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1、实验二 精密导线测量一、实验项目 精密导线测量的方法及数据处理；二、实验目的1、了解精密导线测量的方法；2、学会精密导线测量的数据处理方法；三、实验仪器： J2光学经纬仪或全站仪、脚架、测钎等；四、 实验原理和导线测量技术要求1导线布设形式，根据测区的大小情况要求，导线可布设成以下三种：1）闭合导线2）附合导线3）支导线2城市或工程测量导线测量技术指标一二级导线的主要技术要求如下表：导线等级导线最大点个数测回数（J2）导线长度/km 平均边长/km 测距中误差/mm 测角中误差导线全长相对闭合差 方位角闭合差 相邻边长比一级1223.6 0.310 5 1/20000 相邻长边与短边的比不能大
2、于3：1二级1212.4 0.2 15 8 1/10000 注意：1可角度和边长分别测量，也可同时测量。2导线点要保存好，作为下次精密水准的水准点，两次实验的成果构成一个完整的二级导线控制成果。3本次实验可选二级导线，以校园I级（一级）导线点为已知点，布设平均边长约为200米的II级（二级）不少于四个，构成闭合或附合怀线。4记录坚决不能涂改和造假，更不能转抄，否则重测，如果记录错误，请将本测站“距离”列标明“作废”，本测站重测，并从下行开始记录。如有转抄或涂改，实验成绩为“0”分，自然不能参加本课程的考试，因为这是职业道德问题。5记录字不能出格。6测角主要限差：同一方向值的2C互差不大于13秒
3、；上下半测回方向值之差不大于9秒；两测回同一方向值之差不在于9秒（一级导线才有此项限差）；如果方向多于3个，则归零差不大天8秒，各记录员必须记牢，在一测站结束后必须算完限差，如果各项结果在限差范围之内，才能搬站，否则要重测。五、实验内容步骤 1. 在已知点架设仪器，对中、整平后用光学瞄准器大致瞄准测钎；2. 先调整目镜，使十字丝清晰，再调整调焦透镜，使目标像清晰(即目标像落在十字丝网面上)，则视差被消除。3. 使用经纬仪进行角度测量，读数是三个环节之一，又由测微器和度盘的作用可知，经纬仪照准目标之后，其读数就是度盘读数和测微器读数之和。4角度和边长记录到下表。5记录无误后，进行方位角闭合差和导
4、线全长相对闭合差计算，如果合格进行下一步，否则检查记录或重测。6平差计算：平差方法选择间接平差，用MATLAB中的s612.m计算，每个小组只提供一份平差报告，作为组长的实验报告的附件交上。六、实验结论 通过实验，能够掌握测量过程、记录格式、各项限差、平差计算。实验三 DNA03数字水准仪认识实习一、目的与要求1、了解DNA03数字水准仪的基本构造及读数方法；2、了解如何对DNA03数字水准仪进行检验与校正；二、实验仪器数字水准仪、水准尺、尺垫、脚架；三、数字水准仪的构造和水准尺特点1、构造特点 （1）仪器特点序号结构部件序号结构部件序号结构部件1 开关9显示屏17GEB121 电池（选件）2
5、底盘10圆水准器18电池适配器GAD39；3脚螺旋11带有粗瞄器的提把19圆水准器进光管4水平度盘12目镜20外部供电的RS232接口5电池盖操作杆13键盘216电池仓14物镜22测量按钮7开PC 卡槽盖按钮15GEB111 电池（选件）23调焦螺旋8PC 卡槽盖16PCMCIA 卡（选件）24无限位水平微动螺旋（2）仪器界面（3）专业术语S 测站1 标尺1(后视标尺)2 标尺2(前视标尺)C 标尺C(碎部点或放样点)B 后视标尺高，双观测法为：B1，B2F 前视标尺的视线高。双观测法为：F1，F2int 碎部视线/放样视线的视线高DB 后视距离DF 前视距离Dint 碎部视线距离/放样视线的
6、距离HO 起始点高程H 前视点/碎部点高程dH 后视视线与前视视线、碎部视线或放样视线之间的高差dh 两标尺（碎部视线、放样视线或前视）之间的高差HCol 仪器的水平视线高度2、精密水准观测原则精密水准测量的严格规定：限制仪器到标尺的距离。（1）限制最低视线高度，以便使地面大气折光影响最小。（2）双观测（后前前后，a 后前前后）法，既增加测量的可靠性，也减少由于标尺下沉引起的误差。（3）采用限制视线i 角误差（自动补偿器的剩余误差）的交替观测程序（BFFB，aBFFB，BFFB，FBBF）。（4）强烈的阳光下打伞。3、测量原理水准尺标尺的条纹码作为参照信号存储在仪器内。测量时，线译码器捕获仪器
7、视场内的标尺影象作为测量信号，然后与仪器的参考信号进行比较，就获得视线高度和水平距离。就象光学水准测量一样，测量时标尺要直立。只要把标尺照亮，可用本仪器进行夜间作业（传感器适合于可见光）。四、实验内容步骤1、简便测量简便测量有两种方式，一种不记录，直接开始测量，另一种是有记录的测量，需要设置作业和线路。简便测量只是测量标尺读数和视距，它不分前后视，测量结果也不进行计算，没有高程或高差结果。2、线路水准线路测量依步骤进行：a、设置作业：可以选择已有的作业，也可以增加新作业；在仪器测量程序界面有提示操作。b、设置线路：输入线路名、操作者、测量方法、后视点点号、后视点高程、标尺1(Stf1) 标尺2
8、(Stf2)。其中测量方法有：BF（后前）、BFFB（后前前后）、aBF（后前、前后）、aBFFB（后前前后、前后后前）。c、设置限差：首先将各限差开关打开（on），然后将光标放在“值”上，根据自己所做的实验或者项目选择和事的限差值。DistBal(视距差)、Maxdist(最大视距)、StafLow(视线高)、StatDif(测站标准差)、B-B/F-F(两次读数差)。d、开始测量：各项设置完成后，选择“开始”，将显示当前设置，按回车即可开始进入线路水准测量。在上方的状态栏中，显示BFFB 或者FBBF，其下方有一个箭头，表示当前要测量的标尺，下方有“查看用来查看测量信息。PtID：点号、R
9、em：注记、Dbal：累计视距差、Dtot：累计距离。注：当一个测段测量完成后，退出线路水准测量程序，如果要进行下一条线路水准测量，必须重新启动“线路测量”程序。如果测量到某一步，需要重新测量时，你只需要按Back按键，按提示操作即可，如果要重测再上一步，你再按Back按键，可一级一级向上一步返回，进行重测作业。3、检验调整检验调整，是用来对对仪器I角进行检查的，检查完毕后，仪器将保存I角的当前值，并在以后的测量过程中对水准测量进行改正。它同样需要进行1 设置作业2 设置方法3 开始 共三个步骤，其中设置方法中，有两种方法：方法1：AB 注：A、B表示标尺 表示测站方法2：AB其操作按界面中文
10、提示进行即可。4、测量模式操作： MODE键Mode： Single 单次测量，只测量一次 Mean 平均值测量，测量次数n可以自定义，取平均值 MeanS 满足标准差的平均测量，最多和最少测量次数n可以自定义 Median 中间值测量，测量次数n可以自定义，取五、注意事项1、实验过程中要注意爱护仪器；2、认真听老师讲解，严格按照规定操作，以达到实验效果；3、认真学习指导书，做好课前预习工作；六 、实验报告报告实验目的、实验的理论基础（原理）和方法，操作步骤等。实验四 数字水准测量实施一、目的与要求1、了解数字水准测量的施测方法；2、学会如何传输、处理数字水准测量数据；二、实验仪器数字水准仪、
11、水准尺、尺垫、脚架；三、数字水准测量作业的一般规定（1）使用仪器前，应该先把两块电池充满电，检查仪器有无故障，对仪器进行检核。 （2）仪器距前、后视水准标尺的距离应尽量相等，其差应小于规定的限值：二等水准测量中规定，一测站前、后视距差应小于1.0m，前、后视距累积差应小于3m。这样，可以消除或削弱与距离有关的各种误差对观测高差的影响，如角误差和垂直折光等影响。（3）同一测站上观测时，不得两次调焦；转动仪器的倾斜螺旋和测微螺旋，其最后旋转方向均应为旋进，以避免倾斜螺旋和测微器隙动差对观测成果的影响。 （4）在连续各测站上安置水准仪时，应使其中两脚螺旋与水准路线方向平行，而第三脚螺旋轮换置于路线方
12、向的左侧与右侧。（5）进行水准测量时可根据屏幕上的箭头所提示的前视或者后视，进行测量，不能随便进行测量。首先观测的那个水准尺，在后面换站后都是先观测的。（6）每一测段的水准测量路线应进行往测和返测，这样，可以消除或减弱性质相同、正负号也相同的误差影响，如水准标尺垂直位移的误差影响。（7）观测前对圆水准器应严格检验与校正，观测时应严格使圆水准器气泡居中。（8）水准测量的观测工作间歇时，最好能结束在固定的水准点上，否则，应选择两个坚稳可靠、光滑突出、便于放置水准标尺的固定点，作为间歇点加以标记，间歇后，应对两个间歇点的高差进行检测，检测结果如符合限差要求（对于二等水准测量，规定检测间歇点高差之差应
13、1.Omm），就可以从间歇点起测。若仅能选定一个固定点作为间歇点，则在间歇后应仔细检视，确认没有发生任何位移，方可由间歇点起测。四、数字水准测量观测 1、 测站观测程序1.测站观测程序 往测时，奇数测站照准水准标尺分划的顺序为 后视标尺的基本分划； 前视标尺的基本分划； 前视标尺的辅助分划； 后视标尺的辅助分划； 往测时，偶数测站照准水准标尺分划的顺序为 前视标尺的基本分划； 后视标尺的基本分划； 后视标尺的辅助分划； 前视标尺的辅助分划。 返测时，奇、偶数测站照准标尺的顺序分别与往测偶、奇数测站相同。 按光学测微法进行观测，以往测奇数测站为例，一测站的操作程序如下：（1）置平仪器，要求圆气泡
14、位于指标圆环中央。（2）打开仪器，选择应用程序进入线路测量，新建一个作业，文件名为cehui06dadi，操作者名字。设置好后选择方向键确认后，返回到刚才的线路测量界面，选择设置线路，可选择（aBFFB），设置好后选择设置限差，根据自己所做的水准级别，根据要求设置。设置无误后开始测量。（3）将望远镜照准后视水准标尺，使符合水准气泡两端影像近于符合，调整目镜和物镜，用望远镜照准水准尺，采集数据。（4）旋转望远镜照准前视标尺，并使符合水准气泡两端影像精确符合（双摆位自动安平水准仪仍在第摆位），精确照准水准尺，采集两次数据。（5）旋转望远镜，照准后视标尺的辅助分划，并使符合水准气泡两端影像精确符合，
15、精确照准后，采集数据。（6）测量无误后方可进行下一站测量。2、水准测量限差DNA03数字水准仪的测量限差，应该根据实验所选用的水准级别进行设置。当所观测的数据超出限差范围时，仪器会提醒是否需要重测，如果相差很大需要重测。项目等级视线长度前后视距差m前后视距累计差m视线高度（下丝读数）mm基辅分划读数之差mm基辅分划所得高差之差mm上下丝读数平均值与中丝读数之差检测间歇点高差之差mm仪器类型视线长度m0.5cm分化标尺mm1cm分划尺mm一S05二S1S053、验算水准测量验算的目的是检查外业测量成果整体是否达到要求。精密水准测量验算表水准点名测段号水准路线长度往测高差返测高差往返高差较差高差中
16、数高程平差R(km)(m)(m)W(mm)123456若测段路线往返测不符值超限，应先就可靠程度较小的往测或返测进行整测段重测；附合路线和环线闭合差超限，应就路线上可靠程度较小，往返测高差不符值较大或观测条件较差的某些测段进行重测，如重测后仍不符合限差，则需重测其他测段。 项目等级测段路线往返测高差不符值mm附合路线闭合差mm环线闭合差mm检测已测测段高差之差mm一等二等三等四等由个测段往返测的高差不符值计算往返测高差平均值的每公里偶然中误差为 式中，是各测段往返测的高差不符值，取mm为单位；R是各测段的距离，取km为单位；是测段的数目。如果此误差大于二等精密水准测量，每公里高差中数中误差，则
17、不合，要重新检查记录，整理成果是否正确？4、测量数据格式4,28.134,1.015314,B15,27.300,1.361394,F15,27.312,1.361245,F24,28.148,1.015641,B25,0.919478,337.263212,-0.345842,52.030959,-0.000327,0.000150这是第五站的测量结果显示。53.030959是前视点的高程。5、数据传输数据传输有两种方法，一是通过超级终端，利用全站仪传输的方法可以传出数据、二是利用数据传输软件传输数据。五、注意事项1、实验过程中要注意爱护仪器；2、严格按照规定操作，以达到实验效果；3、严格遵
18、守实验纪律，做好课前预习工作；六 、实验报告报告实验目的、实验的理论基础（原理）和方法，操作步骤等。附件一一级导线点成果（高程等级为四等水准）点号X坐标Y坐标高程LG034076430.9794589551.820334.5466LG044076579.5117588019.319835.0020I014076007.2430587929.909436.5004I024075997.4715588089.546336.0634I034075973.8284588352.345936.0775I044075945.5415588539.908936.4162I054075939.16105887
19、32.596836.0891I064076198.0380588716.7366I074076269.0927588574.902735.7120I084076483.9232588598.198435.0479I094076494.6651588386.641135.3921I104076514.7990588201.118235.2606I114076205.5379588170.799235.7197I124075980.3814588157.676835.9324I134075910.5869588926.622236.2050I144075904.3336589118.388235.
20、8732I154075879.3953589394.250036.0177I164075869.1541589517.209435.6584I174076119.5695589565.278335.0985I184076497.9438589159.125134.7159I194076531.3519588832.012034.4301I204076240.3492588805.4337I214075662.5848588647.392436.5902I224075581.2445588543.256336.8779I234075425.8713588522.790137.1354I24407
21、5455.0997588194.466537.2465I254075478.5174588028.315337.6050I264075695.7358588048.853236.9321I274075585.1468589363.909836.5405I284075445.7907589364.561736.8895I294075325.7666589345.914536.8513I304075342.9928589190.391037.0563I314075378.4989588944.476137.0154I324075390.7552588748.242237.2419B01407591
22、3.117588073.28236.239B024075851.887588073.69536.519B034075911.215588114.05236.471B044075918.521588117.92036.375附件三：综合实验二实验报告应包括如下内容一、原理：参看补充内容测角：（限差3、8、13、9） 用测回法施测导线左角(位于导线前进方向左侧的角)或右角(位于导线前进方向右侧的角)。一般在附合导线中，测量导线左角，在闭合导线中均测内角。若闭合导线按反时针方向编号，则其左角就是内角。图根导线，一般用D2级光学经纬仪测一个测回。若盘左、盘右测得角值的较差不超过13，则取其平均值。 导
23、线测量的内业计算 ： 导线测量内业计算的目的就是计算各导线点的坐标。 计算之前，应全面检查导线测量外业记录，数据是否齐全，有无记错、算错，成果是否符合精度要求，起算数据是否准确。然后绘制导线略图，把各项数据注于图上相应位置。测区离中央子午线88公里，因此要进行距离归算，因为测区小，每条边的每公里变形为 ，每公里距离变长了94.5毫米。所以每条边必须进行投影变形计算才能在高斯平面上平差计算，学校平均大地高为40米，由高程引起的距离改正为，每公里距离变短了6.25毫米。二、实验内容步骤1、测角，测边，距离改化（0.0945m/km）,本次实习因距离短，不需要进行方向改化。数据采集完成后进行验算。2
24、、数据验算合格后进行平差计算，精度分析和结论。三、数据记录及处理 1、观测值见导线记录表（每组上交一张导线测量记录表）。 2、改化后距离和方向改化后的角度值： 3、验算结果：， 4、平差1）、坐标平差值。2）、点位误差、误差椭圆（附以表格形式）。3）、边长中误差，边长相对中误差。4）、观测角单位权中误差。四、实验结论及问题讨论（以下几条仅供参考，每个人不能相同）1）、如何选择精密导线点（位置固定，测得数据准确，能够长期保存）。2）、经边长和方向改化后，才能进行精度的平差计算。3）、平差前要验算，防止出现错误。4）、平差不但要有坐标平差，还要有各种精度分析。5）、导线实验，最少要四个小时。6）、
25、通过本次实验，培养了自己的信心，掌握了高精度水准测量的方法，为以后的工作打下了基础。7）、一个测站上测角误差超限的原因是什么？应注意什么因素的影响？8）、一段导线经验算合格，但经严密平差后单位权是误差超限（二级导线测角中误差为8秒）的原因是什么？9）、平均边长超限，要不要重测？10）、点位误差椭园参数计算各方位角的中误差如何计算？。11）、未知点之间的相对误差椭圆参数如何计算？12）、和图根导线相比精密导线的不同处主要有哪些？附件四：精密水准测量综合实验实验报告应包括如下内容一、原理：参看教材和本指导书二、实验内容步骤内容：1前后视距长度测量，视距差不超过1米，累计差不越过3米；2中丝读数；3
26、高差各种误差是否在限差之内计算；4水准测量验算；主要步骤：1、安置仪器；2、设置文件和操作程序；3、视距测量和标尺读数；4、水准测量验算：看观测数度是否合格后；5、如果验算进行平差计算合格（本次实验没有相应的一等水准点，就不进行平差计算），应把三个班全部水准整理到一起，进行独立网平差。6、综合实验报告编写。三、数据记录及处理 1、水准测量记录表（每组上交一份水准测量记录表，组长上交此材料）。2、水准测量验算：检查记录是否有错误；没有错误时用往返测高差较差验算，计算每公里单程高差中误差和计算每公里往返高差平均值中误差；3、用一个一级点高程计算所有二级导线点的水准高程；4、结论：成果是否合格。5、提交核心成果表的内容是：1）导线点坐标、点位误差和高程；2）每公里往返高差平均值及其中误差，点名和二级导线测量保持相同，如果有与一级导线点重合的二级点应在表中注明。四、实验结论及问题讨论（以下几条仅供参考，每个人不能相同）1）、如何选择精密导线点（位置固定，测得数据准确，能够长期保存）。2）、奇数站观测程序和偶数站观测程序相同吗？3）、平差前为什么要验算，不验算行吗？4）、各项限差与普通水准区别是什么？5）、所有表格的表头要有单位；6）、各种数据有效倍数保留要合理。