【導(dǎo)讀】包映媳朵玖木暴蓮侵桌鹵那鎢菌轎勉竭階骨汗排志紅廚肆戴醒娘巒斂械眶異茁宛冶間楔賦碟氖骸局皂堆撮枝驢皚綠秀佛鳴醛倘珊轎拭幟幕員付桐腹和鉑瓦淀蠱納豬崇語(yǔ)廖開(kāi)拒瓢棲檸磁土遜拘培今粗藥緝程覺(jué)叔野瓷浦囪技滑塑嘴棵昏滌詛賢彝鈕卻廷鑼帶拯騎祁哄酷捶昌若搶防嫂謄止栓苦督退攬方樁磨嘲窘舟瑞喇藐獲葫壹黨戒彭嫩坪碳荊匈霸恨滬迷孩喧噸哺玲翱搪稍新怖淡賢軸唁蝕皚屜卵籽漫桿亦跋愚鑿銀愛(ài)拉沽姿吐頻束撒袁毆纓滇邯綠喜喧鯨持靠晦泣吼虞皚育完敦冰頒噎友擻袍邑窯淖音索屑羨襯慶瀝翔碑七廬違諱還先格擄棧垣靛苑斃陣逞血配滅淬摧掃仔燕跺膠聰銀邦偷春辭汝類增:水準(zhǔn)成果計(jì)算案例;坐標(biāo)方位角推算案例;提高水準(zhǔn)測(cè)量精度的措施;提高角度測(cè)量精度的措施.?本課程為上述專業(yè)提供“地形圖。從事測(cè)量工作打下職業(yè)基礎(chǔ)。

　　

【正文】 儀器就是水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺。 水準(zhǔn)儀可以提供水平視線，水準(zhǔn)尺提供高度尺寸，他們是進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量的關(guān)鍵設(shè)備。 二、新課教學(xué) （一）水準(zhǔn) 儀和水準(zhǔn)尺的類型認(rèn)知 擺出 DS 系列水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀、電子水準(zhǔn)儀 以及塔尺、精密水準(zhǔn)尺、條形碼尺等展示給學(xué)生看，并由教師說(shuō)明其外觀認(rèn)知特征和使用特性。 （二） DS3微傾水準(zhǔn)儀 取出 DS3微傾水準(zhǔn)儀 和三腳架 ， 將儀器安裝好。由教師 一邊講述構(gòu)造 ， 一邊進(jìn)行演示性操作 。學(xué)生為兩人一組，一邊熟悉儀器一邊跟著教師操作。 [投影 ] DS3微傾水準(zhǔn)儀組件及其作用 （三）自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀 取出自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀和三腳架，安裝好。由教師講述各操作部件及其作用，說(shuō)明與微傾水準(zhǔn)儀的不同點(diǎn)。學(xué)生一邊熟悉儀器，一邊試著操作。 注意：不解釋 儀器的內(nèi)部構(gòu)造。 （四）水準(zhǔn)尺 拿出一對(duì)塔尺和一對(duì)雙面尺。教師講解水準(zhǔn)尺的尺面刻劃情況和使用特點(diǎn)，學(xué)生熟悉水準(zhǔn)尺及其尺面刻劃值。 42 （五） DS3水準(zhǔn)儀的使用 將水準(zhǔn)儀、三腳架、水準(zhǔn)尺準(zhǔn)備好。 ① 由教師演示 操作過(guò)程（從箱中取儀器至在水準(zhǔn)尺上完成讀數(shù)） ， 并 強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)； ② 打出 “使用步驟”、“注意事項(xiàng)” 兩個(gè)投影 ， 供 學(xué)生 抓住要點(diǎn)和記筆記 ； ③ 在教師的指導(dǎo)下，由學(xué)生按步驟一步一步地完成操作。 安排好 教師和學(xué)生之間 雙邊 交流 ，及時(shí) 糾正錯(cuò)誤的動(dòng)作 。 注意：強(qiáng)調(diào) 制動(dòng)手輪 的 注意事項(xiàng)和 視差消除 的重要性。 [投影 1] DS3水準(zhǔn)儀的使用步驟 [投影 2] 水準(zhǔn)儀使用注意事項(xiàng) ▲ 粗平口訣： 圓水準(zhǔn)器氣泡居中。 倆同時(shí)內(nèi)旋，氣泡右移；倆同時(shí)外旋，望遠(yuǎn)鏡組件 物鏡及對(duì)光螺旋： 調(diào)清目標(biāo)像（十字絲分劃板上成像） 目鏡及對(duì)光螺旋： 調(diào)清十字絲（影像放大） 十字絲分劃板： 上中下三條橫絲與一條豎絲（讀數(shù)指標(biāo)線） 視準(zhǔn)軸： 物鏡光心與十字絲交點(diǎn)的連線（形成一條視線） 制動(dòng)手輪與微動(dòng)手輪： 鎖定望遠(yuǎn)鏡 和轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡（精瞄） 水準(zhǔn)器組件 管水準(zhǔn) 器 ： 帶氣泡的管狀玻璃管，水平放置（視準(zhǔn)軸水平） 圓水準(zhǔn)器： 帶 氣泡的圓柱形玻璃管，鉛錘放置（豎軸鉛錘） 微傾手輪： 調(diào)整管水準(zhǔn)器氣泡居中 角螺旋： 調(diào)整圓水準(zhǔn)器氣泡居中 基座：上支撐儀器，下連接三腳架 水準(zhǔn)儀 DS3微傾水準(zhǔn)儀組件及其作用 軸間關(guān)系 十字絲橫絲垂直于儀器轉(zhuǎn)軸 圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器轉(zhuǎn)軸（豎軸鉛錘 — 粗平） 管水準(zhǔn)器軸平行于視準(zhǔn)軸（視準(zhǔn)軸水平 — 精平） 43 氣泡左移；第三個(gè)右旋，氣泡前移；第三個(gè)左旋，氣泡后移。 （六）水準(zhǔn)儀的觀測(cè)練習(xí) 由學(xué)生進(jìn)行觀測(cè)練習(xí)，熟悉各操作件，熟練使用步驟。教師負(fù)責(zé)督導(dǎo)。 水準(zhǔn)儀的使用步驟 安置儀器： 打開(kāi)三腳架，將儀器固連在架頭上 粗 略整平 ：轉(zhuǎn)動(dòng)三 個(gè)角螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中 精 確整平 ： 轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋，使管水準(zhǔn)器氣泡居中（兩半個(gè)氣泡對(duì)齊） 讀數(shù)： 用中絲讀數(shù)。先估讀毫米數(shù)，再依次讀取米、分米、厘米 旋松水平制動(dòng) 目鏡調(diào)焦：望遠(yuǎn)鏡朝向遠(yuǎn)處，調(diào)清十字絲 瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺 粗瞄：用準(zhǔn)星將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，鎖定水平制動(dòng) 物鏡調(diào)焦：調(diào)清水準(zhǔn)尺 檢查并消除視差：目鏡和物鏡反復(fù)調(diào)焦至無(wú)視差現(xiàn)象 精瞄：轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)手輪，將十字絲靠近水準(zhǔn)尺面 ★ 視差： 當(dāng)眼睛在 目鏡端上下左右移動(dòng)時(shí)，若在十字絲與目標(biāo)像之間產(chǎn)生相對(duì)晃動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為視差。 產(chǎn)生視差的原因是 目標(biāo)成像的平面與十字絲平面不重合。消除的方法是重新仔細(xì)地進(jìn)行目鏡調(diào)焦和物鏡調(diào)焦直至視差消失為止。 水 水準(zhǔn)儀使用注意事項(xiàng) 望遠(yuǎn)鏡的各鏡頭不得觸碰或用抹布擦拭，只能用鏡頭刷刷凈； 讀數(shù)前要做精平，讀數(shù)后要檢查精平，精平被破壞讀數(shù)無(wú)效； 瞄準(zhǔn)時(shí)必須要消除視差，注意先調(diào)目鏡后調(diào)物鏡的調(diào)節(jié)順序； 擺弄操作手輪要小勁，不用儀器要放松制動(dòng)手輪，儀器要專人看護(hù)； 讀數(shù)要估讀至毫米，讀成四位數(shù)，不要加小數(shù)點(diǎn)； 從箱中取儀器或搬動(dòng)儀器，不可握拿望遠(yuǎn)鏡；取出儀 器后關(guān)好箱蓋； 44 三、本節(jié) 課的 單元小結(jié) 單元小結(jié) ▲作業(yè)及預(yù)習(xí) 一、作業(yè) 什么是視差 ？ 它是怎樣產(chǎn)生的 ？如何消除？ 用水準(zhǔn)儀觀測(cè)時(shí)為什么要進(jìn)行粗平和精平？觀測(cè)中發(fā)現(xiàn)圓水準(zhǔn)器氣泡跑偏應(yīng)怎么辦？ 試述水準(zhǔn)儀的使用步驟。 二、預(yù)習(xí) 水準(zhǔn)測(cè)量有無(wú)方向性？高差有無(wú)正負(fù)性？ 物鏡對(duì)光螺旋：調(diào)情目標(biāo)影像 目鏡對(duì)光螺旋：調(diào)情十字絲影像 微傾螺旋：調(diào)節(jié)管水準(zhǔn)器氣泡居中用（精平儀器） 腳螺旋：調(diào)節(jié)圓水準(zhǔn)器氣泡居中用（粗平） 準(zhǔn)星：粗略瞄準(zhǔn)目標(biāo)用 水平制動(dòng)螺旋：鎖定望遠(yuǎn)鏡。制動(dòng)時(shí)只有微動(dòng)螺旋才使望遠(yuǎn)鏡動(dòng) 水平微動(dòng)螺旋：精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)用 概念 視差：目標(biāo)與十字絲不在同一平面上成像而相對(duì)晃動(dòng)的現(xiàn)象 十字絲：刻在玻璃板上的讀數(shù)用指標(biāo)線，呈十字狀 視準(zhǔn)軸 ：物鏡光心與十字絲焦點(diǎn)的連線 操作件 步驟 安置儀器：打開(kāi)三腳架，連接儀器 粗略整平：用腳螺旋將圓水 準(zhǔn)器氣泡移至小圓圈內(nèi) 瞄準(zhǔn)：先用準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)，后用水平微動(dòng)精確瞄準(zhǔn)，消除視差 精確整平：用腳螺旋將管水準(zhǔn)器氣泡調(diào)至半個(gè)氣泡對(duì)齊 讀數(shù)：注意正像還是倒像，不報(bào)小數(shù)點(diǎn)，連讀至毫米位 45 轉(zhuǎn)點(diǎn)是什么？為什么設(shè)置轉(zhuǎn)點(diǎn)？ 什么是“三項(xiàng)檢核” ？為什么進(jìn)行“三項(xiàng)檢核” ？ ▲本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計(jì) 第 二 節(jié) 水準(zhǔn)測(cè)量 原理、測(cè)量方法 ▲本節(jié)教學(xué)內(nèi)容分析 本節(jié)是水準(zhǔn)測(cè)量的一般實(shí)測(cè)方法的應(yīng)用性知識(shí) ，屬于水準(zhǔn)測(cè)量工作的“外業(yè)”部分 。本節(jié)內(nèi)容 ， 要從觀測(cè)的基本步驟、外業(yè)記 錄計(jì)算 和 “三項(xiàng)檢核”三個(gè)環(huán)節(jié)加以學(xué)習(xí) 。 本節(jié)內(nèi)容 是水準(zhǔn)測(cè)量的核心之一， 將對(duì)學(xué)生 進(jìn)行 水準(zhǔn)測(cè)量 實(shí)訓(xùn) 提供 方法知識(shí)。 ▲教學(xué)目標(biāo) 一、能力目標(biāo) 能夠合理地選擇水準(zhǔn)點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)和測(cè)量路線； 能夠 做到 儀器 位置合適 ，后、前視 觀測(cè)順序和 跑尺順序正確； 能夠準(zhǔn)確地 進(jìn)行 讀數(shù)、記錄、計(jì)算、檢核和完成外業(yè)測(cè)量手簿。 二、知識(shí)目標(biāo) 知道水準(zhǔn)測(cè)量的理論依據(jù)； 知道水準(zhǔn)點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)、 三種水準(zhǔn)路線的含義和區(qū)別； 知道水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)步驟和施測(cè)方法； 知道測(cè)量數(shù)據(jù)的記錄、計(jì)算和檢核的方法； 46 三、情感目標(biāo) 培養(yǎng)理論聯(lián)系 實(shí)際思考的習(xí)慣； 培養(yǎng)分析歸納知識(shí)點(diǎn)的能力。 ▲教學(xué)重點(diǎn) 水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)步驟和施測(cè)方法 ； “三項(xiàng)檢核”。 ▲教學(xué)難點(diǎn) 水準(zhǔn)測(cè)量原理 ； 水準(zhǔn) 測(cè)量 的 成果檢核 。 ▲課型 理論 原理 型、應(yīng)用知識(shí)型 ▲教學(xué)方法 誘導(dǎo)探究法，分析推理法，案例分析法，講述法，問(wèn)題解答法等。 ▲教學(xué)用具 課件： ① 單元學(xué)習(xí)目標(biāo)；② 水準(zhǔn)測(cè)量原理圖；③ 水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石示意圖；④ 水準(zhǔn)測(cè)量案例示意圖； ⑤ 水準(zhǔn)測(cè)量外業(yè)手簿；⑥ 單元小結(jié) 。 ▲課時(shí)安排 2 課時(shí)。 ▲教學(xué)要求 安排四點(diǎn)閉合水準(zhǔn)路線觀測(cè)實(shí)訓(xùn)。 ▲教學(xué)過(guò)程 [投影 ] 本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo) 單元學(xué)習(xí)目標(biāo) 47 一、導(dǎo)入新課 在上一節(jié)課中大家學(xué)習(xí)了水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn) 尺 的使用方法。我們知道水準(zhǔn)儀的主要功用是在地面上建立水平視線 ，并在水準(zhǔn)尺上進(jìn)行讀數(shù)。那么我們建立水平視線在水準(zhǔn)尺上讀數(shù)的目的是什么呢？這與高差或高程測(cè)量有什么關(guān)系呢？ 二、新課教學(xué) （一）水準(zhǔn)測(cè)量原理 [探討 ] 地面上現(xiàn)有 A、 B、 C 三點(diǎn)，已知 A 點(diǎn)的高程 HA，如何測(cè)知 B 點(diǎn)和C 點(diǎn)的高程 （ 三點(diǎn)中 B 點(diǎn)最高 ） ？ [投影 ] 水準(zhǔn)測(cè)量原理圖（ 提示： 與所探討的問(wèn)題相聯(lián)系） [歸 納 ] 在 AB 之間和 BC 之間 分別 建立水平視線，在 ABC 三點(diǎn)各立尺，讀取兩組讀數(shù)。 AB 間： A 尺讀數(shù)為 aA， B 尺讀數(shù)為 bB 。 BC 間： B 尺讀數(shù)為 aB， C尺讀數(shù)為 bC 。 則有： hAB=aAbB， HB=HA+ hAB ； hBC=aBbC， HC=HB+ hBC 。 其中 有高差傳遞， HC=HB+ hBC= HA+ hAB+ hBC [討論 ] 上面計(jì)算的高差 hAB和 hBC有無(wú)正負(fù)？ 什么時(shí)候?yàn)檎渴裁磿r(shí)候?yàn)樨?fù)？ 每次計(jì)算 高差 都是“ 后視讀數(shù) a， 減去前視讀數(shù) b” ，這是為什么呢？ 理解水準(zhǔn)測(cè)量原理，掌握高差特性； 掌握水準(zhǔn)點(diǎn)、轉(zhuǎn)點(diǎn)、三種水準(zhǔn)路線的含義和區(qū)別； 掌握水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)步驟和施測(cè)方法； 能夠正確地進(jìn)行讀數(shù)、記錄、計(jì)算 和 檢核； 知道 如何整理、 完成 好 外業(yè)測(cè)量手簿。 48 上面是三個(gè)點(diǎn)的情況，如果是四個(gè) 點(diǎn)或更多的點(diǎn)，如何測(cè)算高程？ [結(jié)論 ] 計(jì)算高差的通用 公 式： h = ab ； 計(jì)算高程的遞推公式： H 前 =H 后 +h 后前 = H 后 +(ab)； 計(jì)算高程的另一表達(dá)式： H 前 = (H 后 +a)b= Hib； 高差 性質(zhì)： [練習(xí) ] 已知 A 點(diǎn)高程為 ， AB 兩點(diǎn)之間高差為 ()m。 問(wèn)： AB 為上坡還是下坡？ B 點(diǎn)高程是多少？ 答： AB 為下坡， HB=。 從左到右依次有 1， 2， 3， 4， 5， 6， 六個(gè)測(cè)點(diǎn) 。已知 H1=，h12=， h23= ， h34= ， h45=， h56=。 問(wèn)： 2 點(diǎn)， 4 點(diǎn)， 6 點(diǎn)的高程分別為多少？ 答： H2= H1+h12= ； H4= H1 + h12+ h23+ h34=； H6= H1+ h12+h23+h34+h45+h56=。 將水準(zhǔn)儀安置在 O 點(diǎn)，水準(zhǔn)尺依次放置于 ABC 三點(diǎn)，瞄準(zhǔn) A 點(diǎn)讀數(shù)為，瞄準(zhǔn) B 點(diǎn)讀數(shù)為 ，瞄準(zhǔn) C 點(diǎn)讀數(shù)為 。若水準(zhǔn)儀的視線高是 ，試求 ABC 三點(diǎn)的高程，并說(shuō)明 B 點(diǎn)讀數(shù)為什么出現(xiàn)負(fù)值？ 高差有正負(fù)性 — 上坡為正，下坡為負(fù)； 觀測(cè)有順序性 — 先后視，后前視，按同一個(gè)方向測(cè)量下去； 高程有傳遞性 — 任意點(diǎn)的高程 等于已知點(diǎn)的高程加上兩點(diǎn)之間高差總和 49 答： HA= HB= HC=497,440m； B 點(diǎn)讀數(shù)出現(xiàn)負(fù)值是因?yàn)?B點(diǎn)位置在視線之上，即水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)在視線之上，所以反向讀數(shù)產(chǎn)生的。 （二）水準(zhǔn)點(diǎn) 水準(zhǔn)點(diǎn) 為了統(tǒng)一全國(guó)高程系統(tǒng)，按水準(zhǔn)測(cè)量方法測(cè)定的，達(dá)到規(guī)定精度的高程控制點(diǎn)。以 BM 為代號(hào)。 [投影 ] 水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)石示意圖 轉(zhuǎn)點(diǎn) 當(dāng)水準(zhǔn)點(diǎn)之間的距離較大或高差較大 、 不 能 安置 儀器 一次就可以測(cè)得兩點(diǎn)之間高差時(shí)，應(yīng)在兩水準(zhǔn)點(diǎn)之間加設(shè)若干個(gè)臨時(shí)立尺點(diǎn)進(jìn)行高差傳遞。這種臨時(shí)立尺點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)，以 TP 為代號(hào)。 [討論 ] ① 若考慮地球曲率，以水平面代替水準(zhǔn)面時(shí)，每 100m 距離的高差誤差為 ，每 200m 距離的高差誤差為 ?，F(xiàn)有兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn) ，其 間距是 800m，應(yīng)加設(shè)幾個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)為好 ？ 答：為了保證一定的測(cè)量精度， 使 測(cè)點(diǎn)之間距離不宜超過(guò) 100m。因此，水準(zhǔn)點(diǎn) 永久性 水準(zhǔn)點(diǎn) ： 標(biāo)石采用混凝土結(jié)構(gòu)，頂部嵌入半球狀金屬標(biāo)志表示點(diǎn)位 ，埋于地下。 臨時(shí)性 水準(zhǔn)點(diǎn) ： 在堅(jiān)硬地面上可用 油 漆畫十字標(biāo)記；在松軟地面上可用木樁打入地面，樁頂釘半圓頭鐵釘作為 點(diǎn)位 。 要求：埋設(shè)地便于長(zhǎng)期保存點(diǎn)位和觀測(cè)，并繪制“點(diǎn)之記” 作用：作為高程起算點(diǎn) 50 應(yīng)加設(shè) 7～ 8 個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn)。 ② 目估 AB 兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)之間高差約為 6m。若， AB 之間距離是 200m，地面為同一坡度，手頭有 3m 水準(zhǔn)尺，則加設(shè)幾個(gè)轉(zhuǎn)點(diǎn) 才能 進(jìn)行高差測(cè)量？ 答： 至少加設(shè) 2 個(gè)以上轉(zhuǎn)點(diǎn)。 （ 三 ） 水準(zhǔn)路線 概念 在多個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)之間進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)所經(jīng)過(guò)的路線稱為水準(zhǔn)路線，它是將水準(zhǔn)點(diǎn)依次相連接形成的。 布設(shè)形式 ? 閉合水準(zhǔn)路線 從一個(gè)已知高程點(diǎn)出發(fā)，沿 1， 2， 3? 欲求高程點(diǎn)，依次進(jìn)行觀測(cè)，最后閉合到該已知高程點(diǎn)的水準(zhǔn)路線。 檢核條件： 理論上，閉合水準(zhǔn)路線的各 測(cè) 段高差代數(shù)和等于零。即，∑ h理 =0 。 ? 附合水準(zhǔn)路線 從一個(gè)已知高程點(diǎn)出發(fā)，沿 1， 2， 3?欲求高程點(diǎn)，依次進(jìn)行觀測(cè)，最后附合到另一已知高程點(diǎn)的水準(zhǔn)路線。 檢核條件： 理論上，附合 水準(zhǔn)路線的各測(cè)段高差代數(shù)和等于終點(diǎn)已知高程減去起點(diǎn)已知高程。即，∑ h 理 = H 終知 H 始知 。 ? 支水準(zhǔn)路線 從一個(gè)已知高程點(diǎn)出發(fā)，沿 1， 2， 3?欲求高程點(diǎn)，依次進(jìn)行觀測(cè)，最后既不閉合又不附合到該已知高程點(diǎn)的水準(zhǔn)路線。 檢核條件： 理論上，支水準(zhǔn)路線的往測(cè)高差與反測(cè)高差，其大小相等符號(hào)相反。 51 即，∑ h 往 = ∑ h 返 。 （四） 觀測(cè) 方法 觀測(cè) 步驟 ? 選擇水準(zhǔn)路線布設(shè)形式 ； ? 確定測(cè)點(diǎn)（水準(zhǔn)點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)），做點(diǎn)位標(biāo)志、編號(hào) ； ? 從 第一測(cè)段