1、控制测量学实验指导任务书兰州理工大学技术工程学院- 2 -目 录第一部分 实验须知 第二部分 实验项目实验一 用全圆方向观测法观测水平角实验二 三丝法测量垂直角实验三 光学经纬仪水平轴不垂直于垂直轴之差的测定实验四 全站仪外业数据观测实习实验五 电磁波测距三角高程测量代替四等水准实验实验六 水准仪的检验实验七 三等水准测量实验八 电子水准仪的认识与使用- 3 -第一部分 实验须知一、实验的一般规定(1)实验前，必须阅读控制测量学教材的有关章节及控制测量学实验实习指导书的相应实验项目内容。实验时，必须携带控制测量学实验实习指导书，便于参照实验实习内容、记录有关数据和计算。(2)实验分小组进行，组
2、长负责组织和协调各小组具体工作。实验应在规定时间内进行，不得无故缺席或迟到、早退；应在指定的实习场地进行，不得擅自改变地点。实验实习应听从教师的指导，严格按照实验要求，认真、按时、独立地完成任务。(3)凭组长或组员的相关证件办理所用仪器和工具的借领和归还手续，借、还仪器时必须遵守实验室的测量仪器借用规则和相关规定。(4)测量记录应该用正楷书写文字及数字，不可潦草，并在规定表栏中填写。记录应用2H 或 3H 铅笔。(5)记录者听取观测者报出数据后，应向观测者回报所记录的数据，以免记错。(6)记录数字若发现有错误，不得涂改，也不得用橡皮擦拭，而应该用细横线划去错误数字，在原数字上方写出正确数字，并
3、在备注栏内说明原因。(7)若一测回或整站观测成果不合格(观测误差超限)，则用斜细线划去该栏记录数字，并在备注栏内说明原因。(8)根据观测结果，应现场进行必要的计算，并进行相应的成果检验，以决定观测成果是否合格、是否需要进行重测(返工)。需要当场写的实验报告也应写好。(9)实验结束时，应把观测记录和实验报告交指导教师审阅。经教师认可后，方可收拾仪器和工具，作必要的清洁工作，向实验室归还仪器和工具，结束实验。二、测量资料的记录要求测量资料的记录是测量成果的原始数据，十分重要。为保证测量原始数据的绝对可靠，实习时即应养成良好的职业习惯。记录的要求如下：1实验记录应和正式作业一样必须直接填写在规定的表
4、格上，不得转抄，更不得用零散纸张记录，再行转抄。2所有记录与计算均用绘图铅笔（2H 或 3H）记载。字体应端正清晰，字体只应稍大于格子的一半，以便留出空隙作错误的更正。3凡记录表格上规定应填写之项目不得空白。4禁止擦拭、涂改与挖补，发现错误应在错误处用横线划去。淘汰某整个部分时可用斜线划去，不得使原字模糊不清。修改局部错误时，则将局部数字划去，将正确数字写在原数上方。5所有记录之修改及观测结果之淘汰，必须在备注栏内注明原因。- 4 -6禁止连环更改，即已修改了平均数，则不准再改计算得此平均数之任何一原始读数，改正任一原始读数，则不准再改其平均数。假如两个读数均错误，则应重测重记。7原始观测之尾
5、部读数不准更改，如角度读数度、分、秒而秒读数不准涂改，应将该部分观测结果废去重测。- 5 -第二部分 实验项目实验一 用全圆方向观测法测水平角一、实验目的1用 J2 经纬仪按全圆方向法进行观测练习，以掌握用全圆方向观测法进行三、四等水平方向观测与记录的方法和操作步骤。2领会规范中对全圆方向观测所制定的各项规定。3了解测站各项限差要求，学会对全圆方向观测的成果质量进行判别及处理的方法。二、实验要求1预习全圆方向观测法的观测程序。2弄清全圆方向观测法记录表格的填写次序和方法。3每人至少观测 12 个合格测回，全组完成一套 9 个测回合格成果。4限差要求（对 J2 仪器而言）两次重合读数差 3；半测
6、回归零差 8；一测回 2C 互差 13；各方向归零后的测回互差 9。5对不合格的成果返工重测。三、仪器与工具每个实习小组借用 J2 型经纬仪一台（带脚架） 、记录板一块。自备铅笔、小刀、小三角板或直尺、记录表格。四、实验步骤一测回的操作步骤（以三等观测为例）1先选择好远距离的边长均匀的四个以上方向的目标。2安置仪器后，将仪器照准零方向，按下列度盘位置表配置度盘和测微器：测回数 度盘位置 000 20 04 40 08 60 12 80 16 100 20 120 24 140 28 160 323顺转照准部 12 周后精确照准零方向，进行水平度盘和测微器读数（重合对径分划两次） ；4顺转照准部
7、，精确照准 2 方向，仍按上述方法读数；顺转照准部依次进行 3、4n方向的观测，最后闭合至零方向（当观测方向数3 时，可不必闭合至零方向） ，以上构成上半测回；5纵转望远镜，逆转照准部 12 周后，精确照准零方向，按上法读数；6逆转照准部，按上半测回的相反次序依次观测 n、n-1、3、2 直至零方向。构成下半测回。- 6 -上、下半测回构成一个测回。五、注意事项1观测程序及记录要严守操作规程。2观测中要注意消除视差。3记录者向观测者回报后再记，记录中的计算部分应训练用心算进行。4测微器读数不许涂改。六、上交资料每组上交一份大于 4 个方向 9 个测回的合格成果（所有原始记录一律上交） 。七、注
8、意观察在方向法观测的诸方向中，条件许可时，有意识地选择一目标，让其视线紧靠烟囱、水塔或高建筑物等障碍物旁通过，以考察旁折光对水平角观测成果的影响（附注：计算重测、补测测回时，可不考虑该方向观测值的成果） 。八、实验报告编写提纲1写明本次实习的名称、目的、时间及地点；2写明所用仪器的名称及编号；3附观测记录成果；4对一个测站上的观测成果进行质量分析，提出重测、补测和取舍的具体意见；5进行测站平差，得出一个测站上合格的水平角观测成果；6实习心得与体会。九、观测手簿（见实验报告一） 。- 7 -控 制 测 量 实 验 报 告（实验一）日期 班级 小组 姓名 实验名称目的与要求仪器和工具主要步骤观测数
9、据及处理（表 1-1）体会及建议实验成绩全圆方向法观测水平角(表 1-1) 日期 班级 小组 姓名 水平度盘读数测站测回目标 盘左 盘右 2c=左-右180平均读数=1/2（左+右180） 归零后的方向值 各测回归零方向值的平均值 角值与简图实验二 三丝法测量垂直角一、实验目的掌握三丝法测量垂直角的步骤。二、实验要求1每人用三丝法观测 2 个测回。2记录、计算正确。三、仪器及工具每组领取 J2（J 6）型经纬仪一台（带脚架） 、记录板一块。自备：铅笔、小刀、小三角板或直尺、记录表格。四、实验步骤三丝法就是以上、中、下 3 条水平横丝依次照准目标。构成一个测回的观测程序为：在盘左位置，按上、中、
10、下 3 条水平横丝依次照准同一目标各一次，使指标水准器气泡精密符合，分别进行垂直度盘读数，得盘左读数 L。在盘右位置，再按上、中、下 3 条水平横丝依次照准同一目标各一次，使指标水准器气泡精密符合，分别进行垂直度盘读数，得盘右读数 R。按垂直度盘读数计算垂直角和指标差的公式列于表 2-1。表 2-1计算公式 各测回互差限值仪器类型垂直角 指标差 垂直角 指标差J1（T 3） RL018)(RLiJ2（T 2） 180)( 362“1“5五、上交资料每个人交一份合格成果。六、记录表格示例 （见实验报告二）七、实验报告编写提纲1写明本次实验的名称、目的、时间及地点；2写明所检验仪器的名称及编号；3
11、写明测量内容和意义；4在表格内记录与计算结果；5体会。- 10 -控 制 测 量 实 验 报 告（实验二）日期 班级 小组 姓名 实验名称目的与要求仪器和工具主要步骤数据处理- 11 -垂直角观测记录表 日期 班级 小组 姓名 竖盘读数观测目标名称水平丝L R垂直角( )指标差（）备注上丝中丝下丝上丝中丝下丝上丝中丝下丝上丝中丝下丝体会及建议实验成绩- 12 -实验三 光学经纬仪水平轴不垂直于垂直轴之差的测定一、实验目的掌握高低点法测定经纬仪水平轴不垂直于垂直轴之差的操作程序与成果整理方法。二、实验要求1每个实验小组完成一套合格的检验成果。2总结出如何能准确而又迅速地设置高、低两个目标。3所测
12、得的水平角和垂直角各项限差均应达到要求，否则应重测。三、仪器及工具每组借用 J2 型经纬仪一台（带脚架） 、记录板一块。自备铅笔、小刀、小三角板或直尺、浆糊少许、记录表格。四、实验步骤1实验前要认真复习有关内容，弄清检验原理与方法。2弄清水平角和垂直角观测程序与记录格式，并记住各项限差规定。3实验内容：（1）设置目标：在距仪器 5m 以外的地方设置两个目标，一为高点，一为低点。两点应大致在同一铅垂直线上，用仪器观测两点的垂直角的绝对值应不小于 3，其绝对值应大致相等，其差值不得超过 30（设置目标时，可用仪器指挥） 。（2）测定方法观测高低两点的水平角 6 个测回，每测回间更换水平度盘和测微器
13、，其值按下式计a算： mi2180式中， 为测回数（等于 6） ； 为度盘最小分格值（T3 仪器， =4；J2 仪器， =20） 。mi ii对于 J2 型仪器，每测回更换水平度盘和测微器，其值计算为： i2180观测限差：2 变化按高、低点方向分别比较，在整个测定中，其变化值不得超过c13；各测回角度值互差应小于 9。对超出限差的测回须重测。观测高、低点的垂直角 和 ，用中丝法测三测回。垂直角和指标差互差均不超b高低过 15，超限测回应重测。最后结果计算：c水平轴不垂直于垂直轴之差值：- 13 -ctgCi)(21低高 式中： ， ，nRLC1)(2高高 nRL1低低 )(21低高 限差：
14、的绝对值，对于 J1 型仪器不应超过 10，J 2 型仪器不应超过 15。i五、注意事项1实验前准备好几个检验用的标志，即在一张小白纸上画一个“十”字交叉线为一个目标。2在检验前应弄清原理，操作次序和方法，各项限差的意义和标准。3每项观测每人均应至少操作一次，合格的水平角观测两测回，垂直角观测一个测回，每人计算一份成果。4晴天选择阴处作业。六、上交资料每个实验小组上交一份合格的观测记录和计算成果。七、实验报告编写提纲1写明本次实验的名称、目的、时间及地点；2写明所检验仪器的名称及编号；3写明检验内容和意义；4附检验记录与计算结果；5对仪器结果进行分析，并做出能否使用该仪器进行作业的结论；6写明
15、检验过程中有何现象发生及对现象的分析意见；7体会。八、实验记录表格（见实验报告三）- 14 -控 制 测 量 实 验 报 告（实验三）日期 班级 小组 姓名 实验名称目的与要求仪器和工具主要步骤体会及建议实验成绩- 15 -观测数据及处理高、低两点间水平角的测定 仪器： 年 月 日读数度盘位置照准点 盘左 （L） 盘右（R）2C(左-右1800)左+(右21180) 角 度1高点 () () () ()()() ()()()（顺）0 2低点130216021（逆）90 21120211502高C低C高、低点垂直角的测定仪器： 年 月 日读 数照准点 测回盘 左 盘 右 指标差 垂直角 () (
16、) () () () () () ()()()低点中数高点中数=最后结果计算水平轴不垂直于垂直轴之差： =ctgCi)(21低高 - 16 -实验四 全站仪外业数据观测实习一、实验目的1掌握全站仪的数据记录方法和数据管理方法；2 熟悉全站仪的应用程序功能（PROG） ；菜单（MENU） ；测距设置（EDM） ；功能（FNC）的设置与应用。二、实验要求1能够正确快速的安置全站仪并进行测站设置；2能用全站仪的程序功能完成设计的实验内容； 三、实验步骤1每班按全站仪的台数分成几组；2每位同学在实验指导教师的指导下，按实验目的和要求完成每项实验内容，1）安置全站仪并进行测站设置；2）操作全站仪的应用程
17、功能（任务设置(Set Job) 、设置测站点坐标和定向（Set Station ） 、自由测站（Free Station） 、对边测距（Missing Ling） 、悬高测量等） ；3）利用数据管理功能对刚才所测的数据进行查寻提取功能；四、注意事项1由于全站仪是集光、电、数据处理程序于一体的多功能精密测量仪器，在实验过程中应注意保护好仪器，尤其不要使全站仪的望远镜受到太阳光的直射，以免损坏仪器；2未经指导教师的允许，不要任意的修改仪器的参数设置。五、上交资料记录及计算成果。六、实验报告编写提纲1写明实验名称、目的及时间、地点；2写明仪器名称及编号；3附检验记录及分析结论；4实验体会。 （格式
18、参见其它报告）- 17 -实验五 电磁波测距三角高程测量代替四等水准实验一、实验目的1掌握全站仪三角高程测量的步骤；2熟悉全站仪三角高程测量测量、记录、计算及限差要求。3掌握全站仪三角高程测量代替四等水准的技术要领。二、实验要求1能够正确快速的安置全站仪并进行测站测量；2提前准备好实验用记录表格等资料； 3能够正确的记录计算和分析。三、实验步骤1每班按全站仪的台数分成几组；2每位同学在实验指导教师的指导下，按实验目的和要求完成每项实验内容，1）安置全站仪并进行测站测量（对向观测） ，记录仪器高、觇标高（量至 mm） ；2）按设计的表格正确记录、计算测站内容；四、注意事项1由于全站仪是集光、电、
19、数据处理程序于一体的多功能精密测量仪器，在实验过程中应注意保护好仪器，尤其不要使全站仪的望远镜受到太阳光的直射，以免损坏仪器；2未经指导教师的允许，不要任意的修改仪器的参数设置。五、上交资料记录及计算、分析成果。六、实验报告编写提纲1写明实验名称、目的及时间、地点；2写明仪器名称及编号；3附检验记录及分析结论；4实验体会。 （格式参见其它报告）- 18 -实验六 水准仪的检验一、实验目的 1初步掌握精密水准仪主要项目的检校方法。2明确水准仪视准轴与水准轴之间的正确关系。3掌握水准仪 角误差的检验与校正的操作程序和成果整理方法。i二、实验要求初步掌握精密水准仪主要项目的检校方法。重点掌握水准仪视
20、准轴与水准轴之间的正确关系的检验与校正方法。三、仪器及工具每组借用 S1 精密水准仪一台（带脚架） 、铟钢水准标尺一付、记录板一块、尺垫两只、木桩两个、测伞一把、30m 钢卷尺一把，斧头一把。自备铅笔和记录手簿。四、实验步骤1 角误差的检验i在精密水准测量中测定 角的通用方法及步骤如下：i(1) 在平坦地面上选择 A、B 两个立尺点，其距离为 S=20.6m。再在同一直线上，选择两个仪器点 J1 和 J2（见图 4-1 所示） ，J 1A 和 J2B 的距离也是 S=20.6m。图 41 角误差的检验i(2) 先在 点观测，照准 A、B 两点的水准标尺，各读取四次读数，取四次读数的平均1J数为
21、 和 。如果 ，正确读数应该是 和 ，所以由 角引起的读数误差，在 A 点是1ab0i1abi，B 点是 2。(3) 同样，在 点观测时，照准 A 和 B 点水准标尺所得读数的平均数为 和 。正确2J 2ab- 19 -的读数是 和 ，读数误差分别是 2 和 。2ab(4) 最后结果计算 )()(112ba0“Si式中 和 为仪器在 和 点读数平均数之差， 以 mm 为单位。如果2()ab1()2J1角大于 15，就需要进行校正（校正略） 。i校正方法及步骤是：（1）校正在 站上进行，先计算照准水准标尺 A 上的正确读数2J 2a 2a将 的后三位数字安置在测微器上，转动倾斜螺旋使楔形丝夹准
22、的前三位数字的分2a 2划线。（2）校正水准器的上、下两个改正螺旋直至气泡居中。（3）再检查另一水准标尺 B 的正确读数是否为 2b2（4）校正后，应重新测定一次 角，必要时再进行校正，直至 角符合要求为止。i i角的检验见实验报告四所示。i五、上交资料记录及计算成果。六、实验报告编写提纲1写明实验名称、目的及时间、地点；2写明仪器名称及编号；3附检验记录及分析结论；4体会及建议。- 20 -控 制 测 量 实 验 报 告（实验六）日期 班级 小组 姓名 实验名称目的与要求仪器和工具主要步骤数据处理角的检验 i仪器： 观测者： 记录者： 检查者：标尺： 日 期： 时 间： 成 象：标 尺 读
23、数仪器站观测次序A 尺读数 aB 尺读数 b高差 mba)(角的计算i12341J中数12342J中数体会及建议实验成绩- 21 -实验七 三等水准测量一、目的通过一条水准环线的施测，掌握三等水准测量的观测和记录，使所学知识得到一次实际的应用。熟悉三等水准测量的作业组织和一般作业规定。二、要求每组选定一条 0.61.0Km 的闭合水准环线，每人完成不少于一个测站上的观测、记录、打伞、扶尺、量距的作业。计算环线闭和差。三、实验步骤作业步骤水准观测组由 8人组成，具体分工是：观测一人，记录一人，打伞一人，扶尺二人，量距二人。限差及作业规定1）视线高度不得低于 0.5m，视线长度一般取不大于 75m
24、，前后视距差应小于 2m。测段距离累积差小于 5m。）一测段的测站数布置成偶数，仪器和前后标尺应尽量在一条直线上。）观测时要注意消除视差，气泡严格居中，各种螺旋均应旋进方向终止。）视距读至 1mm，基辅分划读至 1mm，基辅高差之差3mm。5）各项记录正确整齐，清晰，严禁涂改。原始读数的米、分米值有错时，可以整齐地划去，现场更正，但厘米及其以下读数一律不得更改，如有读错记错，必须重测，严禁涂改。6）每一站上的记录、计算待检查全部合格后才可迁站。7）测完一闭合环计算环线闭合差，其值应小于12mm，为环线长度，以公里为单位。观测程序水准测量中采用如下的观测程序：往测奇数站的观测程序为：后前前后往测
25、偶数站的观测程序为：前后后前返测奇数站的观测程序为：前后后前返测偶数站的观测程序为：后前前后在一个测站上的观测步骤（以往测奇数站为例）为：）首先将仪器整平。）望远镜对准后视水准标尺，转动倾斜螺旋使符合水准气泡两端影像分离不得大于3mm，用上、下视距丝平分水准标尺的相应基本分划读取视距。读数时标尺分划的位数和测- 22 -微器的第一位数共四个数字要连贯出。）接着转动倾斜螺旋使气泡影像精密符合，并转动测微螺旋使楔形丝照准基本分划，读分划线三位数和测微器二位数。）旋转望远镜照准前视水准尺，使气泡精密居中，用楔形丝照准基本分划并读数，然后按下、上丝视距丝读取视距。）用楔形丝对准辅助分划进行读数。）再转
26、向后视标尺，转动倾斜螺旋使气泡影像精密符合，进行辅助分划的读数。至此一个测站的观测工作结束。以上为奇数的后前前后观测程序，偶数站的观测程序为前后后前。手薄记录 手薄记录计算见表。四、注意事项在观测中，不允许为通过限差规定而凑数，以免成果失去真实性。记录员除了记录和计算外，还必须检查观测条件是否合乎规定，限差是否满足要求，否则应及时通知观测员重测。记录员必须牢记观测程序，注意不要记录错误。字迹要整齐清晰，不得涂改，更不允许描字和就字改字。在一个测站上应等计算和检查完毕，确信无误后才可搬站。扶尺员在观测之前必须将标尺立直扶稳。严禁双手脱开标尺，以防摔坏标尺的事故发生。量距要保证通视，前、后视距相等
27、和一定的视线高度，并尽量使仪器和前后标尺在一直线上。五、仪器及工具每组借用精密水准仪一套，铟瓦水准尺一对，尺垫一副，测伞一把，50m 皮尺一把，记录板一块，自备铅笔，小刀和记录手薄。六、上交资料观测手薄环线闭合差计算成果（附水准路线成图）- 23 -控 制 测 量 实 验 报 告（实验七）日期 班级 小组 姓名 实验名称目的与要求仪器和工具主要步骤环线闭合差计算成果（附水准路线成图）- 24 -观测记录三等精密水准测量测自 至 年 月 日 温度： 天气： 土质： 太阳：下丝 下丝 标 尺 读 数后尺 上丝前尺 上丝后 距 前 距测站编号 视距差 d d方向尺基本分划辅助分划基减辅备注后前后前h
28、后前后前h后前后前h后前后前h后前后前h体会及建议实验成绩- 25 -实验八 电子水准仪的认识与使用一、实验目的1了解 12 种电子水准仪的应用，对电子水准仪读数、测距的原理、分类及精度指标有一个全面的认识。2以一种电子水准仪为例，学会正确使用电子水准仪的使用方法。二、实验要求参观电子水准仪测高程工作的方法及使用的要领。掌握仪器的操作和条形码水准尺的刻化原理。三、仪器与工具每 45 人为一个实习小组，每组领用电子水准仪主机一台、三架脚一个、条形码水准尺一对、尺垫两个、30m 皮尺一副，扶杆两根、记录板一块、测伞一把；自备铅笔、小刀、水准测量手簿。四、实验步骤1由指导教师讲述仪器外部构件及作用。
29、3讲述测高程的方法及程序。4由教师进行操作测一站高差作业流程。5在一个测站上，按“后前前后”观测程序，使用电子水准仪进行水准测量。五、注意事项1电子水准仪是一种精密仪器，使用时应遵守操作规程，注意仪器安全。 2. 从仪器箱中取出或放回仪器时，应小心谨慎，勿使受到大的冲击和振动。 3. 应在有足够亮度的地方竖立标尺。4. 装卸电池时，必须先关闭电源。 5. 注意爱护条码水准尺。 6在操作过程中，动作要轻，按键盘上各键不能用力过猛。六、上交资料每人上交一份水准测量手簿的记录。七、实验报告编写提纲1. 写明实习名称、目的、时间和地点；2. 写明所用仪器及编号；3. 简述电子水准仪的使用方法及应注意之规则；4. 附观测记录及成果整理；5实习体会与建议.- 26 -控 制 测 量 实 验 报 告（实验八）日期 班级 小组 姓名 实验名称目的与要求仪器和工具主要步骤观测记录电子水准仪观测记录点名 后视读数 前视读数 高 差 备 注12345仪器号 体会及建议实验成绩- 27 -控制测量学实验报告班 级:姓 名：学 号：
