地形测量—水准测量.docx

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1、地形测量教案课程名称：地形测量2005年至2006年第一学期第3次课班 级：编制日期：20 05年月日教学单元（章节）：第二章水准测量2-1水准测量的原理2-2水准仪和水准尺目的要求：1. 掌握水准测量的原理。2. 掌握水准仪的安置、操作使用及水准尺的读数方法。知识要点：1. 水准测量的原理。2. 水准仪的使用和水准尺的读数。技能要点：1. 普通水准测量的方法。2. 视差的消除方法。教学步骤:绘图讲授一一提问式讨论一一仪器演示操作一一总结作业布置教具及教学手段：板书、水准仪演示、讲授。作业布置情况：1. 绘图说明水准测量的基本原理。2 .什么叫视准轴？什么叫水准管轴？3. 什么叫水准管分划值？

2、它的大小和整平仪器的精度有什么关系？4. 什么叫视差？产生视差的原因是什么？如何消除视差？5. 水准仪的圆水准器和管水准器的作用有何不同？水准测量时，读完后视读数后转动望 远镜瞄准前视尺时，圆水准气泡和符合气泡都有少许偏移（不居中），这时应如何调节仪 器，才能读前视读数？已知点一一高程 已知的水准点。待定点高程 未知的水准点。测站每架设 一次仪器，称为一 个测站。转点自身高 程不需要测定，只 是用来传递高程 的立尺点。当1 S1-S2 |Ifh允I,必须重测。2. 对高差闭合差fh进行调整和分配；分配原则：将高差闭合差接测站数或距离成正比反符号平均分配到各 观测高差中。三、闭合水准路线的成果计

3、算算例点 八、名测站 数实测高差(m)高差改正数(m)改正后高差(m)高程(m)备注BM5+0.746+0.006+0.75252.358A53.1104+ 1.374+0.005+ 1.379B54.48982.553+0.012.543C51.9466+0.405+0.007+0.412BM52.358230.028+0.0280Z辅 助 计 算fh=Eh=0.028m=28mmf = 12%质=12j23= 土 57.5mm h允1、某附合水准路线观测成果如下图所示，试计算各待定点1、2、3的 高程。(fh充=40也)IBW 二133Im I - lJL3ni 23，34伽 型S - |

4、6如，105km打L&543tnfA=9.M8m教师授课教案课程名称：地形测量2005年至2006年第一学期第8次课班 级：编制日期：20_年月日教学单元（章节）：第二章：水准测量2-5三、四等水准测量目的要求：1. 掌握三、四等水准测量的施测方法。2. 掌握三、四等水准测量的技术指标。3. 掌握三、四等水准测量的内业计算。知识要点：1. 四等水准测量一测站的观测程序、记录及测站计算。技能要点：1. 三、四等水准测量的施测教学步骤：讲授提问式讨论（了解掌握效果）一一讲授一一总结作业布置教具及教学手段：课件、图表、讲授作业布置情况：1. 填表计算四等水准测量的外业观测记录P30 8。教 学 内

5、容板书或旁注第二章水准测量2-5三、四等水准测量一、技术要求三、四等水准测量是工程测量和大比例尺测图的基本控制，精度高，要求严格。四等水准测量的技术指标 标准视线长度100m 视距差3m 视距累积差10m 罴红面读数差3mm 罴红面所测高差之差5mm二、三四等水准测量的施测方法1. 水准测量每一站的观测顺序(1) 三等水准测量每一站的观测顺序(后一前一前一后) 后视黑面尺读下、上、中丝；前视黑面尺读下、上、中丝；前视红面尺读中丝；后视红面尺读中丝；(2) 四等水准测量每一站的观测顺序(后一后一前一前) 后视黑面尺读下、上、中丝(1)、(2)、(3)；后视红面尺读中丝(4)；前视黑面尺读下、上、

6、中丝(5)、(6)、(7)；前视红面尺读中丝(8)2. 测站计算与校核 视距部分：(9 ) = (1) - (2) x100 ；(10) = (5) - (6) x100；(11) = (9) - (10)；(12) =本站的(11) +前站的(12) 高差部分：(13) = (3) + K 后-(4)；(14) = (7 ) + K 前-(8)；(15) = (3) - (7)； (16) = (4) - ( 8)；(17) = (15) - (16) 100 = (13) - (14 )；(检核)(18) =1/2* (15) + (16) 100 ；四等水准测量也 可按照三等水准 测量的

7、观测顺序。测 站 编 号后 尺下 丝、八 刖尺下 丝方 向 及标尺读数K+黑减红高差中数上丝上丝后视距前视距尺(mm)(m)视距差累计差号黑面红面d (m)d(m)(1)(5)后K(3)(4)(13)(2)(6)、八 刖(7)(8)(14)(18)(9)(10)后-、八 刖(15)(16)(17)(11)(12)21212196后K193466210117471821、八 刖K20086796-1-0.074537.437.5后-、八 刖-0074-0175+1一0.1一0.119142055后K172665130215391687、八 刖灼18696554+2-0.14237.537.7后-

8、、八 刖-0143-0041-2一0.2一0.3三、每页计算和检核1 .高差部分测站数为偶数时： (3) + (4) - (7) + (8) =(15) + (16) =2 (18)测站数为奇数时： (3) + (4) - (7) + (8) = (15) + (16) =2 (18) 0.12. 视距部分后视距总和与前视距总和之差应等于末站视距累积差。即： (9) - (10)=末站(12)校核无误后，算出总视距：水准测量的总视距为: (9) + (10)四、成果计算在完成水准路线观测后，计算高差闭合差，经检核合格后，调整闭合 差并计算各点高程。教师授课教案课程名称：地形测量2005年至20

9、06年第一学期第9-10次课班 级：编制日期：20年月日教学单元（章节）：第二章水准测量实训三、四：四等水准测量目的要求：1. 掌握四等水准测量一测站的观测程序。2. 掌握四等水准测量一测站的记录、计算。3. 掌握四等水准测量的技术指标。知识要点：1. 四等水准测量一测站的观测程序、记录及测站计算。2. 高差闭合差的计算与调整。技能要点：1. 四等水准测量的施测、计算。教学步骤：老师在现场通过仪器示范讲解一一学生实践一一老师分组指导一一老师逐一检查实习效 果并指导总结教具及教学手段:水准仪、水准尺、尺垫；现场仪器示范讲解。作业布置情况：1. 说明四等水准测量一测站的观测程序及限差要求。2. 计

10、算整理实习报告。3. 整理外业观测成果，进行内业成果计算。第二章水准测量实训三、四：四等水准测量一、计划与设备1. 实训时数安排4时，实训小组由45人组成。2. 实训设备每组为水准仪一台，水准尺2根，尺垫2个，记录板1块。3. 任务一：各组分别观测两根固定水准尺，用四等水准测量的方法测 量两点之间的高差，熟练掌握四等水准测量一测站的观测、记录和计 算。(1学时)任务二：在实训场地选择一条闭合水准路线，中间设置三个坚固点A、 B、C作为水准点，以A点为已知高程点假定高程为10.000m。由A点 出发，测定B、C点高程，并测回到A点，组成闭合水准路线。计算 闭合差及其允许值。(3学时)二、方法与步

11、骤任务一：1. 在实训场地上确定两个高程不相等的固定点1、2,安放两根水准尺。2. 在两尺中间架设水准仪，每测站观测程序为：(1) 后视黑面尺，长水准器气泡居中，读中、下、上丝读数。(2) 后视红面尺，长水准器气泡居中，读中丝读数。(3) 前视黑面尺，长水准器气泡居中，读中、下、上丝读数。(4) 前视红面尺，长水准器气泡居中，读中丝读数。3. 每测站各读数按四等水准表格记录。计算和校核计算要求如下：(1) 视线长100mo(2) 前、后视距差d 3m。(3) 红、黑面读数差3mm。(4) h 黑一h 红5mm。任务二：1. 从已知点A出发，固定点A、B、C中间设置若干个转点。2. 按照四等水准

12、测量的观测顺序依次测量两点之间的高差。3. 除上述限差要求外，还应满足限差：视距差累计值E10m。4. 计算高差闭合差和高差闭合差的允许值；fh = h f 允=6yfn (mm)判定：如果flMJ，进行后续计算；hh允如果|fh|fh允|,必须重测。5. 计算各待定点的高程值。三、注意事项1. 每测站观测完毕，要立即进行计算和校核。数据合格方可迁至下一 站。2. 已知点和待定点上不能安放尺垫，尺垫只能放在转点上。3. 高差闭合差限差：f 允=6而(mm)或 f 允=2QL (mm)教师授课教案课程名称：地形测量2005年至2006年第一学期第11-12次课班 级：05级工程测量技术1、2班编

13、制日期：20_年_月日教学单元（章节）：第二章 水准测量实训五、六：三等水准测量目的要求：1. 掌握三等水准测量一测站的观测程序。2. 掌握三等水准测量一测站的记录、计算。3. 掌握三等水准测量的技术指标。知识要点：1. 三等水准测量一测站的观测程序、记录及测站计算。2. 高差闭合差的计算与调整。技能要点：1. 三等水准测量的施测、计算。教学步骤：老师在现场通过仪器示范讲解一一学生实践一一老师分组指导一一老师逐一检查实习效 果并指导总结教具及教学手段:水准仪、水准尺、尺垫；现场仪器示范讲解。作业布置情况：1. 说明三等水准测量一测站的观测程序及限差要求。2. 计算整理实习报告。3. 整理外业观

14、测成果，进行内业成果计算。第二章水准测量实训五、六：三等水准测量一、计划与设备1. 实训时数安排4时，实训小组由45人组成。2. 实训设备每组为水准仪一台，水准尺2根，尺垫2个，记录板1块。3. 任务一：各组分别观测两根固定水准尺，用三等水准测量的方法测 量两点之间的高差，熟练掌握三等水准测量一测站的观测、记录和计 算。(1学时)任务二：在实训场地选择一条闭合水准路线，中间设置三个坚固点A、 B、C作为水准点，以A点为已知高程点假定高程为30.000m。由A点 出发，测定B、C点高程，并测回到A点，组成闭合水准路线。计算 闭合差及其允许值。(3学时)二、方法与步骤任务一：1. 在实训场地上确定

15、两个高程不相等的固定点1、2,安放两根水准尺。2. 在两尺中间架设水准仪，每测站观测程序为：(1) 后视黑面尺，长水准器气泡居中，读中、下、上丝读数。(2) 前视黑面尺，长水准器气泡居中，读中、下、上丝读数，(3) 前视红面尺，长水准器气泡居中，读中丝读数，(4) 后视红面尺，长水准器气泡居中，读中丝读数。3. 每测站各读数按四等水准表格记录；计算和校核计算要求如下：(1) 视线长75mo(2) 前、后视距差d 2m。(3) 红、黑面读数差2mm。(4) h 黑一h 红3mm。任务二：1. 从已知点A出发，固定点A、B、C中间设置若干个转点。2. 按照三等水准测量的观测顺序依次测量两点之间的高

16、差。3. 除上述限差要求外，还应满足限差：视距差累计值E5m。4. 计算高差闭合差和高差闭合差的允许值；fh = h f 允=4jn (mm)判定：如果flMJ，进行后续计算；hh允如果|fh|fh允|,必须重测。5. 计算各待定点的高程值。三、注意事项1. 每测站观测完毕，要立即进行计算和校核。数据合格方可迁至下一 站。2. 已知点和待定点上不能安放尺垫，尺垫只能放在转点上。3. 高差闭合差限差：f = 4 J n (mm)或 f = 12 J L (mm)教师授课教案课程名称：地形测量2005年至2006年第一学期第13次课班 级：编制日期：20_年月日教学单元（章节）：第二章水准测量2-

17、6微倾式水准仪的检校与校正2-7水准测量的误差分析2-8精密水准仪和电子水准仪简介目的要求：1. 了解仪器使用的注意事项及检校的方法。2. 理解水准测量误差的来源及消减方法。3. 掌握水准仪各轴线应满足的几何条件。知识要点：1 .水准仪各轴线应满足的几何条件。2. 水准测量误差的来源及消减方法。技能要点：1. i角检验的方法。教学步骤：讲授提问式讨论一一讲授作业布置。教具及教学手段：课件、图片、讲授。作业布置情况：1. 水准仪各轴线应满足的几何条件有哪些？它们之间应满足什么关系?2. 水准测量的误差有哪些？怎样减小或消除？第二章水准测量2-6微倾式水准仪的检校与校正一、水准仪的几何轴线及其应满

18、足的关系微倾式水准仪的主要几何轴线有：视准轴、水准管轴、仪器竖轴和圆 水准轴。水准管虫仪器竖轴园视准轴1- r为保证水准仪能提供一条水平视线，各轴线间应满足的几何条件是：1. 圆水准器轴应平行于仪器竖轴。（L0LVV）2. 十字丝横丝应垂直于仪器竖轴。（横丝VV）3. 水准管轴应平行于视准轴。（LLCC）二、水准仪的检验和校正1. 圆水器轴平行于仪器竖轴的检验与校正检验：安置仪器后，调节脚螺旋使圆水准器气泡居中，然后将望远镜 绕竖轴旋转180，此时若气泡仍然居中、表示此项条件满足要求；若 气泡不再居中，说明此项条件不满足。则应进行校正。校正：校正时，用脚螺旋使气泡向零点方向移动偏离量的一半，这

19、时 竖轴处于铅直位置。然后用校正针调整圆水准器下面的三个校正螺丝， 使气泡居中。2. 十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验与校正检验：整平仪器后，将横丝一端照准一明显目标，然后旋转水平微动 螺旋，使目标移到横丝的另一端，若目标点始终不离开横丝，则表明 水平，否则应进行校正。校正：旋开十字丝护盖，松开十字丝环的四个固定螺丝中的两个，旋 转十字丝环，使横丝的一端移至偏离位置的一半，最后旋紧十字丝环 的固定螺丝，旋上护盖。3. 水准管轴平行于视准轴的检验与校正(重点掌握)检验：在较平坦的地面上选定相距80m100m的A、B两点。第一步：将水准仪安置在A、B两点中点，使两端距离相等，用变化 仪器高法测出A、

20、B两点的两次高差，两次测得的高差小于5mm时， 取平均值hAB作为最后结果。hAB= (ax) (bx) =ab第二步：将水准仪搬至距离A点(或B点)约2m3m处。精平后读取中丝读数a2和b2。因为仪器离A点很近，i角误差引起的 读数偏差可忽略不计，因此根据a2和正确高差hAB，算出B点尺上视 线水平时的正确读数b2，。b2，=a 一h如果b2生说明两轴平行。否则，有i角存在。.b - bi =泠 pDAB规范中规定：DS3型水准仪的i 角大于20时需 要进行校正。校正：转动徽倾螺旋，使十字丝的横丝对准B点尺上读数b，处，此时 视准轴处于水平位置，而水准管气泡不再居中，用校正针先拨松水准 管左

21、右端校正螺丝，再拨动上、下两个校正螺丝，使偏离的气泡重新 居中，最后要将校正的螺丝旋紧。此项校正需反复进行，直至达到要 求为止。2-7水准测量的误差分析 水准测量误差主要有三个方面，即仪器误差、观测误差和外界条件的 影响。一、仪器误差1. 水准仪误差水准仪经校正后，仍存在有视准轴不平行水准管轴的残余误差，在测 量中，使前、后视距离相等，在高差计算中就可消除其影响。2. 水准尺误差该项误差包括水准尺分划不准确和零点误差等。尺子零点误差可采取 设置偶数测站的方法来消除。二、观测误差1.水准气泡居中误差0.15T2 P（D为视线长度）2. 水准尺读数误差60 D m =v v p（V望远镜放大率；6

22、0 人眼分辨的最小角度。） 3 .水准尺倾斜误差三、外界条件影响1 .地球曲率和大气折光（球气差）的影响, S 2 S 2h = （a - b） + （- ） 2 R 2 R（D 线长度；R地球半径）当。仪器和尺子的升降误差2-8精密水准仪和电子水准仪简介一、精密水准仪精密水准仪的望远镜的放大倍率一般不小于40倍。水准管的分划值均 不大于10 / 2mm。二、自动安平水准仪与激光扫平仪1. 自动安平水准仪自动安干水准仪没有水准管和微倾螺旋，而是在望远镜的镜筒内安装 了一个“自动补偿器”。2. 激光扫平仪激光扫平仪是一种新型的自动安平平面的定位仪器。这种仪器根据安 置在仪器内的激光器发射橙红色激

23、光束进行扫描，从而形成一个可见 的激光水平面，用专用的测尺可测定任意点的高程。三、电子水准仪电子水准仪的操作简单，在粗略整平仪器并瞄准目标后，按下测量键 后约34秒即可得到中丝读数和视距。即使标尺倾斜、调焦不很清晰 也能观测，仅观测速度略受影响。观测中尺子被局部遮挡，仍可进行 观测。四、测量仪器的使用与维护熟练迅速读数、对一条水准路线采用往返测量可减弱其影响。测量仪器是精密仪器，测量成果的精度很大程度上取决于仪器性能是 否完备优良。测量仪器维护使用得当，就能保证作业的质量的工作速 度。“轻拿轻放、微调微拧、防雨防潮、防震防晒、完整取出放回、经常检 视、及时维修”等。爱护仪器，从我做起!教师授课教案课程名称：地形测量2005年至2006年第一学期第14次课班 级：编制日期：20年月日教学单元（章节）：第二章水准测量实训七：DS3微倾式水准仪的检验与校正目的要求：1. 了解仪器使用的注意事项。2. 理解水准测量误差的来源及消减方法。3. 掌握水准仪应满足的几何条件及检验校正的方法。知识要点：1 .水准仪各轴线应满足的几何条件。2. 水准测量误差的来源及消减方法。技能要点：1. i角检验的方法。教学步骤：讲授提问式讨论一一讲授作业布置教具及教学手段：水准仪、水准尺、尺垫；现场仪器示范讲解。作业布置情况：填写计算实习报告。2. 绘图说明如何检验水准仪的i角误