(教案設(shè)計(jì))2.2全站儀觀測(cè)水平角度

1、（教案設(shè)計(jì)）2.2全站儀觀測(cè)水平角度 / 6任務(wù) 2. 2 全站儀觀測(cè)水平角度教案首頁課程名稱工程測(cè)量基礎(chǔ)授課日期授課班級(jí)授課地點(diǎn)教學(xué)目的 與要求知識(shí)目標(biāo)：了解全站儀的構(gòu)造；掌握全站儀測(cè)水平角的操作過程和數(shù)據(jù) 處理方法；掌握工程測(cè)量規(guī)范中水平角的精度要求。能力目標(biāo)：社會(huì)能力：本項(xiàng)目組長需鍛煉團(tuán)隊(duì)組織能力，組員需鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。方法能力：查閱規(guī)范能力，制定測(cè)量計(jì)劃能力。專業(yè)能力：能規(guī)范進(jìn)行全站儀角度的外業(yè)操作，正確處理多測(cè)回測(cè)量數(shù) 據(jù)，評(píng)定測(cè)回問是否滿足工程測(cè)量精度要求。教學(xué)設(shè)計(jì) （方法、教 具、手段、 內(nèi)容）方法：一站式教學(xué)法、案例教學(xué)法、項(xiàng)目教學(xué)法、小組討論法、實(shí)踐操作法等。內(nèi)容：全站儀的

2、構(gòu)造；全站儀的測(cè)角操作方法（單次觀測(cè)、重復(fù)觀測(cè)）；四邊形內(nèi)角測(cè)量及數(shù)據(jù)處理。重點(diǎn)難點(diǎn) 及解決方法重點(diǎn)：掌握多測(cè)回全站儀測(cè)角的操作過程和數(shù)據(jù)處理。難點(diǎn)：用全站儀進(jìn)行角度重復(fù)測(cè)量。解決方法：分組講解，從全站儀的多次觀測(cè)取平均值入手進(jìn)行講解，讓 學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)際操作。課外作業(yè)完成往返水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)習(xí)報(bào)告，要求組長寫出每個(gè)同學(xué)在實(shí)踐操作中完成 的測(cè)站和具體分工，每個(gè)組根據(jù)本組往返水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。參考資料1張志剛，工程測(cè)量技術(shù)與應(yīng)用，西南交通大學(xué)出版社，2010.12張福榮，工程測(cè)量技術(shù)與應(yīng)用實(shí)訓(xùn)，西南交通大學(xué)出版社，2010.13王兆祥.鐵道工程測(cè)量.西南交通大學(xué)出版社.20024田育文.測(cè)量學(xué)

3、.地質(zhì)出版社.2001課程標(biāo)準(zhǔn)、任務(wù)單、網(wǎng)絡(luò)視頻、教學(xué)課件及精品課程網(wǎng)站。課后總結(jié)（手寫）學(xué)生第一次接觸全站儀，具有很強(qiáng)的好奇心，但儀器的操作規(guī)范性仍有待 加強(qiáng)。對(duì)于女生來說，全站儀重量較重，對(duì)中時(shí)比較吃力，導(dǎo)致安置儀器時(shí)間較長。部 分同學(xué)對(duì)全站儀盤左、盤右難以理解。由于全站儀實(shí)習(xí)相對(duì)集中，克服了巡視漏洞，學(xué) 生實(shí)習(xí)效果良好。任課教師 年 月曰教研室主任 年 月 日課堂教學(xué)方案、時(shí)間分配一、小組匯報(bào)、新課導(dǎo)入（共10 min ）隨機(jī)抽取兩個(gè)小組匯報(bào)他們?cè)诜纸M研討、完成任務(wù)單的過程，以及他們遇到的問題和困惑，大多數(shù)同學(xué)都會(huì)對(duì)如何對(duì)往測(cè)高差、返測(cè)高差兩個(gè)符號(hào)不同的值如何 取平均值，為什么高差中數(shù)符

4、號(hào)與往測(cè)一致，轉(zhuǎn)點(diǎn)設(shè)置到底有什么技巧，為什么測(cè) 量時(shí)要強(qiáng)調(diào)將水準(zhǔn)儀架設(shè)在前后視的中間位置等問題感到不解和困惑。采取設(shè)疑式 導(dǎo)入新課，讓同學(xué)們帶著好奇之心進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)，引入本次新課。二、教師講解內(nèi)容（共30min ）全站儀，即全站型電子速測(cè)儀。它是隨著計(jì)算機(jī)和電子測(cè)距技術(shù)的發(fā)展，近代電子科技與光學(xué)經(jīng)緯儀結(jié)合的新一代既能測(cè)角又能測(cè)距的儀器，它是在電子經(jīng)緯儀 的基礎(chǔ)上增加了電子測(cè)距的功能，使得儀器不僅能夠測(cè)角，而且也能測(cè)距，并且測(cè) 量的距離長、時(shí)間短、精度高。全站型電子速測(cè)儀是由電子測(cè)角、電子測(cè)距、電子 計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等組成的三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量結(jié)果能自動(dòng)顯示，并能與外 圍設(shè)備交換信息的多功能

5、測(cè)量儀器。由于全站型電子速測(cè)儀較完善地實(shí)現(xiàn)了測(cè)量和 處理過程的電子化和一體化，所以人們也通常稱之為全站型電子速測(cè)儀或稱全站儀。.全站儀的組成全站儀主要由兩大部分組成：a.采集數(shù)據(jù)的專用設(shè)備主要有電子測(cè)角系統(tǒng)、電子測(cè)距系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)及自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備等。b.過程控制機(jī)過程控制機(jī)包括與測(cè)量數(shù)據(jù)相聯(lián)接的外圍設(shè)備及進(jìn)行計(jì)算、產(chǎn)生指令的微處理 機(jī)。它主要用于有序地實(shí)現(xiàn)每一專用設(shè)備的功能。.全站儀的分類全站儀的分類根據(jù)系統(tǒng)的組合不同分為組合式和整體式兩類。組合式，也稱 積木式，它是指電子經(jīng)緯儀和測(cè)距儀既可以分離也可以組合。用戶可以根據(jù)實(shí)際工作的要求，選擇測(cè)角、測(cè)距設(shè)備進(jìn)行組合。整體式，也稱集成式，它是指將

6、電子 經(jīng)緯儀和測(cè)距儀做成一個(gè)整體，共用一個(gè)望遠(yuǎn)鏡，外殼內(nèi)還裝有包括數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器和 微處理器在內(nèi)的電子器（組）件。這類儀器使用非常方便，一次瞄準(zhǔn)就能同時(shí)測(cè)出 方向和距離，其結(jié)果即可自動(dòng)顯示和記錄。避免了人為的讀數(shù)差錯(cuò)，精度好、效率 高，幾乎是同時(shí)獲得平距、高差和點(diǎn)的坐標(biāo)，電子手薄常作為附件單獨(dú)連接。九十 年代以來，全站儀基本上都發(fā)展成為了集成式全站儀。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展 和用戶的特殊要求以及其它工業(yè)技術(shù)的應(yīng)用，全站儀進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，出 現(xiàn)了帶內(nèi)存、防水型、防爆型、電腦型等等的全站儀，使得全站儀在各項(xiàng)測(cè)繪工作 中發(fā)揮著越來越大的作用。.全站儀測(cè)量的基本原理電子測(cè)距即電磁波測(cè)距，它是以電

7、磁波作為載波，傳輸光信號(hào)來測(cè)量距離的一種方法。它的基本原理是利用儀器發(fā)出的光波（光速C已知），通過測(cè)定出光波在測(cè)線兩端點(diǎn)間往返傳播的時(shí)間t來測(cè)量距離 S：S=Ct/2式中乘以1/2是因?yàn)楣獠ń?jīng)歷了兩倍的路程。按這種原理設(shè)計(jì)制成的儀器叫做電磁波測(cè)距儀。根據(jù)測(cè)定時(shí)間的方式不同，又 分為脈沖式測(cè)距儀和相位式測(cè)距儀。脈沖式測(cè)距儀是直接測(cè)定光波傳播的時(shí)間，由 于這種方式受到脈沖的寬度和電子計(jì)數(shù)器時(shí)間分辨率限制，所以測(cè)距精度不高，一 般為15m。相位式光電測(cè)距儀是利用測(cè)相電路直接測(cè)定光波從起點(diǎn)出發(fā)經(jīng)終點(diǎn)反 射回到起點(diǎn)時(shí)因往返時(shí)間差引起的相位差來計(jì)算距離，該法測(cè)距精度較高，一般可 達(dá)520ms目前短程測(cè)距儀

8、大都采用相位法計(jì)時(shí)測(cè)距。結(jié)合儀器索佳 SET510給同學(xué)們邊操作邊講解。.全站儀測(cè)量水平角步驟（1）觀測(cè)前的準(zhǔn)備工作電池安裝全站儀的安置（同經(jīng)緯儀安置）對(duì)中：光學(xué)對(duì)中器對(duì)準(zhǔn)測(cè)站點(diǎn)整平：伸縮三角架腿，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中；旋轉(zhuǎn)腳螺旋， 使水準(zhǔn)管氣泡居中。全站儀的開機(jī)按紅色開機(jī)鍵開機(jī)，按提示轉(zhuǎn)動(dòng)儀器測(cè)距頭一周。聽到“嘀”的一聲響表示儀 器初始化成功，可以正常使用。并確認(rèn)顯示窗中有足夠的電池電量。全站儀的精確整平全站儀具有縱軸傾斜傳感器，啟動(dòng)后，攵能警告儀器沒有完全整平，或在一定傾斜范(教案設(shè)計(jì))2.2全站儀觀測(cè)水平角度 / 6圍內(nèi)顯示縱軸的傾角，若顯示(TILT OVER,則表示儀器傾斜已超出自動(dòng)補(bǔ)

9、償范圍，須人工整平儀器。棱鏡的對(duì)中整平(2)確認(rèn)在角度測(cè)量模式下，設(shè)在盤左位置從測(cè)站S瞄準(zhǔn)左 目標(biāo)L的覘牌中心 (先調(diào)節(jié)目鏡，使分劃板十字絲清晰，再將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)焦手輪， 使目標(biāo)影像清晰并消除視差)(3) 制動(dòng)照準(zhǔn)部及望遠(yuǎn)鏡，再使用微動(dòng)螺旋精確瞄準(zhǔn)。(4) 設(shè)置瞄準(zhǔn)該方向的水平角讀數(shù)為VZ: 89 0 25 j 55 rHR: 157 33 58, i置零鎖定記錄 pi0 00 00VZ; 89 25 r 55 1，HR: 0 00r 00，riR 。水平角讀數(shù)為168,3218”,此置零作貢定記錄 pi(5)松開制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部瞄準(zhǔn)右目標(biāo)即在盤左位置測(cè)得的水平角。VZ: 89

10、25 55 ”HR: 168 * 32 18 r I置零I鎖定I記錄IP1(6)盤右位置用同樣的方法進(jìn)行水平角測(cè)量。(7)水平角計(jì)算(與經(jīng)緯儀測(cè)水平角計(jì)算一致)5.工作任務(wù)布置任務(wù)（教案設(shè)計(jì)）2.2全站儀觀測(cè)水平角度 / 6任務(wù)2:計(jì)算四邊形內(nèi)角和閉合差；任務(wù)3:分配角度閉合差（采用平均分配原則），計(jì)算出改正后的頂點(diǎn)水平角。三、學(xué)生實(shí)施，完成工作任務(wù)（共150 min ）.布置工作任務(wù)，強(qiáng)調(diào)時(shí)間節(jié)點(diǎn)。（10 min ）按小組給定一個(gè)四邊形，要求各組自選點(diǎn)測(cè)量，強(qiáng)調(diào)上交資料的清單。.教師演示 1個(gè)測(cè)站的觀測(cè)順序（10 min ）教師從起點(diǎn)開始親自演示1個(gè)測(cè)站的觀測(cè)過程，同學(xué)們記錄好測(cè)量步驟，教師

11、尤其要強(qiáng)調(diào)全站儀測(cè)量水平角的順序，盤左盤右轉(zhuǎn)換要點(diǎn)。.分組進(jìn)行水平角（90 min ）各小組根據(jù)所領(lǐng)到的測(cè)量任務(wù)在組長的帶領(lǐng)下進(jìn)行測(cè)量，教師在學(xué)生測(cè)量地點(diǎn) 上來回巡視，觀察學(xué)生實(shí)施測(cè)量工作時(shí)是否符合規(guī)范，解答學(xué)生在實(shí)際操作過程中 遇到的問題。.多測(cè)回水平角計(jì)算（10min ）計(jì)算多測(cè)回水平角平均值和水平距離平均值。.完成任務(wù)情況審閱、匯報(bào)（30min ）隨機(jī)抽取 2個(gè)小組匯報(bào)該組的任務(wù)完成過程和測(cè)量結(jié)果，逐個(gè)查閱其他10個(gè)小組的測(cè)量結(jié)果，掌握學(xué)生完成任務(wù)的情況，對(duì)存在的問題進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，加深學(xué)生的印 象，增強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。四、考核與評(píng)價(jià)設(shè)計(jì).任務(wù)完成情況考核與評(píng)價(jià)（共10min）根據(jù)教師在學(xué)生測(cè)量路線上來回巡視，觀察學(xué)生實(shí)施測(cè)量工作時(shí)是否符合規(guī)范，以及查閱學(xué)生實(shí)訓(xùn)報(bào)告，分組對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。.理論考核與評(píng)價(jià)（該過程與上述第個(gè)同步完成）隨機(jī)抽取 2個(gè)小組匯報(bào)該組的任務(wù)完成過程和測(cè)量結(jié)果，逐個(gè)查閱其他10個(gè)小組的測(cè)量結(jié)果，教師點(diǎn)評(píng)。五、板書設(shè)計(jì)3,仝站版前度款墟讀取公蒸犍：待叁款程定；記好左左.矗古4.瞄市下一個(gè)目標(biāo)繼埃讀教占美蜿；同一目標(biāo)上盤古，叁右要暗準(zhǔn)用一 地病任勢(shì)I：陽全站儀制回來來臬hB. C、0四 個(gè)內(nèi)角杭.任務(wù)1甘并四邈