水準(zhǔn)測(cè)量教案

1、*學(xué)院教案章節(jié)首頁(yè)授課班級(jí)：第三章 計(jì)4學(xué)時(shí)課題（早下 及內(nèi)容）第三章水準(zhǔn)測(cè)量教學(xué)目的 和要求1、使學(xué)生理解水準(zhǔn)測(cè)量的原理。2、使學(xué)生掌握水準(zhǔn)儀的使用方法，水準(zhǔn)測(cè)量方法，記錄，檢核。3、使學(xué)生學(xué)會(huì)水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算。重點(diǎn) 難點(diǎn)A.水準(zhǔn)測(cè)量的原理B.水準(zhǔn)儀的使用方法C.水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)作業(yè)方法、記錄、檢核D.水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算教學(xué)進(jìn)程（含課堂教 學(xué)內(nèi)容、 教學(xué)方法、輔助手段 等）1 .上節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容復(fù)習(xí)。2 .水準(zhǔn)測(cè)量的原理。3 .介紹水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)及水準(zhǔn)尺、尺墊。4 .介紹水準(zhǔn)儀的使用方法。5 .介紹介紹水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)作業(yè)方法、記錄、檢核。6 .介紹水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算。7 .簡(jiǎn)單介紹數(shù)字水準(zhǔn)儀。作業(yè)布置課后

2、復(fù)習(xí)思考題：6、計(jì)算題，參考 P24例3-1。7、計(jì)算題，參考 P24例3-1。主要 參考資料1、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社高井祥主編的測(cè)量學(xué)第四版2、水準(zhǔn)儀使用說(shuō)明書(shū)課后自我 總結(jié)分析第三章水準(zhǔn)測(cè)量高程測(cè)量(Height Measurement )的概念根據(jù)已知點(diǎn)高程，測(cè)定該點(diǎn)與未知點(diǎn)的高差，然后計(jì)算出未知點(diǎn)的高程的方 法。即：H未=H已+h高程測(cè)量的方法分類(lèi)按使用的儀器和測(cè)量方法分為：水準(zhǔn)測(cè)量(leveling) :精度最高。三角高程測(cè)量(trigonometric leveling):利用經(jīng)緯儀測(cè)量?jī)A角再按三角函 數(shù)解算出測(cè)點(diǎn)高程的方法。適用于山區(qū)。氣壓高程測(cè)量(air pressure lev

3、eling):根據(jù)大氣壓力隨地面高程變化而改變的原理，用氣壓計(jì)測(cè)定測(cè)點(diǎn)高程的方法，精度最低。GPS測(cè)量。(GPSleveling):利用GPSM定測(cè)點(diǎn)的高程。所測(cè)高程是大地高。大地高：從一地面點(diǎn)沿過(guò)此點(diǎn)的地球橢球面的法線(xiàn)到地球橢球面的距離3.1 水準(zhǔn)測(cè)量的原理一.基本原理水準(zhǔn)測(cè)量的原理是利用水準(zhǔn)儀提供的“水平視線(xiàn)”，測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間高差，從而由 已知點(diǎn)高程推算出未知點(diǎn)高程。a后視讀數(shù)A后視點(diǎn) b前視讀數(shù)B前視點(diǎn)1 A、 B 兩點(diǎn)間高差：hABHB HA a b2 測(cè)得兩點(diǎn)間高差hAB 后，若已知A 點(diǎn)高程 H A ，則可得B 點(diǎn)的高程。H B H A hAB3視線(xiàn)高程：H i H A a H B b

4、4轉(zhuǎn)點(diǎn)TP(turning point) 的概念。iiihABh a b111結(jié)論：A、 B 兩點(diǎn)間的高差hAB 等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和。注意：A：高差的符號(hào)有正有負(fù)。當(dāng)高差為正值時(shí)，表示前視點(diǎn)B高于后視點(diǎn)A當(dāng)高差為負(fù)時(shí)，表示前視點(diǎn)B 低于后視點(diǎn)A。B ：計(jì)算高差時(shí)，一定要用后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)，次序不能顛倒。3.2 水準(zhǔn)測(cè)量的儀器和工具一、水準(zhǔn)儀(level) (拿儀器講解)1望遠(yuǎn)鏡(telescope) 由物鏡、目鏡和十字絲(上、中、下絲)三部分組主要用途 ：用于提供一條視線(xiàn)，瞄準(zhǔn)目標(biāo)并在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。2水準(zhǔn)器(bubble) 有兩種：圓水準(zhǔn)器(circular bubble)精

5、度低，用于粗略整平。水準(zhǔn)管 (bubble tube) 精度高， 用于精平。特性： 氣泡始終向高處移動(dòng)。作用：指示視準(zhǔn)軸是否水平或儀器豎軸是否豎直3基座(tribrach)作用：用來(lái)固定和粗略整平水準(zhǔn)儀二、水準(zhǔn)尺(leveling staff) 主要有單面尺、雙面尺和塔尺。1 .尺面分劃為1cm,每10cm處(E字形刻劃的尖端)注有阿拉伯?dāng)?shù)字。2 .雙面尺的紅面尺底刻劃：一把為 4687mm另一把為4787mm三、尺墊(staff plate)放置在轉(zhuǎn)點(diǎn)上，為防止觀測(cè)過(guò)程中水準(zhǔn)尺下沉。3.3水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)儀的使用操作程序：安置儀器一一粗平一一瞄準(zhǔn)一一精平一一讀數(shù)（一）安置水準(zhǔn)儀打開(kāi)三腳架并使

6、其高度適中，目估使架頭大致水平，然后將三腳架尖踩入土中, 將水準(zhǔn)儀用中心螺旋固定于三腳架頭上。（二）粗平一一調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。1 .方法：對(duì)向轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋1、2使氣泡移至1、2方向的中間一一轉(zhuǎn)動(dòng)腳 螺旋3 ,使氣泡居中。規(guī)律：氣泡移動(dòng)方向與左手大拇指運(yùn)動(dòng)的方向一致（三）瞄準(zhǔn)2 .方法：先用準(zhǔn)星器粗瞄，再用微動(dòng)螺旋精瞄。3 .視差概念：眼睛在目鏡端上下移動(dòng)時(shí)，十字絲與目標(biāo)像有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)生原因：目標(biāo)像平面與十字絲平面不重合。消除方法：仔細(xì)反復(fù)交替調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對(duì)光螺旋。（四）精平1、方法：如圖所示微傾式水準(zhǔn)儀（tilt level） ,調(diào)節(jié)微傾螺旋，使水準(zhǔn)管氣 泡成像拋物線(xiàn)符合。2、說(shuō)

7、明：若使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀（pensator level ）,儀器無(wú)微傾螺旋，故不 需進(jìn)行精平工作。（五）讀數(shù)一一精平后，用十字絲的中絲在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)。1 .方法：米、分米看尺面上的注記，厘米數(shù)尺面上的格數(shù)，毫米估讀。2 .規(guī)律：讀數(shù)在尺面上由小到大的方向讀。故對(duì)于望遠(yuǎn)鏡成倒像的儀器，即從上往下讀，望遠(yuǎn)鏡成正像的儀器，即從下往上讀。(舉例)復(fù)習(xí)：水準(zhǔn)測(cè)量原理、操作程序。3.4水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)、水準(zhǔn)點(diǎn)(Bench Mark)通過(guò)水準(zhǔn)測(cè)量方法獲得其高程的高程控制點(diǎn)，稱(chēng)為水準(zhǔn)點(diǎn)BM, 一般用表示。有永久性和臨時(shí)性?xún)煞N。二、水準(zhǔn)路線(xiàn)(leveling line)水準(zhǔn)路線(xiàn)依據(jù)工程的性質(zhì)和測(cè)區(qū)情況，可布設(shè)成 以

8、下幾種形式:1.閉合水準(zhǔn)路線(xiàn)(closed leveling line)。由已知點(diǎn)BM1已知點(diǎn)BM12.3.附合水準(zhǔn)路線(xiàn)(annexed leveling line)支水準(zhǔn)路線(xiàn)(spur leveling line) 。由已知點(diǎn)BM1已知點(diǎn)BM2由已知點(diǎn)BM1某一待定水準(zhǔn)點(diǎn)A三、水準(zhǔn)測(cè)量的實(shí)施(外業(yè))a)觀測(cè)要求如圖，有:(1)水準(zhǔn)儀安置在離前、后視距離大致相等之處。“雙面尺(2)為及時(shí)發(fā)現(xiàn)觀測(cè)中的錯(cuò)誤，通常采用“兩次儀器高法”或法”。兩次儀器高法：高差之差h-h ' 5mm雙面尺法，紅黑面讀數(shù)差3mmh黑-h紅5mm前進(jìn)萬(wàn)問(wèn)V+0 385113b) 一側(cè)站工作步驟具體步驟：(1)立尺

9、人員，在已知點(diǎn) A上豎立水準(zhǔn)尺(后視尺)(2)儀器操作人員，在兩點(diǎn)中間安置水準(zhǔn)儀一整平 -瞄準(zhǔn)-讀數(shù)(3)記錄人員，將讀數(shù)記入測(cè)量手簿(4)另一立尺人員，在第二點(diǎn)上立尺。(5)儀器操作人員，轉(zhuǎn)動(dòng)儀器瞄準(zhǔn)前視尺一讀數(shù)(6)記錄人員，將讀數(shù)記入測(cè)量手簿，并計(jì)算。四、水準(zhǔn)測(cè)量檢核水準(zhǔn)測(cè)量的三項(xiàng)檢核1)計(jì)算檢核計(jì)算檢核即檢查計(jì)算是否有誤。2)測(cè)站檢核為了防止測(cè)量錯(cuò)誤，測(cè)站檢核通常采用變更儀器高法或雙面尺法。3)成果檢核一般在水準(zhǔn)測(cè)量的內(nèi)業(yè)時(shí)進(jìn)行。3.5水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)內(nèi)業(yè)包括:水準(zhǔn)路線(xiàn)閉合差的計(jì)算和分配 水準(zhǔn)點(diǎn)高程的計(jì)算(一)計(jì)算閉合差:1 ,閉合7K準(zhǔn)路線(xiàn)：'一 £'浦N" 一 £'惻2 .附合水準(zhǔn)路線(xiàn)：力=»?，一工萬(wàn)呷=»?%一（日第一"始）（二）分配高差閉合差1 .高差閉合差限差（容許誤差）對(duì)于普通水準(zhǔn)測(cè)量，有：平地 f h = 40 XL mm山地f h允二12而mmL 水準(zhǔn)路線(xiàn)長(zhǎng)度，kmn?一測(cè)站數(shù)n測(cè)站