1.水准仪的认识和使用

1、教 案 首 页 学年学期12-13第二学期任课教师编号1课程公路工程测量内容单元一 水准测量课题一 水准仪的基本知识及方法课时2+4班级12造价4301时间2013.3.5-2013.3.6课型理实一体化教学目标1能准确读出水准尺上相应度数。2会进行水准仪的安置、粗平、照准、精平和读数。3会计算地面两点间的高差。教学重点教学难点教学重点：DS3型水准仪各部件的作用，水准仪的安置、瞄准与读数教学难点：地面两点间高差的测量教具DS3微倾式水准仪，水准尺，三角架时间安排板书设计课后小结对实习内容进行概括总结，再次强调注意事项，对考核结果进行评价，成绩好的学生要予以表扬。备注二、教学设计时间教学环节及

2、主要内容设计意图一、任务引入1.设置问题：每位同学都知道自己的身高，谁知道自己现在到平均海水面（大地水准面）的高度（高程）是多少？以此引入大地测量的基础知识:水准仪：是水准测量的主要仪器，我国生产的水准仪按系列标准分为：DS0.5、DS1、DS3、DS10、DS20共五个等级，其中“D”和“S”分别为“大地测量”和“水准测量”的汉语拼音字头，0.5、1、3、10、20表示仪器的精度等其中DS3（简称S3）水准仪是工地上常用的一种微倾式水准仪（图下）一、微倾式水准仪的各组成部分及作用微倾式水准仪主要由望远镜、水准器和基座三部分组成。如下图（一）望远镜部分作用：瞄准远处的目标并提供一条照准读数用的

3、水平视线。1、十字丝：照准目标的标准线。十字丝横丝：用于读数时的标准线。十字丝竖丝：塔尺是否竖直。上丝和下丝：视距测量时用于读数时的标准线。2、目镜对光螺旋：调节十字丝清晰度，使十字丝清晰。3、物镜对光螺旋：调节焦距，看清目标。4、准星和照门：粗略照准目标。5、制动螺旋固定望远镜。6、微动螺旋拧紧望远镜制动螺旋后，旋转微动螺旋，望远镜可在水平方向作微小移动。（二）水准器部分作用：指示望远镜视线是否水平。1、圆水准器用于粗平。圆水准器气泡居中时，仪器粗略水平，简称粗平。2、管水准器用于精平。管水准器气泡居中时，仪器精确水平，简称精平。3、微倾螺旋调节微倾螺旋，使管水准器观测镜中两半弧线重合，从而

4、使管水准器气泡居中。微倾螺旋微倾螺旋 见下图右手（三）基座部分作用：承托整个仪器1、脚螺旋旋转脚螺旋，可使圆水准气泡居中。2、连接螺旋旋紧连接螺旋，可使仪器与三角架连接成整体。（四）配套设备部分1、水准尺水准尺是配合水准仪进行水准测量的工具。常用的水准尺为塔尺，塔尺有5m和3m两种。2、尺垫尺垫是支承水准尺的工具。尺子竖立在尺垫上，可防止尺子下沉，转动尺子时不会改变其高程。二、微倾式水准仪的技术操作一个站上水准仪的操作步骤：安置仪器粗平 照准 精平 读数。（一）安置仪器：打开三角架，使架头大致水平，高度适中，踏实脚架后，将水准仪安放在架头上并拧紧中心螺旋，当地面倾斜较大时，应将三角架的一个脚安

5、置在倾斜方向上，将另两个脚安置在与倾斜方向垂直的方向上，这样安置的仪器比较稳固。（二）粗平：就是调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。其做法是：1、使圆水准器位于任意两个脚螺旋中间，两手同时向内（或向外）旋转这两个脚螺旋，使气泡位于第三脚螺旋的正前方；（如下图左）。2、旋转第三个脚螺旋使气泡居中（如下图右）。在操作熟练后，可采用其它方法进行此项工作。此项操作注意事项：气泡的运动方向恒与左手大姆指的运动方向相同。（二）照准：就是用望远镜照准水准尺，清晰地看清目标和十字丝。其做法是：1、对光：转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰；2、粗瞄：松开制动，利用照门和准星瞄准水准尺，旋紧制动螺旋；3、精瞄：转动物镜调焦

6、螺旋使目标清晰，再转动微动螺旋使十字丝竖丝照准尺面中央。如下图：此项操作注意事项：检查并消除视差，方法见下。眼晴靠近目镜上下微微晃动，若目标也上下晃动，则表明有视差。视差会影响照准和读数精度应予消除。仔细、反复交替地调节目镜和物镜对光螺旋，使十字丝和目标同时清晰，即可消除视差。（三）精平：就是转动微倾螺旋将水准管气泡居中，使视线精确水平。其做法是：慢慢转动微倾螺旋使管水准器的符合水准气泡两端的影像符（抛物线闭合）。此项操作注意事项：1、左侧影像移动方向与右手大拇指转动方向相同。2、转动微倾螺旋时要慢、稳、轻，以免气泡上下不停错动。3、望远镜由一个目标转瞄另一目标时，必须重新精平，才能读数。（四

7、）读数：即读出十字丝中横丝指示的尺上读数。此项操作注意事项：1、水准尺在望远镜内呈倒像，读数时要从上到下，要先估计mm值，再读出m、dm、cm数，即使是“0”也要读出并作记录；2、读数前务必检查符合气泡使之居中；三、水准测量的基本概念及方法（一）基本概念1、测量的基准面（1）水准面：静止的海水面称为水准面。（2）测量的基准面：通过平均海水面的那个水准面叫测量的基准面。AaB我国以黄海平均海水面作为高程基准面，以青岛的水准点为全国高程的起算零点。如下图：B2、高程（标高）（1）绝对高程：地面点到高程基准面的垂直距离称为该点的绝对高程，简称高程或海拔，用H表示。 高程起算面是：高程基准面。 如下图

8、：A、B两点的高程分别HA、HB. AhABHAHBB（2）假定高程：地面点到假定水准面的垂直距离称为该点的假定高程或相对高程。高程起算面是：假定水准面。3、高差：两点同名高程之差称为高差，用h表示。如上图，AB两点的高差为：hAB= HAHB4、水准点 已知高程的控制点称水准点，缩写为“BM”，用符号“”表示。 水准点应设在土质竖硬，便于保存和使用的地方。 工程中水准点的绝对高程应从国家水准点引测；引测有困难可采用假定高程。（二）水准测量基本方法水准测量就是利用水准仪测定点与点之间的高差，并根据其中一点的高程推算其他点的高程。如图，地面上有 A、B两点，已知A点高程为HA，求B点的高程，基本

9、方法如下：1、高差法：在A、B两点间安置水准仪，分别在A、B点上铅直竖立水准尺，利用水准仪的水平视线读出A点水准尺读数a，再读出B点水准尺读数b，则A、B两点的高差： hAB =ab B点的高程： HB= HA+ hAB后视读数前视读数式中：a已知高程点（起始点）的水准读数，称为后视读数。 b欲求高程点的水准读数，称为前视读数。ab时，hAB为正，表示前视点比后视点高；ab时，hAB为负，表示前视点比后视点低。2、视线高法： 当安置一次仪器须测算较多点的高程时，为了方便，可先求出水准仪的视线高程，然后再分别计算各点高程。从上图中可看出：视线高=HA+a。 B点高程HB=HA+ab视线高HBHA

10、前视读数后视读数2、设置学习任务某市政工程三号路15号井开槽完毕，为了确保管道流水面高程符合设计高，现要检核其槽底高程，已知水准点BMA高程为21.358m，作为一名优秀的测量人员，你将如何实施测量？二、任务分析实习安排：每班分为三组，每小组由1013人组成仪器设备：每组DS3型水准仪1台，水准尺3根，实习报告册一本。实习要求：1.保证仪器的安全，认真完成老师布置的任务，遵守纪律。2.各组在练习仪器安置、整平、瞄准、精平、读数的基础上，每人练习观测三根水准尺，分别编号为A、B、C，记录在实验报告册中。3、严格按照作息时间要求实习，按时上下课；课间休息按老师要求。（上午8：1511：30；下午1

11、：253：10）4、实习期间不许随便串组、不许到机械实习场地、不许上下筑机车辆、不许破坏实习场地卫生、不许大声喧哗。5、严格遵守安全实习操作规程，不许使用仪器及工具嬉戏、打闹。实习内容：1、安置仪器 将三角架张开，使其高度在胸口附近，架头大致水平，并将脚尖踩入土中，然后用连接螺旋将仪器连在三脚架上。2、认识仪器 了解仪器各部件的名称及其作用并熟悉其使用方法。同时熟悉水准尺的分划注记。3、粗略整平 先对向转动两只脚螺旋，使圆水准器气泡向中间移动，再转动另一脚螺旋，使气泡移至居中位置。4、瞄准 转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；转动仪器，用准星和照门瞄准水准尺，拧紧制动螺旋（手感螺旋有阻力），转动微

12、动螺旋，使水准尺成像在十字丝交点处。当成像不太清晰时，转动对光螺旋，消除视差，使目标清晰。5、精平、读数 在水准管气泡窗观察，转动微倾螺旋使符合水准管气泡两端的半影像吻合，视线即处于精平状态，在同一瞬间立即用中丝在水准尺上读取米、分米、厘米，估读毫米，即读出四位有效数字。三、注意事项： 1、仪器从箱中取出或收回时要轻拿轻放。2、仪器从箱中取出后要立即盖好箱盖。3、仪器箱子不能脚踢、踏、更不能坐人。4、塔尺要有专人进行扶立。5、操作仪器时，对各种螺旋的紧松要适度。6、收回仪器时，要把脚螺旋拧到中间位置，把水平制动松开，仪器放进箱后，再把水平制动拧紧。7、迁站时，要左手托架头，右手抱住三角架的中间

13、。严禁肩扛、手提。每位学生均练习后，进行仪器操作熟练程度的考核，记录时间，增强学习主动性和积极性。实习作业：完成实习报告册四、测量工作页实验一 水准仪的基本知识及方法 日期： 班组： 测量员：一、完成下列填空 1安置仪器后，转动（ ）使圆水准气泡居中，转动（ ）看清十字丝，通过（ ）瞄准水准尺，转动（ ）精确照准水准尺，转动（ ）消除视差，转动（ ）使符合水准气泡居中，最后读数。2消除视差的步骤是转动（ ）使（ ）清晰，再转动（ ）使（ ）清晰。二、实验记录计算 1记录水准尺上读数A尺B尺C尺2计算（1） A点比B点（高、低）（ ）m（2） A点比C点（高、低）（ ）m（3） B点比C点（高、低）（ ）m（4） 假设C点的高程HC=1.537m，求A点和B点的高程HA=（ ）m，HB=（ ）m，在A，B，C三点你的高程分别为（ ）m，（ ）m，（ ）m。五、实习情况跟踪表测量实习跟踪记录实习内容：_ 班级：_ 第_组 指导教师：_ 日期：_序