《煤礦測(cè)量技術(shù)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

 

《煤礦測(cè)量技術(shù)》

實(shí)  驗(yàn)  指  導(dǎo)  書(shū)

主編：倪  鵬 

 

 

 

 

 

 

山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院

2006年6 月

 目   錄

實(shí)驗(yàn)一   水準(zhǔn)測(cè)量…………………………………………………………………………………………………1

實(shí)驗(yàn)二   經(jīng)緯儀的認(rèn)識(shí)練習(xí)………………………………………………………………………………………3

實(shí)驗(yàn)三   角度測(cè)量…………………………………………………………………………………………………6

實(shí)驗(yàn)四   導(dǎo)線測(cè)量………………………………………………………………………………………………9

實(shí)驗(yàn)五   基本測(cè)設(shè)………………………………………………………………………………………………10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 實(shí)驗(yàn)一  水準(zhǔn)測(cè)量

 

  一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?nbsp;

    1．掌握水準(zhǔn)儀的安置及讀數(shù)方法 

    2．  掌握水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)的實(shí)施

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 

    1．水準(zhǔn)儀的安置和讀數(shù)方法 

    2．  水準(zhǔn)測(cè)量的外業(yè)

  三、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備 

1．DS3 水準(zhǔn)儀一套/組 

2．雙面尺一付/組

3．尺墊一對(duì)/組 

  四、實(shí)驗(yàn)原理 

  

 

如圖所示，欲測(cè)定 A、B 兩點(diǎn)間的高差 hAB，可在A、B 兩點(diǎn)上分別豎立帶有刻畫(huà)的水準(zhǔn)尺，并在 A、

B 兩點(diǎn)的大體中間位置安置一臺(tái)能提供水平視線的水準(zhǔn)儀。根據(jù)水準(zhǔn)儀的水平視線，在 A點(diǎn)尺上讀取讀數(shù)

a；在 B 點(diǎn)尺上讀取讀數(shù) b，則 A、B 兩點(diǎn)間的高差為

hAB=a-b

如果水準(zhǔn)測(cè)量是從 A 點(diǎn)到 B 點(diǎn)進(jìn)行的，A 點(diǎn)尺上讀數(shù) a 稱為后視讀數(shù)；B 點(diǎn)尺上讀數(shù) b 稱為前視讀

數(shù)。即 A、B兩點(diǎn)間的高差等于后視減前視。如果 A點(diǎn)是已知高程點(diǎn)，有了高差就可以根據(jù) A點(diǎn)高程求得

B 點(diǎn)高程，即：

HB=HA+ hAB= HA+（a-b）

  五、實(shí)驗(yàn)步驟 

1、儀器的安置

打開(kāi)三腳架并使其高度適中（以適宜觀測(cè)者觀測(cè)為準(zhǔn)），目估使架頭大致水平，然后將三腳架踩如土中，

將水準(zhǔn)儀用中心螺旋固定于三腳架頭上。

2、粗略整平

先將望遠(yuǎn)鏡的視線置于垂直任意兩個(gè)腳螺旋連線的位置。用腳螺旋將水準(zhǔn)器的氣泡調(diào)整居中。先將圓

水準(zhǔn)器放在適當(dāng)位置，按左手螺旋法則（氣泡移動(dòng)的方向和左手大拇指旋轉(zhuǎn)的方向一致）同時(shí)旋轉(zhuǎn)腳螺旋

①②，先將氣泡從a處移至b處，然后旋轉(zhuǎn)腳螺旋③，將氣泡從b處移至圓水準(zhǔn)器的圓心，整個(gè)粗略整平

就完成了。

  1

 

3、瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺

⑴在瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺之前，應(yīng)先進(jìn)行目鏡對(duì)光。把望遠(yuǎn)鏡對(duì)著明亮的背景，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡對(duì)光螺旋，使十字絲

成像清晰。

⑵松開(kāi)制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，利用望遠(yuǎn)鏡筒上的缺口和準(zhǔn)星，瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，然后再擰緊制動(dòng)螺旋。

⑶轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡對(duì)光螺旋進(jìn)行對(duì)光，使尺子的影像看得十分清晰，并轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，使尺子得影像靠近

十字絲得移側(cè)。以便于讀數(shù)。

⑷此時(shí)再檢查對(duì)光質(zhì)量，刻用眼睛在目鏡后上下微微晃動(dòng)，若發(fā)現(xiàn)十字絲與目標(biāo)影像有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則

說(shuō)明物像平面與十字絲平面不重合，即存在視差。必須再進(jìn)行對(duì)光，直至眼睛再上下移動(dòng)水準(zhǔn)尺上得讀數(shù)

不變化為止。

4、精確整平

用水準(zhǔn)管精確整平。因水準(zhǔn)管靈敏度比較高，每當(dāng)望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)到一個(gè)不太水平的方向時(shí)，水準(zhǔn)管氣泡必

然會(huì)偏離中央，因此必須再一次調(diào)整微傾螺旋，使氣泡兩端的影像符合，然后才能讀雙面尺上的讀數(shù)。

 

5、讀數(shù)

在望遠(yuǎn)鏡視線調(diào)整水平的瞬間，應(yīng)立即利用中絲讀數(shù)。有的望遠(yuǎn)鏡是倒像，讀數(shù)時(shí)應(yīng)從上往下讀數(shù)；

如果望遠(yuǎn)鏡是正像讀數(shù)可以從下往上讀。無(wú)論望遠(yuǎn)鏡是正像還是倒像，讀數(shù)時(shí)都應(yīng)遵循從小數(shù)往大數(shù)讀。

讀數(shù)時(shí)估讀至毫米，且必須讀出四個(gè)數(shù)字，例如0.723米應(yīng)讀為0723mm；1.855,應(yīng)讀為1855mm。

6、高差測(cè)量的實(shí)施（以四等或等外位例）

⑴ 如上圖所示，在A點(diǎn)立水準(zhǔn)尺，離A點(diǎn)大約50～80米處（最大不超過(guò)100米）安置水準(zhǔn)儀，另一

扶尺員在觀測(cè)的前進(jìn)方向選擇轉(zhuǎn)點(diǎn)1，在1點(diǎn)上安放尺墊并在尺墊上立尺。在選轉(zhuǎn)點(diǎn)1時(shí)，扶尺員可用步

測(cè)的方法，盡量使前后視距大致相等，以消除可能存在的視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行引起的誤差。

⑵ 以上工作完成后，粗略整平水準(zhǔn)儀，瞄準(zhǔn)后視尺A主尺面（黑面） 。轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使符合氣泡符

合，立即讀出后視點(diǎn)A的讀數(shù)a1，并記錄。

望遠(yuǎn)鏡不動(dòng)，把后視尺的尺面轉(zhuǎn)到副尺面（紅面），檢查一下符合氣泡是否還符合，如果符合接著讀出

副尺面的讀數(shù)a1

′

并記錄；如果不符合，稍微轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使氣泡符合后再讀數(shù)記錄。

  2⑶ 轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)前視尺1的主尺面，轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使符合氣泡符合，讀出后視1的讀數(shù)b1，并記

錄。

望遠(yuǎn)鏡不動(dòng)，把前視尺1的尺面轉(zhuǎn)到副尺面（紅面），檢查一下符合氣泡是否還符合，如果符合接著讀

出副尺面的讀數(shù)b1

′

并記錄；如果不符合，稍微轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使氣泡符合后再讀數(shù)記錄。

以上是一個(gè)測(cè)站完整的觀測(cè)過(guò)程，在搬遷儀器之前必須進(jìn)行計(jì)算檢核，符合規(guī)定后方可搬遷儀器。同

一水準(zhǔn)尺的紅面與黑面讀數(shù)（加尺常數(shù)后）的之差不超過(guò)4mm；黑、紅面高差之差（在紅面所測(cè)高差上加

或減100mm）不超過(guò)6mm，合格后取其平均值作為該測(cè)站的觀測(cè)高差。否則重測(cè)。按以下公式檢核

h1=a1-b1 ， h1

′

= a1

′

- b1

′

 

（a1+尺常數(shù)）- a1

′

﹤4mm

（b1+尺常數(shù)）- b1

′

﹤4mm

h1- h1

′

﹤6mm

⑷ 保持轉(zhuǎn)點(diǎn)1上的水準(zhǔn)尺不動(dòng)，把A點(diǎn)上的水準(zhǔn)尺移到轉(zhuǎn)點(diǎn)2，水準(zhǔn)儀安置在轉(zhuǎn)點(diǎn)1和轉(zhuǎn)點(diǎn)2大約中

間，重復(fù)步驟⑵、⑶，依次類推，直至測(cè)到B點(diǎn)，完成后計(jì)算出A、B兩點(diǎn)之間的高差，就可以算出B點(diǎn)

的高程了。

  六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 

1．寫(xiě)出完整的儀器安置到讀數(shù)的步驟 

2．按課本中的格式要求，準(zhǔn)確地記錄水準(zhǔn)測(cè)量的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行測(cè)站檢核和計(jì)算 

  七、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 

1．安置儀器時(shí)，一定要認(rèn)真細(xì)心，嚴(yán)格按照操作步驟進(jìn)行 

2．讀數(shù)時(shí)要仔細(xì)，確認(rèn)無(wú)誤后再進(jìn)行讀數(shù)。每個(gè)測(cè)站都要進(jìn)行測(cè)站計(jì)算檢核，只有在不超限的情況

下方可進(jìn)入下一站的觀測(cè)。

  八、思考題 

    1．在進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)為什么要把儀器安置在兩點(diǎn)大體中間位置？

    2．測(cè)站檢核的目的和意義何在？

 

實(shí)驗(yàn)二  經(jīng)緯儀的認(rèn)識(shí)練習(xí)

 

  一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?nbsp;

    1．熟悉經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部各個(gè)部件的名稱、位置、作用，熟練掌握各個(gè)部件的使用及在使用過(guò)程中的注

意事項(xiàng) 

    2．熟練掌握經(jīng)緯儀的安置、目標(biāo)瞄準(zhǔn)及讀數(shù)方法

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 

    1．經(jīng)緯儀的安置步驟 

    2．目標(biāo)瞄準(zhǔn)及讀數(shù) 

  三、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備 

1．DJ6 經(jīng)緯儀一套/組 

2．  花桿一支/組

  四、實(shí)驗(yàn)原理

  3  

 

經(jīng)緯儀主要是用來(lái)觀測(cè)水平角和豎直角的。如左圖所示欲觀測(cè)水平角∠ACB，在C 點(diǎn)安置經(jīng)緯儀。由

水平角的定義可知，水平角∠ACB 是 CA、CB 兩直線在水平面上投影的夾角，欲測(cè)水平角∠ACB 經(jīng)緯儀

必須滿足以下幾何條件：

⑴  經(jīng)緯儀的豎軸必須和 C 點(diǎn)在同一條鉛垂線上

⑵  水準(zhǔn)管軸必須垂直于豎軸，這樣可以通過(guò)整平水準(zhǔn)管使豎軸在鉛垂位置

⑶  經(jīng)緯儀的橫軸必須垂直于豎軸（橫軸也稱為水平軸）

⑷  望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸必須垂直于橫軸，只有這樣才能保證望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸在一個(gè)鉛垂面內(nèi)旋轉(zhuǎn)

滿足上述條件后，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo) A點(diǎn)時(shí)，望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸形成的旋轉(zhuǎn)面和 CA及 C 點(diǎn)、A點(diǎn)在水

平面上的投影就在同一鉛垂面內(nèi)了；此時(shí)再照準(zhǔn)目標(biāo) B，同樣望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸形成的旋轉(zhuǎn)面和 CB及 C 點(diǎn)、

B 點(diǎn)在水平面上的投影就在同一鉛垂面內(nèi)了。

儀器瞄準(zhǔn) A點(diǎn)時(shí)，指標(biāo)線指示的讀數(shù)為 a，當(dāng)儀器照準(zhǔn)部帶著指標(biāo)線、望遠(yuǎn)鏡繞豎軸和度盤(pán)作相對(duì)旋

轉(zhuǎn)，再照準(zhǔn)目標(biāo) B 點(diǎn)時(shí)指標(biāo)線的讀數(shù)為 b，則水平角∠ACB=b-a=α，即可測(cè)得水平角α。類似原理，可以

測(cè)得 C 點(diǎn)與A點(diǎn)、C 點(diǎn)與 B 點(diǎn)之間形成的豎直角β。

  五、實(shí)驗(yàn)步驟 

1．打開(kāi)三腳架并使其高度適中（以適宜觀測(cè)者觀測(cè)為準(zhǔn)），目估使架頭大致水平，然后將三腳架踩如

土中，將經(jīng)緯儀用中心螺旋固定于三腳架頭上。 

2．光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中步驟：

⑴ 打開(kāi)三腳架，把腳架上三個(gè)調(diào)整高度的旋鈕松開(kāi)，調(diào)整三腳架至合適的高度（以適宜觀測(cè)者觀測(cè)

為準(zhǔn)）；擰緊旋鈕，張開(kāi)三腳架于測(cè)站點(diǎn)上方，使架頭大致水平。從架頭中心的連接螺旋孔中觀察一下，

架頭中心是否和測(cè)站點(diǎn)大致在一條鉛垂線上；把三腳架的腳尖踩入地面。

⑵ 把經(jīng)緯儀和架頭上的連接螺旋連接在一起，暫時(shí)不要擰緊（以儀器能在架頭上移動(dòng)為準(zhǔn)） 。

⑶ 從光學(xué)對(duì)點(diǎn)器中觀察測(cè)站點(diǎn)是否在光學(xué)對(duì)點(diǎn)器中心，如果不在中心，通過(guò)光學(xué)對(duì)點(diǎn)器，邊觀察邊移

動(dòng)儀器基座，使測(cè)站點(diǎn)和光學(xué)對(duì)點(diǎn)器中心重合，再擰緊螺旋。

3．整平

⑴ 先粗略整平，轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋使圓水準(zhǔn)氣泡移動(dòng)至中心（方法和水準(zhǔn)儀相同） 。

⑵ 用長(zhǎng)水準(zhǔn)管精確整平

轉(zhuǎn)動(dòng)儀器照準(zhǔn)部，使水準(zhǔn)管軸平行于任意兩個(gè)腳螺旋的連線（圖a） 。按左手螺旋法則以相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)

兩個(gè)腳螺旋，使長(zhǎng)水準(zhǔn)氣泡居中。

轉(zhuǎn)動(dòng)儀器照準(zhǔn)部90

o

，使水準(zhǔn)管軸垂直于腳螺旋的連線（圖b） 。這時(shí)只轉(zhuǎn)動(dòng)第三個(gè)腳螺旋使氣泡居中

即可。

  4

⑶ 因?yàn)閷?duì)中和整平是相互影響的，通過(guò)整平，原來(lái)對(duì)中的位置會(huì)被破壞，此時(shí)再用腳螺旋進(jìn)行對(duì)中，

然后通過(guò)升降三腳架再使圓水準(zhǔn)氣泡居中，這時(shí)儀器可能又不對(duì)中了，可稍微松動(dòng)中心連接螺旋，在架頭

上平移儀器使儀器居中。這個(gè)過(guò)程需要反復(fù)進(jìn)行，直到在光學(xué)對(duì)點(diǎn)器中看到測(cè)站點(diǎn)對(duì)中為止。

4．經(jīng)緯儀度盤(pán)的讀數(shù)方法

⑴ 單平板玻璃測(cè)微器讀數(shù)方法

由于度盤(pán)的分劃線一般不能恰好成像于讀數(shù)窗的雙指標(biāo)線中間，所以在顯微鏡透組和轉(zhuǎn)像棱鏡之間裝

有單平板玻璃測(cè)微器，它和測(cè)微輪連在一起。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)微輪時(shí)單平板玻璃也隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，使度盤(pán)分劃線產(chǎn)生

微小的位移至雙指標(biāo)線的中間；同時(shí)測(cè)微尺的讀數(shù)也發(fā)生變化，從而使不足度盤(pán)一個(gè)格的讀數(shù)在測(cè)微尺上

體現(xiàn)出來(lái)。

 

如圖所示，上、中、下分別為測(cè)微尺、豎直度盤(pán)和水平度盤(pán)的分劃線像。如讀取豎直度盤(pán)讀數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)

動(dòng)測(cè)微輪，使豎直度盤(pán)的分劃線精確地平分雙指標(biāo)線，如圖（a）示，先讀整度和整30′數(shù)，不足30′的

在測(cè)微尺上讀取。豎直度盤(pán)的讀數(shù)為102

o

07′40〞。

⑵測(cè)微尺讀數(shù)裝置讀數(shù)方法

度盤(pán)上的最小刻畫(huà)是1

o

（60′）測(cè)微尺的總長(zhǎng)度等于度盤(pán)每格（1

o

）的寬度，測(cè)微尺的總長(zhǎng)度代表1

o

，

每格1′。不足一格的估讀。例如估讀到0.3分,可以讀成18〞。

 

  5  六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 

1．寫(xiě)出完整的儀器安置到讀數(shù)的步驟  

2．記錄出五個(gè)以上方向的水平度盤(pán)和豎盤(pán)的讀數(shù) 

  七、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 

1．安置儀器時(shí)，一定要認(rèn)真細(xì)心，嚴(yán)格按照操作步驟進(jìn)行

2．讀數(shù)時(shí)認(rèn)真仔細(xì)，分清水平度盤(pán)和豎盤(pán)的影像。

3．水平制動(dòng)和豎直制動(dòng)扳鈕制動(dòng)后不能轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡，精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)必須用微動(dòng)螺旋瞄準(zhǔn)。  

八、思考題   ：對(duì)中整平的目的何在？

 

實(shí)驗(yàn)三  角度測(cè)量

 

  一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?nbsp;

    1．掌握測(cè)回法觀測(cè)水平角和豎直角的步驟 

    2．掌握測(cè)回法觀測(cè)水平角和豎直角的記錄格式及計(jì)算方法 

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 

    1．測(cè)回法觀測(cè)水平角和豎直角 

    2．測(cè)回法觀測(cè)水平角和豎直角記錄及計(jì)算 

  三、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備 

1．DJ6 經(jīng)緯儀一套/組 

2．花桿一對(duì)/組 

  四、實(shí)驗(yàn)原理  （見(jiàn)實(shí)驗(yàn)二） 

  五、實(shí)驗(yàn)步驟 

1．水平角觀測(cè)與計(jì)算

 

在C點(diǎn)安置好經(jīng)緯儀,觀測(cè)兩方向線CA、CB間的水平角∠ACB。

1．儀器對(duì)中、整平后，先將經(jīng)緯儀豎盤(pán)放在盤(pán)左位置（也稱正鏡，豎盤(pán)在觀測(cè)者的左邊）松開(kāi)水平

和豎直制動(dòng)扳鈕，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部使望遠(yuǎn)鏡大致瞄準(zhǔn)A點(diǎn)上的標(biāo)桿。然后，擰緊水平制動(dòng)扳鈕，轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋

使望遠(yuǎn)鏡精確地瞄準(zhǔn)A點(diǎn)（應(yīng)盡量瞄準(zhǔn)標(biāo)桿底部）讀取水平度盤(pán)讀數(shù)a1，并記入手簿

2、松開(kāi)制動(dòng)扳鈕，按順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，用上述方法精確瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，讀取水平度盤(pán)讀數(shù)b1，并記

入手簿。由下圖可以看出，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸從CA方向轉(zhuǎn)到CB方向時(shí)，指標(biāo)線在水平度盤(pán)上所走的角值β

就是要測(cè)的水平角，即

β左=b1-a1

此時(shí)，如果b1﹤a1，應(yīng)該在b1上加上360

o

后再減a1。以上兩個(gè)步驟稱為上半測(cè)回。

為了檢核測(cè)量成果，消除儀器誤差，需要用盤(pán)右位置（也稱倒鏡，豎盤(pán)在觀測(cè)者右側(cè)）再觀測(cè)一次，

稱為下半測(cè)回。

3、松開(kāi)制動(dòng)，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，使豎盤(pán)位于盤(pán)右位置。

  6

用望遠(yuǎn)鏡精確瞄準(zhǔn)B點(diǎn)，讀取水平度盤(pán)讀數(shù)b2，并記入手簿。

4、松開(kāi)制動(dòng)扳鈕，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，用望遠(yuǎn)鏡精確瞄準(zhǔn)A點(diǎn)，讀取讀數(shù)a2，并記入手簿。同樣

β右= b2- a2

這樣就完成了上、下兩個(gè)半測(cè)回的觀測(cè)，上、下兩個(gè)半測(cè)回合稱為一個(gè)測(cè)回。

規(guī)范規(guī)定，用6〞級(jí)經(jīng)緯儀測(cè)量水平角時(shí)，上、下半測(cè)回的角度值之差不能超過(guò)40〞，如果超限，必

須重測(cè)。符合要求，取上、下半測(cè)回角度值的平均值作為一個(gè)測(cè)回的水平角觀測(cè)值。

2．豎直角觀測(cè)與計(jì)算

因?yàn)榻?jīng)緯儀的豎盤(pán)注記有順時(shí)針和逆時(shí)針注記兩種形式，在觀測(cè)豎直角前，首先要判斷豎盤(pán)是哪種注

記形式。判斷的方法是抬高望遠(yuǎn)鏡觀察讀數(shù)的變化①如讀數(shù)減小的是順時(shí)針注記。②讀數(shù)增大的是逆時(shí)針

注記。

為了測(cè)得比較精確的豎直角，至少要用盤(pán)左和盤(pán)右各觀測(cè)一次，稱為一個(gè)測(cè)回。

⑴ 在測(cè)站點(diǎn)安置好經(jīng)緯儀，用盤(pán)左瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，使十字絲橫絲切于目標(biāo)頂端，轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管微

動(dòng)螺旋，使氣泡居中，讀出盤(pán)左讀數(shù)L，并記入手簿。

⑵ 倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，用盤(pán)右瞄準(zhǔn)目標(biāo)頂端，轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使氣泡居中，讀出盤(pán)右讀數(shù)R，

并記入手簿。

⑶ 計(jì)算豎直角δ。

①順時(shí)針注記的計(jì)算

 

 

如圖所示，為順時(shí)針注記的豎盤(pán)。當(dāng)在盤(pán)左位置照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，如圖（a） ，豎直角δL則為：

δL =90 o

-L 

當(dāng)在盤(pán)右位置照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，如圖（b） ，豎直角δR則為

  7δR =R-270

o

 

將盤(pán)左、盤(pán)右取中數(shù)為一測(cè)回豎直角δ，即

δ=

2

1

（δ L +δ R ）=

2

1

（R-L-180

0

） 

δ順 =

2

1

（R-L-180

0

） 

②逆時(shí)針注記的計(jì)算

如圖所示，為豎盤(pán)逆時(shí)針注記。當(dāng)在盤(pán)左位置照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，圖（a） ，豎直角則為

δL =L-90 o

 

當(dāng)在盤(pán)右位置照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，圖（b） ，豎直角則為

δR =270

o

-R 

將盤(pán)左、盤(pán)右取中數(shù)為一測(cè)回豎直角δ，即

δ逆 =

2

1

（δ L +δ R ）=

2

1

（L-R+180

o

） 

δ逆 =

2

1

（L-R+180

o

） 

  六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 

1．按順序?qū)懗鰷y(cè)回法觀測(cè)水平角和豎直角的步驟 

2．把讀取的觀測(cè)數(shù)據(jù)按規(guī)定格式記入表格，并計(jì)算出水平角和豎直角的值。

  七、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 

1．嚴(yán)格按觀測(cè)步驟順序經(jīng)常觀測(cè) 

2．計(jì)算角度時(shí)，一定注意上、下半測(cè)回較差不能超限，否則要找出原因，并進(jìn)行重測(cè)。 

  八、思考題：角度測(cè)量為什么要用正、倒鏡觀測(cè)？

     

 

 

   

  8實(shí)驗(yàn)四  導(dǎo)線測(cè)量(閉合導(dǎo)線)

 

  一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?nbsp;

    1．掌握經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量外業(yè)實(shí)施內(nèi)容及精度要求 

    2．掌握經(jīng)緯儀導(dǎo)線測(cè)量的外業(yè)記錄格式 

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 

    1．測(cè)角 

2．量邊

3．起始邊方位角的測(cè)定 

  三、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備 

1．DJ6 經(jīng)緯儀一臺(tái)/組， 

2．標(biāo)桿一對(duì)/組

3．50m鋼卷尺一個(gè)/組

4．測(cè)釬一對(duì)/組 

  四、實(shí)驗(yàn)原理

 

 

如圖所示，點(diǎn) A、B 和直線 AB 分別為已知坐標(biāo)和方位角，欲測(cè)定 1、2、3、4 各點(diǎn)的坐標(biāo)和直線 A1、

12、23、34、4A方位角，首先測(cè)出AB 與 A4 的夾角β0，然后測(cè)出沿 A-1-2-3-4 前進(jìn)方向左側(cè)的水平角∠

4A1、∠A12、∠123、∠234、∠34A，可以根據(jù)已知方位角αAB 和已知坐標(biāo)（xA，yB）推算出直線 A1、

12、23、34、4A的方位角和點(diǎn) 1、2、3、4、的坐標(biāo)。

五、實(shí)驗(yàn)步驟 

1．踏勘選點(diǎn)。踏勘選點(diǎn)要遵循以下幾個(gè)原則：

①便于測(cè)繪地形圖②便于測(cè)角③便于量邊④邊長(zhǎng)適宜⑤保證安全 

2．測(cè)角

一般觀測(cè)前進(jìn)方向左側(cè)的水平角。用 DJ6 光學(xué)經(jīng)緯儀測(cè)一個(gè)測(cè)回，兩個(gè)半測(cè)回之間的觀測(cè)值的差數(shù)，

不得超過(guò) 40〞。經(jīng)緯儀依次安置于各導(dǎo)線點(diǎn) A、1、2、3、4，進(jìn)行對(duì)中、整平，對(duì)中誤差不得大于 3mm，

并瞄準(zhǔn)相鄰兩導(dǎo)線點(diǎn)上的標(biāo)桿底部或?qū)Ь€點(diǎn)木樁上的測(cè)釬下端，在可能的條件下盡量瞄準(zhǔn)木樁上的小釘，

以減小測(cè)角誤差。

在每站觀測(cè)工作結(jié)束前，應(yīng)當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行檢查計(jì)算，若發(fā)現(xiàn)觀測(cè)結(jié)果超限或有錯(cuò)誤，應(yīng)立即重新觀測(cè)，直

至符合要求，方可遷站。

3．量邊

測(cè)量導(dǎo)線邊長(zhǎng)使用檢驗(yàn)過(guò)的 50m 鋼尺進(jìn)行丈量，各邊應(yīng)往返各丈量一次，往返測(cè)量的較差率，一般

地區(qū)不大于 1/2000，在量距困難地區(qū)不大于 1/1000。如果較差沒(méi)有超限，則取往返測(cè)量成果的平均值作為

最終觀測(cè)成果。如果是丈量的是斜距，還應(yīng)換算成水平距離。

  94．起始邊方位角的測(cè)定

觀測(cè)已知邊 AB 與導(dǎo)線邊 A1 的連接角β0，然后只需觀測(cè)各導(dǎo)線邊之間前進(jìn)方向的左側(cè)的夾角便可以

推算出各邊的方位角，再推算各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)。對(duì)于不與已知邊連接的閉合導(dǎo)線，可以用羅盤(pán)儀測(cè)定一條

起始邊的磁方位角作為已知角。 

  六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 

1．寫(xiě)出閉合導(dǎo)線外業(yè)測(cè)量的步驟 

2．按規(guī)定格式記錄導(dǎo)線外業(yè)測(cè)量的觀測(cè)數(shù)據(jù)，并計(jì)算出導(dǎo)線邊之間的水平角和每條導(dǎo)線邊長(zhǎng)的平均

值。 

  七、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 

1．在每次遷站前都要當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行冊(cè)站檢查計(jì)算，符合規(guī)定要求后方可遷站。 

2．外業(yè)記錄字體要端正、清楚，不能涂改。 

  八、思考題：

  導(dǎo)線點(diǎn)為什么要選擇在視野開(kāi)闊的高地？

 

實(shí)驗(yàn)五  基本測(cè)設(shè)

 

  一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?nbsp; 

    1．掌握水平距離、水平角和設(shè)計(jì)高程的測(cè)設(shè) 

2．掌握點(diǎn)的平面位置的測(cè)設(shè)

3．掌握設(shè)計(jì)坡度線的測(cè)設(shè)方法 

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 

    1．水平距離、水平角和設(shè)計(jì)高程的測(cè)設(shè) 

2．點(diǎn)的平面位置的測(cè)設(shè)

3．設(shè)計(jì)坡度線的測(cè)設(shè)方法

  三、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備 

1．DJ6 經(jīng)緯儀一臺(tái)/組

2．S3 水準(zhǔn)儀一臺(tái)/組 

3．標(biāo)桿一對(duì)/組

4．50m鋼卷尺一個(gè)/組

5．測(cè)釬一對(duì)/組 

  四、實(shí)驗(yàn)原理：

  實(shí)驗(yàn)原理源自水準(zhǔn)測(cè)量、水平角測(cè)量、距離測(cè)量 

  五、實(shí)驗(yàn)步驟 

1．水平距離的測(cè)設(shè)：

⑴ 一般方法：一般方法是所測(cè)設(shè)的線段方向已知（方位角或與某一直線的夾角） 。在起始點(diǎn)安置經(jīng)緯

儀確定方向后，用鋼尺直接丈量。為了進(jìn)行檢核，應(yīng)進(jìn)行往返丈量測(cè)設(shè)的距離，若往返丈量的較差在

限差之內(nèi)，則取平均值作為最后結(jié)果。

⑵ 精確方法：當(dāng)測(cè)設(shè)精度要求較高時(shí)，應(yīng)按鋼尺量距的精密方法進(jìn)行測(cè)設(shè)，具體步驟如下：

  10

①將經(jīng)緯儀安置在已知起點(diǎn)A上，并標(biāo)出給定直線的方向，沿該方向進(jìn)行概量并在地面上打下尺段樁

和終點(diǎn)樁，在樁頂刻十字標(biāo)志

②用水準(zhǔn)儀測(cè)定各相鄰樁樁頂之間的高差

③用經(jīng)過(guò)鑒定后的鋼尺，加標(biāo)準(zhǔn)拉力（10㎏）先測(cè)出整尺段的距離，并加尺長(zhǎng)改正、溫度改正、和高

差改正，計(jì)算每尺段的長(zhǎng)度及各尺段之和，得結(jié)果為D0。改正數(shù)按以下公式計(jì)算

尺長(zhǎng)改正       

 溫度改正      △Dt=-α（t-t0）l′ 0

高差改正        

式中△D0、△Dt、△Dh為三項(xiàng)改正，lt 為鋼尺實(shí)際長(zhǎng)度；l0 為名義長(zhǎng)度；l′0 為實(shí)測(cè)長(zhǎng)度；α為膨脹

系數(shù)；t 為測(cè)設(shè)時(shí)的溫度；t0 為鑒定時(shí)的溫度；h 為兩點(diǎn)間的高差。

④用應(yīng)測(cè)設(shè)的水平距離D減去D0，得余長(zhǎng)段q，即q=D-D0，然后計(jì)算余長(zhǎng)段加改正后應(yīng)測(cè)設(shè)的距離q′。

⑤根據(jù)計(jì)算出的q′在地面上測(cè)設(shè)余長(zhǎng)段，并在終點(diǎn)樁上作出標(biāo)記，即為所測(cè)設(shè)的終點(diǎn)B。如果終點(diǎn)

超過(guò)了原打的木樁，應(yīng)另打終點(diǎn)樁。

2．水平角度的測(cè)設(shè)

⑴一般方法

 

如圖（a）所示，設(shè) OA為地面上已知方向，β為設(shè)計(jì)角度，測(cè)設(shè)設(shè)計(jì)方向 OB。在 O點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，

盤(pán)左時(shí)置水平角讀數(shù)為 00

00′00〞，瞄準(zhǔn) A點(diǎn)，然后轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，使水平度盤(pán)讀數(shù)為β，在視線方向上標(biāo)

定B′點(diǎn)；再用盤(pán)右位置測(cè)設(shè)β角，標(biāo)定B〞點(diǎn)；由于存在測(cè)量誤差，B′點(diǎn)與B〞點(diǎn)往往不重合，取中點(diǎn)

B，則∠AOB即為β，OB方向就是要標(biāo)定于地面上的設(shè)計(jì)方向。

⑵精確方法

如圖（b）所示，先用盤(pán)左測(cè)設(shè)出概略方向OB′，標(biāo)定出B′點(diǎn)，再用測(cè)回法（根據(jù)精度要求確定測(cè)

回?cái)?shù)）測(cè)量∠AOB′的角值為β′。再用鋼尺丈量出OB′長(zhǎng)度，則有支距

  11（△β的 單位為秒）

以B′B為依據(jù)改正點(diǎn)位B′。若β＞β′，△β為正值時(shí)，則按順時(shí)針?lè)较蚋恼c(diǎn)位，即沿OB′垂

線方向從B′起向外量取支距BB′， 以標(biāo)定B點(diǎn)； 反之則向內(nèi)沿OB′垂線方向從B′起向外量取支距BB′，

以標(biāo)定B點(diǎn)。則∠AOB即為所要測(cè)設(shè)的角。

3．設(shè)計(jì)高程的測(cè)設(shè) 

⑴一般方法

 

安置水準(zhǔn)儀于水準(zhǔn)點(diǎn) R與待測(cè)設(shè)高程點(diǎn) A之間，得后視讀數(shù) a，則視線高程 H 視=HR+a；前視應(yīng)讀數(shù)

b 應(yīng) = H 視 - H 設(shè)，H 設(shè)為待測(cè)點(diǎn)高程。

此時(shí)在A點(diǎn)木樁側(cè)面，上下移動(dòng)水準(zhǔn)尺，直至水準(zhǔn)儀的視線在尺上截取的讀數(shù)恰好等于 b 應(yīng)時(shí)，緊靠

尺底在木樁側(cè)面畫(huà)一橫線，此橫線即為設(shè)計(jì)高程的位置。為了醒目還要在橫線下面畫(huà)一“▼”，若A點(diǎn)為

室內(nèi)地坪，應(yīng)在橫線上注明“±0” （此時(shí)以室內(nèi)地坪基準(zhǔn)面） 。

⑵高程上下傳遞法

 

此方法適用于待測(cè)設(shè)高程點(diǎn)的高程與水準(zhǔn)點(diǎn)的高程相差很大，如測(cè)設(shè)較深的基坑標(biāo)高或測(cè)設(shè)高層建筑

物的標(biāo)高，只用水準(zhǔn)尺已無(wú)法測(cè)設(shè)，此時(shí)可借助鋼尺將地面水準(zhǔn)點(diǎn)的高程傳遞到坑底或高樓上所設(shè)置的臨

時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)上，然后再根據(jù)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)設(shè)其它各點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程。

左圖是將地面水準(zhǔn)點(diǎn) A的高程傳遞到基坑臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn) B 上的示意圖，在坑邊木桿上懸掛經(jīng)過(guò)鑒定的鋼

尺，零點(diǎn)在下端并掛 10㎏重錘，為減少擺動(dòng)，重錘放入盛有廢機(jī)油的筒內(nèi)。在地面和坑內(nèi)分別安置水準(zhǔn)

儀，瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺和鋼尺讀數(shù)a、b和c、d，則：

HB = H視–cd–b = HA + a -（c–d）-b

右圖是將地面水準(zhǔn)點(diǎn)A的高程傳遞到高層建筑物上，方法與上述方法相仿，任一層臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)Bi 的高

程為：

  12HBi = HA + a +（ci- d）- bi

4．點(diǎn)的平面位置測(cè)設(shè)

⑴直角坐標(biāo)法

 

此法根據(jù)矩形控制網(wǎng)測(cè)設(shè)。如左圖所示，已知廠房矩形控制網(wǎng)四個(gè)角點(diǎn) A、B、C、D 坐標(biāo)，在設(shè)計(jì)

平面圖中已確定廠房四個(gè)角點(diǎn) 1、2、3、4 的設(shè)計(jì)坐標(biāo)。測(cè)設(shè) 1 點(diǎn)的步驟如下：

①算出B點(diǎn)與1點(diǎn)的坐標(biāo)差：△xB1=x1-xB，△yB1=y1-yB

②在b點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，瞄準(zhǔn)C點(diǎn)，在此方向上用鋼尺量△yB1 得E點(diǎn)

③在E點(diǎn)安置經(jīng)緯儀用盤(pán)左和盤(pán)右兩次測(cè)設(shè)90

0

角，在兩次平均方向上E-E1上從E點(diǎn)量△xB1，即得

1點(diǎn)

④用相同的方法，在C點(diǎn)測(cè)設(shè)2點(diǎn)，在D點(diǎn)測(cè)設(shè)3點(diǎn)，在A點(diǎn)測(cè)設(shè)4點(diǎn)。

⑤檢查廠房的四個(gè)角是否等于90

0

，各邊長(zhǎng)度是否等于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，若在限差內(nèi)則合格。

⑵極坐標(biāo)法

如右圖所示，根據(jù)水平角度和水平距離測(cè)設(shè)點(diǎn)位。A、B兩點(diǎn)是待測(cè)點(diǎn)P點(diǎn)附近的已知控制點(diǎn)，先用坐

標(biāo)反算公式求出αAB 和αAP，從而求得AP與AB的水平角β=αAB -αAP；再根據(jù)P、A兩點(diǎn)的坐標(biāo)求出AP

的水平距離DAP。在A點(diǎn)安置經(jīng)緯儀，測(cè)設(shè)水平角β，再?gòu)腁點(diǎn)量水平距離DAP 即得測(cè)設(shè)點(diǎn)P。

5．設(shè)計(jì)坡度的測(cè)設(shè)方法

 

 

此方法常用于道路、管道等工程建設(shè)中。如圖所示，A、B 兩點(diǎn)為設(shè)計(jì)坡度線的兩端點(diǎn)，A 點(diǎn)高程 HA

為已知，設(shè)計(jì)坡度為 iAB= -1%，可求出 B 點(diǎn)的高程；

HB = HA +iAB·DAB = HA – 0.1 DAB

  13  14

為了施工方便,每隔一定距離(一般取10m)打一木樁,用水準(zhǔn)儀設(shè)置傾斜視線法(當(dāng)坡度較大時(shí)可用經(jīng)

緯儀),步驟如下:

⑴ 用高程測(cè)設(shè)的發(fā),根據(jù)附近水準(zhǔn)點(diǎn)R將坡度下兩端點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程 HA、HB 測(cè)設(shè)于地上，并打上木樁。

⑵ 將水準(zhǔn)儀安置在A點(diǎn)上并量取儀器高i，安置時(shí)使一個(gè)腳螺旋在AB方向上，另兩個(gè)腳螺旋的連線

大致與AB方向垂直。

⑶ 旋轉(zhuǎn)AB方向上的腳螺旋和微傾螺旋，使視線在B點(diǎn)標(biāo)尺上所截取的讀數(shù)等于儀器高i，此時(shí)水準(zhǔn)

儀的傾斜視線與設(shè)計(jì)坡度線平行，但中間各樁點(diǎn)1、2、3、上的標(biāo)尺讀數(shù)都為i時(shí)，則各樁頂?shù)倪B線就是

要設(shè)計(jì)的坡度線。

  六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 

1．寫(xiě)出基本測(cè)設(shè)的內(nèi)容及各種測(cè)設(shè)的步驟 

2．針對(duì)每項(xiàng)測(cè)設(shè)內(nèi)容，每組假設(shè)一組數(shù)據(jù)，把實(shí)施測(cè)設(shè)標(biāo)定的數(shù)據(jù)記錄下來(lái) 

  七、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 

1．假設(shè)數(shù)據(jù)時(shí)要根據(jù)進(jìn)行實(shí)地測(cè)設(shè)的環(huán)境 

2．測(cè)設(shè)完畢后要進(jìn)行檢查，和假設(shè)數(shù)據(jù)是否吻合 

  八、思考題：測(cè)設(shè)和測(cè)定有何區(qū)別？