課程設(shè)計(jì)—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(jì)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(shí)數(shù)24授課班級(jí)GC09031、32、33授課日期2010年9月13日 第三周教學(xué)地點(diǎn)班級(jí)教學(xué)目標(biāo)能力目標(biāo)知識(shí)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(jì)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(dòng)安平水準(zhǔn)儀、電子水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)。了解自動(dòng)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(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：水準(zhǔn)測量原理的靈活應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)：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(jì)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(yàn)與校正任務(wù)七：水準(zhǔn)測量的誤差分析任務(wù)八：自動(dòng)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(shí)。反復(fù)模擬項(xiàng)目教學(xué)實(shí)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(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教學(xué)情景創(chuàng) 設(shè)在校內(nèi)水準(zhǔn)儀實(shí)訓(xùn)室理實(shí)一體化教學(xué)。課堂上通過實(shí)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(dòng)手，實(shí)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(jì)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(dòng)時(shí)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(jì)算教學(xué)目的：學(xué)會(huì)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(xiàng)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(diǎn)位高程。問題引入多媒體課件演示學(xué)生思考個(gè)別回答5子項(xiàng)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(diǎn)位之間的高差。任務(wù)驅(qū)動(dòng)重點(diǎn)講解課件演示認(rèn)真聽講思考討論35訓(xùn)練1教師在實(shí)訓(xùn)室演示任務(wù)結(jié)束，學(xué)生練習(xí)。個(gè)別指導(dǎo)巡回指導(dǎo)10 模仿操作35子項(xiàng)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(huì)使用儀器求高程及兩點(diǎn)高差任務(wù)驅(qū)動(dòng)重點(diǎn)講解演示認(rèn)真聽講思考討論90訓(xùn)練2教師在實(shí)訓(xùn)室演示任務(wù)結(jié)束，學(xué)生練習(xí)，并對(duì)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。個(gè)別指導(dǎo)巡回指導(dǎo)學(xué)生操作45點(diǎn)評(píng)啟發(fā)演示想象45子項(xiàng)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(diǎn)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生必須掌握七測量方法和數(shù)據(jù)的計(jì)算方法。任務(wù)驅(qū)動(dòng)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(shí)訓(xùn)室演示任務(wù)結(jié)束，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)場地練習(xí)。測出數(shù)據(jù)后教室里進(jìn)行計(jì)算，達(dá)到精度。個(gè)別指導(dǎo)巡回指導(dǎo)學(xué)生操作90+90子項(xiàng)目4任務(wù)五：水準(zhǔn)測量內(nèi)業(yè)工作學(xué)會(huì)對(duì)測量過程中的累計(jì)的誤差進(jìn)行分配處理。任務(wù)驅(qū)動(dòng)

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(jì)算分配個(gè)別指導(dǎo)巡回指導(dǎo)學(xué)生操作45子項(xiàng)目5任務(wù)六：水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正學(xué)會(huì)檢驗(yàn)儀器的好快，在必要的時(shí)候還要進(jìn)行儀器的現(xiàn)場修理及維護(hù)。任務(wù)驅(qū)動(dòng)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(yàn)個(gè)別指導(dǎo)巡回指導(dǎo)學(xué)生操作45子項(xiàng)目6任務(wù)七：水準(zhǔn)測量的誤差分析學(xué)會(huì)對(duì)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(huì)在測量過程中避免誤差的出現(xiàn)。更要避免錯(cuò)誤的存在。任務(wù)八：自動(dòng)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(dòng)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(duì)水準(zhǔn)儀的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)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(shí)訓(xùn)室進(jìn)行儀器操作的考核?？己?0作業(yè)考工題庫子項(xiàng)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(gè)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(diǎn)A出發(fā)，測出A點(diǎn)到B點(diǎn)的高程之差，即高差hAB，則B點(diǎn)高程HB為：HB = HA + hAB 一、             水

7、準(zhǔn)測量的原理在A、B兩點(diǎn)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(diǎn)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(shí)hAB為正，此時(shí)B點(diǎn)高于A點(diǎn)；當(dāng)a小于b時(shí)hAB為負(fù)，即B點(diǎn)低于A點(diǎn)。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(diǎn)、測站轉(zhuǎn)點(diǎn)：臨時(shí)立尺點(diǎn)，作為傳遞高程的過渡點(diǎn)。（一般轉(zhuǎn)點(diǎn)上均需使用尺墊）測站：每安置一次儀器，稱為一個(gè)測站。當(dāng)欲測點(diǎn)B離已知點(diǎn)A較遠(yuǎn)，安置一

8、次儀器就不可能測出它們的高差，這時(shí)，選擇一條施測路線，在A、B之間加設(shè)一些轉(zhuǎn)點(diǎn)，每相鄰兩點(diǎn)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(shí)際上大地水準(zhǔn)面接近于球面，一個(gè)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(diǎn)的大地水準(zhǔn)面。因角很?。ˋB相距200m時(shí)，6），故在A、B兩點(diǎn)豎立的水準(zhǔn)尺接近于平行，實(shí)際此時(shí)高差為：式中稱為地球曲率的影響。從過A點(diǎn)的水準(zhǔn)面與測站垂線的交點(diǎn)處作切線，由下圖可見，另 ；，則：上式為地球曲率對(duì)一個(gè)測站的影響。若，則，說明當(dāng)前、后

9、視距的距離相等時(shí)，地球曲率對(duì)一個(gè)測站的高差沒有影響。對(duì)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(shí)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(shí)習(xí)中掌握。子項(xiàng)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(gè)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(dòng)微動(dòng)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(gè)焦點(diǎn)、兩個(gè)主平面和一個(gè)主軸線。為使討論問題簡便起見，用一個(gè)主平面來替代兩個(gè)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(diǎn)；通過第一焦點(diǎn)的入射光平行于主軸線；通過主平面與主軸線交點(diǎn)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(shí)，此時(shí)物體A的象A是被縮小了的一個(gè)實(shí)象。2）當(dāng)時(shí)，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(gè)虛像，而且始終是一個(gè)被放大了的虛像。這時(shí)能由眼睛直接看到一個(gè)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(shí)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(shí)應(yīng)注意：第一焦點(diǎn)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(shí)，物體A的像A在入射光的同一側(cè)，是一個(gè)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(shí)，能夠看到這個(gè)虛像。2望遠(yuǎn)鏡成像原理1）成像原理由一個(gè)目鏡和一個(gè)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(gè)倒立而被縮小了的實(shí)像ab，同時(shí)又將目鏡安置在使實(shí)像ab距目鏡的距離小于目鏡的焦距這樣一個(gè)位置，即實(shí)像ab成為目鏡mn的物體，這樣，由于目鏡也是一個(gè)凸透鏡，因此可以得到一個(gè)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(shí)物AB要小，但實(shí)際上我們看到的是放大的物體，看的比實(shí)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(diǎn)的連線。物鏡光心：2、外調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡（外對(duì)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(diǎn)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(dòng)時(shí)，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(gè)點(diǎn)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(duì)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(shí)就表明氣泡已經(jīng)居中。由于氣泡不符合的程度是指兩個(gè)端點(diǎn)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(dòng)第三條腳腳架要采實(shí)地面傾斜較大時(shí)，應(yīng)將一個(gè)腳安置在傾斜方向上，將另外兩個(gè)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(dòng)的方向與左手大拇指旋轉(zhuǎn)時(shí)的移動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)讀數(shù)直接報(bào)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(dòng)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(dòng)安平水準(zhǔn)儀的出現(xiàn)解決了這一問題。一、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的原理1自動(dòng)安平的簡單設(shè)計(jì)依靠重力作用的原理使視線保持水

18、平。2補(bǔ)償裝置的使用在望遠(yuǎn)鏡中設(shè)置一個(gè)自動(dòng)補(bǔ)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(bǔ)償裝置后仍能通過十字絲交點(diǎn)。此時(shí)，視準(zhǔn)軸成為折線。物鏡至補(bǔ)償裝置一段為水平線，補(bǔ)償裝置至十字絲一段為傾斜線。3補(bǔ)償方式視準(zhǔn)軸傾斜了一個(gè)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(diǎn)，可采用以下兩個(gè)辦法：1）采用補(bǔ)償器： 2）移位十字絲： 二、補(bǔ)償器的原理補(bǔ)償器需用一重物在重力作用下使某個(gè)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(shí)，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(shí)

19、應(yīng)得的讀數(shù)。下面介紹DSZ3水準(zhǔn)儀的補(bǔ)償器。1補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)補(bǔ)償器由兩個(gè)直角棱鏡和一個(gè)屋脊棱鏡構(gòu)成（P57頁圖4-36），兩個(gè)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(shí)，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(duì)的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，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(shí)水平光線進(jìn)入物鏡后經(jīng)第一個(gè)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(gè)直角棱鏡，又被反射一次最后通過十字絲的交點(diǎn)。3視準(zhǔn)軸傾斜時(shí)1）第一種情況：假設(shè)“補(bǔ)償器”不發(fā)生作用時(shí)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(diǎn)A

20、而是通過B點(diǎn)。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(bǔ)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(bǔ)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(diǎn)。實(shí)際上通過一定的設(shè)計(jì)是能滿足上述要求的。三、移動(dòng)十字絲的“補(bǔ)償”裝置 四、阻尼器1目的：補(bǔ)償裝置都有一個(gè)依重力而作用的“擺”，為使“擺”的擺動(dòng)能迅速靜止，必須裝一個(gè)“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(gè)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?cè)趯?shí)習(xí)中加深鞏固。子項(xiàng)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?cè)诖嘶A(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(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)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(diǎn)的高程，最后連測到另一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)。2閉合水準(zhǔn)路線：從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)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(diǎn)的高程，最后又回到此水準(zhǔn)點(diǎn)。3支水準(zhǔn)路線：從一個(gè)已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，最后沒有連測到已知高程的水準(zhǔn)點(diǎn)。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(diǎn)稱為結(jié)點(diǎn)。附合水準(zhǔn)網(wǎng)、獨(dú)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(diǎn)上作為后視，安置水準(zhǔn)儀和前視點(diǎn)。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(jì)算高差。2）第二測站：后尺和測站向前移動(dòng)，前尺不動(dòng)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(jí)儀器類型標(biāo)準(zhǔn)視線長度后前視距 差后前視距差 累 計(jì)黑紅面讀數(shù)差黑紅面所測高差之差檢測間歇點(diǎn)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(jì)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(jì)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(shí)驗(yàn)掌握運(yùn)用。子項(xiàng)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(jì)算路線上各固定點(diǎn)的高程。 第二部分：新課講解：內(nèi)業(yè)計(jì)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(jì)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(jí)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(jì)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(jì)算見下表：高 程 誤 差 配 賦 表點(diǎn)號(hào)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(diǎn)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(hào)相反。第測段的改正數(shù)按下式計(jì)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(jì)算正確無誤。然后順序推算各點(diǎn)的高程。以最后一個(gè)已知點(diǎn)的高程作檢查，以保證計(jì)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(jì)算方法，希望同學(xué)能掌握靈活運(yùn)用。子項(xiàng)目5水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)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(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)某些不符合要

27、求的條件，應(yīng)對(duì)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(dòng)位置。（移動(dòng)調(diào)焦透鏡的機(jī)械結(jié)構(gòu)的質(zhì)量應(yīng)由廠家保證）第一項(xiàng)是水準(zhǔn)測量基本原理對(duì)水準(zhǔn)儀的要求。第二個(gè)主要條件是為滿足第一個(gè)條件而提出的。如果望遠(yuǎn)鏡在調(diào)焦時(shí)視準(zhǔn)軸位置發(fā)生變動(dòng)，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(xiàng)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(gè)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(gè)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(diǎn)而可以用交點(diǎn)附近的橫絲。二、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正檢驗(yàn)、校正的順序應(yīng)按下述原則進(jìn)行：前面檢驗(yàn)的項(xiàng)目不受后面檢驗(yàn)項(xiàng)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(yàn)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(yàn)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(xiàng)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(yàn)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(jī)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(shí)，這個(gè)平面將在水平位置且不會(huì)發(fā)生變化。由此可見，如果有一個(gè)點(diǎn)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(shí)這個(gè)點(diǎn)將始終在這個(gè)平面上。2）檢驗(yàn)方法先用十字絲橫絲的一端瞄準(zhǔn)一個(gè)點(diǎn)A，然后用微動(dòng)螺旋緩慢地轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，觀察A點(diǎn)在視場中的移動(dòng)軌跡；如果A點(diǎn)始終能在橫絲上移動(dòng)，則說明十字絲的橫絲已與儀器旋轉(zhuǎn)軸垂直；如果A點(diǎn)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(yàn)稱i角檢驗(yàn)；水平面上的投影檢驗(yàn)稱交叉誤差檢驗(yàn)。對(duì)于水準(zhǔn)測量，重要的是i角檢驗(yàn)。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(diǎn)尺子上的讀數(shù)將較水平視線的讀數(shù)增大一個(gè)x值。若A點(diǎn)距儀器的距離為S，則：。當(dāng)i角的大小不變時(shí)，則x的大小與S成正比；即尺子離儀器愈遠(yuǎn)，i角對(duì)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(shí)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(diǎn)的高差hAB可按下式計(jì)算：hAB=a-b 。于是A、B兩點(diǎn)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(shí)，i角的影響為0，可得到正確的高差。2）檢驗(yàn)i角的基本原理在地面選定兩個(gè)固定點(diǎn)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(shí)際工作中采用兩種作法，一種是使SA=SB，此時(shí)hAB為無i角影響的高差hAB，另一種是使SA-SB=-(SA-SB)，此時(shí)：3）第一種作法的檢校（1）檢驗(yàn)在較平坦地

32、方選定適當(dāng)距離的兩個(gè)點(diǎn)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(shí)測量正確的高差hAB，然后將水準(zhǔn)儀置于兩點(diǎn)的任一點(diǎn)附近，如B點(diǎn)附近。這時(shí)因距離不等，在測得的高差hAB中將有i角的影響。因A點(diǎn)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(duì)水準(zhǔn)儀進(jìn)行校正。校正工作應(yīng)緊接著檢驗(yàn)工作進(jìn)行，即不要搬動(dòng)B點(diǎn)一端的儀器，先算出在A點(diǎn)標(biāo)尺上的正確讀數(shù)a2。a2= a2-xA。用微傾螺旋使讀數(shù)對(duì)準(zhǔn)a2，這時(shí)水準(zhǔn)管氣泡將不居中，調(diào)節(jié)上下兩個(gè)校正螺釘使氣泡居中。（3）例  4）第二種作法的檢校（1）檢驗(yàn)將儀器置于AB延長線上A點(diǎn)一端，得AB兩點(diǎn)的第一次

33、高差hAB =a1-b1 ；然后將儀器置于AB延長線B點(diǎn)一端，得A、B兩點(diǎn)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(diǎn)尺子上的正確讀數(shù)；若儀器在B點(diǎn)一端，則A點(diǎn)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(yàn)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(yàn)i角時(shí)儀器旋轉(zhuǎn)軸并不嚴(yán)格豎直，水準(zhǔn)測量時(shí)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(yùn)動(dòng)外，還可能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)，這樣兩軸在水平面上的投影不平行會(huì)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(bǔ)充：水準(zhǔn)尺的檢驗(yàn)一、一般檢視對(duì)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(cuò)誤、尺之底部有無磨損等。二、圓水準(zhǔn)器的檢校檢驗(yàn)校正的方法有兩種：用垂球檢驗(yàn)、用水準(zhǔn)儀檢驗(yàn)。 三、水準(zhǔn)尺分劃的檢驗(yàn)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(shí)際長度之差。如：國家水準(zhǔn)測量規(guī)范對(duì)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(duì)所測高差進(jìn)行改正。2）方法：將水準(zhǔn)尺與檢驗(yàn)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(duì)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(yàn)尺相比較。3水準(zhǔn)尺黑面與紅面零點(diǎn)差數(shù)的測定水準(zhǔn)尺上紅黑面之零點(diǎn)差應(yīng)為4687mm或4787mm，但需加以檢查，看是否正確。  4一對(duì)水準(zhǔn)尺黑面零點(diǎn)差的測定1）目的與影響：水