水准测量教案

1、*学院教案章节首页授课班级：第三章 计4学时课题（早下 及内容）第三章水准测量教学目的 和要求1、使学生理解水准测量的原理。2、使学生掌握水准仪的使用方法，水准测量方法，记录，检核。3、使学生学会水准测量内业计算。重点 难点A.水准测量的原理B.水准仪的使用方法C.水准测量外业作业方法、记录、检核D.水准测量内业计算教学进程（含课堂教 学内容、 教学方法、辅助手段 等）1 .上节课重点内容复习。2 .水准测量的原理。3 .介绍水准仪的结构及水准尺、尺垫。4 .介绍水准仪的使用方法。5 .介绍介绍水准测量外业作业方法、记录、检核。6 .介绍水准测量内业计算。7 .简单介绍数字水准仪。作业布置课后

2、复习思考题：6、计算题，参考 P24例3-1。7、计算题，参考 P24例3-1。主要 参考资料1、中国矿业大学出版社高井祥主编的测量学第四版2、水准仪使用说明书课后自我 总结分析第三章水准测量高程测量(Height Measurement )的概念根据已知点高程，测定该点与未知点的高差，然后计算出未知点的高程的方 法。即：H未=H已+h高程测量的方法分类按使用的仪器和测量方法分为：水准测量(leveling) :精度最高。三角高程测量(trigonometric leveling):利用经纬仪测量倾角再按三角函 数解算出测点高程的方法。适用于山区。气压高程测量(air pressure lev

3、eling):根据大气压力随地面高程变化而改变的原理，用气压计测定测点高程的方法，精度最低。GPS测量。(GPSleveling):利用GPSM定测点的高程。所测高程是大地高。大地高：从一地面点沿过此点的地球椭球面的法线到地球椭球面的距离3.1 水准测量的原理一.基本原理水准测量的原理是利用水准仪提供的“水平视线”，测量两点间高差，从而由 已知点高程推算出未知点高程。a后视读数A后视点 b前视读数B前视点1 A、 B 两点间高差：hABHB HA a b2 测得两点间高差hAB 后，若已知A 点高程 H A ，则可得B 点的高程。H B H A hAB3视线高程：H i H A a H B b

4、4转点TP(turning point) 的概念。iiihABh a b111结论：A、 B 两点间的高差hAB 等于后视读数之和减去前视读数之和。注意：A：高差的符号有正有负。当高差为正值时，表示前视点B高于后视点A当高差为负时，表示前视点B 低于后视点A。B ：计算高差时，一定要用后视读数减去前视读数，次序不能颠倒。3.2 水准测量的仪器和工具一、水准仪(level) (拿仪器讲解)1望远镜(telescope) 由物镜、目镜和十字丝(上、中、下丝)三部分组主要用途 ：用于提供一条视线，瞄准目标并在水准尺上读数。2水准器(bubble) 有两种：圆水准器(circular bubble)精

5、度低，用于粗略整平。水准管 (bubble tube) 精度高， 用于精平。特性： 气泡始终向高处移动。作用：指示视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直3基座(tribrach)作用：用来固定和粗略整平水准仪二、水准尺(leveling staff) 主要有单面尺、双面尺和塔尺。1 .尺面分划为1cm,每10cm处(E字形刻划的尖端)注有阿拉伯数字。2 .双面尺的红面尺底刻划：一把为 4687mm另一把为4787mm三、尺垫(staff plate)放置在转点上，为防止观测过程中水准尺下沉。3.3水准仪的使用水准仪的使用操作程序：安置仪器一一粗平一一瞄准一一精平一一读数（一）安置水准仪打开三脚架并使

6、其高度适中，目估使架头大致水平，然后将三脚架尖踩入土中, 将水准仪用中心螺旋固定于三脚架头上。（二）粗平一一调节脚螺旋，使圆水准气泡居中。1 .方法：对向转动脚螺旋1、2使气泡移至1、2方向的中间一一转动脚 螺旋3 ,使气泡居中。规律：气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致（三）瞄准2 .方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。3 .视差概念：眼睛在目镜端上下移动时，十字丝与目标像有相对运动。产生原因：目标像平面与十字丝平面不重合。消除方法：仔细反复交替调节目镜和物镜对光螺旋。（四）精平1、方法：如图所示微倾式水准仪（tilt level） ,调节微倾螺旋，使水准管气 泡成像抛物线符合。2、说

7、明：若使用自动安平水准仪（pensator level ）,仪器无微倾螺旋，故不 需进行精平工作。（五）读数一一精平后，用十字丝的中丝在水准尺上读数。1 .方法：米、分米看尺面上的注记，厘米数尺面上的格数，毫米估读。2 .规律：读数在尺面上由小到大的方向读。故对于望远镜成倒像的仪器，即从上往下读，望远镜成正像的仪器，即从下往上读。(举例)复习：水准测量原理、操作程序。3.4水准测量外业、水准点(Bench Mark)通过水准测量方法获得其高程的高程控制点，称为水准点BM, 一般用表示。有永久性和临时性两种。二、水准路线(leveling line)水准路线依据工程的性质和测区情况，可布设成 以

8、下几种形式:1.闭合水准路线(closed leveling line)。由已知点BM1已知点BM12.3.附合水准路线(annexed leveling line)支水准路线(spur leveling line) 。由已知点BM1已知点BM2由已知点BM1某一待定水准点A三、水准测量的实施(外业)a)观测要求如图，有:(1)水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。“双面尺(2)为及时发现观测中的错误，通常采用“两次仪器高法”或法”。两次仪器高法：高差之差h-h ' 5mm双面尺法，红黑面读数差3mmh黑-h红5mm前进万问V+0 385113b) 一侧站工作步骤具体步骤：(1)立尺

9、人员，在已知点 A上竖立水准尺(后视尺)(2)仪器操作人员，在两点中间安置水准仪一整平 -瞄准-读数(3)记录人员，将读数记入测量手簿(4)另一立尺人员，在第二点上立尺。(5)仪器操作人员，转动仪器瞄准前视尺一读数(6)记录人员，将读数记入测量手簿，并计算。四、水准测量检核水准测量的三项检核1)计算检核计算检核即检查计算是否有误。2)测站检核为了防止测量错误，测站检核通常采用变更仪器高法或双面尺法。3)成果检核一般在水准测量的内业时进行。3.5水准测量内业内业包括:水准路线闭合差的计算和分配 水准点高程的计算(一)计算闭合差:1 ,闭合7K准路线：'一 £'浦N" 一 £'恻2 .附合水准路线：力=»?，一工万呷=»?%一（日第一"始）（二）分配高差闭合差1 .高差闭合差限差（容许误差）对于普通水准测量，有：平地 f h = 40 XL mm山地f h允二12而mmL 水准路线长度，kmn?一测站数n测站