水準(zhǔn)測(cè)量基本原理教案

1、水準(zhǔn)測(cè)量基本原理（教案）水準(zhǔn)測(cè)量基本原理課型：講授教學(xué)目的與要求：了解高程測(cè)量常用的方法。理解水準(zhǔn)測(cè)量基本原理。掌握高差法、 儀高法及連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量計(jì)算未知點(diǎn)高程的方法。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：水準(zhǔn)測(cè)量基本原理。高差法、儀高法及連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量計(jì)算未知點(diǎn)高程的方法。難點(diǎn)：水準(zhǔn)測(cè)量基本原理。采用教具：多媒體課件復(fù)習(xí)、提問(wèn)1、高程的定義、高差的定義。第一講水準(zhǔn)測(cè)量基本原理一、高程測(cè)量（測(cè)定地面點(diǎn)高程）的方法高程是確定地面點(diǎn)位置的要素之一，在工程建設(shè)的設(shè)計(jì)、施工與 管理等階段都具有十分重要的作用。測(cè)定地面點(diǎn)高程的工作稱(chēng)為高程 測(cè)量。按所使用的儀器和施測(cè)方法分：水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、氣 壓高程測(cè)量和GPS高

2、程測(cè)量。二、水準(zhǔn)測(cè)量基本原理水準(zhǔn)測(cè)量不是直接測(cè)定地面點(diǎn)的高程，而是測(cè)出兩點(diǎn)間的高差。 即在兩個(gè)點(diǎn)上分別豎立水準(zhǔn)尺，利用水準(zhǔn)測(cè)量的儀器提供一條水平視 線，瞄準(zhǔn)并在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)，求得兩點(diǎn)間的高差，從而由已知點(diǎn)高程 推求未知點(diǎn)高程。如圖1-1所示，設(shè)已知A點(diǎn)高程為HA，用水準(zhǔn)測(cè)量方法求未知 點(diǎn)B的高程HB。在A、B兩點(diǎn)中間安置水準(zhǔn)儀，并在A、B兩點(diǎn)上分 別豎立水準(zhǔn)尺，根據(jù)水準(zhǔn)儀提供的水平視線在A點(diǎn)水準(zhǔn)尺上讀數(shù)為a， 在B點(diǎn)的水準(zhǔn)尺上讀數(shù)為b，則A、B兩點(diǎn)間的高差為：hABa b圖 1-1水準(zhǔn)測(cè)量原理設(shè)水準(zhǔn)測(cè)量是由A點(diǎn)向B點(diǎn)進(jìn)行，如圖1-1中箭頭所示，則規(guī)定A點(diǎn)為后視點(diǎn)，其水準(zhǔn)尺讀數(shù)a為后視讀數(shù)；B點(diǎn)

3、為前視點(diǎn)，其水準(zhǔn) 尺讀數(shù)b為前視讀數(shù)。由此可見(jiàn)，兩點(diǎn)之間的高差一定是“后視讀數(shù)” 減“前視讀數(shù)”。如果ab，則高差hAB為正，表示B點(diǎn)比A點(diǎn)高；如果ab，則高差hAB為負(fù)，表示B點(diǎn)比A點(diǎn)低。在計(jì)算高差hAB時(shí)，一定要注意hAB的下標(biāo)AB的寫(xiě)法：hAB表示A點(diǎn) 至B點(diǎn)的高差，hBA則表示B點(diǎn)至A點(diǎn)的高差，兩個(gè)高差應(yīng)該是絕對(duì)值 相同而符號(hào)相反，即：hAB=-hBA測(cè)得A、B兩點(diǎn)間高差hAB后，則未知點(diǎn)E的高程HB為：HBHAhABHA（a b）（ 1-1 ）水準(zhǔn)測(cè)量：水平視線（水準(zhǔn)儀）+水準(zhǔn)尺-待定點(diǎn)與已知點(diǎn)高差+已知 點(diǎn)咼程未知點(diǎn)咼程。三、推導(dǎo)以下幾種計(jì)算未知點(diǎn)高程的公式：1、高差法（由一點(diǎn)求另

4、一點(diǎn)）：直接利用高差計(jì)算未知點(diǎn)高程。hABa b（后視讀數(shù)一前視讀數(shù)）；HBHAhAB2、視線高法（儀高法，由一點(diǎn)求多點(diǎn)）：由儀器視線高程H計(jì)算 未知點(diǎn)B點(diǎn)高程。HA為A點(diǎn)的高程，a為水準(zhǔn)尺讀數(shù)，b為待求高程 點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)。HiHAaHBHib注意事項(xiàng)：1區(qū)別僅在與計(jì)算方法不同;2視線必須水平；3水準(zhǔn)儀安置的高度對(duì)測(cè)算地面點(diǎn)高程或高差無(wú)影響。舉例1:設(shè)A點(diǎn)高程為101.352m,當(dāng)后視讀數(shù)為1.154m,前視讀數(shù) 為1.328m時(shí)，問(wèn)高差是多少，待測(cè)點(diǎn)B的高程是多少？ 分析：高差為后視讀數(shù)減去前視讀數(shù)，B點(diǎn)高程可用儀高法或高差法， 高差已求，故用后者。解：hAB=1.154-1.328=-0.

5、174mH=HA+hAB=101.352-0.174=101.178m舉例2:已知H=417.502m, a=1.384m,前視B，R，B各點(diǎn)的讀數(shù)分 別為：b1=1.468m, b2=0.974m, b3=1.384m,試用儀高法計(jì)算出B，R，B點(diǎn)高程。分析：儀高法先求視線高程，再按分別減去各前視讀數(shù)，求得高程。解：i二HA+a=417.502+1.384=418.886mHB1=i-b1=418.886-1.468=417.418mHB2=i-b2=418.886-0.974=417.912mHB3=i-b3=418.886-1.384=417.502m3、連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量計(jì)算高差在實(shí)際水準(zhǔn)測(cè)

6、量中，A、B兩點(diǎn)間高差可能較大或相距較遠(yuǎn)，不 可能安置一次（一測(cè)站）水準(zhǔn)儀即能測(cè)定兩點(diǎn)間的高差。此時(shí)可在沿A點(diǎn)至B點(diǎn)的水準(zhǔn)路線上增設(shè)若干個(gè)必要的臨時(shí)立尺點(diǎn)，稱(chēng)為轉(zhuǎn)點(diǎn)， 根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量原理依次連續(xù)地在兩個(gè)立尺點(diǎn)中間安置水準(zhǔn)儀來(lái)測(cè)定 相鄰各點(diǎn)間高差，最后取各個(gè)測(cè)站高差的代數(shù)和，即求得兩點(diǎn)間的高差值，這種方法稱(chēng)為連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量。如圖1-2所示，欲求hAB，在A點(diǎn)至B點(diǎn)水準(zhǔn)路線上增設(shè)n 1個(gè)臨 時(shí)立尺點(diǎn)（轉(zhuǎn)點(diǎn)）TRTPm，安置n次水準(zhǔn)儀，依次連續(xù)地測(cè)定相鄰 兩點(diǎn)間高差hn，即h1a1b1h2a2b2式中，a為后視讀數(shù)之和，b為前視讀數(shù)之和，則未知點(diǎn)E的高程為：HBHAhABHA（ a b）圖 1-2 連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量A、B兩點(diǎn)間水準(zhǔn)路線上增設(shè)的轉(zhuǎn)點(diǎn)起著傳遞高程的作用。為了保證高程傳遞的正確性，在連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量過(guò)程中，不僅要選擇土質(zhì)穩(wěn)固的地方作為轉(zhuǎn)點(diǎn)位置（宜安放尺墊），而且在相鄰測(cè)站的觀測(cè)過(guò)程中，要保持轉(zhuǎn)點(diǎn)（尺墊）穩(wěn)定不動(dòng)；同時(shí)要盡可能保持各測(cè)站的前后視距大致相等；還要盡可能通過(guò)調(diào)節(jié)前、后視距離保持整條水準(zhǔn)路線中的hnanbnhABh1h2hn=(1-2)1PJTP.n-1大地水準(zhǔn)面前視視距之和與后視視距之和相等，這樣有利于消除（或減弱）地球曲率和儀器某些誤差對(duì)高差的影響。課堂小結(jié)：這次課我們重點(diǎn)學(xué)習(xí)了水準(zhǔn)測(cè)量原理， 在此基