測量實習報告 D1 、距離測量

　實習日期 94、02、28 班級組別 營建 1A-第 N 組 組員姓名 列出所有組員姓名與學號

　王一 鄭二 張三 李四 報告撰寫 報告撰寫組員姓名與學號

　 詳列本次實習所使用之儀器與工具,並說明其用途。

　1、儀器:纖維捲尺、鋼捲尺、水準尺、水準儀、平板儀、經緯儀、光波電子測距儀

　 纖維捲尺 鋼捲尺 水準尺 水準儀

　平板儀 光學經緯儀 電子經緯儀 光波電子測距儀 2、工具:輔助測量工作順利進行之工具。如:木槌,鋼釘,木樁,鐵架,標桿,錘球,測針,三腳架,噴漆,水準器、、、、、、、 3、自備器具:自行攜帶輔助測量工作順利進行之工具、文件。如:計算機,測量手冊,相機,紀錄紙,筆,防曬用具(不建議撐傘！)、、、、、、、

　 敘述測量方法與其原理,配合流程圖說明量測步驟。

　1、測量的原理與方法: 測量的方法係根據以之二點 A 與 B 決定未知點 C 的基本原理而產生的。

　(1)距離測量: 量測 AC 與 BC 的距離,以確定未知點 C 的座標位置。如圖 1所示。

　(2)支距法: 量測過 C 點且與已知 AB 垂直的距離,來決定未知點 C 的座標位置。如圖 2 所示。

　(3)導線測量: 量測 AC(或 BC)的距離,及其與 AB 間的夾角 (或 )即可定出C 的座標位置。如圖 3。

　(4)交會法或三角測量: 量測 AC、BC 與 AB 間的夾角 、 即可定出 C 的座標位置。如圖 4。

　 圖 1、距離測量 圖 2、支距法

　圖 3、導線測量 圖 4、交會法或三角測量

　測量實習流程圖

　 以表格表示詳列所有組員量測的數據與實習的記錄。

　數據 平坦地距離測量(單位:公尺) 傾斜地距離測量(單位:公尺) 測量者 第 01測回 第 02測回 第 03測回 第 01測回 第 02測回 第03測回

　A11 A12 A13 A21 A22 A23

　B11 B12 B13 B21 B22 B23

　C11 C12 C13 C21 C22 C23

　D11 D12 D13 D21 D22 D23

　 根據記錄計算分析結果,以圖形表格表示實習成果。

　測量所得的觀測值或數據必須經過整理與計算分析,方能具有得到一定精度與信賴度的量測值,才具有應用的價值。數據的

　整理方法可分為: 1、表格: 表格適用於外業測量數據的紀錄保存,且能從其中概觀測量的全體結果。更有助瞭解未知量結果的關係或發現不同觀測者在量測過程的差異。

　表格設計時,縱欄橫列的安排配置,應事先考量紀錄數據間的先後順序與相關性,且宜預留空格以利於現場量測時加註與內業時之計算分析及檢查複核的方便性。

　2、圖形: 利用圖形可以易於探討表格中無法表現之數據間的相互關係、最大最小值、週期性或異常值等重要的性質。

　圖形製作時應考量:圖形類型、觀測量的特性、座標軸單位、刻度大小、量測值精度與容易閱讀。

　必要時應於外業時,即應繪製現場簡略位置關係圖,以利於內業計算分析結果之比對。

　觀測數據的計算分析方法,可依測量方法原理、誤差傳播特性及精度要求,選用適當的方法進行數據的計算與分析: 1、平均值: 包括測回平均值與總體數據平均值

　 (1)測回平均值:同一觀測者所測得數據的算術平均

　值

　(2)總體平均值:同組同一儀器所測得所有數據的算術平均值

　2、標準差: 包括測回標準差與平均值標準差

　 (1)測回標準差:同一觀測者所測得數據的標準差

　(2)平均值標準差:同組同一儀器所測得所有數據的標準差

　3、信賴區間: 以觀測平均值加上一估計值精度來表示真值的範圍,此一範圍稱為信賴區間。若量測次數少於 30 次,可以假設觀測值分布為 t 分配,則信賴區間可以下式估計之:

　為 t 分配於信賴度 1- 與自由度 m-1 時所對應的臨

　界值

　 自由度(m-1) (1-=50%) (1-=80%) (1-=90%) (1-=95%) (1-=99%) 2 0、816 1、886 2、920 4、303 9、925 3 0、765 1、638 2、353 3、182 5、841 4 0、741 1、533 2、132 2、776 4、604 5 0、727 1、476 2、015 2、571 4、032 6 0、718 1、440 1、943 2、447 3、707

　0、674 1、282 1、645 1、960 2、576

　 4、誤差平差: 最小平方法

　 5、計算範例: [測量數據分析]、[自動分析表格]

　 簡述實習發生異常的情形,根據原理分析測量誤差。

　工程測量主要係以測量儀器為工具,用基準單位量來求得未知待測量相對之比值。

　以距離測量為例:藉由皮捲尺或銦鋼尺為測量儀器,以一整尺(30m)為基準單位量來量測道路上已知二端點的長度,若其比值為 12 時,則道路長度為 30mx12=360m。

　其中,此一操作過程稱為「測量」或「量測」。經測量所得的數值 360 稱為「量測值」。未知量量測的方法,依其方式可分為: 1、直接量測: 未知量經由測量儀器直接測得。如以皮捲尺量測距離。

　2、間接量測: 應用未知量與另一已知量的關係間接求得。如已知一三角形一邊長度 a 與三內角 A,B,C 等量測值,則可利用正弦定理求另二邊長度:

　測量過程中,因採用的測量方法原理或方式不同,或因儀器與操作人員的影響,量測所得的量測值並不會等於未知量真正的值(稱為真值),量測值與真值間的差異即稱為誤差(Error)。

　測量誤差依據其來源,概可分為三大類: 1、系統誤差: 其主要來自於儀器本身的誤差,如刻度不精準所產生的誤差;量測環境條件不同所造成的物理誤差,如光線曲射所產生的誤差;以及觀測者習慣偏差所造成讀數判讀

　偏大或偏小的誤差。系統誤差為一定值,可利用儀器校正的方法或計算加以消除。

　2、偶然誤差: 係由不明原因或偶發性因子之影響所造成的誤差。當測回次數夠多時,偶然誤差具有下列特性: (1)小誤差發生的機率大於大誤差發生的機率。

　(2)正值誤差與其絕對值相等的負值誤差發生的機率相等。

　(3)極大誤差發生的機率極小。

　3、錯誤過失: 操作人員刻度讀數錯誤,記錄或計算錯誤所造成。必須非常細心並藉由多重複查才可發現而加以消除或避免。

　 分析探討異常處理的方法、誤差原因與避免的方法。

　1、自身安全: 在建築工地應戴安全帽。在交通要道上工作,應穿警戒色外套。

　儀器旁豎立警告標誌(最好放在儀器與來車方向之間),或由專人持紅白旗示警。

　2、儀器安儀器設置在腳架上面上以後,立即鎮鎖上腳架頂之

　全: 連接螺旋。

　儀器架設後。必須要有人員在旁照顧;否則,強風,粗心駕駛員、行人、頑皮小孩等,均有可能導致儀器傾倒。

　在光滑地面設置儀器時,應利用正三角形框(每邊長約 90 公分),框住腳架腿之尖端。

　 精密測量工作應協調工地之重機械暫時停工,以免干擾測量。

　儀器高度宜適中。太低時觀測者彎腰駝背容易疲勞,太高則不便觀測。

　 收工或每站測畢,均應檢查各頁附件工具就是否收妥,以免遺失,儀器或工具如果損壞或折斷,殘骸不得丟棄,應帶回報繳。損壞或故障時,不得逞強自行修理,人為疏忽造成損壞理應賠償。

　3、記錄: 記錄者應主動栛助測量員。測量員讀出之數值,記錄者應複誦無誤才可以記錄。記錄時,數字的高度為記錄表中格子高度的 2/3。

　記錄錯誤時,不可以在原數字上改,應劃線,然後在該格剩下的 1/3 位置重寫。當然也可以記在下一格。這樣保留記錄的原始狀況,有助於加後之查閱

　與檢討。

　測量時現場的特別狀況亦應讀詳實記載。例如風很大,車輛來往震動,工地打樁震動等等,均為了日後查核之用。

　 檢附儀器與實習相關的照片、參考資料及相關文件。

　A1、參考文獻 1、測量實習(上冊),白巨川編著,矩陣出版股份有限公司,pp、1-pp、16(2002,08) 2、SURVEYING(6E),BANNISTER,RAYMOND,BAKER,Addison Wesley Longman Ltd, London(1984)

　第三章 角度測量

　在確定地面點的位置時,常常角度測量。

　角度測量最常用的儀器就是經緯儀。

　角度測量分為水平角測量與豎直角測量。

　水平角測量用于求算點的平面位置,豎直角測量用于測定高差或將傾斜距離改化成水平距離。

　第一節水平角測量原理

　 水平角就是地面上一點到兩目標的方向線投影到水平面上的夾角,也就就是過這兩方向線所作兩豎直面間的二面角。

　第二節

　DJ6 級光學經緯儀

　一、經緯儀概述

　1.按讀數系統區分類:光學經緯儀、游標經緯儀、電子經緯儀

　2.按精度分類:DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15 及 DJ60

　 二、DJ6 光學經緯儀的構造

　1.基座

　基座用來支承整個儀器,并借助中心螺旋使經緯儀與腳架結合。其上有三個腳螺旋,用來整平儀器。豎軸軸套與基座連在一起。

　2.水平度盤

　水平度盤就是玻璃制成的圓環,在其上刻有分劃,從 0°~360°,順時針方向注記,用來測量水平角。

　3.照準部

　照準部上有望遠鏡、橫軸、支架、豎軸、水準管、水平制微動、豎直制微動及讀數裝置等。

　三、J6 級光學經緯儀的讀數方法

　1.分微尺測微器及其讀數方法

　分微尺測微器的結構簡單,讀數方便,具有一定的讀數精度,廣泛應用于 J6 級光學經緯儀。這類儀器的度盤分劃度為 1°,按順時針方向注記。

　2.單平板玻璃測微器及其讀數方法

　單平板玻玻測微器主要由平板玻璃、測微尺、連接機構與測微輪組成。轉動測微輪,通過齒輪帶動平板玻璃與與之固連在一起的測微尺一起轉動;測微

　尺與平板玻璃同步轉動、

　第三節

　 水平角觀測

　一、經緯儀的對中、整平與瞄準

　1、對中

　對中目的就是使儀器的中心與測站點位于同一鉛線上。

　先目估三腳架頭大致水平,且三腳架中心大致對準地面標志中心,踏緊一條架腳。雙手分別握住另兩條架腿稍離地面前后左右擺動,眼睛瞧對中器的望遠鏡,直至分劃圈中心對準地面標志中心為止,放下兩架腿并踏緊。調節架腿使氣泡基本居中,然后用腳螺旋精確整平。檢查地面標志就是不位于對中器分劃圈中心,若不居中,可稍旋松連接螺旋,在架頭上移動儀器,使其精確對中。

　2、整平

　整平就是利用其座上三個腳螺旋使照準部水準管氣泡居中,從而導致豎軸豎直與水平度盤水平。

　整平時,先轉動照準部,使照準部水準管與任一對腳螺旋的連線平行,兩手同時向內或外轉動這兩個腳螺旋,使水準管氣泡居中。將照準部旋轉 90°,轉動第三個腳螺旋,使水準管氣泡居中,按以上步驟反復進行,直到照準部轉至任意位置氣泡皆居中為止。

　 3、瞄準

　 二、水平角觀測

　1.測回法

　 這種方法用于觀測兩個方向之間的單角。

　1)盤左位置精確瞄準左目標 A,調整水平度盤為零度稍大,讀數 A 左 。

　2)松開水平制動螺旋,順時針轉動照準部,瞄準右方目標,讀取水平度盤讀數 B左 。以上稱上半測回。β 上 = B 左 - A 左 。

　3)松開水平及豎直制動螺旋,盤右瞄準右方目標,讀取水平度盤讀數 B右 ,再瞄

　準左方目標 A 右 。以上稱下半測回。β 下 = B 左 - A 左 。

　4)上、下半測回合稱一測回。

　當測角精度要求較高時,往往要測幾個測回,為了減少度盤分劃誤差的影響,各 測 回 間 應 根 據 測 回 數 n 按 180°／ n 變 換 水 平 度 盤 位 置 。

　2.方向觀測法

　適用于觀測兩個以上的方向。當方向多于三個時,每半測回都從一個選定的起始方向(零方向)開始觀測,在依次觀測所需的各個目標之后,應再次觀測起始方向(稱為歸零)稱為全圓方向法。

　第五節

　豎直角觀測

　一、豎直角測量原理

　豎直角就是同一豎直面內視線與水平線間的夾角。其角值為 0°~ 90°。視線上傾斜,豎直角為仰角,符號為正。視線向下傾斜,豎直角為俯角,符號為負。

　豎直角與水平角一樣,其角值也就是度盤上兩個方向讀數之差。不同的就是豎直角的兩個方向中必有一個就是水平方向。

　二、豎直度盤

　 三、豎直角的觀測與計算

　1.儀器安置于測站點上,盤左瞄準目標點 M(中絲切于目標頂部)。

　2.調節豎盤指標水準管氣泡居中,讀數 L。

　3.盤右再瞄準 M 點并調節豎盤指標水準管氣泡居中,讀數 R。

　 4.計算豎直角α。

　盤左

　盤右

　四、豎盤指標差

　當視線水平時,盤左豎盤讀數為 90°,盤右為 270°。但指標不恰好指在 90°或270°,而與正確位置相差一個小角度 x,x 稱為豎盤指標差。

　或

　 五、豎盤指標差自動歸零的補償裝置 第六節

　水平角測量的誤差 一、儀器誤差

　1.視準軸誤差

　望遠鏡視準軸不垂直于橫軸時,其偏離垂直位置的角值 C 稱視準差或照準差。

　2.橫軸誤差

　當豎軸鉛垂時,橫軸不水平,而有一偏離值 I ,稱橫軸誤差或支架差。

　3.豎軸誤差

　觀測水平角時,儀器豎軸不處于鉛垂方向,而偏離一個δ角度,稱豎軸誤差。

　二、對中誤差與目標偏心

　觀測水平角時,對中不準確,使得儀器中心與測站點的標志中心不在同一

　鉛垂線上即就是對中誤差,也稱測站偏心。

　 當照準的目標與其它地面標志中心不在一條鉛垂線上時,兩點位置的差異稱目標偏心或照準點偏心。其影響類似對中誤差,邊長越短,偏心距越大,影響也越大。

　三、觀測誤差

　1.瞄準誤差

　人眼分辯兩個的最小視角約為 60″,瞄準誤差為

　2.讀數誤差

　用分微尺測微器讀數,可估讀到最小格值十分之一。以此作為讀數誤差。

　四、外界條件的影響

　觀測在一定的條件下進行,外界條件對觀測質量有直接影響,如松軟的土壤與大風影響儀器的穩定;日曬與溫度變化影響水準管氣泡的運動;大氣層受地面熱輻射的影響會引起目標影像的跳動等等,這此都會給觀測水平角帶來誤差。因此,要選擇目標成象清晰穩定的有利時間觀測,設法克服或避開不利條件的影響,以提高觀測成果的質量。

　第七節

　經緯儀的檢驗與校正

　一、照準部水準軸應垂直于儀器豎軸的檢驗與校正

　檢驗

　先整平儀器,照準部水準管平行于任意一對腳螺旋,轉動該對角螺旋使氣泡居中,再將照準部旋轉 180°,若氣泡仍居中,說明此條件滿足,否則需要校正。

　 校正

　用校正針撥動水準管一端的校正螺絲,先松一個后緊一個,使氣泡退回偏離格數的一半,再轉動腳螺旋使氣泡居中。重復檢驗校正,直到期水準管在任何位置時氣泡偏離量都在一格以內。

　 二、十字絲豎絲應垂直于儀器橫軸的檢驗校正

　檢驗

　用十字絲豎絲一端瞄準細小點狀目標轉動望遠鏡微動螺旋,使其移至豎絲另一端,若目標點始終在豎絲上移動,說明此條件滿足,否則需要校正。

　校正

　旋下十字絲分劃板護罩,用小改錐松開十字絲分劃板的固定螺絲,微微轉動十字絲分劃板,使豎絲端點至點狀目標的間隔減小一半,再返轉到起始端點。生復上述檢驗校正,直到無顯著誤差為止,最后將固定螺絲擰緊。

　 三、視準軸應垂直于橫軸的檢驗與校正

　方法一:

　檢驗

　盤左瞄準遠處與儀器同高點 A,讀取水平度盤讀數 α 左 ,倒轉望遠鏡盤右再瞄準 A 點,讀取水平度盤讀數 α 右 。若α 左 =α 右 ±180°,說明此條件已滿足,若差值超過 2′,則需要校正。

　校正

　計算正確讀數α 右 ′=[α右 +(α 左 ±180°)]/2,轉動水平微動螺旋,使水平度盤讀數為 α 右

　′,此時目標偏離十字絲交點,用校正針撥動十線左、右校正螺旋,使十字絲交點對準 A 點。如此重復檢驗校正,直到差值在 2′內為止。最后旋上十字絲分劃板護罩。

　方法二:

　檢驗

　在平坦場地選擇相距 100m 的 A、B 兩點,儀器安置在兩點中間的 O 點,在 A 點設置與經緯儀同高的點標志(或在墻上設同高的點標志),在 B 點設一根水平尺,該尺與儀器同高且與 OB 垂直。檢驗時用盤左瞄準 A 點標志,固定照準部,倒罷望遠鏡,在 B 點尺上定出 B1 點的讀數,再用盤右同法定出 B2 點讀數。若 B1與 B2 重合,說明此條件滿足,否則需要校正。

　 校正

　在 B 1 、B 2 點間 1/4 處定出 B 3 讀數,使 B 3 =B 2 －(B 2 －B 1 )/4。撥動－十字絲左、右校正螺旋,使十字絲交點與 B 3 點重合。如此反復檢校,直到 B 1 B 2 ≤2cm 為止。最后旋上十字絲分劃板護罩。

　四、橫軸與豎軸垂直的檢驗與校正

　在離建筑物 10m 處安置儀器,盤左瞄準墻上高目標點標志 P(垂直角大于 30),將望遠鏡放平,十字絲交點投在墻上定出 P1 點。盤右瞄準 P 點同法定出 P2 點。若 P1P2 點重合,則說明此條件滿足,若 P1P2＞5mm,則需要校正。由于儀器橫軸就是密封的,故該項校正應由專業維修人員進行。

　 五、豎軸指標差的檢驗與校正

　六、光學對中器的檢驗校正。

　第八節

　電子經緯儀簡介 電子經緯儀與光學經緯儀的根本區別在于它用微機控制的電子測角系統代替光學讀數系統。其主要特點就是:

　1.使用電子測角系統,能將測量結果自動顯示出來,實現了讀數的自動化與數字化。

　2.采用積木式結構,可與光電測距儀組合成全站型電子速測儀 ,配合適當的接口可將電子手簿記錄的數據輸入計算機,以進行數據處理與繪圖

　 本章小結

　1.學習本章應弄清以下各主要問題:一就是經緯儀測水平角的原理,構造及其使用;二就是水平角測量;三就是豎直角測量。水平角就是地面上兩直線之間的夾角在水平面的投影。

　常用的水平角觀測方法有測回法(適用于兩個方向間角度)及全圓測回法(用于三個以上方向)。豎直角就是在同一個豎直面內視線方向與水平線的夾角,學習時與水平角測量對照學習。測量豎直角與測量水平角不同,在測量水平角時,當望遠鏡隨照準部在水平方向轉動時,水平度盤就是固定不動的,而指標線隨照準部轉動,因而不同的方向就有不同的讀數,兩方向讀數相減就求得水平角角值。然而在測量豎直角時,由于豎盤裝置在望遠鏡旋轉軸的一側,當儀器整平時,豎盤就代表一個豎直面,豎盤上刻有分劃(與水平度盤一樣),當望遠鏡瞄準不同高度的目標上、下移動時,望遠鏡的旋轉軸帶動豎盤一齊旋轉,這與水平度盤不同,而指標線就是固定不變的,它與豎盤水準管相連,通過豎盤水準管微動螺旋的轉動,指標可以作較小的移動。所以觀測時,必須轉動豎盤水準管微動螺旋,使其氣泡居中后,方能讀取讀數。豎盤的注記形式不同,因此計算豎直角的公式也不相同。我們所說的 L 與 R 就是在指標位置正確的情況下。一般說來,指標位置不一定正確,它與正確位置讀數的差,叫做豎盤指標差,通常用 X 表示。

　2.為了保證角度觀測達到一定的精度要求,要了解經緯儀各軸系之間的關系,要弄懂經緯儀檢驗與校正的方法。進一步分析角度測量中產生誤差的原因、消除或減弱的方法,例如我們采用盤左與盤右觀測取平均數的方法,可消除照準部偏心誤差、視準軸不垂直于橫軸、橫軸不垂直于豎軸的殘余誤差。但豎軸傾斜誤差不能采用此法消除。豎直角觀測時采用此法可消除指標差的影響。又如在短邊上的端點觀測角度時要特別注意對中,照準目標時要盡量瞄準目標的底部,因為它們對測角的影響與距離成正比。為了消除度盤的刻劃誤差,需要配置度盤的位置,每測回變換按斗進行配置。

　3.在測量過程中,我們隨時都要有限差的觀念,用測回法測角時要注意規范中所規定的上、下半測回的角值差,各測回間以角度之差來衡量,全圓測回法中,除注意上述兩項限差外,還需用半測回歸零差來衡量就是否合乎要求,若超出規定的限差范圍,均需重測。對零工作隨經緯儀類型不問而略有差異,注意掌握復測經緯儀與方向經緯儀的對零步驟的不同點.

推薦訪問： 測量 實習報告 材料