变形监测实验指导书.doc

变形观测实验指导书 （供测绘工程专业使用）测绘与城市信息系2009-9实验一 视准线法观测建筑物单向位移一、实验目的：了解视准线的布设方法和观测原理，利用视准线观测点的位移。 验证测小角法的精度。二、仪器设备：全站仪、2个脚架（棱镜配一个脚架）、小钢尺、测钎2根等。三、实验原理：测小角法（亦称测微器法）是利用精密经纬仪（如DJ1型）精确地测出基准线与测站到观测点（Pi）视线之间的微小夹角，并按下式计算偏离值： 式中，端点A至观测点Pi的距离； 以秒计。四、实验步骤及要点：1方案设计：某基线端点相距200米，其中一变形点距基准点A100米左右，采用用测小角法观测，要求测定偏离值的精度要求为0.6mm，请设计采用DJ2经纬仪（望远镜放大倍数为30倍）观测的方法。2.观测。测角按照方案设计计算的测回数进行观测，要求上下半测回小于13秒，测回间小于9秒；量距采用普通钢尺或测距仪一次即可，但要保证正确，以后各个周期不再重量。首先按照方案设计进行测角和量距作为首期观测，然后人为移动目标点1cm，再按上述要求观测作为第二周期移动。3. 计算。按照实验原理计算公式分别计算两个周期的偏移量，则实际误差=偏移量-1厘米。 五、实验数据分析分析实验所得数据能否满足方案设计要求，以及实验中遇到的问题及解决方法。每人提交实验报告1份。每组提交原始成果1份，要求原始数据不得涂改，如有错误可划掉重测。实验二 前方交会法测建筑物的水平位移一、实验目的：掌握测角和测距前方交会用于变形监测的作业方法。 比较测角与测距前方交会的差异。二、仪器设备：全站仪、三棱镜、小钢尺等。三、实验原理：已知: A(Xa,Ya) , B(Xb,Yb) 观测值：两个已知点处的水平角a和b或距离Dap和 Dbp。 求： P点的坐标Xp ,Yp 余切公式：测角精度估算公式: 测边精度估算公式: 四、实验方法及要点：1. 全站仪参数设置，包括棱镜常数、仪器常数、气象改正。2. 在实习基地周围选用两个已知点作为基准点，并在变形体上布设观测点。用前方交会法测变形点的坐标。本次实验采用独立平面直角坐标系，在现场假设A点坐标（0，0），然后用全站仪实测AB距离为D，假设B点坐标（0，D）。AB间距离为100米左右，交会角度尽量为90度左右。3. 按照二等变形测量要求，点位中误差小于3.0mm，测角中误差1.8秒，边长小于150米，最弱边相对中误差小于1/70000。测角要求上下半测回小于13秒，测回间小于9秒；测距要求瞄准棱镜一次读数3次算作半个测回，盘左盘右各一次算作1各测回，上下半测回较差小于3mm，测回间重新瞄准再进行读数，要求测回间小于2mm。4. 模拟首期变形观测：要求测角、测距各两个测回，分别计算点位坐标。模拟第二周期变形观测：人为移动2cm棱镜，再按上述要求观测2个测回。5. 为提高对中精度，两个组合作各观测一个点，实验过程中不能移动仪器。五、计算按照实验原理计算公式分别计算位移，则实际误差=观测位移-2厘米。六、实验分析及提交报告 分析实验所得数据说明两种方法的特点，以及实验中遇到的问题及解决方法。每人提交实验报告1份。 各组原始观测数据要提交，原始数据不得涂改（数据不合格则划掉重测），否则实验重做。实验三 高层建筑物倾斜观测一、实验目的：掌握高层建筑物倾斜观测原理、方法及位移计算过程。二、实验任务：在实验基地选择一建筑物采用测水平角的方法模拟高层建筑物倾斜观测， 要求建筑物的倾斜不能超过3，要求先确定变形监测的精度在进行观测。三、仪器设备：经纬仪、钢尺、三角架等。四、实验步骤及要点1. 方案设计，按照精度估算的方法推算出角度测回数及量距的方法。2. 设置基准点，离变形体1.5-2.0H处设置两工作点，且两点与变形体的连线相互垂直。3. 观测。用DJ2经纬仪测回法进行观测。4. 计算两方向位移量式中R为烟囱底部的半径，可量出底部的周长后求得。烟囱总的偏移量e为： 根据a、b的正负号，还可以按下式计算出偏移的方向： 五、实