测量学实验实训指导书

《测量学》实验实训指导书
许昌职业技术学院
二〇〇七年三月六日
测量实习须知
一、测量实习规定
（1）在测量实验之前，应复习教材中的有关内容，认真仔细地预习实验或实验指导书，明确目的与要求、熟悉实验步骤、注意有关事项，并准备好所需文具用品，以保证按时完成实验任务。

（2）实验分小组进行，组长负责组织协调工作，办理所用仪器工具的借领和归还手续。

（3）实验应在规定的时间进行，不得无故缺席或迟到早退；应在指定的场地进行，不得擅自改变地点或离开现场。

（4）必须严格遵守本书列出的“测量仪器工具的借领与使用规则”和“测量记录与计算规则”
（5）服从教师的指导，每人都必须认真、仔细地操作，培养独立工作能力和严谨的科学态度，同时要发扬互相协作精神。

每项实验都应取得合格的成果并提交书写工整规范的实验报告，经指导教师审阅签字后，方可交还测量仪器和工具，结束实验。

（6）实验过程中，应遵守纪律，爱护现场的花草、树木和农作物，爱护周围的各种公共设施，任意砍折、踩踏或损坏者应予赔偿。

二、测量仪器工具的借领与使用规则
（一）测量仪器工具的借领
1．在教师指定的地点办理借领手续，以小组为单位领取仪器工具。

2．借领时应该当场清点检查。

实物与清单是否相符，仪器工具及其附件是否齐全，背带及提手是否牢固，脚架是否完好等。

如有缺损，可以补领或更换。

3．离开借领地点之前，必须锁好仪器箱并捆扎好各种工具；搬运仪器工具时，必须轻取轻放，避免剧烈震动。

4．借出仪器工具之后，不得与其他小组擅自调换或转借。

5．实验结束，应及时收装仪器工具，送还借领处检查验收，消除借领手续。

如有遗失或损坏，应写出书面报告说明情况，并按有关规定给予赔偿。

（二）测量仪器使用注意事项
1．携带仪器时，应注意检查仪器箱盖是否关紧锁好，拉手、背带是否牢固。

2．打开仪器箱之后，要看清并记住仪器在箱中的安放位置，避免以后装箱困难。

3．提取仪器之前，应注意先松开制动螺旋，再用双手握住支架或基座轻轻取出仪器，放在三脚架上，保持一手握住仪器，一手去拧连接螺旋，最后旋紧连接螺旋使仪器与脚架连接牢固。

4．装好仪器之后，注意随即关闭仪器箱盖，防止灰尘和湿气进人箱内。

仪器箱上严禁坐人。

5．人不离仪器，必须有人看护，切勿将仪器靠在墙边或树上，以防跌损。

6．在野外使用仪器时，应该撑伞，严防日晒雨淋。

7．若发现透镜表面有灰尘或其他污物，应先用软毛刷轻轻拂去，再用镜头纸擦拭，严禁用手帕、粗布或其他纸张擦拭，以免损坏镜头。

观测结束后应及时套好物镜盖。

8．各制动螺旋勿扭过紧，微动螺旋和脚螺旋不要旋到顶端。

使用各种螺旋都应均匀用力，以免损伤螺纹。

9．转动仪器时，应先松开制动螺旋，再平衡转动。

使用微动螺旋时，应先旋紧制动螺旋。

动作要准确、轻捷，用力要均匀。

10．使用仪器时，对仪器性能尚未了解的部件，未经指导教师许可，不得擅自操作。

11．仪器装箱时，要放松各制动螺旋，装人箱后先试关一次，在确认安放稳妥后，再拧紧各制动螺旋，以免仪器在箱内晃动。

受损，最后关箱上锁。

12．测距仪、电子经纬仪、电子水准仪、全站仪、GPS等电子测量仪器，在野外更换电池时，应先关闭仪器的电源；装箱之前，也必须先关闭电源，才能装箱。

13．仪器搬站时，对于长距离或难行地段，应将仪器装箱，再行搬站。

在短距离和平坦地段，先检查连接螺旋，再收拢脚架，一手握基座或支架，一手握脚架，竖直地搬移严禁横杠仪器进行搬移。

罗盘仪搬站时，应将磁针固定，使用时再将磁针放松。

装有自动归零补偿器的经纬仪搬站时，应先旋转补偿器关闭螺旋将补偿器托起才能搬站，观测时应记住及时打开。

（三）测量工具使用注意事项
1．水准尺、标杆禁止横向受力，以防弯曲变形。

作业时，水准尺、标杆应由专人认真扶直，不准贴靠树上、墙上或电线杆上，不能磨损尺面分划和漆皮。

塔尺的使用，还应注意接口处的正确连接，用后及时收尺。

2．测图板的使用，应注意保护板面，不得乱写乱扎，不能施以重压。

3．皮尺要严防潮湿，万一潮湿，应晾干后再收入尺盒内。

4．钢尺的使用，应防止扭曲、打结和折断，防止行人踩踏或车辆碾压，尽量避免尺身着水。

携尺前进时，应将尺身提起，不得沿地面拖行，以防损坏分划。

用完钢尺，应擦净、涂油，以防生锈。

5．小件工具如垂球、测钎、尺垫等的使用，应用完即收，防止遗失。

6．测距仪或全站仪使用的反光镜，若发现反光镜表面有灰尘或其他污物，应先用软毛刷轻轻拂去，再镜头纸擦拭。

严禁用手帕、粗布或其他纸张擦拭，以免损坏镜面。

三、测量记录与计算规则
1．所有观测成果均要使用硬性（2H或3H）铅笔记录，同时熟悉表上各项内容及填写、计算方法。

2．记录观测数据之前，应将表头的仪器型号、日期、天气、测站、观测者及记录者姓名等无一遗漏地填写齐全。

3．观测者读教后，记录者应随即在测量手簿上的相应栏内填写，并复
诵回报，以防听错、记错。

不得另纸记录事后转抄。

4．记录时要求字体端正清晰，字体的大小一般占格宽的一半左右，字脚靠近底线，留出空隙作改正错误用。

5．数据要全，不能省略零位。

如水准尺读数1.300,度盘读数00
'
300''
中的“0”均应填写。

6．水平角观测，秒值读记错误应重新观测，度、分读记错误可在现场更正，但同一方向盘左、盘右不得同时更改相关数宇。

垂直角观测中分的读数，在各测回中不得连环更改。

7．距离测量和水准测量中，厘米及以下数值不得更改，米和分米的读记错误，在同一距离、同一高差的往、返测或两次测量的相关数字不得连环更改。

8．更正错误，均应将错误数字、文字整齐划去，在上方另记正确数字和文字。

划改的数字和超限划去的成果，均应注明原因和重测结果的所在页数。

9．按四舍五人，五前单进双舍（或称奇进偶不进）的取数规则进行计算。

如数据1.1235和1.1245进位均为l.124。

实验一自动安平水准仪的认识与使用
一、实验目的
熟悉自动安平水准仪的基本构造，初步掌握水准仪的使用方法。

二、实验设备及器件
DSC532自动安平水准仪、三脚架、塔尺
三、课时安排
2学时
四、实验步骤及要求
1、安置仪器
首先打开三脚架，把架头大致水平，高度适中，踏实脚架尖后，将水准仪安放在架头上并拧紧连接螺旋。

2、粗略整平
通过调节脚螺旋，使圆水准气泡严格居中，从而使仪器的竖轴大致铅垂，达到粗略整平仪器的目的。

（掌握水准仪圆水准气泡的移动方向始终与操作者左手旋转脚螺旋的方向一致的这条规律）
3、瞄准目标A，并消除视差
方法步骤：①用准星对准目标水准尺初步瞄准；②调节目镜调焦螺旋使十字丝清晰；③调节物镜调焦螺旋目标成像清晰④精确瞄准（使纵丝对准目标）。

4、补偿器的检验
瞄准目标后，稍微转动脚螺旋，破坏粗平，如果尺上读数没有变化，说明补偿器起作用，仪器正常，否则应进行检查修理。

5、读数
瞄准水准尺上的分化位置，读取4位数字（读数时从尺面上由小到大的方向进行读数，米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读），记为后视读数a。

在B点立尺（注意保持视距相等），读取前视读数b，记
录。

6、计算高差 h＝a－b
五、实验分析与总结
1、水准仪是进行高程测量的一种重要工具，自动安平水准仪的使用步骤主要包括：安置仪器、粗略整平、瞄准目标、补偿器的检验和读数五个步骤，该仪器的构造基本与微倾式水准仪相似，不同之处在于该仪器没有水准管和微倾螺旋，而只有一个圆水准器用来粗平，然后利用仪器内容的补偿器来达到仪器精平的目的。

因此在实验中，读数之前必须要对仪器进行补偿器的检验，尤其对使用时间较长的仪器，更要进行此项操作，这是决定测量结果精度的关键。

2、在对水准仪操作练习过程中，对粗略整平的步骤一定要严格按照指导书上所示的方法进行，否则将会是一种事倍功半的结果。

另外，对于安装有望远镜的测量仪器，在读数前一定要消除视差现象，因为视差是属于偶然误差，是人为因素造成的，因此在操作时要特别注意该项步骤，以免造成较大的误差。

3、水准仪器同生活中的其它电器一样，要想对其操作熟练，就必需按照规程反复操作。

一般来讲，仪器的整平过程很难一次操作成功，因此，必须通过反复调节，直到整平结果完全符合要求为止。

六、评分标准
1、出勤情况（20分）
2、操作是否符合规范（40分）
3、实验结果是否正确（20分）
4、过程分析是否准确（20分）
实验二普通水准测量
一、实验目的
1、进一步熟悉水准仪的构造及使用方法。

2、学会普通水准测量的实际作业过程。

3、掌握闭合水准路线测量的观测、记录和数据整理校核的方法；掌握闭合差的调整及计算待测点高程的方法。

二、实训设备及器件
DSC532自动安平水准仪、三脚架、塔尺、钢尺
三、课时安排
4学时
四、实验步骤及要求
1. 全组共同施测一条闭合水准路线，其长度以安置4个测站为宜。

确定起始点及水准路线的前进方向。

人员分工是：两人扶尺，一人记录，一人观测。

施测1～2站后轮换工作。

2. 在每一站上，观测者首先应严格进行仪器的粗略整平，然后照准后视尺A，对光、调焦、消除视差，并进行补偿器的检核。

读取中丝读数，记录员将读数记入记录表中。

读完后视读数a1′，紧接着照准前视尺B，用同样的方法读取前视读数b1′。

记录员把前、后视读数记好后，应立即计算本站高差h1′。

3．改变仪器高度（至少0.1m），再读取后视读数a1〞和前视读数，计算高差h2′，检查互差是否超限（小于5mm，若未超限，计算平均高差h1＝h1′＋h2′/2。

3. 用2叙述的方法依次完成闭合线路各个待测点C、D的测量工作，最后回到起点。

4. 观测结束后，立即算出高差闭合差f h＝ h i。

如果f h小于f h容，说明观测成果合格，即可算出各立尺点高程(假定起点高程为HA＝500m)。

否则，要进行重测。

五、实验分析与总结
1、普通水准测量是进行高程测量的一种重要方法，该方法适合于待测点离已知高程点较远且一个测站不能到达的高程测量。

该方法的关键在于如何利用已知点的高程来检验所测量的结果的准确性和精确度，因此该实验的性质又带有一定的设计性，很大程度上能提高学生的动手和动脑的能力，同时也拓展了与同学的交际、合作的能力。

一次测量实验要完整的做完，单单靠一个人的力量和构思是远远不够的，只有小组的合作和团结才能让实验工作快速而高效的完成。

2、在测量过程中，除了要对仪器的安置进行严格的操作外，还必须注意转点位置的水准尺，由于转点位置既是上一测站的后视点，又是下一测站的前视点，起到传递高程的作用，因此在测量过程中，两个相邻测站中的转点位置的水准尺一定不能移动，否则将对实验的结果造成极大的误差，甚至会是错误。

3、测量工作也是如同生活中的工作一样，要想对其操作熟练，就必需按照规程反复操作；另外，还要求学生之间的相互合作，只有这样才能保证整个实验的顺利进行。

六、评分标准
1、出勤情况（20分）
2、操作是否符合规范（40分）
3、实验结果是否正确（20分）
4、过程分析是否准确（20分）
实验三经纬仪的认识与使用
一、实验目的
1、了解经纬仪的构造及使用方法。

2、初步掌握经纬仪的读数方法和使用方法。

二、实训设备及器件
DJ6E经纬仪、三脚架、标杆
三、课时安排
3学时
四、实验步骤及要求
1. 由指导教师讲解经纬仪的构造及技术操作方法。

2. 学生自己熟悉经纬仪各螺旋的功能。

3. 练习安置经纬仪。

经纬仪的安置包括对中和整平两项内容。

(1) 对中：对中是把经纬仪水平度盘的中心安置在所测角的顶点铅垂线上。

方法是先将三角架安置在测站点上，架头大致水平，踏牢三脚架，然后用连接螺旋将仪器固定在三脚架上。

此时，若偏离测站点较大，则须将三脚架作平行移动，若偏离较小，可将连接螺旋放松，使光学对点器大致在测站点铅垂线上。

然后转动对点器目镜看清分划板中心圈(十字丝)，再拉动或旋转目镜，使测站点影像清晰，使测站点与中心圈(十字丝)重合。

最后粗略整平圆水准器，再用脚螺旋使圆水准气泡居中。

这时可移动基座精确对中，最后拧紧连接螺旋。

(2) 整平：整平是使水平度盘处于水平位置，仪器竖轴铅直。

整平的方法是：
①使照准部水准管与任意两个脚螺旋连线平行，如图所示，两手以相反方向同时旋转两脚螺旋，使水准管气泡居中。

②将照准部平转90 ，如图所示，再用另一个脚螺旋使水准管气泡居中。

③ 以上操作反复进行，直到仪器在任何位置气泡都居中为止。

注：用光学对中器对中时，对中和整平会互相影响，应反复进行，直至两者都满足为止。

4．瞄准
(1) 安置好仪器后，松开照准部和望远镜的制动螺旋，用粗瞄器初步瞄准目标，然后拧紧这两个制动螺旋。

(2) 调节目镜对光螺旋，看清十字丝，再转动物镜对光螺旋，使望远镜内目标清晰，旋转水平微动和垂直微动螺旋，用十字丝精确照准目标，并消除视差。

5．读数
调节反光镜的位置，使读数窗亮度适中，旋转读数显微镜的目镜调焦螺旋，使度盘及分微尺的刻划清晰；读取水平度盘、竖盘读数。

读完后请指导教师检查自己的读数是否正确。

五、实验分析与总结
1、经纬仪是进行角度测量的一种重要工具，经纬仪的使用步骤主要包括：安置仪器、瞄准目标、和读数三个步骤，该仪器的构造较为复杂，操作上与水准仪相比也较为复杂。

因此在实验中，操作必须认真细致。

2、在对经纬仪操作练习过程中，对仪器的安置步骤一定要严格按照指导书上所示的方法进行，经纬仪的安置与水准仪稍有不同，经纬仪比水准仪多了一个对中的操作，但操作的难度却是增加了很多。

这主要是因为对中和整平这两个步骤相互影响，相互制约，因此操作必须认真细致，
否则也将会
是一种事倍功半的结果。

另外，对于经纬仪来说，在读数前也一定要消除视差现象，以免造成较大的误差。

3、经纬仪和水准仪一样，要想对其操作熟练，也必需按照规程反复操作，并且对其操作的次数要多于水准仪。

一般来讲，经纬仪的对中和整平要想同时满足要求，一般要经过3～5次反复操作，因此在操作中一定要有耐心、认真细致，这对于测量人员来说是必须要具备的基本技能。

六、评分标准
1、出勤情况（20分）
2、操作是否符合规范（40分）
3、实验结果是否正确（20分）
4、过程分析是否准确（20分）
实验四测回法观测水平角
一、实验目的
1、进一步熟悉经纬仪的构造、安置和技术操作方法。

2、掌握测回法测水平角的方法。

二、实训设备及器件
DJ6E经纬仪、三脚架、标杆
三、课时安排
2学时
四、实验步骤及要求
1. 在一个指定的点O上安置经纬仪。

2. 选择两个明显的固定点A（左侧）、B（右侧）作为观测目标或用花杆标定两个目标。

3. 用测回法测定其水平角值。

其观测程序如下：
(1) 盘左观测：安置好仪器以后，以盘左位置照准左方目标A，度盘读数调至0°00′00″，并读取水平度盘读数。

记录人听到读数后，立即回报观测者，经观测者默许后，立即记入测角记录表中。

然后顺时针旋转照准部照准右方目标B，读取其水平度盘读数，并记入测角记录表中。

至此完成了上半测回的观测，记录者在记录表中要计算出上半测回角值。

(2) 盘右观测：将经纬仪置盘右位置，先照准右方目标B，读取水平度盘读数，并记入测角记录表中。

其读数与盘左时的同一目标读数大约相差180︒。

逆时针转动照准部，再照准左方目标A，读取水平度盘读数，并记入测角记录表中。

至此完成了下半测回的观测，记录者再算出其下半测回角值。

(3)如果上半测回角值和下半测回角值之差没有超限(不超过±40")，则取其平均值作为一测回的角度观测值，也就是这两个方向之间的水平角；否则应重新测该测回。

4. 如果观测不止一个测回，而是要观测n个测回，那么在每测回要重
新设置水平度盘起始读数。

即对左方目标每测回在盘左观测时，水平度盘应设置 180°/n的整倍数来观测。

五、实验分析与总结
1、水平角的观测是测量工作内容的一个重要方面，是确定地面点平面位置的重要元素。

测回法观测水平角是水平角测量的方法之一，该方法主要适用于两个方向的单角观测。

该方法操作的关键是要严格按照操作步骤进行观测，否则观测的结果无法利用仪器本身的原理检验所测量的结果的准确性和精确度，因此该实验要求必需要严格要求，规范操作。

2、在测量过程中，要想获得准确可靠的数据，必需对仪器进行严格的对中和整平，而在实际的操作中，可能会出现圆水准器居中后，管水准器始终不能居中，或者是管水准器居中后，圆水准器始终不能居中，如遇到该现象，证明该仪器的水准器需要进行校正，此时如果是在实际的工程施工过程中，要立即停止操作，待仪器校正完后再进行测量，否则将会造成极大的错误甚至是事故。

3、和上面几次实验一样，该实验同样要求学生之间的相互合作，只有这样才能保证整个实验的顺利进行。

六、评分标准
1、出勤情况（20分）
2、操作是否符合规范（40分）
3、实验结果是否正确（20分）
4、过程分析是否准确（20分）
实验五全圆方向观测法测水平角
一、实验目的
1、进一步掌握水平角观测原理。

2、掌握全圆方向法观测水平角的方法。

二、实训设备及器件
DJ6E经纬仪、三脚架、标杆
三、课时安排
3学时
四、实验步骤及要求
1、如图所示，在O点安置经纬仪，选取一方向作为起始零方向(如图中的Ａ方向)。

2、盘左观测：照准A方向，并拨动水平度盘变换手轮，将A方向的水平度盘读数设置在00︒00'00"附近，然后顺时针转动照准部1~2周，重新照准A方向并读取水平度盘读数，记入方向观测法记录表中。

按顺时针方向依次照准B、C、D方向，并读取水平度盘读数，将读数值分别记入记录表中。

继续旋转照准部至A方向，再读取水平度盘读数，检查归零差（小于24"）是否合格；如超限，此半测回应重测。

3、盘右观测：盘右位置观测前，先逆时针旋转照准部1~2周后再照准A方向，并读取水平度盘读数，记入记录表中。

按逆时针方向依次照准D、C、B方向，并读取水平度盘读数，将读数值分别记入记录表中。

逆时针继续旋转至A方向，读取零方向A的水平度盘读数，并检查归零差（小于24"）；如超限，此半测回应重测。

五、实验分析与总结
1、水平角的观测是测量工作内容的一个重要方面，是确定地面点平面位置的重要元素。

全圆方向观测法也是观测水平角的方法之一，该方法主要适用于三个以上的方向观测。

该方法操作的关键也是是要严格按照操作步骤
进行观测，否则观测的结果无法利用仪器本身的原理检验所测量的结果的准确性和精确度，因此该实验要求必需要严格要求，规范操作。

2、在测量过程中，要想获得准确可靠的数据，测量前要对仪器进行检验和校正，同时必需对仪器进行严格的对中和整平。

另外，在上半个测回结束后，要检查归零差（小于24 ）是否合格，如不合格必需重新观测，决不能错了不改，以致于最后所有数据都无效。

六、评分标准
1、出勤情况（20分）
2、操作是否符合规范（40分）
3、实验结果是否正确（20分）
4、过程分析是否准确（20分）
实验六 竖直角观测
一、实验目的
1、掌握竖直角的测量方法。

2、掌握竖直角及竖盘指标差的记录、计算方法。

二、实训设备及器件
DJ 6E 经纬仪、三脚架、标杆 三、课时安排
3学时
四、实验步骤及要求
1、在地面点上选定具有一定坡度的两个点A 和B 。

2、在A 点安置经纬仪，对中、整平后量取仪器高度（精确至0.01m ）。

转动望远镜，观察所用仪器的竖盘注记形式，确定竖直角的计算公式，并记入备注栏内。

3、盘左位置：照准目标B 点的水准尺，并使中丝读数等于仪器高，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡居中(符合气泡影像符合)后，读取竖直度盘的读数L 读。

记录者将读数值L 读记入竖直角测量记录表中。

根据竖直角计算公式，在记录表中计算出盘左时的竖直角α左。

4、盘右位置：照准目标B 点的水准尺，并使中丝读数等于仪器高，，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡居中(符合气泡影像符合)后，读取其竖直度盘读数R 读。

记录者将读数值R 读记入竖直角测量记录表中。

根据竖直角计算公式，在记录表中计算出盘右时的竖直角α右。

5、计算一测回竖直角值和指标差。

α左＝90︒－L 读 α右＝R 读－270︒
竖直角)180(2
1
)(2
1
︒--=+=L R 右左ααα
竖盘指标差)360(2
1
)(21︒-+=-=
R L X 右左αα
五、实验分析与总结
1、竖直角的观测是测量工作内容的另一个重要方面，是确定地面点水平距离和高差的的重要元素。

该方法操作也必需严格按照操作步骤进行观测，否则观测的结果也无法利用仪器本身的原理检验所测量的结果的准确性和精确度。

2、在测量过程中，要想获得准确可靠的数据，必需对仪器进行严格的对中和整平，并在此基础上，对竖盘指标水准管进行严格细致的调节，直至符合气泡影像符合，水准管气泡居中，否则所测量得到的数据将是无效的数据。

另外在每次读数之前都必需对其进行调节，否则将会造成极大的误差甚至是错误。

3、和上面实验一样，该实验同样要求学生之间的相互合作，只有这样才能保证整个实验的顺利进行。

六、评分标准
1、出勤情况（20分）
2、操作是否符合规范（40分）
3、实验结果是否正确（20分）
4、过程分析是否准确（20分）。