实习目的:
1. 练习水准仪的安置、整平、瞄准,能够测量出任意两点的高差
2. 掌握经纬仪对中,整平,瞄准,掌握水平角与竖直角的测量
3. 掌握钢尺量距的方法
4. 使用经纬仪和水准仪测绘地形图
5. 提高动手能力和分析问题、解决问题的综合能力,为今后参加工作打下坚实的基础
6.培养热爱专业、热爱集体和艰苦奋斗的精神,逐步形成严谨务实、团结合作的工作作风和吃苦耐劳的劳动态度
测区概况:
此次实习的地点主要在实验楼、行政楼周围,地势平坦,天气良好,人、车流量较多。
时间安排:
20xx年9月21日高程测量
20xx年9月22日角度测量,距离测量
20xx年9月23日角度测量,距离测量,闭合导线内业计算
20xx年9月24日控制点展绘,碎部测量
20xx年9月25日碎部测量
9月21日我们小组进行了水准测量。水准测量即用测量仪器从已知点出发,沿着一定的水准路线通过观测、记录、计算等求的未知点的高程。
水准测量主要分三种:附和水准测量、闭合水准测量、支水准测量。测量的方法更具体的讲有:两次仪器高法、双面尺法。简在本次的测量是采用型号为DS3的水准仪,我们这测量小组测量的数据误差都是在3mm范围内,最后成功的测量出了该工程的数据。在摆设仪器和塔尺的时候我们使得前视距和后视距大致相等,这样可以减少仪器i角误差对测量结果的影响。
水准仪的使用包括:水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。下面是使用的具体步骤:
1. 安置 安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。首先打开三脚架并使高度适中,用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固,然后打开仪器箱,用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。
2. 粗平 粗平是使仪器的视线粗略水平,利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。具体方法用仪器练习。在整平过程中,气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。
3. 瞄准 瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。首先是把望远镜对向远处明亮的背景,转动目镜调焦螺旋,使十字丝最清晰。再松开固定螺旋,旋转望远镜,使照门和准星的连接对准水准尺,拧紧固定螺旋。最后转动物镜对光螺旋,使水准尺的清晰地落在十字丝平面上,再转动微动螺旋,使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。
在测量时要注意消除视差,精确瞄准后,眼睛在目镜前上下移动,若发现十字丝横丝在水准尺上的位置也随之移动,这种现象称为视差。产生视差的主要原因是水准尺通过物镜所组成的影像与十字丝平面不重合。视差的存在将会影响读数的准确性,应予以消除。消除视差的方法是再仔细地进行物镜调焦、目镜调焦,直到眼睛上下移动时读数不变为止。
4. 精平 精平是使望远镜的视线精确水平。微倾水准仪,在水准管上部装有一组棱镜,可将水准管气泡两端,折射到镜管旁的符合水准观察窗内,若气泡居中时,气泡两端的象将符合成一抛物线型,说明视线水平。若气泡两端的象不相符合,说明视线不水平。这时可用右手转动微倾螺旋使气泡两端的象完全符合,仪器便可提供一条水平视线,以满足水准测量基本原理的要求。注意气泡左半部份的移动方向,总与右手大拇指的方向不一致。
5. 读数 用十字丝,截读水准尺上的读数。现在的水准仪多是倒象望远镜,读数时应由上而下进行。先估读毫米级读数,后报出全部读数。
在测量的数据中,通过已知点的高程我们可以计算得到任意测量点的高程。在施工的时候倘若是整平地基,这样可以知道要挖的土方量和挖的距离,使得简单易行的进行,对建设起到铺路的作用。
为了确定地面点的平面位置,一般需要观测水平角。所谓水平角,就是空间相交的两直线之间的夹角在水平面上的投影。水平角测量常用测回法和方向观测法两种。
β(水平角)=b(右目标读书)-a(左目标读书)
竖直角测量的目的就是为了确定地面点的高程。竖盘注记形式很多,常见的注记形式为全圆注记,注记的方向又分顺时针和逆时针两类。
a(竖直角)=目标视线的读书-水平视线的读数
经纬仪的使用步骤如下:
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,读出水平角的读数,精确到秒(秒是6的倍数)。
三、钢尺量距
钢尺量距是在工程测量及其他测量中常用的量距方法,优点是方便、快捷,易操作。
钢尺测量的特点:
1. 要对钢尺进行检定,得出在标准拉力、标准温度下应有的尺长方程式。
2. 在量距时操作严格用标准拉力,多次读数;用经纬仪定线,尺段端点用木桩标定;测量温度和尺段两端点高差。
3. 对量距的结果进行三项改正,测量时应考虑尺长改正、温度改正、倾斜改正的影响。
钢尺量距的步骤如下:
1.定线:使用经纬仪进行定线,这样确保两点间的距离和都在一条直线
2.量距:6人小组,2人拉尺,2人读数,2人指挥兼记录和读温度。每尺丈量三次,满足精度要求,取三次结果的平均值,作为该尺段的观测成果。
3.测量桩顶高度:用水准仪测出各桩顶的高程,以便进行倾斜改正。
4.尺段长度计算:每尺段需进行尺长改正、温度改正和倾斜改正,求出改正后的尺段长度。
5.计算全长:将改正后的各尺段和余长相加,分别得到往测、返测的全长,取其平均值为最终的观测成果。
精密量距中,每一尺段得斜距需进行三项改正:尺长改正、温度改正、倾斜改正。
四、测量误差来源
(一) 仪器误差
①仪器校正不完善的误差②调焦误差③水准尺零点不等的误差
(二) 观测误差
主要包括有精平误差、调焦误差、估读误差和水准尺倾斜误差。
(三) 外界条件的影响
在观测过程中,不断变化着的大气温度、湿度、风力、可见度、大气折光等外界因素给测量带来的误差为有外界条件的影响产生的误差
五、精度要求
1.水准测量:|fh|0;若后视读数小于前视读数,则高差为负,表示B点比A点低,hAB<0。如果a、b两点相距不远,且高差不大,则安置一次水准仪,就可以测得高差hab。如果a、b两点相距较远或高差较大,安置一次仪器无法测得其高差时,就需要在两点间增设若干个作为传递高程的临时立尺点,称为转点(简称tp点),如tp1,tp 2,…点,并依次连续设站观测。
(二)经纬仪的使用方法
(1)、经纬仪
经纬仪是测量工作中的主要测角仪器。由望远镜、度盘、水准器、基座等组成。测量时,将经纬仪安置在三脚架上,用垂球或光学对点器将仪器中心对准地面测站点上,用水准器将仪器定平,用望远镜瞄准测量目标,用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角。按精度分为精密经纬仪和普通经纬仪;按读数设备可分为光学经纬仪和游标经纬仪;按轴系构造分为复测经纬仪和方向经纬仪。此外,有可自动按编码穿孔记录度盘读数的编码度盘经纬仪;可连续自动瞄准空中目标的自动跟踪经纬仪;利用陀螺定向原理迅速独立测定地面点方位的陀螺经纬仪和激光经纬仪;具有经纬仪、子午仪和天顶仪三种作用的供天文观测的全能经纬仪;将摄影机与经纬仪结合一起供地面摄影测量用的摄影经纬仪等。DJ2经纬仪主要由水平度盘、照准部和基座三大部分组成。
(2)、操作要点
三脚架调成等长并适合操作者身高,将仪器固定在三脚架上,使仪器基座面与三脚架上顶面平行。将仪器舞摆放在测站上,目估大致对中后,踩稳一条架脚,调好光学对中器目镜(看清十字丝)与物镜(看清测站点),用双手各提一条架脚前后、左右摆动,眼观对中器使十字丝交点与测站点重合,放稳并踩实架脚。伸缩三脚架腿长整平圆水准器 。将水准管平行两定平螺旋,整平水准管。平转照准部90度,用第三个螺旋整平水准管。 检查光学对中,若有少量偏差,可打开连接螺旋平移基座,使其精确对中,旋紧连接螺旋,再检查水准气泡居中。
(3)、角度测量原理
1. 水平角的测量原理
水平角是指过空间两条相交方向线所作的铅垂面间所夹的二面角,角值为 0°~360°。空间两直线OA和OB相交于点O,将点A,O,B沿铅垂方向投影到水平面上,得相应的投影点A′,O′,B′,水平线O′A′和O′B′的夹角β就是过两方向线所作的铅垂面间的夹角,即水平角。水平角的大小与地面点的高程无关。测量角度的仪器在测量水平角时必须具备两个基本条件:
1)能给出一个水平放置的,且其中心能方便地与方向线交点置于同一铅垂线上的刻度园盘——水平度盘。
2)要有一个能瞄准远方目标的望远镜,且要能在水平面和竖直面内作全圆旋转,以便通过望远镜瞄准高低不同的目标A和B。水平角β为A和B两个方向读数之差:β=b-a
2. 垂直角的测量原理
垂直角是指在同一铅垂面内,某目标方向的视线与水平线间的夹角α,也称竖直角或高度角;垂直角的角值为0°~±90°。视线与铅垂线的夹角称为天顶距,天顶距z的角值范围为0°~180°。当视线在水平线以上时垂直角称为仰角,角值为正;视线在水平线以下时为俯角,角值为负。由此可知测角仪器经纬仪还必须装有一个能铅垂放置的度盘——垂直度盘,或称竖盘。
(三)全站仪的使用方法
全站仪,即全站型电子速测仪(Electronic Total Station)。是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器,是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作,所以称之为全站仪。广泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程测量或变形监测领域。全站仪与光学经纬仪区别在于度盘读数及显示系统,电子经纬仪的水平度盘和竖直度盘及其读数装置是分别采用两个相同的光栅度盘(或编码盘)和读数传感器进行角度测量的。根据测角精度可分为0.5″,1″,2″,3″,5″,10″等几个等级。本次主要用于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)键选择不同的测距模式。应注意,有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高,显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。
四、实习概述:
本次实习原定地点为婺源。五月九号我们兴高采烈的从学校出发,经过三个小时的行程,于当天晚上到达。一切准备就绪,第二天早晨我们六点半准时集合,然后开始选点。我们跟着欧阳老师,从第一个点到最后一个点。我们的点分为两组——A组与B组。由于是第一次跟着老师选点,我们更多的是看老师如何选点,不时向老师提出问题,老师耐心的给予解答。
比如包括点的距离与角度如何选定。我们总共12个组,前6个组测A组点,后6个组测B组,我们这一组分到侧B组。选完点之后,我们马上开工。我们从B1点开始测,由于对仪器不是很熟悉,我们在该上耗费了好长时间,最后测出的误差在1分,由于超过了误差限制,我们重新测,由于路上很多车子挡视线,我们不得不选其他点作为起测点。我们扛着仪器来到B4点这次速度比较快,误差为20多秒,在误差范围之内。我们非常高兴,接着往下测,到了中午,我们匆匆吃了午饭又开始测,累并快乐着。等到还剩两个点时天突然下起了小雨,我们依然坚持测,在雨中我们又测完了一个点。我们来到了最后一个点,雨越下越大,路上车子时不时挡住了仪器的视线。我一次次的和他们沟通,让他们把车子挪动一下。经过几十分钟的努力,我们终于测完了最后一个点。看着天上越下越大的雨,我们的心格外的轻松。然而不幸的消息来了,晚上得知当地国土局不让我们在这里测,第二天晚上7点我们从婺源返回学校。虽然我们从实习地点返回了学校,但我们的实习没有结束,而是另一个新的开始。第二天早晨7点半我们在清心广场集合,老师带着我们重新选点,这次我们对选点的规则有所了解,速度也很快,紧接着我们开始进行角度的测绘。用了一上午就完成了任务,下午我们紧接着开始了高程的测绘,在下下午5点钟的时候圆满完成了高程的测量。随后又用全站仪进行了距离的测量,直到天黑收工,这一天过的真充实。第二天开始了内业作业,对角度数据和距离数据进行处理。通过老师给我的B1点的坐标,我们计算出了其它点的坐标,在误差范围之内,我们非常高兴。接下来我们便开始了碎步测量,相比前面的测量,碎步测量更繁琐一些。刚开始速度好慢,一个上午才测了30来个点,我非常生气。中午我们没休息,开始找原因,原来我们配合不够默契。为了达到默契我们开始了从新分工,因为之前之所以效率这么高,全赖于我们合理分工,人尽其用。这次我负责现场做草图及选点,陈达负责读数,徐恒负责跑点立尺,肖晓光负责记录和计算。每到一站,我会先领着徐恒把将要跑的点跑一遍,然后默记心中。使我将要画得特征点和他将要跑的.点保持一致。这样在测量的过程中,我们紧密配合,效率大大提高。用了两天的时间我们就完成了碎步测量,我们很有成就感。虽然这期间下了两天的雨,但是并没有影响我们的进度。测完碎步点后,我便开始画图。在聚酯薄膜上先把水准确定,然后把水准点周围的碎步点画出来,最后将水准点连成实物图形。当看到实物图形一个个落成时才渐渐舒了一口气。最后将各个地貌标出来,才算成图。
五、实习收获:
1、在仪器掌握方面
我们这次使用了三种仪器——水准仪,经纬仪,全站仪。通过本次实习总得来说,我们对仪器的操作更加快速准确。对仪器的每个构件的功能更加熟悉和了解。不用死记硬背,在实习中轻轻松松掌握了各个键的功能。我们这次用到是J2经纬仪,精度很高。刚开始对仪器读数不是很熟悉,经过我们的思考逐渐明白。它的度数可以直接从上盘读出来,而分需要分两部分,分的十位数可以从上盘刻度读出,其各位数需要从下盘刻度读出,秒从下盘读出。理清这个逻辑以后,我们读数很快很准确。水准仪相比经纬仪结构要简单些,主要是三个调平,圆水准气泡,长水准气泡,上下浮动气泡。按顺序调平之后,直接读出上中下三丝就行了。它的主要用途在于测高差。这次我们第一次用到了全站仪。全站仪是高科技,它的操作类是经纬仪。我们主要用全站仪测距离。全站仪是电子设备,精度很高,误差主要在照准时。准确瞄准标杆底部和棱镜可以有效减少误差。
2、在理论知识方面
这次实习我们主要用到了三种记录表格,即测回角表格,四等水准测量表格,碎步测量表格。通过本次实习,我们对这三种表格的记录,原理,处理方法更得心应手。这三种表格所体现的知识就是我们测绘中非常重要三种测量——角度测量,水平距离测量,高层测量。角度测量主要利用测回法,每个测回,用上下半测回的平均值来求得。水平距离的测量则是通过上中下三丝及竖直角来实现。不过我们实际用到的距离是通过全站仪测出的。这是因为全站仪的测量精度更高一点。用经纬仪或者水准仪测出的距离精度太差。或者我们仅仅用它粗测距离。高程测量这是通过水准仪来实现。在婺源的时候,为了测出大坝的高层,需要好多站,难度较大。同时还要注意把握前后视距及累计视距差。确保每一站的数据都在误差的范围内。只有有了比较好的理论的知识才可以在实际工作中清晰明确。
3、实际工作体会与感悟
在课堂我们学到的只是一些理论知识而已,在实验课上我们可能会学到一些仪器方面的知识,而到了实际工作中,就不仅是学知识了,还需要社会协调。在婺源的时候我就深有体会。那是在我们测最后一个点的时候,路上老是有车挡我们的视线,我不得不一个个和当地人进行沟通。这就需要社会协调能力,而这只有在实际工作中才会学到和锻炼。所以说,实际工作中,不仅是知识储备的释放还有人际交往的挑战。其实后者往往在以后的工作占有更重要的比重。我记得看到过一篇新闻,说在建设人民英雄纪念碑的时候,梁思成主要在协调各方面的关系,而他的妻子才是人民英雄纪念碑的具体设计者。并不是说明林徽因的才能高于梁思成,恰恰说明实际工作中协调关系的重要性。
4、对测量学科的认识与思考
测量学是一门很重要的学科,我们只是学了它的一些皮毛而已。科学定义是:测量学是研究如何测定地面点的平面位置和高层,将地球表面的地形及其他信息测绘成图,以及确定地球的形状和大小等的学科。它包括很多分支学科。我们主要学得是普通测量学,主要研究地球表面较小区域内测绘工作的基本理论、技术、方法、和应用的学科,是测量学的基础。主要研究内容有图根控制网的建立、地形图的测绘及一般工程的施工测量。而我们这次实习的主要任务便是地形图的测绘。我们需要画的区域为清新广场那一块。具体点就是北到清新广场末端,南到大路,西到那条河,东到一栋这一块区域。比例尺为1:500。就个人兴趣而言,我是比较喜欢地图的,从小到大经常看地图,地理也比较好。所以实习时我挺喜欢画图的。
六、实习结束语: 通过实习不仅巩固了课堂所学知识,而且让我们对仪器的操作更加熟练,同时让我们懂得了测量学科。向认真负责指导带领我们实习的欧阳老师致敬!