一、课前预习
1. 实验目的和要求。
弄清经纬仪的主要组成部分、基本结构、各部件的名称和功能。掌握使用经纬
仪的基本不走和操作要求。
2. 实验所需的主要仪器及工具。
经纬仪和标杆。
3. 绘图说明水平角测量的基本原理，并指出水平角测量的基本要求。 270° 0° O b a (左) B O (右) A B1 O1 β A1 水平面(H) 图3-1 水平角测量原理
如图3-1所示，可在O点的上方任意高度处，水平安置一个带有刻度的圆盘，并使圆盘中心在过O点的铅垂线上；通过OA和OB各作一铅垂面，设这两个铅垂面在刻度盘上截取的读数分别为a和b，则水平角β的角值为：
测量水平角的仪器必须满足的条件：
（1）必须有一个带刻度的圆盘，测角时能水平放置，且圆盘中心位于角顶O的铅垂线上。
（2）必须有一个能上下、左右转动用以瞄准目标的望远镜，且在仪器
水平，望远镜上下转动时扫出一个竖直面。
ba
4. 简述经纬仪使用的基本步骤的操作要求。
经纬仪的操作步骤（光学对中法）
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：检查对中标志是否偏离地面点。如果偏离了，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。
精平：旋转脚螺旋，使管水准气泡居中。 4 、瞄准与读数：
① 目镜对光：目镜调焦使十字丝清晰。
② 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。
③ 读数：
调整照明反光镜，使读数窗亮度适中，旋转读数显微镜的目镜使刻划线清晰，然后读数。
操作要求：
1.水平角观测瞄准目标时，尽可能瞄准其底部，以减少目标倾斜引起的误差。
2.同一测回观测时，切勿误动复测扳手或度盘变换手轮，以免发生错误。 观测过程中若发生气泡偏移超过一格时，应重新整平重测该测回。
3.计算半测回值时，当左目标读数a大于右目标b时，应加360°。 4.竖直角观测时，对同一目标应用十字丝横丝切准同一部位。每次读数前应使竖盘指标水准管气泡居中。计算竖直角和指标差时，应注意正、负号。
5.限差要求：对中误差小于3mm，上下半测回水平角角值之差不超过±40″；竖盘指标差互差在±25″之内。超限应重测。
二、课堂完成
1. 在图中标出各部件的名称。
⑴竖盘水准管观察镜、望远镜制动螺旋、竖盘水准管、物镜调焦环、目镜调焦环、望远镜目镜、平盘水准管、度盘照明镜、水平制动螺旋、基座、脚螺旋、水平度位置转换器
⑵度盘读数镜、瞄准器、竖盘、望远镜物镜、竖盘水准管微动螺旋、望远镜微动螺旋、光学对中器、水平微动螺旋、圆水准器 2. 完成下列天空。
⑴使用经纬仪，须首先对中，然后再整平；前者又包括用垂球对中和用光学对中器对中两步操作，后者又包括圆水准器气泡居中和平盘水准管气泡居中两步操作。
⑵经纬仪的精确整平，须反复调整脚螺旋和平盘水准管气泡在两个相互垂直的方向上气泡都居中；气泡移动的方向恒与左手的拇指转动的方向一致。
⑶十字丝看不清，须转动目镜调焦螺旋，目标看不清，须转动物镜调焦螺旋。 ⑷物镜调焦之后、精确瞄准目标之前，须消除视差。
⑸精确目标之后、读数之前，须先调节度盘照明镜，使度盘读数窗口比较明亮；接着调节仪器外部的测微轮，看清分划线，最后再精确读取度盘数。 3. 测定测站点至两目标点方向的水平角。 4. 思考题。
⑴从理论上讲，经纬仪平整后，望远镜上下转动时扫出的因是一个什么面？
从理论上讲，经纬仪平整后，望远镜上下转动时扫出的因是一个竖直面。 ⑵本次试验中，经纬仪正平后，望远镜上下转动时水平度盘读数有无变化？从理论上讲，有无变化？
本次试验中，经纬仪正平后，望远镜上下转动时水平度盘读数有变化。从理论
上讲，没有变化。
实验报告二
一、课堂预习
1. .实验目的和要求。
掌握测回法水平角和竖直角的方法。
2. 实验所需的主要仪器及工具。
经纬仪和标杆。
3.简述测回法观测水平角1测回的方法步骤。
方法与步骤：
（1）在地面上选择四点组成四边形，每位同学测量一个角度。 （2）在测站点安置经纬仪，对中、整平。
（3）盘左位置，瞄准左手方向的目标，读取水平度盘读数，记入观测手簿；然后松开照准部制动螺旋，顺时针转动照准部，瞄准右手目标，读取水平度盘读数，记入观测手簿。
（4）盘右位置，松开照准部和望远镜制动螺旋，纵转望远镜成盘右位置，瞄准原右手方向的目标，读取水平度盘读数，记入观测手簿；然后松开照准部制动螺旋，逆时针转动照准部，瞄准原左手方向的目标，读取水平度盘读数，记入观测手簿。
4.绘图说明经纬仪竖的构造特点。 5.简述测水平角和竖直角的注意事项。
注意事项：
1.水平角观测瞄准目标时，尽可能瞄准其底部，以减少目标倾斜引起的误差。
2.同一测回观测时，切勿误动复测扳手或度盘变换手轮，以免发生错误。 观测过程中若发生气泡偏移超过一格时，应重新整平重测该测回。
3.计算半测回值时，当左目标读数a大于右目标b时，应加360°。 4.竖直角观测时，对同一目标应用十字丝横丝切准同一部位。每次读数前应使竖盘指标水准管气泡居中。计算竖直角和指标差时，应注意正、负号。
5.限差要求：对中误差小于3mm，上下半测回水平角角值之差不超过±40″；竖盘指标差互差在±25″之内。超限应重测。
二、课堂完成
1.测定站点至两目标点方向间的水平角。
测目水平度盘读数 回标 数 盘左 盘右 ° １ ′ 〃 ° ２Ｃ 盘左盘右平均读数 归零方向值 各测回归零方向平均值 ′ 〃 ° ０ ′ 〃 ° 14 52 ′ 〃 ° ′ 〃 Ａ ０ ０ ０ 180 24 15 －０ 24′15″ 12 12 ０ ０ ０ Ｂ 43 43 １ 221 52 55 ＋42 1°51′54″ 58 50 267 20 30 ＋38′20 88 47 ４ 42 32 12 Ｄ 87 39 40 88 24 38 Ｅ 137 38 ０ 315 42 20 ＋136 40 10 136 25 18 1°55′40″ Ａ ０ 25 ０ 180 10 ０ ＋０ 15′ 17 30 ２ 90 ２ 19 Ａ 90 ０ ０ 269 56 55 ＋3′5″ 90 １ 32 ０ ０ ０ ０ ０ ０ Ｂ 133 ９ 30 313 ６ 58 ＋133 ８ 14 42 2′32″ 54 ４ 42 43 ８ Ｄ 177 ７ ０ 357 ５ 58 ＋1′2″ 177 ６ １ 87 53 48 88 ９ 13 Ｅ 227 30 45 47 27 10 ＋227 28 58 227 ３ 42 136 44 30 3′35″ Ａ 89 56 20 269 58 0 －89 1′40″ 57 10
4.思考题
⑴从理论上讲，左盘、右盘瞄准同一目标时，其水平度盘读数间有何关系？ 理论上相差180度
⑵从理论上讲，左盘、右盘瞄准同一目标时，其竖直度盘读数间有何关系？ 度数相同
实验报告三
水准仪认识与使用
一、课前预习。
1.实验目的和要求。
弄清水准仪的组成、基本构造、各部件的名称和功能，以及基本步骤和操作要
领。
2.实验所需的主要仪器及工具。
水准仪及水准尺。
3.绘图说明水准测量的基本原理，并指出水准测量的基本要求。
原理：利用能提供水平视线的仪器，测定地面点间的高差，按后推算待定点
（B）高程。
要求：水准仪放在前、后尺的中间。
4.简述水准仪使用的基本步骤和操作要领。
步骤：
⑴安置仪器 将三角架张开，使其高度在胸口附近，架头大致水平，并将脚尖踩入土中，然后用连接螺旋将仪器连在三脚架上。 ⑵. 认识仪器
了解仪器各部件的名称及其作用并熟悉其使用方法。同时熟悉水准尺的分划注记。 ⑶.粗略整平
先对向转动两只脚螺旋，使圆水准器气泡向中间移动，再转动另一脚螺旋，使气泡移至居中位置。 ⑷. 瞄准
转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；转动仪器，用准星和照门瞄准水准尺，拧紧制动螺旋（手感螺旋有阻力），转动微动螺旋，使水准尺成像在十字丝交点处。当成像不太清晰时，转动对光螺旋，消除视差，使目标清晰。 ⑸.精平、读数
在水准管气泡窗观察，转动微倾螺旋使符合水准管气泡两端的半影像吻合，视线即处于精平状态，在同一瞬间立即用中丝在水准尺上读取米、分米、厘米，估读毫米，即读出四位有效数字。
基本要求
⑴对中整平；量仪器高。 ⑵读前视距塔尺读数；
⑶读后视距塔尺读数；前后视距尽量相等。
二、课堂完成
1. 在图中标出各部件的名称。
⑴目镜调焦螺旋、测量望远镜、物镜调焦螺旋、水平微动螺旋、微倾螺旋、脚螺旋 ⑵瞄准用准星、水准管、瞄准用缺口、水准管气泡观察镜、圆水准器、基座 2. 完成下列填空。
⑴安装仪器后，转动脚螺旋使圆水准器气泡居中，气泡移动的方向恒与仪器倾斜的方向一致。
⑵转动望远镜目镜可看清十字丝；转动物镜调焦螺旋精确瞄准水准尺；转动微倾螺旋使管水准气泡符合。
⑶瞄准水准尺，包括目镜对光、粗瞄、物镜对光、精瞄和制动五步。 3. 测定地面两地间的高差，并指出哪一点较高。
测点 1 后视读数(m) 1.260 前视读数（m） 1.256 高差(m) 0.004 高低 前视高 4. 思考题。
⑴水准仪需不需要安装在两测点的连线上？不安装在两测点的连线上，从理论上讲对测量结果有无影响？实际上，情况又如何？实际测量时，由此应该注意什么？
需要安装在两测点的连线上。
不安装在两测点的连线上，从理论上讲对测量结果没有影响。 实际上有影响。
水准仪必须安置在两侧点的连线上。
⑵在同一测站上，后视读数结束后，瞄准前视，读数之间是否要精平（对微倾式水准仪而言）？
不需要。
⑶在同一测站上，后视读数结束后，瞄准前视，此时发现圆水准器气泡不居中，该怎么办？
使圆水准器泡居中，转动水准仪，气泡仍然句中，再从新测量。
实验报告四
普通水准路线测量
一、课前预习
1. 实验目的和要求。
掌握水准测量施测，记录，计算的方法。
2. 实验所需的主要仪器及工具。
水准仪及水准尺。
3. 简述普通水准测量外业的实施步骤及注意事项。
图2
当待定点离水准点较远或高差很大， 就需要连续多次安置仪器才能测定两点高差。如图 2所示， 已知水准点BMA 的高程为
， 测量未知点B的高程， 假如需安置4 个测
站 （安置仪器的位置称为测站） ， 其观测步骤如下：
1.选择转点： 在离
点约100m 处选一立尺点TP1 ， 称为转点。
2.安置测站： 在距A 和TP1 点大约等距离I 处， 安置水准仪。用圆水准器将仪器粗平。
3.后视 点上的水准尺， 用微倾螺旋精平后， 读水准尺后视读数。 4.前视1 点上的水准尺， 用微倾螺旋精平后， 读水准尺前视读数b1。 5.计算第一测站两立尺点间的高差H1=- b1.
6.继续测量， 选第2 个转点TP2 ， 水准仪搬到大约与TP1 、TP2 等距离的Ⅱ处， 重复2 、3、4、5各步， 即 “安置测站—后视—前视—计算高差” 。
按照上述方法一直测到未知点B 。
注意：搬立尺子应注意从第1 站至第 2站时， 前视尺不动， 而是将 站的后视
尺搬动到 站作为前视尺， 如图箭头所示方向搬迁立尺。
圆水准器泡要居中，管水准器泡要成半圆，水准器在前，后尺的中间。
二、课堂完成
1. 路线测量与记录。
三、课后完成 1. 成果整理。
2. 结果分析与总结（体会、建议）。 编号测 测点 站 后尺 下丝 前尺 下丝 水准尺读数 高差 （m） 平均高差（m） 备注上丝 后视距 视距差d (1) (2) （3） （8） 上丝 前视距 累计差∑d （5） (6) (7) （9） 后视 (4) (13) 前视 (10) (12) （11） （14） （15） 1 BM. 1406 1627 22.1 11.2 1521 1536 0.015 0.023 TP1 1105 1214 10.9 11.2 1198 1229 0.031 2 TP1 1208 1518 49 20.2 1426 1447 0.021 0.026 TP2 0242 0530 28.8 31.4 0345 0376 0.031 3 TP2 0158 0343 18.5 9.7 0297 0318 0.021 0.016 TP3 1654 1742 8.8 41.4 1711 1732 0.011 4 TP3 0919 1017 9.8 -15.4 0967 0988 0.021 TP4 2052 2304 25.2 26 2178 2199 0.021 0.021 5 TP4 1611 1952 34.1 -11.4 1779 1799 0.020 0.036 TP5 0968 1423 45.5 14.6 1199 1250 0.051 6 TP5 1300 1495 19.5 1.3 1398 1419 0.021 0.021 TP6 1410 1592 18.2 15.9 1502 1523 0.021 7 TP6 1410 1592 18.2 -2.8 1202 1233 0.031 BM. 1060 1270 21 13.1 1680 1696 0.016 0.024 每页检核∑（3）= 171.2 ∑〔(4)+(13)〕=17.257 ∑〔(11)+=0.332 -)∑〔(10)+(12)=19.693 ∑（15）=-）∑（7）=158.4 ——————————2∑（15）=0.027889 ———————— =-2.436 =12.8 总视距∑（3）+∑(7)=329.6
水准路线内业计算表
点号 距离 (km) 2.6 2.1 1.7 1.6 2.0 1.8 2.5 测段观测高差 高差改正值 （m） (m) 0.023 0.026 0.016 0.021 0.036 0.021 0.024 0.007 0.005 0.004 0.004 0.005 0.005 0.006 改正后高差 (m) 0.03 0.031 0.02 0.025 0.041 0.026 0.030 高程 (mBM . TP1 TP2 TP3 TP4 TP5 TP6 BM. 35.5 35.531 35.551 35.576 35.617 35.643 39.45 ∑ 14.3 0.167 0.036 0.203 ∑h理=HB-HA=39.45-35.5=3.95m ｆh=∑h-(HB-HA)=0.167-3.95=-3.783m=-37mm fh允=±40 每公里路线高改正值= fh／L=37／14.3=2.59(mm／km)
实际结果往往会有一定的误差，和理论的结果不一样是正常的。这些误差是操
作不当，或是其他因素造成的。但上面的的实际误差比允许误差大是不允许的，所以上面的操作是失败的。
操作过程中尽量式操作过程正确，以减少实验误差。
水准测量中尽量使仪器在两卡尺的中间，安放时尽量使仪器水平，不要移动卡
尺。
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