测量工10学时实际操作大纲

1、矿山测量工 10 学时实际操作大纲一 水准测量1. 水准仪及其构造2. 水准仪的使用3. 水准测量方法与成果整理4. 水准仪的检验与校正二 角度测量1. 经纬仪的构造2. 水平角观测3. 垂直角观测4. 经纬仪检验与校正三 电子全站仪测量四全球定位系统（GPS）测定点位水准仪及其构造了解 DS3 水准仪的基本构造，认清其主要部件的名称及作用 . 认识仪 器 指出仪器各部件的名称，了解其作用并熟悉其使用方法，同时弄清水准尺 的分划与注记。1. 国产的 DS3 型微倾式水准仪。主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。 水准器的作用是使视线水平， 圆水准器用以粗略整平仪器， 管水准器与望远镜固 连在一

2、起， 用以精确整平视线， 而望远镜是为了照准标尺并读取尺上读数。 在制 造水准仪时，要求望远镜视准轴和水准管轴平行， 由于这两者平行， 因此当水准 管气泡居中时，视准轴也就水平了，即形成一条水平视线。为了使水准管气泡严格居中，大多数水准仪在水准管上方装有符合棱镜系 统，称为符合式水准器。 水准仪上装有微倾机构， 转动和微倾机构相连接的微倾 螺旋，可使符合式水准器气泡严密吻合， 从而指示水准仪提供一条精确的水平视 线。2水准尺和尺垫1）水准尺水准尺是水准测量的重要工具， 通常用干燥的优质木材制成， 也有用玻璃钢、 铝合金等材料制成的。 常用的水准尺有直尺或塔尺， 直尺又称双面水准尺， 尺长 3m

3、两根为一对，一面是黑白格相间的厘米分划，称为黑面尺，尺底端从零起算， 在每一分米处注有二位数， 表示从零点到次刻划线的分米值； 另一面是红白格相 间的厘米分划，称为红面尺，尺底从 4.687m或4.787m起算。塔尺尺长5m由 三节尺段套接而成，可以伸缩。尺的底部为零，尺面是黑白格相间厘米分划。每 一分米处注一数字，表示分米值。分米数值上的红点表示米数，一个红点表示 1m。2）尺垫 尺垫为三角形，一般用生铁铸成，中间有凸起的圆顶，下面有三个尖脚。在 土质松软处测量时， 为防止尺垫下沉， 应在立尺处放置尺垫， 水准尺轻轻地放在 中央突起处。水准仪的使用练习水准仪的安置、瞄准与读数。测定地面两点间

4、高差。安置仪器 将脚架张开，使其高度适当，架头大致水平，并将脚尖踩入土中。 开箱取仪器，将其固连在三脚架上（1） 粗略整平 先用双手同时向内（或向外）转动一对脚螺旋，使其水准器泡 移动到中间，再转动另一只脚螺旋使圆气泡居中， 通常须反复进行。 注意气泡移 动的方向与左手拇指或右手食指运动的方向一致。瞄准水准尺、精平与读数瞄准 甲立水准尺于地面点上，乙松开水准仪制动螺旋，转动仪器，用准星 和照门粗略瞄准水准尺， 固定制动螺旋，用微动螺旋使水准尺大致位于视场中央； 转动目镜对光螺旋进行对光， 使十字丝分划清晰， 再转动物镜对光螺旋看清水准 尺影象转动水平微动螺旋， 使十字纵丝靠近水准尺一侧， 若存

5、在视差， 则应仔细 进行物镜对光予以消除；（2）精平转动微倾螺旋使符合水准器气泡两端的影象吻合 （即成一弧状），也称精平；（ 3）读数 用中丝在水准尺上读取 4 位读数，即米、分米、厘米及毫米位。 读数时应先估出毫米数，然后按米、分米、厘米及毫米。一次读出4 位数。测定地面两点间的高差在地面选定 A、B 两个较坚固的点；在A、B两点安置水准仪，使仪器至 A、B两点的距离大致相等；竖立水准尺点A上的水准尺。精平后读数，此为后视读数，记入表中后视读数 拦下；再将水准尺立于点B,瞄准点B上的水准尺，精平后读取前视读数，并记入表 中前视读数拦下；计算 A、 B 两点的高差hAB=后视读数一前视读数水准

6、测量方法与成果整理（一）水准测量的基本方法一个测站基本操作程序是：（1）在两水准点间大致中间位置安置水准仪，并进行粗略整平。（2）照准后视水准点上的水准尺，转动微倾螺旋，使水准管气泡居 中后，按中丝读取后视读数。（3）照准前视水准点上的水准尺，转动微倾螺旋，使水准管气泡居 中后，按中丝读取前视读数。（4）按式（ 3-1）、（ 3-2）计算高差和待定点高程，即完成一个测站 的施测工作。（二）路线水准测量在实际测量工作中，当起点与终点间高差较大或距离较远时， 安置一 次仪器不能测得其高差时，需要在两点间设立若干个立尺点，分段设 站，连续观测。表3-1水准测量记录与计算观测者：王力记录者：张瑞测测点

7、后视读数前视读咼差高程备注IBMa1.6260.89754.250已知TPi1.3280.72955.147II0.503TP21.4270.82555.650III-0.202TP31.5381.62955.448IV-0.205BMb1.74355.243计算检核工a =5.919Eb = 4.926工h= 0.993Ea - Eb = 0.993,H 终一 H 始=0.993 计算无误H终=H始+ Ih水准测量的注意事项：1）、作业前，水准仪要进行检验与校正。2）、测站地面要坚实，脚架应踩稳，防止碰动。3）、前后视线在等长，视线不宜过长，10M X100M。4、瞄准标尺时，注意消除视差，

8、每次读数前符合气泡务必严格居中5、水准尺应该竖直，尺垫应踏实，转点要牢固，在固定标志点不得使用尺垫。6) 、记录要工整，计算要无误，及时进校核计算。7) 、读数要准确，严格按照限差要求，误差超限，必须重测三、水准测量的记录与计算水准测量中，把安置仪器的位置称为测站。把立尺的位置称为测点。 各测站观测的后视读数、前视读数、及高差的计算应随测随记，确保 记录的原始性。1计算高差由图3-7可知，每安置一次仪器，便可测得一个高差，即：0 語=1.626 -0.729=0.897(m)h2 =a2 -b2=1.328 -0.825 =0.50(m) h3 二 a3-b3 = 1.427 - 1.629

9、=-0.202(m)h4 二 a4 - b4 =1.538 -1.743 二-0.205( m)将以上各式相加，贝心h1 h2 h3 h4 = Ua V 0.99( m)即：BMa、BMb两点间的高差等于各段高差的代数和，也等于后视读 数的总和减去前视读数的总和。2. 计算高程根据BM a点高程和各站高差，可推算出各转点高程和BM b点高程：分别填入表3-1相应栏内。最后由B点高程减去A点高程，应等于总 的高差，即：H b - Hh/ 3-5)a .b =.h = H终-H 始(3-6)四、水准测量的检核1.计算检核由式（3-6）可知 B 点对 A 点的高差等于各转点之间高差的代数和， 也等于

10、后视读数总和减去前视读数总和，故此式可作为计算的检核。 2.测站检核测站检核通常采用双仪高法或双面尺法。（1）双仪高法：在一个测站上用不同的仪器高度测定两次高差。测 得第一次高差后，改变仪器的高度不小于 10cm,重新安置仪器，进 行第二次观测。 若两次观测高差互差在规定限差内 （例如等外水准测 量容许值为6mm）,则认为观测符合要求，取其平均值作为最后结果， 否则需要重测。（2）双面尺法：仪器高度不变,而是用水准尺的黑、红面两次测量 高差,进行检核。检核符合要求后,则取黑、红面所测高差的平均值 作为最后结果,否则应重新观测。水准仪的检验与校正二 角度测量经纬仪的构造第二节 光学经纬仪 光学经

11、纬仪的类型很多,按其精度划可分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等级系列。D：大地测量J:经纬仪，汉语拼音第一个字母。“07”、 “1”、“2”等阿拉伯数字代表该仪器的精度指标，数字愈小，精度愈 高。这里重点介绍 DJ6 级光学经纬仪的构造和使用方法。一、J6级光学经纬仪的构造 光学经纬仪由照准部、基座、轴系组成。（一）照准部 照准部的主要部件有望远镜、水准器、转动控制装置、读数设备、 度盘等。1.望远镜望远镜的作用是照准和看清目标， 使远近不同的目标成象清晰， 以保 证观测者能精确照准目标并读数。按成象的效果， 望远镜可分为正像和倒像两类， 现今生产的测量仪器 多为正像望远镜； 按

12、调焦方式不同分内对光和外对光两类， 现代经纬 仪的望远镜都采用内对光望远镜。内对光望远镜主要由物镜、 目镜、调焦透镜和十字丝分划板四部分组 成 （如图 23）。视准轴：物镜光心与十字丝中心的连线称为视准轴。 视差：目标的影象与十字丝平面不重合的现象称为视差。消除视差的方法： 将望远镜朝向天空或一明亮的物体，转动目镜筒，直至看清十字 丝。 将望远镜照准目标，转动调焦透镜使目标清晰地成象在十字丝平 面上。2.水准器水准器：圆水准器、管水准器 。圆水准器用于粗略整平仪器，管水 准器用于精确整平仪器。3. 转动控制装置水平制动螺旋和水平微动螺旋； 上下制动螺旋和上下微动螺旋；作用：精确地瞄准目标 水平

13、度盘转动的控制装置，作用：改变水平度盘位置。4度盘 光学经纬仪度盘为玻璃制成的圆环，在其圆周上刻有等角距的分划 线，由Oo360o顺时针注记。度盘上相邻分划线间弧长所对的圆心 角，称为度盘分划值。通常有 30'、1o等几种。水平度盘用来测量水平角；竖直度盘用来测量竖直角。（二）基座基座是支撑仪器的底座。 基座上有三个脚螺旋， 可根据水准器的指示 来整平仪器。 仪器通过与水平度盘相连的外套插入基座的套轴内， 由 轴套；固定螺旋将其固定在基座上，通过中心螺旋和三脚架相连。（三）轴系水平角观测一、经纬仪的安置安置：对中、整平（一）对中 对中的目的：使经纬仪水平度盘中心位于测站点标志中心的铅垂

14、线上。对中方法有两种：用锤球对中和用光学对中器对中。1. 用锤球对中先张开三脚架， 按观测者适合的高度调整架腿长度。 安置三脚架在测 站上，目估架头大致水平， 使架头中心大致对准测站点标志，踩紧三 脚架。然后从箱中取出经纬仪并安置到三脚架上， 适度旋紧中心连接 螺旋，挂上锤球，在架头上移动仪器， 直至使锤球尖精确对准测站点， 误差不超过1.5m m,将连接螺旋拧紧。2. 用光学对中器对中（1）在测站点安放三脚架，目估架头大致水平且初步对中； （ 2）转动光学对中器目镜对光螺旋，推拉对中镜筒使地面标志点影 像清晰；（3）旋转脚螺旋，使测站点的影像位于对中标志中的圆圈中心；（4）运用三脚架的伸缩来

15、调平圆水准气泡，再旋转脚螺旋使管水准 气泡精确居中；（ 5）检查一下测站点是否仍位于圆圈中心，若相差很小，可稍微松 连接螺旋，在架头上平移仪器，使其精确对中。（二）整平 整平的目的：使仪器竖轴处于铅垂位置，从而使水平度盘水平。 整平的方法：首先使照准部水准管平行于任意两个脚螺旋中心的连线 方向，两手同时相向旋转脚螺旋使气泡居中，然后转动照准部90°，使水准管垂直两脚螺旋连线的方向，转动第三个脚螺旋使气泡居中。如此重复进行，直到照准部转到任意位置，气泡偏离中央均不超过一 格为止。二、水平角观测方法1测回法如图2-9示，欲测水平角/ AOB，先在0点安置经纬仪，在A、B点 竖立觇标，以盘

16、左及盘右两个位置进行观测。所谓盘左又称正镜，是 指当观测者对着望远镜目镜时， 竖盘位于望远镜左侧时的位置。 所谓 盘右又称倒镜，是指当观测者对着望远镜目镜时， 竖盘位于望远镜右 侧时的位置。具体观测步骤如下：(1) 置望远镜于盘左位置，松开照准部和望远镜制动螺旋，转动照准部，用望远镜粗瞄器照准起始方向 A，制动照准部和望远镜制动螺 旋，转动目镜对光螺旋看清十字丝，转动物镜对光螺旋使目标成像清 晰，转动水平微动螺旋和望远镜微动螺旋精确瞄准目标A，读取水平度盘读数*左=0° 23 42。记入观测手薄。(2) 松开照准部和望远镜制动螺旋，顺时针转动照准部，用相同的 方法瞄准第二目标B，读取

17、水平度盘读数b左=60° 27 32。记入观 测手薄。以上过程称上半测回，测得角值为左 =b左- a左。表2-1 水平角观测记录表(测回法)记录者：观测者:测站目标盘位水平度盘读数半测回角平均角值备注/ o值/ oo A左0234260 0350A0 /B0B6027326003 48A右180234860 0346B2402734(3) 松开照准部和望远镜制动螺旋，纵转望远镜成盘右位置，按逆时针方向转动照准部，瞄准目标B，读取水平度盘读数b右=240° 27 34。记入观测手薄。(4) 松开照准部和望远镜制动螺旋，按逆时针方向转动照准部，瞄 准目标A，读取水平度盘读数a右

18、 =180° 23 48。以上过程称为下半测回，测得角值为'右二b右- a右。上半测回与下半测回合起来称为一个测回，一测回角值为60 o 0348观测记录格式见表2-1。2.方向观测法当测站上需要观测两个以上方向时， 通常采用方向观测法。如图2-10 中，0为测站点，A、B、C、D为四个观测目标。观测步骤如下：(1) 在。点安置仪器，选择最清晰的目标 A为起始方向，用盘左位 置使度盘读数略大于零，瞄准A目标，读取读数，记入手薄，见表2-2。表2-2水平角观测记录记录：观测:测站目标读数左-右(2C)左+右2归零方向值各测回平均方向值盘左盘右12345678/ o/ o/ o/

19、 oO(24)AB0 00 20180 00 18+2190 00 0031 42 18211 42 24-621314157C75 1648255 16 42+645752116D107 5112287 51 18-61510750A0 0032180 00 26+629归零差 左=12右= 12(2) 松开照准部和望远镜制动螺旋，按顺时针方向依次瞄准 B、C、 D各点。每瞄准一点，都读记方向值。最后再瞄准 A点读记读数，称 为归零。从而完成上半测回。两次瞄准起始方向 A的读数差，称为归 零差。(3) 松开制动螺旋，倒转望远镜成盘右位置，按逆时针方向转动照 准部，依次瞄准目标A、D、C、B，

20、每瞄准一点，都读记方向值。 最后再瞄准A点读记读数，又得一归零差。从而完成下半测回。上、下两个半测回合称一个测回。表 2-2为方向法观测水平角的记录 格式。垂直角观测一、竖直度盘的构造经纬仪的竖盘即竖直度盘，固定在望远镜横轴的一端，竖盘的平面与 横轴垂直。当望远镜瞄准目标而在竖直面转动时， 竖盘随望远镜一起 转动。作为读数用的读数指标与指标水准管固定连接在一起， 不随望 远镜转动，它只能通过转动指标水准管微动螺旋， 使读数指标与指标 水准管一起作微小转动。在正常情况下，当竖盘指标水准管气泡居中时，读数指标应处于正确的读数位置O竖盘刻划常见的注记方式为全圆式注记，即从360°注记。注记

21、形式为全圆顺时针和全圆逆时针两种、竖直角计算盘左：竖盘读数L,其竖直角值为:=90-L(2-1)盘右：竖盘读数R,其竖直角值为:二 R -270(2-2)、竖盘指标差当竖盘指标水准管与竖盘读数指标关系不正确时,使得视线水平时的竖盘读数与应有读数间产生一个小的角度差，称为竖盘指标差盘左时,测得竖直角:-90(2-3)盘右时,测得竖直角:、:=R - 270=:右(2-4)取盘左、盘右竖直角的平均值:(2-5)=（；左、右）=一（R - L -180 ）可见取盘左、盘右竖直角的平均值，可以消除竖盘指标差的影响将（2-3）式与（2-4）式相减，并除以2得到竖盘指标差公式（一小夕 R 一360）(2-

22、6)四、竖直角观测方法(1) 将仪器安置在测站上，对中、整平，并量取仪器高。(2) 在盘左位置用望远镜照准目标 A，通过制动一调焦一微动，使 十字丝横丝精确切准目标顶部。(3) 转动指标水准管微动螺旋，使指标水准管气泡居中，再核查 一下十字丝横丝是否仍切准目标 ，确认切准后，立即读数L并记入 手薄中。以上过程称上半测回(4) 松开制动，在盘右位置瞄准目标 A，通过制动一调焦一微动， 使十字丝横丝精确切准目标顶部。(5) 转动指标水准管微动螺旋，使指标水准管气泡居中，再核查一下十字丝横丝是否仍切准目标 ，确认切准后，立即读数 R并记入手 薄中。以上过程称为下半测回上半测回与下半测回合起来称为一个

23、测回(6) 松开制动进行第二测回或下一个目标的观测。记录格式见表2-3。表2-3竖直角观测记录手薄测站觇标竖盘位置竖盘读数0 ，半测回竖直角0，指标差一测回角值0 ，照准觇标位置OA左70 43 14+ 191646-1419 16 32标顶右2891816+ 191816竖-327直左9327 1515角B-21-3 27 36标顶右26732-3 2757观03测特别注意：(1)在读数前切记要用竖盘指标水准管微动螺旋使气泡居中(2)盘左、盘右要用十字丝横丝切于目标同一位置。经纬仪的检验与校正光学经纬仪的检验与校正经纬仪的主要轴系：仪器旋转轴也称竖轴或纵轴 VV望远镜旋转轴或称横轴 HH望远

24、镜视准轴CC；照准部水准管轴LL根据水平角的定义和观测原理，其轴系 之间应满足下列几何条件：(1) VV 丄LL 照准部水准管轴的检校。 度盘应位于水平位置，竖盘应在竖直面内。这 一项是通过照准部水准管的气泡居中来实现 的。工厂制造时，已使水平度盘垂直于竖轴。(2) HH丄CC视准轴的检校；HHLVV-4-19 DJ6经纬仪轴系示意图横轴的检校(此项检校难度较大，则应由专 门的检修机构校正)。望远镜上、下转动时， 视准轴形成的视准面必须是竖直面。CC与HH- 之夹角与90°相差一小角度c,通常称c为视准轴误差或视准误差。由于十字丝交点偏离它正确位置，使 CC不垂直于HH校正的目的是使

25、十字 丝位于正确位置，以消除视准差c,若CCLHH当用盘左、盘右分别瞄准与仪器 同高的同一目标后，贝U皿左=皿右土 180° ，证明满足条件。否则存在视准 轴误 差。设盘左时十字丝交点 C左偏于右侧(图422a)，瞄准目标后，使读数增 加了 c角，而正确读数为皿左=M '左一 C。盘右时交点 C 右偏于左侧，瞄准目标后，使读数减少了 c 角，故盘右时 正确读数为皿右=M '右十c，则2c = M '左一 M '右土 180°(4 8)而平均值可消除视准误差的影响皿±匀=(M左十 M右土 180° )/2= ( M'

26、左十 M'右土 180° ) /2(4 9)校正后应再次检验，直至c值小于所要求的数值(如30)。(3) HH丄十字丝竖丝十字丝竖丝的检校。十字丝的竖丝应与横轴垂直。其检验、校正方法与水准仪十字丝相同。(4) 竖盘指标差应为零 指标差的检校。竖盘指标差应接近于零。(5) 光学垂线与VV重合一一光学对中器的检校( 6)竖盘指标水准管的检验与校正检验时用盘左、盘右位置读取同一目标读数 L读和R读后，按(4 6)、 (4 7)式计算正确的竖直角 a和指标差x。仪器若在盘右位置可由下式计算该 目标的正确读数：R 正确 = R 读 x或R 正确 =270° a然后，转动竖盘指

27、标水准管微动螺旋，使读数为R正确，此时水准气泡不再居中， 拨动水准管的校正螺旋使气泡居中。此项校正一般反复 23次即可满足规范要 求。操作方法:1.照准部水准管轴的检校(1) 检验：用任意两脚螺旋使水准管气泡居中，然后将照准部旋转180 若气泡偏离1格，则需校正。(2) 校正：用脚螺旋使气泡向中央移动一半后，再拨动水准管校正螺丝，使 气泡居中。此时若圆水准器气泡不居中，则拨动圆水准器校正螺丝。2十字丝竖丝的检校(1) 检验：用十字丝交点对准一目标点，再转动望远镜微动螺旋，看目标点 是否始终在竖丝上移动。(2) 校正：微松十字丝的四个压环螺丝，转动十字丝环，使目标点始终在竖 丝上移动。3. 视准轴的检校(1)检验：在平坦地面上选择一直线 并在B点垂直横置一小尺。盘左瞄准A, 在B点小