取弧3〃3'中间用钢尺量得距0点10cm位置3°点，以订为记，用经纬仪测该点若小于差值40〃则可以，否则校正。
2）、 同样在1点摆站定2点。
3）、 检核：用钢尺测量02，13的长度与10＋1.414比较看差值。（见表格）
五、几点注意事项：
1、假定坐标放样图形。
2、精度问题：一般塔尺与经纬测距为1/200的精度，而一般工程放样不能低于1/4000，即用钢尺+经纬仪，标签的选择应使测角精度高于40″。
六、测量误差：
测量工作完成后测量了部分边长和对角线长，来检验测量误差的大小。结果如图：
相对误差为1/2000，满足建筑工程精度要求。
实验一水准仪的认识及使用
一、实验目的
l.了解工程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.练习水准仪的安置、瞄准、读数和高差计算。
3.了解自动安平水准仪的使用方法。
二、实验设备、人员、学时
1.设备：每组1台DS3水准仪（附脚架），记录板1块，实验班合用水准尺若干杆，固定于实验场周围固定地物上。
2.人员：每组2人，轮换操作仪器和记录。
3.学时：课内学时2学时。
三、实验内容和方法
1.认识工程水准仪的构造和各部件的名称
图1-1为S3水准仪（南京测绘仪器厂产品）的外形及各部件名称，按图对照仪器的实物，找到各个部件，并熟悉它们的名称。
2.水准仪的安置
①测量仪器所安置的地点称为测站。在选定的测站上松开脚架伸缩螺旋，按需要调整架腿长度，将螺旋拧紧。安放三脚架时，先安放两腿，手执第三只腿，移动至三脚架架头大致水平，放下，把三脚架的脚尖踩入土中。
②把水准仪从箱中取出，放到三脚架架头上， —手握住仪器，一手将三脚架架头的连接螺旋入仪器基座内，拧紧．并用手试推—下仪器，检验真正连接牢固松手。
3.仪器的粗平
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。具体作法：
①操作者双手各执一脚螺旋（第三只脚螺旋居于操作者正前方）。双手同时内向（或外向）旋转脚螺旋。此时圆水准中的气泡左右方向移动，移动方向与左于拇指移动脚螺旋的方向一致，如图1-2（a）所示。此操作至气泡移动至两脚螺旋连线方向的中点。如图1-2（b）所示。
②以左手旋转第三只脚螺旋，气泡移动的方向与左手拇指的动作方向一致。
③若气泡仍有偏离，应重复上面的操作至气泡居中。
4.瞄准
进行水准测量时，用望远镜瞄准水准尺的步骤是：
①将望远镜对准明亮背景，进行目镜调焦，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，旋紧制动螺旋；
③进行物镜调焦，使水准尺影像十分清晰；
④转动微动螺旋，使水准尺影像的一侧靠近十字丝纵丝（便于检查水准尺是否竖直）；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），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。
5.精平
精确整平水准管，使水准仪的视线水平，是水准测量中关键的一步。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，如图1-3所示。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影像移动的一致性，可以使这一步的操作既快又准。
6.读数
在倒像望远镜中看到水准尺的影像是倒立的，为了读数方便，水准尺上的注记数字是倒写的，在望远镜中看到的数字是正的。尺上数字以米为单位。每隔10cm注字。每个黑色（或红色）和白色的分划宽度为lcm。可估读到毫米。以十字丝横丝读数时，读取横丝切准的分划的读数，应从小的注记数字往大的注记数字方向读。对于倒像望远镜，则是从上往下读至横丝。
四、实验注意事项
1.本书一些规定的操作方法是适用于一般测量仪器的基本方法，应细心体会，认真执行，养成良好的作业习惯；
2.第三项3目②款的操作，熟练的操作员，可根据作业现场站立的方便，用右手旋转第三只脚螺旋，气泡移动方向与右手拇指动作相反。
3.望远镜调焦透镜的运动正确与否，直接关系到视准轴是否发生变化。因此，调焦透镜的运动，必须严格地保持几个透镜的主轴线一致，是十分精密的。转动调焦螺旋使调焦透镜运动的机械结构也是比较精密的。为要保持这种精密性，在转动调焦螺旋时．动作要轻而平稳．决不可粗暴地快速旋转。
4.视差不能消除的另一个原因是，在目镜调焦和物镜调焦时，眼睛看十字丝和看物像时，自行调焦，用了两个不同的焦距，因而使像和十字丝不在一个平面上。
消除的办法是在目镜调焦看十字丝和物镜调焦看物像时，都不要使眼睛紧张，而要始终处 于松驰状态，控制眼睛本身不做调焦。为要做到这一点，除自我放松外，还应在观测时，另一只眼也要放松全睁。由于望远镜的出瞳直径为1.5mm，人眼的瞳孔直径为2.0mm，所以检查有无视差时，眼睛上、下移动的距离不宜大于0.5mm。否则会因观察物像不清晰引起错觉。
5.从区格式水准尺上读数必须达四位数：米、分米、厘米、毫米。不到1m的读数，前面以零补齐，如整分米、整厘米的读数，后面相应的位数也应以零补齐。
五、实验要求
1.每人练习水准仪的安置和水准测量的操作。
2.对两杆水准尺分别进行观测，相互作记录并计算两立尺点的高差。
3.记录和高差计算实验结束时上交。
思考题
1.水准仪的望远镜由哪几部分组成?各有什么作用?
2.圆水准器和水准管的作用有何不同?符合水准器有什么优点？
3.什么叫视准轴?什么叫水准轴?在水准测量中，为什么在瞄准水准尺读数之前必须用微倾螺旋使水准管气泡居中?
4.什么叫视差？产生的原因是什么?如何检查它是否存在?怎样消除?
5.“符合水准气泡居中，视准轴就水平”这句话正确吗?为什么?
水准测量读数练习表
实验二 等外水准测量
一、实验目的
1.练习水准测量测站与转点的选择，水准尺的立尺方法，测站上的仪器操作。
2.掌握工程（五等）水准测量（两次仪器高法）的施测、记录、高差闭合差调整及高程计算的方法。
二、实验设备、人员、学时
1.设备：每组1台DS3水准仪（附脚架），水准尺2杆，尺垫2个，记录板1块。
2.人员：每组4人，其中1人观测，1人记录，2人扶尺；4人轮流操作。
3.学时：课内学时2学时+课外学时2学时=4学时。
三、实验内容及方法
1.从实验场地的某一水准点（或凸出点的固定地物）出发，选定一条闭合水准路线，其长度以安置4—6个测站、视线长度20~30m为宜。转点可以选择有凸出点的固定地物或安放尺垫。
2.在起始点与第一个立尺点中间（用目估或用步测使前后视的距离大致相等）安置水准仪，观测者按下列顺序观测：
①后视立于起始点上的水准尺，瞄准、精平、读数；
②前视立于第一点上的水准尺，瞄准、精平、读数；
③改变水准仪高度10cm左右，重新安置水准仪；
④前视立于第一点上的水准尺，瞄准、精平、读数；
⑤后视立于起始点上的水准尺，瞄准、精平、读数．
（读数估读到毫米）。
3.观测者的每次读数，记录者应当场记下；后视、前视读毕，应当场计算高差，记于相应栏内（见“水准测量记录，表2-1”）并作测站检核。
4.依次设站。用相同的方法进行观测，直至回到出发的水准点。
5.全路线施测完毕，应作路线检核，计算前视读数之和、后视读数之和、高差之和。
四、实验注意事项
1.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望远镜中跟据纵丝可以发觉，而尺子的前后倾斜则不易发觉，立尺者应注意。当水准尺有前后倾斜的晃动时，观测者应读取横丝所切的尺面最小分划值。
2.每一测站两次仪器高测得两个高差值之差不应大于5mm，否则该站应重测。
3.每一测站通过上述测站检核，才能搬站；仪器未搬迁时，前、后视立尺点的尺垫均不得移动，仪器搬迁了，后视司尺员方能携尺和尺垫前进，前视立尺点的尺垫仍不得移动，只是将尺面转向，由前视变为后视。不管什么原因，若尺垫未按上述规定发生了移动，不可将其放回原位，而应返回起始点（或上一个水准点）重新开始观测。
4.搬站时，观测者应寻找并将仪器安置于适当位置（目估选定新的前视立尺点点位，使前、后视距大致相等），后视司尺员携尺及尺垫前进至前视尺（已变为新测站的后视尺）时，应开始步测，直至测站。然后按步测结果由测站前进，确定新的立尺点点位。
5.闭合路线的高差闭合差不应大于±30
（mm），L为闭合路线的长度，单位为千米。
五、实验要求
1.组内轮换操作，每位同学观测一个闭合环，完成—份记录和汁算。
2.除测站的记录、计算，路线闭合后还应计算
、
、
，并以
检核计算的正确作。
3.如路线检核不超限，应按测站进行闭合差的调整及高差计算。
4.实验结束后，当场上交“水准测量记录”表。
思考题
1.什么叫测站？什么叫转点?如何正确使用尺垫?
2.第四项第1目中，“当水准尺有前后倾斜的晃动时，观测者应读取横丝所切的尺面最小刻划值”的论述，其道理何在?
3.怎样区别测站检核与计算检核?
4.简述已经学习过的水准测量作业检核中，测站检核与路线检核的方法以及它们的目的。
表4-1水准测量记录
日期____年__月__日 仪器编号____________观测者______记
录者______
实验三 DJ6型光学经纬仪的认识和使用
一、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。
二、实验设备、人员、学时
1.设备：每组1台DJ6型光学经纬仪（附脚架），测钎2支，记录板1块。
2.人员：每组2人，轮流操作仪器和作读数记录。
3.学时：课内学时2学时。
三、实验内容及方法
1.认识仪器
我国目前使用的DJ6级经纬仪型号较多，学生可通过本实验从熟悉一种型号的仪器入手，在以后的实践中逐步接触和熟悉更多型号的DJ6级经纬仪。图3-l为北京光学仪器厂生产的TDJ6系列光学经纬仪的外型及部件名称。学生应对照实习用仪器实物，找到相应的部件，说出名称及作用。
2.仪器的对中（垂球法）
①伸缩三脚架腿，使三只架腿长度适中。
②将一只架腿置于前方，操作者左、右手各执—架腿分别前后左右移动，使架头大致水平，并位于地面点标志中心之上。放下架腿后，手执一小石子，对准连接螺旋下方，使其自由落下，小石子应落在地面点标志中心。踩紧三脚架腿。
③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。
④将垂球挂在连接螺旋的中心钩上，垂球线的长度应调整到使垂球顶尖距地面点标志垂直距离在2cm之内。稍松连接螺旋，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，旋紧连接螺旋。
3.仪器的整平
①概略整平（粗平）
根据仪器基座上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。
（方法详见实验一第三项第3目）。
②精确整平（精平）
转动照准部，使照准部水准管与一对脚螺旋连线相平行，按左手拇指规则转动这对脚螺旋，使气泡居中；将照准部旋转90°，按左手拇指规则旋转另一脚螺旋，使气泡居中。以上步骤重复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1~2格。
4.瞄准目标
①将望远镜对向明亮背景进行目镜凋焦，使十字丝清晰；
②松开照准部水平制动螺旋，用望远镜上的瞄准器对准目标（测钎），使之位于望远镜视场内，旋紧望远镜制动螺旋和水平制动螺旋；
③物镜调焦使目标成像清晰；
④消除视差（参见实验一第三项第4目，第四项第4目）；
⑤旋转望远镜微动螺旋．使目标成像高低适中；旋转水平微动螺旋，使十字丝纵丝精确照准目标。
5.读数
①调整度盘照明镜的位置，使读数窗亮度适当；
②调整读数显微镜目镜，使度盘分划线清晰；
③确定分分尺读数：
J6级经纬仪一般采用分微尺读数。读数显微镜视场内两个读数窗口，标明H的为水平度盘读数，标明V的为垂直度盘读数。度盘分微尺将相当于1°的宽度分为60格，每格对应1′，估读至0.1′，（读时化为秒数）。
6.方向观测练习
①盘左盘右进行观测：松开望远镜制动螺旋和照准部水平制动螺旋，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。
②配置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的变化情况，并用读数指标试对准某一整数分划，例如：0°00′00″，90°00′00″等。最后盖好保护盖。
四、实验注意事项
1.仪器的对中有垂球法和光学对点器法，本实验练习垂球法。
2.仪器对中时．应细心体会两手各执一脚架腿时，架腿的移动和架头的倾斜及位置的关系。若要架头平移，两腿齐动；若要架头倾斜，摆动一只手中单腿。
3.用十字丝纵丝精确照准目标时，若目标成像较宽，大于十字丝双丝宽度的2／3，宜用十字丝纵丝的单丝部分去平分目标；若目标成像较窄，小于十字丝双丝宽度的1／2，宜用纵丝的双丝部分夹准目标。
五、实验要求
1.每人轮流完成笫三项1~6目的操作。
2.第6目的操作两人互相记录，实验结束时现场上交观测记录。
思考题
l.DJ6级光学经纬仪主要由哪几部分组成?各部分的作用是什么?
2.经纬仪上有几对制动螺旋和微动螺旋?各起什么作用?如何正确使用它们?
3.怎样安置经纬仪（垂球法对中）?
4.经纬仪有哪些主要轴线?请画出它们之间相互关系的示意图，并说明各轴线间应满足的条件。
5.用经纬仪瞄准同一竖直面内不同高度的两点，水平度盘上的读数是否相同?测站点与不同高度的两点相连，两连线所夹的角度是不是水平角?为什么？
水平度盘读数练习表 表5-1
实验四 测回法水平角观测
一、实验目的
1.进一步熟悉DJ6级经纬仪。
2.掌握用DJ6级经纬仪进行测回法水平角观测的操作、记录和计算方法。
二、实验设备、人员、学时
1.设备：每组1台DJ6级经纬仪（附脚架），测钎2支，记录板1块。
2.人员：每组2人，轮流观测和记录。
3.学时：课内学时2学时。
三、实验内容及方法
设测站为B，右目标为A，左目标为C，测定水平角b ，其方法步骤如下：
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.顺时针方向转动照准部，瞄准右目标A，得读数a左，记下该水平度盘读数；
3.计算盘左半测回测得的水平角值
b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.逆时针方向转动照准部，瞄准左目标C，得读数c右，记下该水平度盘读数；
6.计算盘右半测回测得的水平角值
b右=a右-c右
7.若b左与b右的差值不大于40″，则取其平均值作为一个全测回（简称一测回）的水平角
b 1=（b左+b右）/2
8.该角进行第二个测回时，盘左瞄准目标后，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，得第二个测回的—测回水平角b 2。
9.若b1与b2；的差值不大于24″，则取两测回平均值作为该角的观测角值
b=（b1+b2）/2
四、实验注意事项
1.若需观测n个测回，则第i个测回的度盘位置为略大于（i-1）×180°／n。
2.各测回均在盘左瞄准左目标时配置度盘位置。
3.对于复测式经纬仪，配置度盘位置可按下述操作：
转动照准部至水平度盘读数在该测回应整置位置；扳下复测扳手，松开下盘；瞄准起始目标，扳上复测扳手制紧下盘。一测回中间，切勿误动复测扳手。
4.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。
5.观测过程中若发现气泡偏移超过一格时，应重新整平仪器并重测该测回。
6.计算半测回角值时，若左目标读数c，大于右目标读数a时，应将a加上360°。
五、实验要求
1.在规定学时内，每人必须完成—测回以上的观测和记录、计算。
2.实验结束时，现场上交测回法水平角观测记录。
思考题
1.DJ6级复侧式光学经纬仪上的复测扳手起什么作用?欲使描准目标时的度盘读数为0°02′30″，应如何操作?
2.观测水平角时，为何有时要测几个测回?若测回数为4，则各测回的起始读数应为多少?
3.采用盘左盘右观测水平角的方法可消除哪些误差的影响?
测回法观测水平角记录 表4-1
仪器_________ 天气_________ 观测者__________
测站_________ 成像_________ 日期__________ 记录者__________
