实验指导书

实验指导书

建筑工程系土木工程教研室

2008年2月修订

目 录

实验一 水准仪的认识和使用 水准仪的认识和使用实验报告 实验二 水准测量 水准测量实验报告

实验三 经纬仪的使用与测回法测水平角 经纬仪的使用与测回法测水平角实验报告 实验四 竖直角观测及竖直指标差的检验与校正 竖直角观测及竖直指标差的检验与校正实验报告 实验五 碎部测量 碎部测量实验报告

实验六 测设点的平面位置和高程 测设点的平面位置和高程 实验报告 实验七 建筑物或构筑物轴线施工放样 建筑物或构筑物轴线施工放样 实验报告 实验八 电子全站仪的使用 电子全站仪的使用实验报告

实验一 水准仪的认识和使用

一、目的与要求

1． 了解DS3型水准仪各部件及作用。 2． 练习水准仪的安置、瞄准与读数。 3． 测量地面两点间的高差。 二、计划与设备

1．实验学时数安排2学时，实验小组由4～5人组成。 2．实验设备为每组DS3型水准仪1台，记录板一块，测伞一把。

3．实验场地安排不同高度的五根水准尺，各组在练习仪器安置、整平、瞄准、精平、读数的基础上，每人练习观测三根水准尺，分别编号为A、B、C，记录在实验报告一中。 4．实验结束时，每人上交一份实验报告一。 三、方法与步骤 1． 安置仪器

将三角架张开，使其高度在胸口附近，架头大致水平，并将脚尖踩入土中，然后用连接螺旋将仪器连在三脚架上。 2． 认识仪器

了解仪器各部件的名称及其作用并熟悉其使用方法。同时熟悉水准尺的分划注记。 3． 粗略整平

先对向转动两只脚螺旋，使圆水准器气泡向中间移动，再转动另一脚螺旋，使气泡移至居中位置。 4． 瞄准

转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；转动仪器，用准星和照门瞄准水准尺，拧紧制动螺旋（手感螺旋有阻力），转动微动螺旋，使水准尺成像在十字丝交点处。当成像不太清晰时，转动对光螺旋，消除视差，使目标清晰。 5． 精平、读数

在水准管气泡窗观察，转动微倾螺旋使符合水准管气泡两端的半影像吻合，视线即处于精平状态，在同一瞬间立即用中丝在水准尺上读取米、分米、厘米，估读毫米，即读出四位有效数字。 四、注意事项

1．不要在没有消除视差情况下进行读数。

2．在水准尺上读数时，符合水准气泡必须居中，不能用脚螺旋调整符合水准气泡居中。

实验一 水准仪的认识和使用

实验报告

日期 班组 姓名 一、完成下列填空

1．安置仪器后，转动（ ）使圆水准气泡居中，转动（ ）看清十字丝，通过（ ）瞄准水准尺，转动（ ）精确照准水准尺，转动（ ）消除视差，转动（ ）使符合水准气泡居中，最后读数。 2．消除视差的步骤是转动（ ）使（ ）清晰，再转动（ 使（ ）清晰。 二、实验记录计算 1．记录水准尺上读数

A尺 B尺 C尺 2．计算

（1） A点比B点（高、低）（ ）m。 （2） A点比C点（高、低）（ ）m。 （3） B点比C点（高、低）（ ）m。

（4） 假设C点的高程HC=（ ）m，求A点和B点的高程HA=（ （ ）m，水准仪的视线高Hi=（ ）m。

）m，HB=）

实验二 水准测量

一、目的与要求

1．掌握普通水准测量的观测、记录和检核的方法。 2．掌握水准测量的闭合差调整及求出待定点高程。 二、计划与设备

1．实验安排2 ~ 3学时，实验小组由4 ~ 5人组成。

2．实验设备每组为水准仪一台，水准尺2根，尺垫2个，记录板1块，测伞1把。

3．实验场地选定一条闭合（或附合）水准路线，其长度以安置4 ~ 6个测站为宜，中间设待定点B、C。

4．从已知水准点A出发，水准测量至B、C点，然后再测至A点（或另一个水准点）。根据已知点高程（或假定高程）及各测站的观测高差，计算水准路线的高差闭合差，并检查是否超限。对闭合差进行调整，求出待定点B、C的高程。记录计算在实验报告二中，每人上交一份实验报告。

三、方法与步骤

1．背离已知点方向为前进方向，在A、B、C点间要设若干转点。第1站安置水准仪在A点与转点1（拼音缩写ZD1、英文缩写TP1）之间，前、后距离大约相等，其距离不超过100米。 2．操作程序是后视A点上的水准尺，精平，用中丝读取后尺读数，记入实验报告二的表1中。前视转点1上的水准尺，并精平读数，记入表1中。然后立即计算该站的高差（如需测站检验，则每测站测两次高差，其高差之差小于等于5mm）。

3．迁至第2站，继续上述操作程序，直到最后回到A点（或另一个已知水准点）。

4．根据已知点高程及各测站高差，计算水准路线的高差闭合差，并检查高差闭合差是否超限，其限差公式为：

或 式中：n ——测站数

L ——水准路线的长度，以km为单位。

5．若高差闭合差在容许范围内，则对高差闭合差进行调整，计算各待定点的高程。 二、注意事项

1．在每次读数之前，要消除视差，并使符合水准气泡严格居中。

2．在已知点和待定点上不能放置尺垫，但转点必须用尺垫，在仪器迁站时，前视点的尺垫不能移动。

（mm） （mm）

实验二 水准测量

实验报告

日期 班组 姓名

一、水准测量记录及高差计算

实验数据记入表1，并进行高差计算，确保高差总和无误。

表1 水准测量记录 测站 点号 后 前 后 前 后 前 后 前 后 前 后 前 后 前 后 前 后 前 ∑

二、待定点高程计算

根据表1计算，填入表2，求待定点高程。

后视读数 前视读数 高差 高程 备注

表2 待定点高程计算 点号 距离 辅助计算 测站 观测值 高 差 （m） 改正数 改正后高差 高 程 （m） 备 注

实验三 经纬仪的使用与测回法测水平角

一、目的与要求

1．了解DJ6型光学经纬仪各主要部件的名称和作用。

2．练习经纬仪对中、整平、瞄准和读数的方法，掌握基本操作要领。 3．要求对中误差小于3mm，整平误差小于一格。

4．掌握测回法观测水平角的观测顺序、记录和计算方法。上、下半测回角值互差不超过±40″。 二、计划与学时

1．实验时数安排2 ~ 3学时，实验小组由2 ~ 4人组成。

2．实验设备为每组DJ6型光学经纬仪1台，记录板1块，测伞1把。

3．在实验场地每组打一木桩，桩顶钉一小钉或划十字作为测站点，周围布置A、B两个目标，供测角用。

4．在熟悉经纬仪的使用后，每人用测回法测水平角一个测回，实验结束时，每人交一份实验报告四。 三、方法与步骤 1．经纬仪的安置

1）松开三脚架，安置于测站点上。其高度大约在胸口附近，架关大致水平。

2）打开仪器箱，双手握住仪器支架，将仪器从箱中取出置于架关上。一手紧握支架，一手拧紧连螺旋。

2．熟悉仪器各部件的名称和作用。 3．经纬仪的使用

对中： 调整对中器对光螺旋，看清测站点，依次移动三脚架的其中两个脚，使对中器中的十字丝对准测站点，踩紧三脚架，通过调节三脚架高度使圆水准气泡居中。

整平： 转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋，同时相对旋转这对脚螺旋，使水准管气泡居中；将照准部绕竖轴转动90°，旋转第三只脚螺旋，使气泡居中。再转动90°，检查气泡误差，直到小于妥划线的一格为止。

瞄准： 用望远镜上瞄准器瞄准目标，从望远镜中看到目标，旋转望远镜和照准部的制动螺旋，转动目镜螺旋，使十字丝清晰。再转动物镜对光螺旋，使目标影像清晰，转动望远镜和照准部的微动螺旋，使目标被单根竖丝平分，或将目标夹在双根竖丝。

读数： 打开反光镜，调节反光镜使读数窗亮度适当，旋转读数显微镜的目镜，看清读数窗分划，根据使用的仪器用分微尺或测微尺读数。 4．测回法测水平角

1）度盘配置：设共测n个测回，则第I个测回的度盘位置为略大于

。若测两个测

回，根据公式计算第一测回起始读数稍大于0°，第二测回起始读数稍大于90°。 2）一测回观测

盘左 瞄准左边目标A，进行读数记a1，顺时针方向转动照准部，瞄准右边目标B，进行读数记b1，计算上半测回角值β左=b1－a1 。

盘右 瞄准右目标Ｂ，进行读数记b2，逆时针方向转动照准部，瞄准目标Ａ，进行读数记a2，计算下半测回角值β右=b2－a2 。

检查上、下半测回角值互差是否超限，计算一测回角值

。

（3）测站观测完毕后，检查各测回角值互差不超过±24″，计算各测回的平均角值。 四、注意事项

1．瞄准目标时，尽可能瞄准其底部。

2．同一测回观测时，切勿误动度盘变换手轮或复测扳手。

实验三 经纬仪的使用与测回法测水平角

实验报告

日期 班组 姓名 测回法测水平角记录 测目竖盘位置 水平度盘读数 半测回角值 一测回角值 备 注 站 标

实验四 竖直角观测及竖直指标差的检验与校正

一、目的与要求

1．掌握竖直角观测、记录及计算的方法。 2．掌握竖盘指标差的计算方法。 3．掌握竖盘指标差检验与校正方法。

4．限差要求：同一目标各测回垂直角互差在±25″之内。 二、计划与设备

1．实验时数安排2学时，实验小组由2 ~ 4人组成。

2．实验设备为每组DJ6型光学经纬仪1 台，校正针1根，记录板1块，测伞1把。 3．实验场地周围有3个以上高目标。

4．每组对所领经纬仪进行检验校正，每人练习对一目标进行竖直角观测一个测回，记入实验报告五，实验结束时，每人上交一份实验报告五。 三、方法与步骤 1．竖直角观测

（1）在实验场地安置经纬仪，进行对中、整平，每人选一个目标。转动望远镜，观察竖盘读数的变化规律。写出竖直角及竖盘指标差的计算公式。

（2）盘左 瞄准目标，用十字丝中横丝切于目标顶端，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使指标水准管气泡居中，读取竖盘读数L，计算竖直角αL，记入实验报告五。 （3）盘右 同法观测读取竖盘读数R，计算竖直角值αR，记入实验报告五。 （4）计算一测回竖盘指标差及竖直角平均值。其公式为 竖直角公式 竖盘指标差公式 2．竖盘指标差的检验与校正

检验 对一大致水平的目标，盘左、盘右观测，计算指标差x 。若x＞2′时，则需要校正。

校正 仪器位置不动，仍以盘右瞄准原目标，计算盘右正确的竖盘读数为R′=R－x 。转动指标水准管微动螺旋，使竖盘读数为R′，此时气泡偏离一端，用校正针拨动指标水准管校正螺丝，先松一个后紧一个，使指标水准管气泡居中。如此反复检验，直到满足要求为止。 四、注意事项

1．每次读数前应使指标水准管气泡居中。 2．计算竖直角和指标差时，应注意正、负号。

实验四 竖直角观测及竖盘指标差的检验与校正

实验报告

仪器型号编号 日期 班组 姓名

一、 写出你组使用经纬仪的竖直角、指标差计算公式。

二、 竖直角观测记录表格 测站 目标 竖盘位置 左 右 左 右 左 右 左 右 左 右 左 右 左 右 左 右 左 右 竖盘读数 半测回竖直角 指标差 一测回竖直角 （°′″） （°′″） （′″） （°′″） 三、 你组使用经纬仪的指标差是多少？

实验五 碎部测量

一、目的与要求

1．了解经纬仪测绘法测绘地形图的方法和步骤。 2．能合理选定地物、地貌的特征点。

3．练习用地形图图式和等高线表示地物、地貌。测图比例尺为1：500，等高距为1米。 二、计划与设备

1．实验安排2学时，每组4 ~ 5人，分工为观测、记录、绘图和立尺。

2．设备为每组J6光学经纬仪1 台，小平板1块绘图纸1张，水准尺1根，花杆1根，皮尺1把，比例尺1根，量角器1个，计算器1个，记录板1个，地形图图式1本，小三角板1副，小针1根，铅笔1支，橡皮1块。

3．测图场地选择在校园内，在平坦地段选一直线，在直线的两个端点上安置仪器进行测图。 4．实验结束，每组交整饰好的图纸一张，碎部测量记录一份。 三、方法与步骤

1．以控制点A为测站点安置经纬仪，盘左置水平度盘读数为0°00′，瞄准另一控制点B为起始方向，量取仪器高I至厘米，随即将测站名称、仪器高记入碎部测量记录本。

2．在图纸上展出测站点a和起始方向b，连接a、b为起始方向线，并用小针将量角器的圆心角固定在测站点a。展绘直线两端点a、b时，右在图板适当位置画一直线，先定一端点a，然后将地面的直线按测图比例尺缩小的长度，在图板上以a为起点，定出b点。

3．将视距尺立于选定的各碎部点上，用经纬仪瞄准水准尺，读取下丝、上丝、中丝数值，竖盘读数和水平角读数，将各观测值依次记入表格。 4．计算视距、竖直角、高差、水平距离和碎部点高程。

5．将计算的各碎部点数据，依水平角、水平距离，用量角器按比例尺展绘在图板上，并注出各点高程，描绘地物。 四、注意事项

1．读取竖直角时，指标水准管气泡要居中，水准尺要立直。 2．每测约20个点，要重新瞄准起始方向，以检查水平度盘是否变动。

实验五 碎部测量

实验报告

碎部测量记录

日期 班组 姓名

测站： 测站高程; 仪器高: 后视方向: 点 号 视距 中丝 竖盘读数 竖直角 水平角 水平 高程

实验六 测设点的平面位置和高程

一、目的与要求

1．练习用一般方法测设水平角、水平距离和高程，以确定点的平面和高程位置。 2．测设限差：水平角不大于40″，水平距离的相对误差不大于1/5000，高程不大于10mm。 3. 继续熟悉电子全站仪安置、瞄准和测量方法，基本操作要领。 二、计划与设备

1．实验安排2学时，每组4 ~ 5人。

2．设备为每组全站仪1 台及对中杆反射棱镜，DS3水准仪各1 台，水准尺1根，木桩2个，小钉数个；

3．布置场地。每组选择间距为30m的A、B两点，在点位上钉小钉，以A、B两点的连线为建筑基线，假设A点高程HA=49.800M为临时水准点，作为测设高程的已知数据。 三、方法及步骤

1．测设水平角和水平距离

(1)测设数据：假设基线（控制边）AB起点A的坐标为XA=56.56m，YA=70.65m，B的坐标为XB=56.56m，YB=100.65m。已知建筑物轴线上点P1、P2设计坐标为，P1:X1=71.56m，Y1=75.65m；P2:X2=71.56m，Y2=90.65m。 P2 P1 D12

D2 D1

β1

β2 A B

(2)测设数据的计算

根据控制点A、B用极坐标测设轴线点P1，P2的平面位置， 其测设数据在下表中计算。

极坐标法测设数据计算表 边 坐标增量(m) Δx Δy 水平距离D(m) 坐标方位角α ° ′ ″ 水平夹角β ° ′ ″ AB AP1 BA BP2 P1P2 (3)测设方法 以确定点的平面位置方法之一——极坐标法。设欲测设的水平角为β，水平距离为D。在A点安置全站仪，照准B点，盘左置水平度盘置为0°00′00″，然后转

动照准部，使度盘读数为准确的360°－β角；在此视线方向上，以A点为起点用全站仪量取预定的水平距离D，定出一点为P1′。盘右，同样测设水平角β和水平距离，再定一点为P1″；若P1′、P1″不重合，取其中点P1，并在点位上打木桩、钉小钉（或做记号）标出其位置，即为按规定角度和距离测设的点位。最后以点位P1为准，检核所测角度和距离，若与规定的β和D之差在限差内，则符合要求。如根据两点设计坐标算得的水平距离D12相比较，其相对误差应达到1/5 000。 相仿方法定出P2点。 2．测设高程

（1）测设数据：假设点1和点2的设计高程为H1=50.000M，H2=50.100m。

（2）测设方法：在A点距P1、P2点大致等距离处，安置水准仪，在A点桩上竖立水准尺，读得后视读数a，根据A点的高程HA，求得水准仪的视线高程Hi：

Ｈｉ＝ＨＡ＋ａ

根据P1、P2点的高程，计算前视点的应有读数为： ｂ＝Ｈｉ－Ｈ１

在P1、P2点旁边各打一木桩，用逐步打入土中方法，使立于其上的水准尺读数逐渐增大至b为止。桩顶即为轴线点的设计高程。

在设计高程位置和水准点立尺，再前后视观测，以作检核。 四、注意事项

1．测设完毕要进行检测，测设误差超限时应重测，并做好记录。

2．实验结束后，每组交“点的平面位置测设”、“高程的测设”记录及实验报告一份。

实验六 测设点的平面位置和高程

实验报告

日期 班组 姓名

一、极坐标法测设数据计算

测设后经检查，点1与点2的距离：

与已知值15.000m相差：

二、高程放样数据计算

控制点A的高程HA，可结合放样场地情况，自己假设HA= 计算前视尺读数：

测设后经检查，1点和2点高差：

。 实验七 建筑物或构筑物轴线施工放样

一、目的与要求

建筑物或构筑物轴线施工放样土建工程技术人员必备工作技能。在完成测量仪器基本技能训练、掌握全站仪及计算机使用后，根据实验指导教师提供的土建工程设计文件资料，自拟建筑物或构筑物轴线施工放样实验方案，写出可行性实验报告交指导教师审核，经审核通过后，在实验教师指导下，在野外完成现场测设实验，并向指导教师提交实验报告。

二、计划与设备

1、实验安排课内2学时，每组5人。

2、设备一：DJ2光学经纬仪，计算器，记录板，测伞，花杆，钢卷尺，记录板，斧头，木桩、小钉。

设备二：DI5S红外测距仪，反射棱镜测杆，计算器，记录板，测伞，花杆，钢卷尺，记录板，斧头，木桩、小钉。

设备三：电子全站仪，反射棱镜测杆，计算器，记录板，测伞，小钢卷尺1把，记录板1块，斧头1把，木桩、小钉数个。 3、场地设在校内实习基地。

三、方法与步骤

1、阅读工程设计文件资料，查找已知平面控制点、高程控制点等有关测量资料。 2、结合施工场地及工程特点，拟定施工或测图控制网的形式、等级标准。 3、通过测量控制点点位误差的估算，确定使用何种测量方法建立施工控制点。 4、查找、图解或计算测设点坐标。

5、拟定施工测设方法（极坐标法，角度交会法，边长交会法，直角坐标法）。 6、确定测量仪器设备，小组人员分工。 7、拟写实验方案并提交指导教师批准确认。 8、进行测量前的仪器检校工作。 9、实施测量方案，完成内外业工作。 10、提交测量成果或实验报告。

实验七 建筑物或构筑物轴线施工放样

实验报告

记录格式

日期： 班级 组员 组长(签名) 仪器 编号 平距 1-2 2-3 3-4 4-1 设计值(m) 15.000 10.000 15.000 10.000 实测值(m) 差值(m) 1/ 1/ 1/ 1/ 相对较差 水平角 顶点号 1 2 3 4 设计值(°) 90° 90° 90° 90° 实测值 (°′″) 差值(″)

实验八 电子全站仪的使用

一、目的与要求

1．了解电子全站仪各主要部件的名称和作用。

2．了解电子全站仪安置、瞄准和测量方法，基本操作要领。 3．了解电子全站仪测量水平角、竖直角、水平距离和高差方法。 二、计划与设备

1．实验时数安排2学时，以小班或大组为单位

2．实验设备为电子全站仪、反射棱镜、测杆、记录板、2米小卷尺、测伞。

3．在地面确定三个固定点用于安置好电子全站仪（测站点O）、标准方向测杆A和反射棱镜（待测点B）。

4．在教师直接指导下，轮流顺次操作仪器。 三、方法与步骤

1．安置电子全站仪于测站点O上，对中(激光对中器置中，电子水泡显示界面按“Shift”和“ESC”

键打开或关闭激光) 、整平，量取仪器高。

2．安置测杆A和反光镜B于另两个点上，将反射棱镜对中整平后，用反射棱镜镜头对准全站仪。 3．瞄准反光镜头。瞄准时将望远镜的十字丝中对准反光镜中心。 4．角度和距离测量

（1）设置单位、棱镜常数（一般按仪器默认）。

（2）轻按ON键开机。确认显示窗口有足够的电池电量，显示电量强度横条越多电量越强。 （3）用触摸笔“基本功能”图标，进入基本功能菜单，瞄准标准方向测杆A，点击“水平置零”按钮，设置标准方向测杆A的水平角读数为0°00′00″，再瞄准棱镜测水平角、竖直角。点击“记录”按钮保存当前测量结果。

（4）确定仪器处于初始测量界面，照准反光棱镜，点击“测距”按钮，屏幕显示垂直角（或天顶距）、水平角、斜距（或水平距离）和高差（仪器中心与反光镜中心之间h′）。 （5）记录水平角、天顶距、斜距和水平距离，并计算：

竖直角（显示天顶距时）：α＝90°－L(盘左)；高差：h＝h′＋i－v. 四、注意事项

望远镜不得对准太阳测距，太阳光会烧毁全站仪接收器！！

实验八 电子全站仪使用

实验报告

日期 班组 姓名

一、记录和填表：

仪器高： 棱镜高： 天顶距 观测点 水平角 （竖盘读数） 竖直角 斜 距 平 距 高 差

二、计算公式及过程（含平距计算公式）