矿山测量导学案.doc

目录任务1：DSZ3型水准仪的使用方法2任务2：水准测量的内业数据处理方法5任务3：双面尺法水准测量观测及数据处理7任务4：两次仪高法水准测量观测及数据处理9任务5 电子经纬仪认识与操作11任务6 电子经纬仪测量方法13任务7 电子经纬仪多边形内角测量15任务8 全站仪的基本操作与全站仪测角17任务9 全站仪测距20任务10 全站仪测坐标22任务1导学案：DSZ3型水准仪的使用方法 一、水准仪部件（一） 水准仪(level)如下图1 望远镜(telescope)由物镜、目镜和十字丝（上、中、下丝）三部分组成。2 水准器(bubble)有两种：圆水准器(circular bubble)精度低，用于粗略整平。管水准管(bubble tube)精度高，用于精平。特性：气泡始终向高处移动。3 基座(tribrach)（二）水准尺(leveling staff)主要有单面尺、双面尺和塔尺。1 尺面分划为1cm，每10cm处（E字形刻划的尖端）注有阿拉伯数字。2 双面尺的红面尺底刻划：一把为4687mm，另一把为4787mm。（三）尺垫(staff plate)放置在转点上，为防止观测过程中水准尺下沉。 二、水准测量原理设水准测量的前进方向为A点至B点，则称A点为后视点，其水准尺读数a为后视读数；称B点为前视点，其水准尺读数b为前视读数。因此，两点间的高差等于：hAB=后视读数-前视读数三、水准仪的操作步骤操作程序：安置仪器粗平瞄准自动安平读数（一）将三脚架安置在平稳地面踩实，尽可能使三脚架平面水平，连接仪器拧紧螺旋。（二）粗平调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。1方法：对向转动脚螺旋1、2使气泡移至1、2方向的中间，转动脚螺旋3，使气泡居中。2规律：气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。（三）瞄准1方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。2视差概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动。产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。消除方法：仔细反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。（四）精平1、方法：如图所示微倾式水准仪(tilt level)，调节微倾螺旋，使水准管气泡成像抛物线符合。2、说明：若使用自动安平水准仪（compensator level），仪器无微倾螺旋，故不需进行精平工作。（五）读数精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。1方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。2规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故对于望远镜成倒像的仪器，即从上往下读，望远镜成正像的仪器，即从下往上读。四、水准点(Bench Mark)和水准路线(leveling line)通过水准测量方法获得其高程的高程控制点，称为水准点BM，一般用表示。有永久性和临时性两种。水准路线依据工程的性质和测区情况，可布设成以下几种形式：1闭合水准路线(closed leveling line)。由已知点BM1已知点BM12附合水准路线(annexed leveling line)。由已知点BM1已知点BM23支水准路线(spur leveling line)。 由已知点BM1某一待定水准点A。任务2导学案：水准测量的内业数据处理方法 一、水准测量的成果处理（一）计算闭合差：1闭合水准路线：2附合水准路线：（二）分配高差闭合差1 高差闭合差限差（容许误差）对于普通水准测量，有：式中，高差闭合差限差，单位：mm L水准路线长度，单位：km ； n测站数2 分配原则：按与距离L或测站数n成正比，将高差闭合差反号分配到各段高差上。（三）计算各待定点高程用改正后的高差和已知点的高程，来计算各待定点的高程。二水准测量的成果实例【例】如图为按图根水准测量要求施测某附合水准路线观测成果略图。BM-A和BM-B为已知高程的水准点，图中箭头表示水准测量前进方向，路线上方的数字为测得的两点间的高差(以m为单位)，路线下方数字为该段路线的长度(以km为单位)，试计算待定点1、2、3点的高程。解算如下：第一步计算高差闭合差：第二步计算限差：因为 ，可进行闭合差分配。第三步计算每km改正数：第四步计算各段高差改正数：。四舍五入后，使。故有：V1=-8mm，V2=-11mm，V3=-8mm，V4=-10mm。第五步计算各段改正后高差后，计算1、2、3各点的高程。改正后高差=改正前高差+改正数ViH1=HBM-A+(h1+V1)=45.286+2.323=47.609(m)H2=H1+(h2+V2)=47.509+2.802=50.411(m)H3=H2+(h3+V3)=50.311-2.252=48.159(m)HBM-B=H3+(h4+V4)=48.059+1.420=49.579(m)任务3导学案：双面尺法水准测量观测及数据处理一、适用：平坦地区的高程控制测量。神木职教中心餐厅周围布置而成的闭合水准路线。二、精度要求和技术要求（双面尺法）。1、双面尺法，红黑面读数差3mm，h黑-h红5mm。2、两次仪器高法：高差之差h-h5mm，两次仪器高之差10cm。3 高差闭合差限差（容许误差）对于普通水准测量，有：式中，高差闭合差限差，单位：mm L水准路线长度，单位：km ； n测站数三、作业方法1、每站观测程序（1）顺序黑黑红红，一般一对尺子交替使用。（2）读数黑面按“三丝法”（上、中、下丝）读数，红面仅读中丝。2、计算与记录格式（1）视距=100|上丝-下丝|（2）前后视距差di =后视距-前视距（3）视距差累积值di=前站的视距差累积值di-1 +本站的前后视距差di （4）黑红面读数差=黑面读数+K-红面读数。（K= 4787mm或4687mm）（5）黑面高差h黑=黑面后视中丝-黑面前视中丝（6）红面高差h红=红面后视中丝-红面前视中丝（7）黑红面高差之差=h黑-（h红0.100m）（8）高差中数（平均高差）= h黑+（h红0.100m）/2（9）水准路线总长L=后视距+前视距四、水准测量记录计算表队名： 小组成员 ：1 ，2 ，3 ，4 日期： 天气： 温度：附表1 水准测量记录、计算表（双面尺法）测站点号尺面水准尺读数/mm高差/m平均高差/m备注后视前视1BM红面TP1黑面红面2TP1红面TP2黑面红面3TP2红面D黑面红面4TP2红面D黑面红面5TP2红面D黑面红面检核计算 任务4导学案：两次仪高法水准测量观测及数据处理一、适用：平坦地区的高程控制测量。神木职教中心操场形成的附合水准路线。二、精度要求和技术要求（两次仪高法）。1、双面尺法，红黑面读数差3mm，h黑-h红5mm。2、两次仪器高法：高差之差h-h5mm，两次仪器高之差10cm。4 高差闭合差限差（容许误差）对于普通水准测量，有：式中，高差闭合差限差，单位：mm L水准路线长度，单位：km ； n测站数三、作业方法1、每站观测程序（1）顺序“后前前后”，；一般一对尺子交替使用。（2）读数高位读取上中下“三丝”，低位仅读中丝。2、计算与记录格式（1）视距=100|上丝-下丝|（2）前后视距差di =后视距-前视距（3）视距差累积值di=前站的视距差累积值di-1 +本站的前后视距差di （5）高差h黑=后视中丝-前视中丝（6）两次仪器高度差=高位（或低位）后视中丝-高位（或低位）前视中丝（7）水准路线总长L=后视距+前视距四、水准测量记录计算表队名： 小组成员 ：1 ，2 ，3 ，4 日期： 天气： 温度：附表2 水准测量记录、计算表（两次仪器高法）测站测点水准尺读数高差高差改正数改正后高差高程观测后视读数（m）前视读数(m)（mm）平均高差（m）记录计算计算检核a-bhH终-H始校核(a-b)/2(h/2)成果fh允=5mm =检核fh=任务5导学案 电子经纬仪认识与操作一、电子经纬仪主要部件经纬仪是测量工作中的主要测角仪器。由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成。二、水平角及竖直角定义从一点出发的两空间直线在水平面上投影的夹角即二面角，称为水平角。其范围：顺时针0360。在同一竖直面内，目标视线与水平线的夹角，称为竖直角。其范围在090之间。当视线位于水平线之上，竖直角为正，称为仰角；反之当视线位于水平线之下，竖直角为负，称为俯角。三、键盘功能锁定（hold)是在瞄准目标后用来锁定角度的，防止还没记录就变换了数字。置零（set0) 第一个目标置零瞄准下一个目标直接显示角度。左/右（R/L） 盘左显示角度和盘右显示角度的切换。HR右旋（顺时针）水平角，HL左旋（逆时针）水平角。四、电子经纬仪的操作步骤（光学对中法） 一般用测回法，先从盘左位置（置盘或置零）读取第一个目标点角度，顺时针旋转读出第二个目标点角度值，在从盘右读出第二个目标点角度，最后读出第一个目标点角度，一个测回需测出四个角度。1、架设仪器： 将经纬仪放置在架头上，使架头大致水平，旋紧连接螺旋。 2、对中： 目的是使仪器中心与测站点位于同一铅垂线上。可以移动脚架、旋转脚螺旋使对中标志准确对准测站点的中心。 3、整平： 目的是使仪器竖轴铅垂，水平度盘水平。根据水平角的定义，是两条方向线的夹角在水平面上的投影，所以水平度盘一定要水平。 粗平：伸缩脚架腿，使圆水准气泡居中。 检查并精确对中：检查对中双圆圈是否偏离地面测点。如果偏离较小，旋松三角架上的连接螺旋，平移仪器基座使对中标志准确对准测站点的中心，拧紧连接螺旋。 如果光学对中器中双圆圈偏离地面测点较大，则需重新调整脚架对中，在进行粗平。直至对中与粗平同时满足再进行下一步操作。精平：旋转脚螺旋，使管水准气泡居中。 4 、瞄准与读数： 目镜对光：目镜调焦使十字丝清晰。 瞄准和物镜对光：粗瞄目标，物镜调焦使目标清晰。注意消除视差。精瞄目标。 读数： 注意读数时不可动碰仪器及脚架，等读数稳定后再读取。任务6导学案 电子经纬仪测量方法角度测量(angular observation)包括水平角(horizontal angle)测量和竖直角(vertical angle)测量。一、瞄准方法步骤：粗瞄制动调焦微动精瞄。盘左（正镜） 、盘右（倒镜）二、角度观测法1适用：两个方向的单角（AOB）。2观测步骤： 盘左瞄准左边A，配度盘至0X，读取a1。顺时针旋转瞄准右边B，读取b1。则上半测回角值：1=b1-a1。倒镜成盘右，瞄准右边B，读取b2。逆时针旋转瞄准左边A，读取a2。 则下半测回角值：2=b2-a2计算角值。若1-240（图根级）则有： = （1+2）/23记录格式若要观测n个测回，为减少度盘分划误差，各测回间应按1800/n的差值来配置水平度盘。测回法小结：三、方向观测法1适用：在一个测站上需要观测两个以上方向。2观测步。骤：（如图，有四个观测方向）（1）上半测回选择一明显目标A作为起始方向（零方向），用盘左瞄准A，配置度盘，顺时针依次观测A、B，C，D，A。（2）下半测回倒镜成盘右，逆时针依次观测A，D，C，B，A。同理各测回间按1800/n的差值，来配置水平度盘。3记录、计算（见表）2C值（两倍照准误差）：2C=盘左读数（盘右读数180）。一测回内2C互差。（3）各方向盘左、盘右读数的平均值：平均值=盘左读数+（盘右读数180）/2注意：零方向观测两次，应将平均值再取平均。（4）归零方向值：将各方向平均值分别减去零方向平均值，即得各方向归零方向值。（5）各测回归零方向值的平均值：同一方向值各测回间互差，对J2；对J6。方向观测法小结：任务7导学案 电子经纬仪多边形内角测量一、适用：角度测量内外业巩固练习 闭合四边形或闭合五边形（根据学生掌握情况）2、 多边形内角测量外业步骤（如下图）EADBC1、以A点为例，将经纬仪架设在A测点，对中-粗平-精平-对中检查；2、盘左瞄准左边E，置零或置盘，并读取度数a1；3、顺时针旋转瞄准右边B，读取a2。则上半测回角值：1=a2-a1；4、倒镜成盘右，瞄准右边B，读取a3；5、逆时针旋转瞄准左边E，读取a4。 则下半测回角值：2=a4-a3测回法小结：6、计算角值。若1-240（即互差小于40）则有一测回平均角度为： = （1+2）/2； 7、依据以上方法测得其他四个测点的内角。3、 多边形内角测量内业步骤1、 计算五个内角和；2、 计算内角和闭合差；3、 计算内角和闭合差限差；4、 计算各角改正数；5、 计算各角改正后的角值与改正后角值和。注意：若要观测n个测回，为减少度盘分划误差，各测回间应按1800/n的差值来配置水平度盘。附表2 边角测量记录计算表测站盘位目标读数半测回角值一测回值边长观测值边长平均值观测（m）（m）记录（举例）A左EBBC边长往测右BBC边长返测E任务8导学案 全站仪的基本操作与全站仪测角一、全站仪的部件 二、全站仪测量前的准备工作 1、电池的安装（注意：测量前电池需充足电） 把电池盒底部的导块插入装电池的导孔。 按电池盒的顶部直至听到“咔嚓”响声。 向下按解锁钮，取出电池。 2、仪器的安置。 在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点。 将全站仪安置于点，对中、整平。 在两点分别安置棱镜。 3、竖直度盘和水平度盘指标的设置。 竖直度盘指标设置。 松开竖直度盘制动钮，将望远镜纵转一周（望远镜处于盘左，当物镜穿过水平面时），竖直度盘指标即已设置。随即听见一声鸣响，并显示出竖直角。水平度盘指标设置。 松开水平制动螺旋，旋转照准部360，水平度盘指标即自动设置。随即一声鸣响，同时显示水平角。至此，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置和的指标。 水平度盘指标设置。 松开水平制动螺旋，旋转照准部360，水平度盘指标即自动设置。随即一声鸣响，同时显示水平角。至此，竖直度盘和水平度盘指标已设置完毕。注意：每当打开仪器电源时，必须重新设置和的指标。4、调焦与照准目标。 操作步骤与一般经纬仪相同，注意消除视差。 三、全站仪角度测量步骤（类似于经纬仪）1、首先从显示屏上确定是否处于角度测量模式，如果不是，则按操作转换为距离模式。 2、盘左瞄准左目标A，按置零键，使水平度盘读数显示为00000，顺时针旋转照准部，瞄准右目标B，读取显示读数。 3、同样方法可以进行盘右观测。 4、如果测竖直角，可在读取水平度盘的同时读取竖盘的显示读数。 任务9导学案 全站仪测距 一、距离测量步骤 1、首先从显示屏上确定是否处于距离测量模式，如果不是，则按操作键转换为坐标模式。 2、设置棱镜常数 测距前须将棱镜常数输入仪器中，仪器会自动对所测距离进行改正。 3、设置大气改正值或气温、气压值 光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化，15和760mmHg是仪器设置的一个标准值，此时的大气改正为0ppm。实测时，可输入温度和气压值，全站仪会自动计算大气改正值（也可直接输入大气改正值），并对测距结果进行改正。 4、量仪器高、棱镜高并输入全站仪。 5、距离测量 照准目标棱镜中心，按测距键，距离测量开始，测距完成时显示斜距、平距、高差。 全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式是最常用的测距模式，测量时间约2.5S，最小显示单位1mm；跟踪模式，常用于跟踪移动目标或放样时连续测距，最小显示一般为1cm，每次测距时间约0.3S；粗测模式，测量时间约0.7S，最小显示单位1cm或1mm。在距离测量或坐标测量时，可按测距模式（MODE）键选择不同的测