水準測量教案

1、*學(xué)院教案章節(jié)首頁授課班級：第三章 計4學(xué)時課題（早下 及內(nèi)容）第三章水準測量教學(xué)目的 和要求1、使學(xué)生理解水準測量的原理。2、使學(xué)生掌握水準儀的使用方法，水準測量方法，記錄，檢核。3、使學(xué)生學(xué)會水準測量內(nèi)業(yè)計算。重點 難點A.水準測量的原理B.水準儀的使用方法C.水準測量外業(yè)作業(yè)方法、記錄、檢核D.水準測量內(nèi)業(yè)計算教學(xué)進程（含課堂教 學(xué)內(nèi)容、 教學(xué)方法、輔助手段 等）1 .上節(jié)課重點內(nèi)容復(fù)習(xí)。2 .水準測量的原理。3 .介紹水準儀的結(jié)構(gòu)及水準尺、尺墊。4 .介紹水準儀的使用方法。5 .介紹介紹水準測量外業(yè)作業(yè)方法、記錄、檢核。6 .介紹水準測量內(nèi)業(yè)計算。7 .簡單介紹數(shù)字水準儀。作業(yè)布置課后

2、復(fù)習(xí)思考題：6、計算題，參考 P24例3-1。7、計算題，參考 P24例3-1。主要 參考資料1、中國礦業(yè)大學(xué)出版社高井祥主編的測量學(xué)第四版2、水準儀使用說明書課后自我 總結(jié)分析第三章水準測量高程測量(Height Measurement )的概念根據(jù)已知點高程，測定該點與未知點的高差，然后計算出未知點的高程的方 法。即：H未=H已+h高程測量的方法分類按使用的儀器和測量方法分為：水準測量(leveling) :精度最高。三角高程測量(trigonometric leveling):利用經(jīng)緯儀測量傾角再按三角函 數(shù)解算出測點高程的方法。適用于山區(qū)。氣壓高程測量(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，用氣壓計測定測點高程的方法，精度最低。GPS測量。(GPSleveling):利用GPSM定測點的高程。所測高程是大地高。大地高：從一地面點沿過此點的地球橢球面的法線到地球橢球面的距離3.1 水準測量的原理一.基本原理水準測量的原理是利用水準儀提供的“水平視線”，測量兩點間高差，從而由 已知點高程推算出未知點高程。a后視讀數(shù)A后視點 b前視讀數(shù)B前視點1 A、 B 兩點間高差：hABHB HA a b2 測得兩點間高差hAB 后，若已知A 點高程 H A ，則可得B 點的高程。H B H A hAB3視線高程：H i H A a H B b

4、4轉(zhuǎn)點TP(turning point) 的概念。iiihABh a b111結(jié)論：A、 B 兩點間的高差hAB 等于后視讀數(shù)之和減去前視讀數(shù)之和。注意：A：高差的符號有正有負。當(dāng)高差為正值時，表示前視點B高于后視點A當(dāng)高差為負時，表示前視點B 低于后視點A。B ：計算高差時，一定要用后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)，次序不能顛倒。3.2 水準測量的儀器和工具一、水準儀(level) (拿儀器講解)1望遠鏡(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，瞄準目標并在水準尺上讀數(shù)。2水準器(bubble) 有兩種：圓水準器(circular bubble)精

5、度低，用于粗略整平。水準管 (bubble tube) 精度高， 用于精平。特性： 氣泡始終向高處移動。作用：指示視準軸是否水平或儀器豎軸是否豎直3基座(tribrach)作用：用來固定和粗略整平水準儀二、水準尺(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)點上，為防止觀測過程中水準尺下沉。3.3水準儀的使用水準儀的使用操作程序：安置儀器一一粗平一一瞄準一一精平一一讀數(shù)（一）安置水準儀打開三腳架并使

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，使圓水準氣泡居中。1 .方法：對向轉(zhuǎn)動腳螺旋1、2使氣泡移至1、2方向的中間一一轉(zhuǎn)動腳 螺旋3 ,使氣泡居中。規(guī)律：氣泡移動方向與左手大拇指運動的方向一致（三）瞄準2 .方法：先用準星器粗瞄，再用微動螺旋精瞄。3 .視差概念：眼睛在目鏡端上下移動時，十字絲與目標像有相對運動。產(chǎn)生原因：目標像平面與十字絲平面不重合。消除方法：仔細反復(fù)交替調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對光螺旋。（四）精平1、方法：如圖所示微傾式水準儀（tilt level） ,調(diào)節(jié)微傾螺旋，使水準管氣 泡成像拋物線符合。2、說

7、明：若使用自動安平水準儀（pensator level ）,儀器無微傾螺旋，故不 需進行精平工作。（五）讀數(shù)一一精平后，用十字絲的中絲在水準尺上讀數(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。故對于望遠鏡成倒像的儀器，即從上往下讀，望遠鏡成正像的儀器，即從下往上讀。(舉例)復(fù)習(xí)：水準測量原理、操作程序。3.4水準測量外業(yè)、水準點(Bench Mark)通過水準測量方法獲得其高程的高程控制點，稱為水準點BM, 一般用表示。有永久性和臨時性兩種。二、水準路線(leveling line)水準路線依據(jù)工程的性質(zhì)和測區(qū)情況，可布設(shè)成 以

8、下幾種形式:1.閉合水準路線(closed leveling line)。由已知點BM1已知點BM12.3.附合水準路線(annexed leveling line)支水準路線(spur leveling line) 。由已知點BM1已知點BM2由已知點BM1某一待定水準點A三、水準測量的實施(外業(yè))a)觀測要求如圖，有:(1)水準儀安置在離前、后視距離大致相等之處?！半p面尺(2)為及時發(fā)現(xiàn)觀測中的錯誤，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前進萬問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 A上豎立水準尺(后視尺)(2)儀器操作人員，在兩點中間安置水準儀一整平 -瞄準-讀數(shù)(3)記錄人員，將讀數(shù)記入測量手簿(4)另一立尺人員，在第二點上立尺。(5)儀器操作人員，轉(zhuǎn)動儀器瞄準前視尺一讀數(shù)(6)記錄人員，將讀數(shù)記入測量手簿，并計算。四、水準測量檢核水準測量的三項檢核1)計算檢核計算檢核即檢查計算是否有誤。2)測站檢核為了防止測量錯誤，測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測量的內(nèi)業(yè)時進行。3.5水準測量內(nèi)業(yè)內(nèi)業(yè)包括:水準路線閉合差的計算和分配 水準點高程的計算(一)計算閉合差:1 ,閉合7K準路線：'一 £'浦N" 一 £'惻2 .附合水準路線：力=»?，一工萬呷=»?%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）對于普通水準測量，有：平地 f h = 40 XL mm山地f h允二12而mmL 水準路線長度，kmn?一測站數(shù)n測站