課程設(shè)計—水準(zhǔn)測量

1、江蘇省南京工程高等職業(yè)學(xué)校課程單元教學(xué)設(shè)計首頁課程課題： 地形測量水準(zhǔn)測量授課教師賈王軍學(xué)時數(shù)24授課班級GC09031、32、33授課日期2010年9月13日 第三周教學(xué)地點班級教學(xué)目標(biāo)能力目標(biāo)知識目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)掌握水準(zhǔn)測量的原理。了解水準(zhǔn)測量的基本內(nèi)容。掌握測站水準(zhǔn)測量、普通和四等水準(zhǔn)路線測量及高程計算方法。了解水準(zhǔn)儀的檢校內(nèi)容與方法。了解水準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)標(biāo)尺和尺墊的基本構(gòu)造。了解水準(zhǔn)測量的誤差來源。了解自動安平水準(zhǔn)儀、電子水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)。了解自動安平水準(zhǔn)儀的基本結(jié)構(gòu)與使用方法。了解電子水準(zhǔn)儀的基本結(jié)構(gòu)與使用方法。培養(yǎng)吃苦耐勞工作態(tài)度培養(yǎng)一絲不茍工作作風(fēng)培養(yǎng)團(tuán)結(jié)合作工作精神培養(yǎng)安全文明工作教育培養(yǎng)

2、敬業(yè)愛崗工作氛圍教學(xué)重點與難點教學(xué)重點：水準(zhǔn)測量原理的靈活應(yīng)用。教學(xué)難點：掌握測站水準(zhǔn)測量、普通和四等水準(zhǔn)路線測量及高程計算方法能力訓(xùn)練任務(wù)及案例任務(wù)一：水準(zhǔn)測量原理任務(wù)二：水準(zhǔn)測量儀器及使用任務(wù)三：水準(zhǔn)測量外業(yè)工作任務(wù)四：三、 四等水準(zhǔn)測量任務(wù)五：水準(zhǔn)測量內(nèi)業(yè)工作任務(wù)六：水準(zhǔn)儀的檢驗與校正任務(wù)七：水準(zhǔn)測量的誤差分析任務(wù)八：自動安平、精密、電子水準(zhǔn)儀簡介教學(xué)準(zhǔn)備制作教材課件ppt。查閱水準(zhǔn)測量的相關(guān)知識。反復(fù)模擬項目教學(xué)實踐操作，反思還有何不足之處。 參考資料測量學(xué)概論測量技術(shù)工程測量實訓(xùn)指導(dǎo)教學(xué)情景創(chuàng) 設(shè)在校內(nèi)水準(zhǔn)儀實訓(xùn)室理實一體化教學(xué)。課堂上通過實物及示范導(dǎo)出課程內(nèi)容，通常采用提問和啟發(fā)誘

3、導(dǎo)，教師做示范操作并講解原理，學(xué)生思考并動手，實訓(xùn)課教師巡回指導(dǎo)。江蘇省南京工程高等職業(yè)學(xué)校課程單元教學(xué)設(shè)計主頁步驟教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法教學(xué)手段學(xué)生活動時間分配告知（教學(xué)內(nèi)容、目的）教學(xué)內(nèi)容：水準(zhǔn)測量的測數(shù)與計算教學(xué)目的：學(xué)會用水準(zhǔn)儀測高程。講授多媒體課件演示聽講思考5引入（任務(wù)項目）通過高程測量概念的引入，使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測量以求的點位高程。問題引入多媒體課件演示學(xué)生思考個別回答5子項目1任務(wù)一：水準(zhǔn)測量原理利用水準(zhǔn)儀提供的水平視線求點位之間的高差。任務(wù)驅(qū)動重點講解課件演示認(rèn)真聽講思考討論35訓(xùn)練1教師在實訓(xùn)室演示任務(wù)結(jié)束，學(xué)生練習(xí)。個別指導(dǎo)巡回指導(dǎo)10 模仿操作35子項目2任務(wù)二： 水準(zhǔn)測量

4、儀器及使用了解儀器的結(jié)構(gòu)及其構(gòu)造任務(wù)三：水準(zhǔn)測量外業(yè)工作學(xué)會使用儀器求高程及兩點高差任務(wù)驅(qū)動重點講解演示認(rèn)真聽講思考討論90訓(xùn)練2教師在實訓(xùn)室演示任務(wù)結(jié)束，學(xué)生練習(xí)，并對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。個別指導(dǎo)巡回指導(dǎo)學(xué)生操作45點評啟發(fā)演示想象45子項目3任務(wù)四：三、 四等水準(zhǔn)測量三、四等水準(zhǔn)測量是水準(zhǔn)測量里面的重點知識點，學(xué)生必須掌握七測量方法和數(shù)據(jù)的計算方法。任務(wù)驅(qū)動多媒體課件演示認(rèn)真聽講思考討論45訓(xùn)練3教師在實訓(xùn)室演示任務(wù)結(jié)束，學(xué)生在實訓(xùn)場地練習(xí)。測出數(shù)據(jù)后教室里進(jìn)行計算，達(dá)到精度。個別指導(dǎo)巡回指導(dǎo)學(xué)生操作90+90子項目4任務(wù)五：水準(zhǔn)測量內(nèi)業(yè)工作學(xué)會對測量過程中的累計的誤差進(jìn)行分配處理。任務(wù)驅(qū)動

5、多媒體課件演示認(rèn)真聽講思考討論45訓(xùn)練4尋找例題學(xué)生現(xiàn)場進(jìn)行計算分配個別指導(dǎo)巡回指導(dǎo)學(xué)生操作45子項目5任務(wù)六：水準(zhǔn)儀的檢驗與校正學(xué)會檢驗儀器的好快，在必要的時候還要進(jìn)行儀器的現(xiàn)場修理及維護(hù)。任務(wù)驅(qū)動多媒體課件演示認(rèn)真聽講思考討論45訓(xùn)練5水準(zhǔn)儀i角的檢驗個別指導(dǎo)巡回指導(dǎo)學(xué)生操作45子項目6任務(wù)七：水準(zhǔn)測量的誤差分析學(xué)會對測量誤差的分析，知道測量結(jié)果中的累積誤差的由來，學(xué)會在測量過程中避免誤差的出現(xiàn)。更要避免錯誤的存在。任務(wù)八：自動安平、精密、電子水準(zhǔn)儀簡介了解一些其他的測量儀器。任務(wù)驅(qū)動多媒體課件演示認(rèn)真聽講思考討論45綜合操作經(jīng)過對水準(zhǔn)儀的學(xué)習(xí)，學(xué)生對儀器操作的熟練程度。講授演示學(xué)生訓(xùn)練9

6、0+90+90考核在實訓(xùn)室進(jìn)行儀器操作的考核?？己?0作業(yè)考工題庫子項目1水準(zhǔn)測量原理 第一部分：導(dǎo)入新課：本章主要介紹高程測量的一種儀器，水準(zhǔn)儀。包括水準(zhǔn)測量的基本原理；水準(zhǔn)儀的各個組成部分，如水準(zhǔn)器、水準(zhǔn)尺和尺墊、望遠(yuǎn)鏡；水準(zhǔn)儀的構(gòu)造和使用以及最新式的水準(zhǔn)儀。首先來了解水準(zhǔn)測量的原理。第二部分：新課講解： 基本測法：從已知高程點A出發(fā)，測出A點到B點的高程之差，即高差hAB，則B點高程HB為：HB = HA + hAB 一、             水

7、準(zhǔn)測量的原理在A、B兩點上各立一根尺子（水準(zhǔn)尺），在A、B之間安置一架可以得到水平袖線的儀器（水準(zhǔn)儀），由水平視線在尺子上讀數(shù)，分別為a、b，則兩點的高差hAB=a-b。這其中的關(guān)鍵是水準(zhǔn)儀能夠給出水平視線。a后視讀數(shù)；b前視讀數(shù)注意：1高差hAB本身可正可負(fù)，當(dāng)a大于b時hAB為正，此時B點高于A點；當(dāng)a小于b時hAB為負(fù)，即B點低于A點。2高差hAB的書寫其下標(biāo)的次序是固定的，不能隨意變換，hAB表示從A到B的高差；hBA則表示從B到A的高差。二、轉(zhuǎn)點、測站轉(zhuǎn)點：臨時立尺點，作為傳遞高程的過渡點。（一般轉(zhuǎn)點上均需使用尺墊）測站：每安置一次儀器，稱為一個測站。當(dāng)欲測點B離已知點A較遠(yuǎn)，安置一

8、次儀器就不可能測出它們的高差，這時，選擇一條施測路線，在A、B之間加設(shè)一些轉(zhuǎn)點，每相鄰兩點測一測站，求出它們的高差，則AB的高差即為這些高差的總和。hAB = h1 + h2 + h3 + =（a1-b1）+（a2-b2）+（a3-b3）+= 三、地球曲率的影響實際上大地水準(zhǔn)面接近于球面，一個測站上的水準(zhǔn)測量應(yīng)如下圖所示，圖中用圓弧表示過A點的大地水準(zhǔn)面。因角很?。ˋB相距200m時，6），故在A、B兩點豎立的水準(zhǔn)尺接近于平行，實際此時高差為：式中稱為地球曲率的影響。從過A點的水準(zhǔn)面與測站垂線的交點處作切線，由下圖可見，另 ；，則：上式為地球曲率對一個測站的影響。若，則，說明當(dāng)前、后

9、視距的距離相等時，地球曲率對一個測站的高差沒有影響。對一條水準(zhǔn)線路而言，則有：設(shè)每測站的相等，將有。此式與前式相比，其不同之處是，用后、前視距離之差的總和替換每站的后、前視距離之差。實際工作將加以限制，以使不致過大，作業(yè)中應(yīng)注意后、前視距差值（其值可+可-）的積累，將其限制在規(guī)定的范圍之內(nèi)。例：第三部分：總結(jié)：這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了水準(zhǔn)測量的原理，希望同學(xué)在今后的實習(xí)中掌握。子項目2水準(zhǔn)測量儀器及使用 第一部分：導(dǎo)入新課：本節(jié)主要學(xué)習(xí)水準(zhǔn)儀的各個組成部分，如水準(zhǔn)器、水準(zhǔn)尺和尺墊、望遠(yuǎn)鏡；水準(zhǔn)儀的構(gòu)造和使用以及最新式的水準(zhǔn)儀。第二部分：新課講解： 一、水準(zhǔn)儀的構(gòu)造1水準(zhǔn)儀的精度指標(biāo)劃分S05

10、 每公里往返測高差中數(shù)偶然中誤差 0.5mmS1 每公里往返測高差中數(shù)偶然中誤差 1mmS3 每公里往返測高差中數(shù)偶然中誤差 3mmS10 每公里往返測高差中數(shù)偶然中誤差 10mm2水準(zhǔn)儀的部件望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)管、圓水準(zhǔn)器、制動微動螺旋、微傾螺旋、基座、三角壓板、中心螺旋（一） 望遠(yuǎn)鏡1、望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)造原理1透鏡及其成像透鏡分凸透鏡和凹透鏡兩種，無論是單透鏡還是組合透鏡，均有兩個焦點、兩個主平面和一個主軸線。為使討論問題簡便起見，用一個主平面來替代兩個主平面，其結(jié)論仍然是正確的。1）幾何光學(xué)原理：平行于主軸線的入射光通過第二焦點；通過第一焦點的入射光平行于主軸線；通過主平面與主軸線交點的入射光不改變

11、方向。2）焦距f、物距s1、象距s2。透鏡的焦距f、物距s1、象距s2三者之間存在如下數(shù)學(xué)關(guān)系： 一般情況下，透鏡的焦距是已知的，可由物距s1求出象距s2的值，即 ，3）凸透鏡成像規(guī)律1）當(dāng)時，此時物體A的象A是被縮小了的一個實象。2）當(dāng)時，為負(fù)值 ，這說明物體A的象A是與入射光在透鏡的同一側(cè)，因而A是一個虛像，而且始終是一個被放大了的虛像。這時能由眼睛直接看到一個物體的放大了的正像，所以一般將凸透鏡稱為放大鏡。4）凹透鏡成像規(guī)律凹透鏡的焦距f、物距s1、象距s2三者之間的關(guān)系和凸透鏡一樣，但應(yīng)用時s2需取負(fù)值，而凹透鏡的焦距f總是負(fù)值。凹透鏡成像時應(yīng)注意：第一焦點在入射光相反的另一側(cè)，因此凹

12、透鏡總是產(chǎn)生虛像，而且總是被縮小了的虛像。此時，物體A的像A在入射光的同一側(cè)，是一個正立并被縮小了的虛像，當(dāng)用眼睛通過凹透鏡觀察物體時，能夠看到這個虛像。2望遠(yuǎn)鏡成像原理1）成像原理由一個目鏡和一個物鏡構(gòu)成最簡單的望遠(yuǎn)鏡，其成像原理如P46頁圖4-18所示。圖中，MN為物鏡，為目鏡，制造望遠(yuǎn)鏡的目的是希望通過它能夠看清楚遠(yuǎn)處的物體，因此物體AB距望遠(yuǎn)鏡的距離必然大于物鏡焦距的兩倍。物體AB經(jīng)物鏡折射后將產(chǎn)生一個倒立而被縮小了的實像ab，同時又將目鏡安置在使實像ab距目鏡的距離小于目鏡的焦距這樣一個位置，即實像ab成為目鏡mn的物體，這樣，由于目鏡也是一個凸透鏡，因此可以得到一個將ab放大了的虛

13、像ab。2）放大原理望遠(yuǎn)鏡所成虛像的大小比實物AB要小，但實際上我們看到的是放大的物體，看的比實物更清楚。其原因是：人用眼睛觀察判別物體的大小，是以觀察物體的視角大小不同而定。3像差的消除1）產(chǎn)生的原因產(chǎn)生球面像差、色像差。2）消除像差的方法 采用復(fù)合透鏡。4十字絲1）作用 2）具體圖形：一般有四種。  視準(zhǔn)軸：物鏡光心與十字絲交點的連線。物鏡光心：2、外調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡（外對光望遠(yuǎn)鏡）  3、內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡1外調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡的缺點1）鏡筒長；2）不穩(wěn)定；3）不密封。2內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡的結(jié)構(gòu)原理   3等效透鏡 

14、0;4、望遠(yuǎn)鏡的性能1放大率：望遠(yuǎn)鏡內(nèi)所看到的物體的象的視角與未通過望遠(yuǎn)鏡直接觀察物體的視角之比。即放大率v=/。  2視場：望遠(yuǎn)鏡靜止不動時，通過望遠(yuǎn)鏡所能看到的空間稱為望遠(yuǎn)鏡的視場。 3分辯率：通過望遠(yuǎn)鏡人眼能夠區(qū)分兩個點的最小分辨角稱為光學(xué)系統(tǒng)的分辨率。 5、望遠(yuǎn)鏡的使用1操作程序調(diào)目鏡，看清十字絲；用準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)物鏡，看清物體。 2視差及視差的消除（1）視差：目標(biāo)通過物鏡后的成像與十字絲分劃板不重合。（2）產(chǎn)生視差的原因調(diào)焦不準(zhǔn)眼睛本身自行調(diào)焦（3）消除視差的方法必須按操作程序依次調(diào)焦物鏡調(diào)焦時要控制眼睛本身不作調(diào)焦（二）、水準(zhǔn)器1

15、、圓水準(zhǔn)器1圓水準(zhǔn)器的制作 2水準(zhǔn)器零點3圓水準(zhǔn)軸4圓水準(zhǔn)器分劃值 2、水準(zhǔn)管1水準(zhǔn)管的材料2水準(zhǔn)管的縱剖面3水準(zhǔn)氣泡的制作4零點5水準(zhǔn)軸及其水平6水準(zhǔn)管分劃值及其應(yīng)用水準(zhǔn)管分劃值：水準(zhǔn)管上相鄰兩分劃線間弧長所對應(yīng)的圓心角值，用表示，一般弧長為2mm。應(yīng)用：水準(zhǔn)管分劃值可用于測定水準(zhǔn)軸與水平線之間的夾角。  水準(zhǔn)管的靈敏度：水準(zhǔn)管氣泡準(zhǔn)確而快速移居水準(zhǔn)管中最高位置的能力。  3、符合水準(zhǔn)器在水準(zhǔn)管上安裝符合棱鏡系統(tǒng)，當(dāng)氣泡兩端影像符合一致時就表明氣泡已經(jīng)居中。由于氣泡不符合的程度是指兩個端點之間的距離，它正好是距完全符合位置的兩倍，因

16、此用符合水準(zhǔn)器作業(yè)可使氣泡居中的精度提高一倍。 （三）基座部分二、水準(zhǔn)儀的使用水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作一般分為粗平、瞄準(zhǔn)、精平、讀數(shù)1水準(zhǔn)儀的安置三腳架頭大致水平：固定兩條腳，移動第三條腳腳架要采實地面傾斜較大時，應(yīng)將一個腳安置在傾斜方向上，將另外兩個腳安置在與傾斜方向垂直的方向上。2粗平用腳螺旋將圓水準(zhǔn)氣泡導(dǎo)致居中。氣泡移動的方向與左手大拇指旋轉(zhuǎn)時的移動方向一致。3瞄準(zhǔn)調(diào)目鏡看清十字絲，用瞄準(zhǔn)器（準(zhǔn)星）瞄準(zhǔn)目標(biāo)，擰緊制動螺旋，從望遠(yuǎn)鏡中尋找物體，物鏡調(diào)焦至看清目標(biāo)，消除視差，用微動螺旋準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)。4精平用微傾螺旋調(diào)整水準(zhǔn)管氣泡居中，使視線精確水平。5讀數(shù)儀器精平后即可讀數(shù)。先估讀毫米，再全部

17、讀出。一般四個讀數(shù)直接報出，如1364而非1.364m 三、水準(zhǔn)尺和尺墊1水準(zhǔn)尺材料、長度、類型 2尺墊生鐵鑄成、三角形、中央有一突出的圓頂。3三、四等水準(zhǔn)測量的水準(zhǔn)尺：尺長3米，以厘米為分劃單位的區(qū)格式木質(zhì)雙面水準(zhǔn)尺。黑面：主尺，分劃的起始數(shù)字為“零”。紅面：輔尺，起始數(shù)字不為“零”，一般為4687mm和4787mm。   四、 自動安平水準(zhǔn)儀微傾式水準(zhǔn)儀在每次讀數(shù)之前都應(yīng)調(diào)整微傾螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中，這樣就大大降低了水準(zhǔn)測量的速度。自動安平水準(zhǔn)儀的出現(xiàn)解決了這一問題。一、自動安平水準(zhǔn)儀的原理1自動安平的簡單設(shè)計依靠重力作用的原理使視線保持水

18、平。2補償裝置的使用在望遠(yuǎn)鏡中設(shè)置一個自動補償裝置，當(dāng)視準(zhǔn)軸雖已傾斜（一般傾斜度不太大，在圓水準(zhǔn)器分劃值范圍內(nèi)約10），通過物鏡光心的水平光線經(jīng)補償裝置后仍能通過十字絲交點。此時，視準(zhǔn)軸成為折線。物鏡至補償裝置一段為水平線，補償裝置至十字絲一段為傾斜線。3補償方式視準(zhǔn)軸傾斜了一個小角度，為使經(jīng)過物鏡光心的水平光線能通過十字絲交點，可采用以下兩個辦法：1）采用補償器： 2）移位十字絲： 二、補償器的原理補償器需用一重物在重力作用下使某個方向成為鉛垂方向，而與此方向直接聯(lián)系著一組光路。當(dāng)視準(zhǔn)軸有微小傾斜時，由重物產(chǎn)生的鉛垂方向始終不變，它聯(lián)系著的光路將始終能保持得到視準(zhǔn)軸水平時

19、應(yīng)得的讀數(shù)。下面介紹DSZ3水準(zhǔn)儀的補償器。1補償器的結(jié)構(gòu)補償器由兩個直角棱鏡和一個屋脊棱鏡構(gòu)成（P57頁圖4-36），兩個直角棱鏡B用交叉的金屬片C吊掛著，以零件A固定在望遠(yuǎn)鏡上。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡有微小的傾斜時，直角棱鏡在重物（活塞P）的重力作用下，將與望遠(yuǎn)鏡作相對的偏轉(zhuǎn)運動，偏轉(zhuǎn)方向剛好與望遠(yuǎn)鏡的傾斜方向相反，其偏轉(zhuǎn)的角度亦相等。2視準(zhǔn)軸水平時水平光線進(jìn)入物鏡后經(jīng)第一個直角棱鏡反射到屋脊棱鏡，在屋脊棱鏡內(nèi)作三次反射到達(dá)另一個直角棱鏡，又被反射一次最后通過十字絲的交點。3視準(zhǔn)軸傾斜時1）第一種情況：假設(shè)“補償器”不發(fā)生作用時的光路（P57頁圖4-39）。水平光線經(jīng)棱鏡幾次反射之后并不通過十字絲交點A

20、而是通過B點。兩條光線間的角度即為視準(zhǔn)軸傾斜的角度。2）第二種情況：“補償器”發(fā)生作用后的光路（P58頁圖4-40）。直角棱鏡在重物的重力作用下產(chǎn)生了偏轉(zhuǎn)，因此經(jīng)棱鏡反射后的光路也將發(fā)生偏轉(zhuǎn)?！把a償器”的作用是希望偏轉(zhuǎn)后的水平光線剛好通過十字絲的交點。實際上通過一定的設(shè)計是能滿足上述要求的。三、移動十字絲的“補償”裝置 四、阻尼器1目的：補償裝置都有一個依重力而作用的“擺”，為使“擺”的擺動能迅速靜止，必須裝一個“阻尼器”。2方法：空氣“阻尼器”、磁“阻尼器”。第三部分：總結(jié)：這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了水準(zhǔn)儀的各個組成部分，如水準(zhǔn)器、水準(zhǔn)尺和尺墊、望遠(yuǎn)鏡；水準(zhǔn)儀的構(gòu)造和使用以及最新式的水準(zhǔn)儀，

21、希望同學(xué)們在實習(xí)中加深鞏固。子項目3水準(zhǔn)測量外業(yè)工作 第一部分：導(dǎo)入新課：通過前面幾節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了水準(zhǔn)測量的原理，掌握了水準(zhǔn)儀的操作和讀數(shù)方法，今天我們在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)水準(zhǔn)測量的外業(yè)工作。 第二部分：新課講解：一、單一水準(zhǔn)路線的種類1附合水準(zhǔn)路線：從一個已知高程的水準(zhǔn)點起，沿一條路線進(jìn)行水準(zhǔn)測量，以測定另外一些水準(zhǔn)點的高程，最后連測到另一個已知高程的水準(zhǔn)點。2閉合水準(zhǔn)路線：從一個已知高程的水準(zhǔn)點出發(fā)，沿一條環(huán)形路線進(jìn)行水準(zhǔn)測量，測定沿線若干水準(zhǔn)點的高程，最后又回到此水準(zhǔn)點。3支水準(zhǔn)路線：從一個已知高程的水準(zhǔn)點出發(fā)，最后沒有連測到已知高程的水準(zhǔn)點。二、水準(zhǔn)網(wǎng)的形式若干條單一水準(zhǔn)路

22、線相互連接構(gòu)成網(wǎng)狀，稱為水準(zhǔn)網(wǎng)。連接點稱為結(jié)點。附合水準(zhǔn)網(wǎng)、獨立水準(zhǔn)網(wǎng)三、水準(zhǔn)測量的外業(yè)施測1普通水準(zhǔn)測量1）第一測站：將水準(zhǔn)尺立于已知高程的水準(zhǔn)點上作為后視，安置水準(zhǔn)儀和前視點。圓水準(zhǔn)氣泡粗平，瞄準(zhǔn)后視尺，精平，讀數(shù)。旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)前視尺，精平讀數(shù)。記錄、計算高差。2）第二測站：后尺和測站向前移動，前尺不動并轉(zhuǎn)為第二測站的后尺，原后尺變?yōu)榍俺?，同第一站的方法一樣繼續(xù)向前觀測。2三、四等水準(zhǔn)測量1）觀測要求與方法（1）國家三、四等水準(zhǔn)測量的技術(shù)指標(biāo)等級儀器類型標(biāo)準(zhǔn)視線長度后前視距 差后前視距差 累 計黑紅面讀數(shù)差黑紅面所測高差之差檢測間歇點高差之差三等S375m3.0m5.0m2.0mm3.0

23、mm3.0mm四等S3100m5.0m10.0m3.0mm5.0mm5.0mm（2）每測站觀測次序三等：后前前后四等：后后前前；也可：后前前后2）測站上的計算與校核（1）高差部分（9）=（4）+ K -（7） （9）為前視標(biāo)尺黑紅面讀數(shù)之差（10）= （3）+ K -（8） （10）為后視標(biāo)尺黑紅面讀數(shù)之差（11）= （10）-（9） （11）為黑紅面所測高差之差 （16）=（3）-（4） （16）為黑面所算得的高差（17）= （8）-（7） （17）為紅面所算得的高差 （11）=（16）± 100 - （17）（2）視距部分后視視距 （12）=（1）-（2）前視

24、視距 （13）=（5）-（6）前后視距差 （14）=（12）-（13）前后視距累積差（15）=本站的（14）+前站的（15）。3）觀測結(jié)束后的計算與校核（1）高差部分（2）視距部分 第三部分：總結(jié)：這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了普通水準(zhǔn)測量和三四等水準(zhǔn)測量的外業(yè)方法，希望同學(xué)能通過下次的實驗掌握運用。子項目4水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)第一部分：導(dǎo)入新課：圖根水準(zhǔn)測量外業(yè)觀測結(jié)束后，應(yīng)計算路線上各固定點的高程。 第二部分：新課講解：內(nèi)業(yè)計算1閉合差：觀測值與重復(fù)觀測值之差，或與已知數(shù)據(jù)的不符值，通常稱為閉合差。2閉合差的計算1）水準(zhǔn)支線：2）附合水準(zhǔn)路線3）閉合水準(zhǔn)路線3閉合差的限差與閉合差的消除水準(zhǔn)

25、測量閉合差的要求路線種類等級路線往返測閉合差(mm)附合或閉合路線閉合差(mm)三等水準(zhǔn)測量四等水準(zhǔn)測量普通水準(zhǔn)測量 閉合差的消除：按距離或按測站數(shù)成正比地改正各段的觀測高差。4水準(zhǔn)路線的平差計算設(shè)有一附合四等水準(zhǔn)路線，其閉合差：fh=-20mm，路線總長度為4km。其計算見下表：高 程 誤 差 配 賦 表點號距離km（或測站數(shù)）高差中數(shù)（m）改正數(shù)（mm）改正后的高差（m）改正后點之高程（m） 180.820.250+4+0.25010.000 0110.2540.540.302+3+0.3050210.5591.24-0.472+6-0.4660310.093

26、1.40-0.357+7-0.350199.743     每公里改正數(shù)為：觀測高差的改正數(shù)之和應(yīng)與閉合差的符號相反。第測段的改正數(shù)按下式計算： 高差改正之后應(yīng)檢查改正后高差的總和是否與理論值相等，相等則計算正確無誤。然后順序推算各點的高程。以最后一個已知點的高程作檢查，以保證計算正確無誤。 第三部分：總結(jié)：這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了普通水準(zhǔn)測量和三四等水準(zhǔn)測量的內(nèi)業(yè)計算方法，希望同學(xué)能掌握靈活運用。子項目5水準(zhǔn)儀的檢驗與校正 第一部分：導(dǎo)入新課：光學(xué)測量儀器的各幾何軸線是有一定關(guān)系的，為保證儀器能正確的使用，必須在使用之前對儀器進(jìn)行檢驗，對某些不符合要

27、求的條件，應(yīng)對儀器加以必要的校正，以滿足要求。 第二部分：新課講解：一、水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的條件1水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的主要條件1）水準(zhǔn)管的水準(zhǔn)軸應(yīng)與望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸平行；2）望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸不因調(diào)焦而變動位置。（移動調(diào)焦透鏡的機械結(jié)構(gòu)的質(zhì)量應(yīng)由廠家保證）第一項是水準(zhǔn)測量基本原理對水準(zhǔn)儀的要求。第二個主要條件是為滿足第一個條件而提出的。如果望遠(yuǎn)鏡在調(diào)焦時視準(zhǔn)軸位置發(fā)生變動，就不能設(shè)想在不同位置的許多條視線都能夠與一條固定不變的水準(zhǔn)軸平行。望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦在水準(zhǔn)測量中是絕不可免的，因此必須提出此項要求。2水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的次要條件1）圓水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸應(yīng)與水準(zhǔn)儀的旋轉(zhuǎn)軸平行；2）十字絲的橫絲應(yīng)當(dāng)垂直于儀器的旋轉(zhuǎn)軸

28、。第一個次要條件的目的在于能迅速地整置好儀器，提高作業(yè)速度。第二個次要條件的目的是當(dāng)儀器旋轉(zhuǎn)軸已經(jīng)豎直，那么在水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)可以不必嚴(yán)格用十字絲的交點而可以用交點附近的橫絲。二、水準(zhǔn)儀的檢驗與校正檢驗、校正的順序應(yīng)按下述原則進(jìn)行：前面檢驗的項目不受后面檢驗項目的影響。1圓水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸應(yīng)與儀器的豎軸平行的檢校1）檢驗原理若圓水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸不與豎軸平行而有一夾角，則將儀器繞豎軸旋轉(zhuǎn)180º，圓水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸將偏離豎軸2角度。2）檢驗方法先用腳螺旋將圓水準(zhǔn)器氣泡居中，然后將儀器旋轉(zhuǎn)180º，若氣泡仍在居中位置，則表明此項條件已得到滿足；若氣泡有偏移，則表明條件未滿足，氣泡偏移的

29、長度為其夾角的兩倍。3）校正  2十字絲橫絲應(yīng)與儀器旋轉(zhuǎn)軸垂直的檢校1）檢驗原理設(shè)十字絲橫絲已與儀器豎軸垂直，那么通過十字絲的機絲必定可作一平面與儀器旋轉(zhuǎn)軸垂直；當(dāng)儀器旋轉(zhuǎn)軸豎直而旋轉(zhuǎn)時，這個平面將在水平位置且不會發(fā)生變化。由此可見，如果有一個點子，它和垂直于儀器旋轉(zhuǎn)軸且通過十字絲橫絲的平面重合，則當(dāng)儀器旋轉(zhuǎn)時這個點將始終在這個平面上。2）檢驗方法先用十字絲橫絲的一端瞄準(zhǔn)一個點A，然后用微動螺旋緩慢地轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，觀察A點在視場中的移動軌跡；如果A點始終能在橫絲上移動，則說明十字絲的橫絲已與儀器旋轉(zhuǎn)軸垂直；如果A點離開了橫絲，則說明橫絲沒有與儀器旋轉(zhuǎn)軸垂直。3）校正 

30、;  3望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸應(yīng)與水準(zhǔn)管的水準(zhǔn)軸平行的檢校望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸和水準(zhǔn)管水準(zhǔn)軸是空間直線，如果它們互相平行，那么無論是在豎直面上還是在水平面上的投影都應(yīng)該是平行的。豎直面上的投影檢驗稱i角檢驗；水平面上的投影檢驗稱交叉誤差檢驗。對于水準(zhǔn)測量，重要的是i角檢驗。如果i=0，則水準(zhǔn)軸水平后，視準(zhǔn)軸也是水平的。1）i角在讀數(shù)和高差中的影響（1）在讀數(shù)中的影響如圖5-15（P74頁），設(shè)i角使視線向上傾斜，那么它在A點尺子上的讀數(shù)將較水平視線的讀數(shù)增大一個x值。若A點距儀器的距離為S，則：。當(dāng)i角的大小不變時，則x的大小與S成正比；即尺子離儀器愈遠(yuǎn)，i角對讀數(shù)的影響愈大。若規(guī)定向上傾斜

31、的i角為正，則由此引起的讀數(shù)誤差x亦為正。設(shè)為水準(zhǔn)尺上的實際讀數(shù)，那么水準(zhǔn)尺上的正確讀數(shù)為：=-x 。（2）在高差中的影響已知A、B兩點的高差hAB可按下式計算：hAB=a-b 。于是A、B兩點的正確高差為：則i角在高差中的影響：可見，當(dāng)后視與前視的距離相等時，i角的影響為0，可得到正確的高差。2）檢驗i角的基本原理在地面選定兩個固定點A、B，測出A、B的兩次高差hAB和hAB。設(shè)儀器存在i角誤差，則按上面的分析得：可得： 目前在實際工作中采用兩種作法，一種是使SA=SB，此時hAB為無i角影響的高差hAB，另一種是使SA-SB=-(SA-SB)，此時：3）第一種作法的檢校（1）檢驗在較平坦地

32、方選定適當(dāng)距離的兩個點A、B，置水準(zhǔn)儀于A、B的中間，使兩端距離嚴(yán)格相等，此時測量正確的高差hAB，然后將水準(zhǔn)儀置于兩點的任一點附近，如B點附近。這時因距離不等，在測得的高差hAB中將有i角的影響。因A點距儀器最遠(yuǎn)，i角在讀數(shù)上的影響最大。其大小為：（2）校正有了xA之值，即可對水準(zhǔn)儀進(jìn)行校正。校正工作應(yīng)緊接著檢驗工作進(jìn)行，即不要搬動B點一端的儀器，先算出在A點標(biāo)尺上的正確讀數(shù)a2。a2= a2-xA。用微傾螺旋使讀數(shù)對準(zhǔn)a2，這時水準(zhǔn)管氣泡將不居中，調(diào)節(jié)上下兩個校正螺釘使氣泡居中。（3）例  4）第二種作法的檢校（1）檢驗將儀器置于AB延長線上A點一端，得AB兩點的第一次

33、高差hAB =a1-b1 ；然后將儀器置于AB延長線B點一端，得A、B兩點的第二次高差hAB =a2-b2。兩次儀器位置距水準(zhǔn)尺的距離差相等，即：SAB=SA-SB=-（SA-SB）。按前述方法求得i角。為了下一步的校正工作，應(yīng)求出較遠(yuǎn)一點尺子上的正確讀數(shù)；若儀器在B點一端，則A點上尺子的讀數(shù)誤差為：，正確讀數(shù)為：（2）校正  （3）例  注意：1調(diào)焦的影響：2兩種方法的比較：3i角檢驗的精度要求： 5）交叉誤差的檢校交叉誤差是指視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸在水平面上的投影不平行而產(chǎn)生豎直面上的不平行。檢驗i角時儀器旋轉(zhuǎn)軸并不嚴(yán)格豎直，水準(zhǔn)測量時儀器旋轉(zhuǎn)軸

34、也不嚴(yán)格豎直，而且兩者并不一致。因此水準(zhǔn)管軸除了有由傾斜到水平的運動外，還可能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的運動，這樣兩軸在水平面上的投影不平行會導(dǎo)致兩軸在豎直面上也不平行，即交叉誤差轉(zhuǎn)變?yōu)閕角誤差。補充：水準(zhǔn)尺的檢驗一、一般檢視對水準(zhǔn)尺進(jìn)行一般的查看：彎曲（尺子彎曲度在中心處應(yīng)小于8mm）、尺上刻劃的著色是否清晰、注記有無錯誤、尺之底部有無磨損等。二、圓水準(zhǔn)器的檢校檢驗校正的方法有兩種：用垂球檢驗、用水準(zhǔn)儀檢驗。 三、水準(zhǔn)尺分劃的檢驗1水準(zhǔn)尺每米平均真長的測定1）目的：在于了解水準(zhǔn)尺的名義長度與實際長度之差。如：國家水準(zhǔn)測量規(guī)范對三、四等水準(zhǔn)測量用的區(qū)格式木質(zhì)水準(zhǔn)尺，規(guī)定每米長度的誤差不得超過±0.5mm，否則應(yīng)在水準(zhǔn)測量中對所測高差進(jìn)行改正。2）方法：將水準(zhǔn)尺與檢驗尺相比較。 2水準(zhǔn)尺分米分劃誤差的測定1）目的：檢查水準(zhǔn)尺的分米分劃線位置是否正確，從而審定該水準(zhǔn)尺是否允許用于水準(zhǔn)測量作業(yè)。國家水準(zhǔn)測量規(guī)范對區(qū)格式木質(zhì)水準(zhǔn)尺規(guī)定分劃線位置的誤差不得超過±1.0mm。2）方法：將水準(zhǔn)尺與檢驗尺相比較。3水準(zhǔn)尺黑面與紅面零點差數(shù)的測定水準(zhǔn)尺上紅黑面之零點差應(yīng)為4687mm或4787mm，但需加以檢查，看是否正確。  4一對水準(zhǔn)尺黑面零點差的測定1）目的與影響：水