情境1：线路中线测量教师手册

1、路路桥桥测测量量课课程程教教师师手手册册学习情境一学习情境一 线路中线测量线路中线测量北北京京工工业业职职业业技技术术学学院院2013 年 01 月目目 录录学习情境一学习情境一 线路中线测量线路中线测量.3 3一、学习情境描述 .3二、教学任务设计 .4子情境 1：线路控制桩复测及加密教学任务设计.4子情境 2：线路中线测量教学任务设计.10子情境 3：特殊曲线测量教学任务设计.12子情境 4：复化辛甫生公式及应用教学任务设计.14子情境 5：线路中线测量特殊问题处理教学任务设计.15三、教学过程设计 .17子情境 1、线路控制桩复测及加密教学过程设计.17子情境 2：线路中线测量教学过程设

2、计.19子情境 3：特殊曲线测量教学过程设计.21子情境 4：复化辛甫生公式及应用教学过程设计.23子情境 5：线路中线测量特殊问题的测量教学过程设计.25四、工作任务书 .27子情境 1 :线路控制桩复测工作任务书.27子情境 2 :线路中线测量工作任务书.32子情境 3 : 特殊曲线测量工作任务书.35子情境 4：复化辛甫生公式及应用工作任务书.37子情境 5：线路中线测设特殊问题处理工作任务书.39五、引导文 .43子情境 1：线路控制桩复测及加密引导文.43子情境 2：线路中线测量引导文.44子子情情境境 3 3：特特殊殊曲曲线线测测量量引引导导文文 .44子情境 4：复化辛甫生公式及

3、应用引导文.45子情境 5：线路测量特殊问题的处理引导文.46六、工作计划单 .47子情境 1：线路控制桩复测及加密工作计划单.47子情境 2：线路中线测量工作计划单.56子情境 3：特殊曲线测量工作计划单.58子情境 4：复化辛甫生公式及应用工作计划单.61子情境 5：线路测量特殊问题的处理工作计划单.63七、教学材料 .67子情境 1：线路控制桩复测及加密教学材料.67子情境 2：线路中线测量教学材料.88子情境 3：特殊曲线测设学习材料.105子情境 4：复化辛甫生公式及其应用学习材料.115子情境 5：线路测量特殊问题的处理学习材料.126学习情境一学习情境一 线路中线测量线路中线测量

4、一、学习情境描述一、学习情境描述学习领域学习领域 17：路桥测量总课时：总课时：110学习情境学习情境 1 1：线路中线测量项目载体：项目载体：某线路中线测量课时：课时：60学习目标：1、熟悉线路施工测量内容2、能够熟练操作全站仪、水准仪、GPS3、熟悉线路控制桩复测精度要求及方法4、会线路控制桩复测及加密实施5、会线路直线段逐桩坐标计算方法及测设6、会线路圆曲线逐桩坐标计算方法及测设7、会线路圆曲线加缓和曲线逐桩坐标计算方法及测设8、会线路特殊曲线逐桩坐标计算方法及测设9、会利用复化辛甫生公式计算线路逐桩坐标10、会处理线路中线测设特殊问题11、具备铁路、公路施工环境下安全意识和协作精神主要

5、内容:1、分析项目作业条件、要求2、了解规程要求3、讨论作业方案4、分解项目工作任务、选取仪器工具5、操作方法及限差要求6、实际环境下的作业训练7、提交成果及评价教学方法建议：宏观教学方法：项目教学法微观教学方法：讲述法，任务驱动法，小组讨论法，实践操作法教学材料：1、铁路、公路测量规程2、线路控制桩复测技术设计及总结3、线路线形设计文件4、演示视频5、线路中线测量计算软件6、成果表7、评价表使用工具：1、双频 GPS接收机2、全站仪3、GPSRTK4、计算器5、温度计6、气压表7、记录手簿8、坐标成果表9、内业处理软件学生知识与能力准备1、GPS、全站仪操作能力2、导线计算能力3、GPS 数

6、据处理能力4、控制测量基础知识5、坐标变换处理能力教师知识与能力要求1、能确定线路控制桩复测及加密测量方案2、熟悉线路控制桩复测及加密测量方法和要求3、具备控制桩测量与 GPS 测量理论知识以及数据处理能力4、具备深厚的测量误差理论和测量误差分析能力；5.熟悉线路中线测量的技术要求；6、熟悉线路中线逐桩坐标计算的原理和方法；7、熟悉互通立交匝道线路中线计算及测设；8、能处理线路测量遇到的一些特殊问题。考核方式：考核方式：每个作业小组完成如下任务：1、完成一段线路中线直线计算及测设；2、完成一条圆曲线计算及测设；3、完成一条圆曲线加缓和曲线计算及测设；4、完成一条特殊曲线计算及测设；5、完成一项

7、直线与线路中线相交问题的处理；6、利用CASIO-5800计算器或EXCEL表编写一个计算线路中线逐桩坐标计算的程序。成绩评定标准：成绩评定标准：1、作业的规范性：30分正确使用仪器、工具，严格执行作业规程，记录格式正确，观测数据校核无误等2、观测成果的质量：20分3、作业的熟练程度：30分4、作业中的作用和表现：20分根据每位同学在各个作业位置和全组作业组织中的表现，由指导教师给出相应的分数。二、教学任务设计二、教学任务设计子情境子情境 1 1：线路控制桩复测及加密教学任务设计：线路控制桩复测及加密教学任务设计项目分析高速铁路、公路线长、施工单位多、为将各标段连接成一个整体以及保证高速公路路

8、基、桥梁、隧道的位置、尺寸符合设计要求，设计单位提供的控制桩位置、坐标、高程的正确性是关键，因路基、桥梁、隧道的的位置、尺寸是靠控制桩作为基准获取的。所以在施工前首先对设计单位提供的控制桩的平面位置、高程进行复测检查，在保证控制桩复测结果正确的前提下再进行后续工作。控制桩平面位置复测主要采用 GPS 测量和导线测量的方法；高程复测采用水准测量和三角测量的方法进行。任务分解1、控制桩交接桩的要求；2、控制桩完整性统计3、控制桩平面复测精度要求4、高程复测精度要求5、控制桩复测技术（或作业指导书）设计6、控制桩复测实施7、控制桩复测精度检查8、控制桩复测技术总结。各环节功能和要求1、控制桩交接桩的

9、要求控制桩交接参与者：设计方代表、监理测绘工程师、施工方测绘工程师；交接的资料：线路设计平面图、控制桩点之记、控制桩平面坐标系统、控制桩高程基准、控制桩平面坐标及高程；2、控制桩完整性统计根据点之记或手持 GPS 确定控制桩位置及完整性并进行记录；3、控制桩平面复测精度要求高速铁路控制桩 CPICPII 是二等和三等点；高速公路控制桩平面精度 GPS 点是四等点、导线是 I 级。CPI 网点间距为 4km, CPII 网点间距为 400800m 高速公路 GPS 每 4 公里布设一对间隔 800 米左右，导线点是在 GPS 点基础上测量的，平均边长 500 米左右；4、高程复测精度要求高速铁路

10、高程等级为二等；高速公路控制桩既有平面坐标又有高程，高程按四等精度要求布设，复测按介于四等、五等之间的精度进行复测，平原地区采用水准测量的方法进行，山区可采用三角高程测量的方法实施；5、控制桩复测技术（或作业指导书）设计结合案例按照控制桩复测内容及精度要求制定控制桩复测实施安排；6、控制桩复测实施根据制定的控制桩复测设计书，安排人员、仪器设备、交通工具实施控制桩复测任务；7、控制桩复测精度检查对复测结果进行测量精度检核，采取抽查角度、距离的测量结果。8、控制桩复测技术总结。对复测实施情况、计算结果进行技术总结，确定复测结果的可靠性。作业方案1、项目概况无论铁路、公路施工都是分为若干个标段同时进

11、行施工，如何将同时施工的线路连接成一个整体？在线路施工区域附近建立一定等级的控制网是关键。对于施工企业来讲，在进入施工场地后首先对设计院提供的线路控制网进行复测检验其正确性，为了构筑物施工的方便及精度要求，通常在检查控制网正确的基础上，在进行控制桩加密测量。2、控制桩完整性检查统计控制网复测前首先确定控制桩的位置并对其稳固性进行调查统计，为下一步制定控制网复测作业方案提供参考。3、作业依据铁路工程测量规范GPS 测量规范4、作业组织6 人一组，设组长一名。5、仪器设备及工具双频 GPS 接收机 4 台，全站仪 1 套；棱镜 3 套、DS3 水准仪及双面尺 1 套、电子水准仪及条形码铟钢尺和 5

12、Kg 尺垫 1 套，gps 后处理软件 1 套（科傻平差软件）6、平面控制桩复测精度要求（1）高速铁路控制网新建铁路控制网复测等级要求新建铁路控制网复测等级要求 等级等级设计行车速设计行车速度度(km/h)(km/h)测量方法测量方法测量测量等级等级点问距点问距备注备注200200CPOCPO160160GPSGPS5050 kmkm左右一个左右一个200200GPSGPS三等三等CPICPI160160GPSGPS四等四等4km4km一对点一对点每对点距离每对点距离800800 m mGPSGPS四等四等200200导线导线四等四等GPSGPS五等五等CPIICPII160160导线导线一级

13、一级400-600400-600 m m附附( (闭闭) )合导线长合导线长55 kmkm高速铁路控制网复测等级要求高速铁路控制网复测等级要求 等级等级测量测量方法方法测量测量等级等级点间距点间距相邻点的误差相邻点的误差（mmmm）备注备注CPOCPOGPSGPS一等一等5050 kmkm2020CPICPIGPSGPS二等二等4km4km 一对点一对点1010点距离点距离800800 m mGPSGPS三等三等600-800600-800 m m8 8CPIICPII导线导线三等三等400-800400-800 m m8 8附合导线附合导线各等级复测控制网的主要技术要求各等级复测控制网的主要

14、技术要求等级等级固定误差固定误差a a（mmmm）比例误差系数比例误差系数b b （mm/km)mm/km)基线方位角基线方位角中误差（中误差（）约束点间的边约束点间的边长相对中误差长相对中误差约束平差后约束平差后最弱边相对最弱边相对中误差中误差一等一等55110.90.91/5000001/5000001/2500001/250000二等二等55111.31.31/2500001/2500001/1800001/180000三等三等55111.71.71/1800001/1800001/1000001/100000四等四等55222 21/1000001/1000001/700001/700

15、00五等五等1010222 21/700001/700001/400001/40000GPSGPS 复测作业的基本技术要求复测作业的基本技术要求等等级级一一 等等二二 等等三三 等等四四 等等五五 等等接接 收收 机机 类类 型型双频双频双频双频双频双频双频或双频或单频单频双频或单频双频或单频仪器标称精度仪器标称精度10mm+2ppm10mm+2ppm10mm+2ppm10mm+2ppm10mm+2ppm10mm+2ppm10mm+5ppm10mm+5ppm 10mm+5ppm10mm+5ppm观观 测测 量量载波相位载波相位 载波相位载波相位 载波相位载波相位 载波相位载波相位 载波相位载波

16、相位同时观测有效卫星数同时观测有效卫星数4444444444卫星高度角（卫星高度角（）静态静态15151515151515151515有效观测卫星数有效观测卫星数静态静态5555444444观测时段数观测时段数静态静态22221 12 21 12 21 1观测时段长度观测时段长度（minmin）静态静态1201209090606045454040数据采样间隔数据采样间隔（s s）静态静态 1010606010106060101060601010303010103030点位几何图形强度因子点位几何图形强度因子（PDOPPDOP）66668810101010铁路铁路 CPICPI、CPIICPII

17、 控制点复测限差控制点复测限差 控制网控制网 类型类型 GPSGPS等级等级 复测坐标复测坐标较差限差较差限差 相邻点间坐标差相邻点间坐标差之差的相对精度限差之差的相对精度限差 CPICPI 二等二等 2020 mmmm 1/1300001/130000 CPCP IIII 三等三等 1515 mmmm 1/800001/80000 （2）高速公路水平角观测的主要技术要求等级仪器型号测角中误差()测回数半测回归零差 ()一测回内2C 互差（）各测回方向较差 ()1级52696一级2级5381392级82121812二级6级841824 水平角观测的技术要求水平角观测的技术要求测量等测量等级级经

18、纬仪经纬仪型号型号半测回归零差半测回归零差()()同同- -测回中测回中2C2C较差较差()()同一方向各测同一方向各测回间较差回间较差()()测回测回数数DJ1DJ166996644四等四等DJ2DJ28813139966DJ2DJ212121818121222一级一级DJ6DJ62424242444DJ2DJ212121818121211二级二级DJ6DJ62424242433 光电测距的主要技术要求光电测距的主要技术要求注:1.测回是指照准目标一次，读数4次的过程。2.表中为固定误差，b为比例误差系数，D为水平距离(km)。7、平面控制桩复测采用的方法GPS 测量和导线测量8、平面控制桩

19、数据处理的方法平面控平面控制网制网观测次数观测次数每边测回数每边测回数一测回一测回读数读数 单程各测回单程各测回等级等级往往返返往往返返间较差间较差(mm)(mm)较差较差(mm)(mm)往返较差往返较差四等四等11;1 12222771010D)b2(a一级一级ll22771010二级二级111112121717高速铁路 GPS 复测基线处理采用随机软件，平差处理采用武大科傻平差软件处理；导线测量采用简易平差或采用武大科傻控制测量平差软件处理。9、平面控制桩可靠性分析通过对控制网复测计算结果与原有成果进行比较分析控制网可靠性，提出采用设计院提供的成果还是复测成果。10、控制桩高程复测精度要求

20、水准观测的主要技术要求等级水准仪型号视线长度(m)前后视较差(m)前后视累积差(m)视线离地面最低高度 (m)基、辅分划或黑、红面读数较差(mm)基、辅分划或黑、红面所测高差较差(mm)二等1DS50130.50.50.71DS1001.01.5三等3DS75360.32.03.0四等3DS1005100.23.05.0五等3DS100近似相等注： 1 1 二等水准视线长度小于 20m 时，其视线高度不应低于 0.3m； 2 2 三、四等水准采用变动仪器高度观测单面水准尺时，所测两次高差较差，应与黑面、红面所测高差之差的要求相同；3 3 数字水准仪观测，不受基、辅分划或黑、红面读数较差指标的限

21、制，但测站两次观测的高差较差，应满足表中相应等级基、辅分划或黑，红面所测高差较差的限值。电磁波测距三角高程测量的主要技术要求等 级每千米高差全中误差(mm)边长（km）观测次数对向观测高差较差（mm）附合或环形闭合差（mm）四等10 1对向观测D40D20五等15 1对向观测D60D30注：1 1 D为电磁波测距边长度（km） ；2 2 起讫点的精度等级，四等应起迄于不低于三等水准的高程点上，五等应起迄于不低于四等的高程点上；3 3 线路长度不应超过相应等级水准路线的总长度。电磁波测距三角高程测量的主要技术要求垂直角观测边长测量等级仪器精度测回数指标差较差（）测回较差（）仪器精度观测次数四等2

22、级37710mm 级仪器往返各一次五等2级2101010mm 级仪器往一次注：仪器、反光镜或觇牌的高度，应在观测前后各量测一次并精确至 1mm，取其平均值作为最终高度。11、控制桩复测采用方法及要求高速铁路高程控制网复测按照二等水准测量的方法实施；高速公路按照四等水准测量或三角高程测量方法实施。12、控制桩复测数据处理数据解算采用武大科傻控制测量平差软件处理。13、高程控制桩复测结果可靠性分析通过对控制网复测计算结果与原有成果进行比较分析控制网可靠性，提出采用设计院提供的成果还是复测成果。14、复测结果及结论教学组织1. 先对本任务进行分解，下发任务2. 提出本任务主要学习的知识点；3. 6

23、人划分一个学习小组4. 通过教师讲解、小组讨论、查找资料等方式掌握主要的知识点；5. 结合案例对控制桩复测进行实施设计；6. 每个学习小组汇报设计方案；7. 修改实施方案； 8. 检校仪器附属工具，保证其完好性；9. 在控制桩模拟实训场实施复测任务；10. 每组自检自己测量的成果的正确性；11. 小组互检测量的成果；12. 教师点评任务完成的效果。子情境子情境 2 2：线路中线测量教学任务设计：线路中线测量教学任务设计项目分析随着国家经济实力的显著增强，我国铁路、公路及城市道路建设都进入到一个全新的飞速发展时期。在实现这一发展过程中，其主要环节就是道路施工建设。在道路施工建设中，其战线长，任务

24、重，耗资大的一项施工任务就是道路线路施工。为了保证道路施工建设符合设计意图，道路线路施工测量在施工过程中起着极其重要的作用。道路通常划分为线路、桥梁、隧道，而桥梁、隧道又是线路的构筑物，其许多测量任务基于线路施工测量，因此能否胜任道路施工测量工作，学好道路线路中线测量是关键。任务分解1、线路中线线形组成；2、线路直线测设3、线路圆曲线测设4、线路圆加缓和曲线测设5、不对称圆曲线加缓和曲线测设6、卵形曲线测设；7、互通立交匝道中线测设；8、复化辛甫生公式及应用；9、线路中线点位切线方位角计算及确定；10、直线与线路中线斜交与正交问题处理。各环节功能和要求3、线路中线线形组成线路中线是由直线、圆曲

25、线、缓和曲线组成。主要介绍直线、圆曲线、圆曲线加缓和曲线的敷设位置及组成。4、线路直线测设主要讲解线路直线段逐桩坐标计算、置镜在线路中线上测设直线、置镜在控制桩上测设线路直线。3、线路圆曲线测设主要讲解圆曲线逐桩坐标计算、置镜在圆曲线测设圆曲线、置镜在控制桩上测设圆曲线。4、线路圆曲线加缓和曲线测设主要讲解虚拟导线法、坐标变换法计算圆曲线加缓和曲线逐桩坐标、置镜在曲线上任意点测设曲线、置镜控制桩上测设曲线。5、不对称圆曲线加缓和曲线测设主要讲解不对称圆曲线加缓和曲线逐桩坐标计算方法及测设。6、卵形曲线测设主要讲解卵形曲线的敷设位置、逐桩坐标计算方法及测设。7、互通立交匝道中线测设主要讲解互通立

26、交匝道的线形组成形式、逐桩坐标计算方法及测设。8、复化辛甫生公式及应用主要讲解复化辛甫生公式的导证及在线路中线逐桩坐标计算中的应用。9、线路中线点位切线方位角计算及确定主要讲解线路中线点位切线方位角计算及确定方法。10、直线与线路中线斜交与正交问题处理。主要讲解直线与直线斜交和正交解算方法及应用；直线与圆曲线斜交和正交解算方法及应用；直线与缓和曲线斜交和正交解算方法及应用作业方案1、项目概况无论铁路、公路线路中线通常都是由直线、圆曲线、缓和曲线三个线元组成的。路基、桥梁、隧道施工都以线路中线为基础，由此线路中线测量在铁路、公路、城市道路施工中起着非常重要的作用。本项目就是讲解如何计算线路中线逐

27、桩坐标及测设方法。2 控制桩完整性检查统计无论公路及铁路线路中线的测设都是以设计单位提供的控制桩为基础，任何项目测设前都需要知道控制桩的完整性，在作业前需要现场踏勘控制桩的位置及稳固性。3 作业依据新建铁路工程测量规范4 作业组织6 人一组，设组长 1 名、观测者 1 名、记录及计算者 1 名、确定桩位者 3名。5 仪器设备及工具每组需配备如下仪器设备及工具：2” ，ppm 全站仪一台、对中杆 1 套、木桩 100 个、锤子 1 把、计算器 1个、记录板 1 块6 测设精度要求最大距离点位误差 250m5cm7 测设方法利用全站仪采用极坐标法测设。教学组织13. 通过已建好的铁路或公路照片说明

28、线路组成形式，14. 由*线路直线、曲线转角表绘制线路平面图，说明直线敷设位置；由直线、曲线转角表提供的已知资料讲解直线段逐桩坐标计算；置镜在直线上、控制桩上测设直线。15. 由*线路直线、曲线转角表和绘制的线路平面图，说明圆曲线敷设位置；由直线、曲线转角讲解圆曲线逐桩坐标计算；置镜在圆曲线上、控制桩上测设圆曲线。16. 由*线路直线、曲线转角表和绘制的线路平面图，说明圆曲线加缓和曲线敷设位置；由直线、曲线转角讲解圆曲线加缓和曲线逐桩坐标计算；置镜在圆曲线加缓和曲线上、控制桩上测设圆曲线加缓和曲线。17. 6 人划分一个学习小组18. 通过教师讲解、小组讨论、查找资料等方式掌握直线、圆曲线、圆

29、曲线加缓和曲线逐桩坐标计算及测设方法；19. 结合*线路直线、曲线转角表案例对线路直线测设实施设计；20. 每个学习小组汇报设计方案；21. 修改实施方案； 22. 检校仪器附属工具，保证其完好性；23. 在线路中线测设模拟实训场实施测量任务；24. 每组自检自己测量的成果的正确性；25. 小组互检测量的成果；26. 教师点评任务完成的效果。子情境子情境 3 3：特殊曲线测量教学任务设计：特殊曲线测量教学任务设计项目分析无论铁路、公路其线路中线都是由直线、圆曲线、缓和曲线组成的，对于线路主干线通常都是由直线、圆曲线、圆曲线加缓和曲线组成，相对而言测设比较简单，而对于地形复杂地区以及互通立交其中

30、线线形就比较复杂，常见的线形有：不对称的圆曲线加缓和曲线、卵形曲线、凸形曲线、复合型曲线。本项目就是结合一个互通立交的实例讲解这些特殊曲线逐桩坐标计算过程。任务分解1、特殊中线线形组成；2、卵形曲线逐桩坐标计算3、不对称的圆曲线加缓和曲线逐桩坐标计算4、互通立交匝道线路逐桩坐标计算5、凸形曲线、复合型曲线逐桩坐标计算简介各环节功能和要求1、线路中线线形组成线路中线是由直线、圆曲线、缓和曲线组成。主要介绍卵形曲线组成形式、不对称的圆曲线加缓和曲线组成形式、互通立交匝道线路组成形式。2、卵形曲线逐桩坐标计算主要讲解卵形曲线逐桩坐标计算步骤及测设方法。3、不对称的圆曲线加缓和曲线逐桩坐标计算主要讲解

31、不对称的圆曲线加缓和曲线逐桩坐标计算及测设4、互通立交匝道线路逐桩坐标计算主要讲解互通立交匝道线路逐桩坐标计算及测设。5、凸形曲线、复合型曲线逐桩坐标计算简介由互通立交匝道线路逐桩坐标计算原理引申凸形曲线、复合型曲线逐桩坐标计算方法。作业方案1、项目概况在城市道路及高速公路中為了增強車輛的通行及分流能力，需要增设互通立交，互通立交中的线形相对于与主干道是比较复杂的，如何解算其坐标是测设互通立交的关键。本项目就是讲解如何利用计算这种特殊曲线的逐桩坐标及测设方法。2 控制桩完整性检查统计无论公路及铁路线路中线的测设都是以设计单位提供的控制桩为基础，任何项目测设前都需要知道控制桩的完整性，在在作业前

32、需要现场踏勘控制桩的位置及稳固性。3 作业依据新建铁路工程测量规范 4 作业组织6 人一组，设组长 1 名、观测者 1 名、记录及计算者 1 名、确定桩位者 3名。5 仪器设备及工具每组需配备如下仪器设备及工具：2” ，ppm 全站仪一台、对中杆 1 套、木桩 100 个、锤子 1 把、计算器 1个、记录板 1 块6 测设精度要求最大距离点位误差 250m5cm7 测设方法利用全站仪采用极坐标法测设。教学组织1. 通过已建好的互通立交照片说明特殊线路中线组成形式，2. 由互通立交设计资料以及线路平面图，说明卵形曲线的组成及逐桩坐标计算方法；结合设计资料引导学生进行逐桩坐标计算训练；3. 由*线

33、路直线、曲线转角表和绘制的线路平面图，说明不对称圆曲线加缓和曲线敷设情况；由直线、曲线转角讲解不对称圆曲线加缓和曲线逐桩坐标计算；4. 以喇叭形互通立交设计资料为例，详细讲解每段线元逐桩坐标计算方法；结合实例引导学生进行逐桩坐标计算训练；5. 6 人划分一个学习小组6. 通过教师讲解、小组讨论、查找资料等方式掌握特殊曲线逐桩坐标计算及测设方法；7. 结合喇叭形互通立交案例对特殊曲线测量实施设计；8. 每个学习小组汇报实施设计方案；9. 修改实施方案； 10. 检校仪器附属工具，保证其完好性；11. 在线路中线测量模拟实训场实施测量任务；12. 每组自检自己测量的成果的正确性；13. 小组互检测

34、量的成果；14. 教师点评任务完成的效果。子情境子情境 4 4：复化辛甫生公式及应用教学任务设计：复化辛甫生公式及应用教学任务设计项目分析无论铁路、公路其线路中线都是由直线、圆曲线、缓和曲线组成的，对于线路主干线通常都是由直线、圆曲线、圆曲线加缓和曲线组成，相对而言测设比较简单，而对于地形复杂地区以及互通立交其中线线形就比较复杂，常见的线形有：不对称的圆曲线加缓和曲线、卵形曲线、凸形曲线、复合型曲线。本项目就是结合一个互通立交的实例讲解如何利用复化辛甫生公式计算特殊曲线逐桩坐标。任务分解1、特殊曲线线形组成；2、复化辛甫生公式解算卵形曲线逐桩坐标；3、复化辛甫生公式在互通立交匝逐桩坐标计算中应

35、用。各环节功能和要求1、线路中线线形组成线路中线是由直线、圆曲线、缓和曲线组成。主要介绍卵形曲线组成形式、不对称的圆曲线加缓和曲线组成形式、互通立交匝道线路组成形式。2、利用复化辛甫生公式计算卵形曲线逐桩坐标主要讲解复化辛甫生公式推证及如何利用复化辛甫生公式计算卵形曲线逐桩坐标。3、利用复化辛甫生公式计算互通立交匝道线路逐桩坐标；主要讲解互通立交匝每段线形如何利用复化辛甫生公式计算逐桩坐标。作业方案1、项目概况在城市道路及高速公路中為了增強車輛的通行及分流能力，需要增设互通立交，互通立交中的线形相对于与主干道是比较复杂的，如何解算其坐标是测设互通立交的关键。本项目就是讲解如何利用复化辛甫生公式

36、计算这种特殊曲线的逐桩坐标。2、控制桩完整性检查统计无论公路及铁路线路中线的测设都是以设计单位提供的控制桩为基础，任何项目测设前都需要知道控制桩的完整性，在作业前需要现场踏勘控制桩的位置及稳固性。3、作业依据工程测量规范 4、作业组织6 人一组，设组长 1 名、观测者 1 名、记录及计算者 1 名、确定桩位者 3 名。5、仪器设备及工具每组需配备如下仪器设备及工具：2” ，ppm 全站仪一台、对中杆 1 套、木桩 100 个、锤子 1 把、计算器 1个、记录板 1 块6、测设精度要求最大距离点位误差 250m5cm7、测设方法利用全站仪采用极坐标法测设。教学组织1. 首先引入曲率概念，在其基础

37、上说明直线、圆曲线、缓和曲线曲率变化规律；2. 以缓和曲线为例推证线路逐桩坐标计算的复化辛甫生公式；3. 由*线路直线、曲线转角表和绘制的线路平面图，说明不对称圆曲线加缓和曲线敷设情况；由直线、曲线转角讲解不对称圆曲线加缓和曲线逐桩坐标计算；4. 以喇叭形互通立交设计资料为例，详细讲解每段线元逐桩坐标计算方法；结合实例引导学生进行逐桩坐标计算训练；5. 6 人划分一个学习小组6. 通过教师讲解、小组讨论、查找资料等方式掌握特殊曲线逐桩坐标计算及测设方法；7. 结合喇叭形互通立交案例对特殊曲线测量实施设计；8. 每个学习小组汇报实施设计方案；9. 修改实施方案； 10. 检校仪器附属工具，保证其

38、完好性；11. 在线路中线测量模拟实训场实施测量任务；12. 每组自检自己测量的成果的正确性；13. 小组互检测量的成果；14. 教师点评任务完成的效果。子情境子情境 5 5：线路中线测量特殊问题处理教学任务设计：线路中线测量特殊问题处理教学任务设计项目分析公路施工中，常需要解算一条直线与线路中线交点的坐标及里程，主要为了解决地形困难地区加桩问题、构筑位置变更问题、地形困难地区路基边线确定问题、隧道开挖方向确定问题。尤其当今随着全站仪、GPS-RTK 在铁路、公路普及使用该问题的解算尤为重要。任务分解1、直线与线路直线斜交与正交问题；2、直线与线路圆曲线斜交与正交问题；3、直线与线路缓和曲线斜

39、交与正交问题；各环节功能和要求1 直线与线路直线斜交与正交问题该问题就是要解决一条已知方向的直线与线路直线段相交（斜交或正交）如何计算交点坐标及桩号。2 直线与线路圆曲线斜交与正交问题该问题就是要解决一条已知方向的直线与线路圆曲线相交（斜交或正交）如何计算交点坐标及桩号。3、直线与线路缓和曲线斜交与正交问题该问题就是要解决一条已知方向的直线与线路缓和曲线相交（斜交或正交）如何计算交点坐标及桩号。作业方案1、项目概况要沿着某一个方向在线路中线上加一个桩；已知线路外一点坐标求该点到线路中线的最短距离及对应的桩号。这些问题在铁路、公路施工中经常遇到。该问题的解决的关键就是解算直线与线路中线交点的坐标

40、及里程。2 作业依据铁路工程测量规范3 作业组织6 人一组，设组长 1 名、观测者 1 名、记录及计算者 1 名、确定桩位者 3名。4 仪器设备及工具每组需配备如下仪器设备及工具：2” ，ppm 全站仪一台、对中杆 1 套、木桩 10 个、锤子 1 把、计算器 1 个、记录板 1 块5 测设精度要求最大距离点位误差 250m5cm6 测设方法利用全站仪采用坐标法。教学组织1. 由*线路直线、曲线转角表绘制线路平面图，说明直线与线路中线相交问题解决的意义及应用。由*线路直线、曲线转角表和绘制的线路平面图，说明圆曲线敷设位置；由直线、曲线转角讲解圆曲线逐桩坐标计算；置镜在圆曲线上、控制桩上测设圆曲

41、线。2. 结合*线路直线、曲线转角表和绘制的线路平面图，说明直线与线路直线相交（斜交或正交）交点坐标及桩号解算原理。3. 结合*线路直线、曲线转角表和绘制的线路平面图，说明直线与线路圆曲线相交（斜交或正交）交点坐标及桩号解算原理。4. 结合*线路直线、曲线转角表和绘制的线路平面图，说明直线与线路缓和曲线相交（斜交或正交）交点坐标及桩号解算原理5. 6 人划分一个学习小组6. 通过教师讲解、小组讨论、查找资料等方式掌握直线与直线、直线与圆曲线、直线与缓和曲线相交（斜交或正交）的解算方法；7. 结合*线路直线、曲线转角表案例对直线与线路中线相交（斜交或正交）问题实施设计；8. 每个学习小组汇报设计

42、方案；9. 修改实施方案； 10. 检校仪器附属工具，保证其完好性；11. 在线路中线测量模拟实训场实施测量任务；12. 每组自检自己测量的成果的正确性；13. 小组互检测量的成果；14. 教师点评任务完成的效果。三、教学过程设计三、教学过程设计子情境子情境 1 1、线路控制桩复测及加密教学过程设计、线路控制桩复测及加密教学过程设计工作任务高速铁路、公路控制桩复测教学组织工作过程时间工作任务工作任务教师学生媒介资讯决策课内2h课外4H学习线路控制桩复测的技术要求及测量方法1.下发本工作任务书及引导文；2.引入控制桩复测的作用；3.提出控制桩复测主要内容及要求；4.讲解控制桩复测的方法及精度要求

43、；5.组织小组讨论，检查学生对本任务主要知识点掌握程度，答疑解惑1. 结合工作任务书、引导文，以小组为单位，通过案例、网站、测量规范了解控制桩复测的内容及技术要求；2. 通过讲义、PPT 以及教师讲解、答疑、小组讨论获知本任务的主要知识点；3. 小组讨论、老师指导确定控制桩复测方法。案例、规范、讲义、PPT计划课内2h制定线路控制桩复测作业方1、提供测量规范 ；2、提供模拟控制桩复1、根据模拟控制桩复测实训场提供的资料根据规范、按照控制桩复测的作案例、规范课外4H案测实训场点之记、控制桩平面坐标及高程；3、布置控制桩复测作业方案制定的主要内容及要求；4、解答方案制定过程中的疑问5、组织小组方案

44、汇报6、提出作业方案修改意见。业方案指定要求，以小组为单位制定作业方案；2、制作 PPT 汇报小组方案；3、根据老师提出的问题修改作业方案。实施与检查课内6h课外6h根据设计方案实施线路控制桩复测任务1、制定仪器使用计划；2、维护学生工作秩序；3、纠正学生作业不规范行为；4、巡回解答学生测量过程中的问题。5、检查作业小组测量成果，对不符合要求的测量结果提出重测建议。1、领取仪器设备；2、仪器检校；3、准备测量表格4、小组组长对本组人员分工；5、按照制定的作业方案实施控制桩复测外业观测工作；6、检查外业测量成果；7、利用科傻或平差易平差软件处理外业观测数据；8、检查测量结果的可靠性，对不符合要求

45、的测量结果进行重测，直至满足要求；9、编写控制桩复测技术总结；规范10、小组之间按照测量成果验收规范要求相互检查外业观测记录、抽查外业观测角度及距离，最后写出验收报告。评价以学生为主体，以测量成果是否符合测量规范要求为依据，兼顾评价以学生为主体，以测量成果是否符合测量规范要求为依据，兼顾学生在项目实施过程中的表现、知识掌握的程度及在小组中所起的作学生在项目实施过程中的表现、知识掌握的程度及在小组中所起的作用综合评定。具体分值如下：用综合评定。具体分值如下：成果评成果评定定根据外业观测记录，内业处理结果、复测报告等成果进行成绩评定，占 60。学生自学生自评评学生根据自己掌握的知识情况进行自评；占

46、 10%。小组互小组互评评小组内查阅资料、讨论、实习积极性、对小组贡献等情况，占 20%。评价课内1h课内2h教师评教师评价价根据考勤、回答问题的积极性、实施项目教学的态度等进行评价，占 10%。子情境子情境 2 2：线路中线测量教学过程设计：线路中线测量教学过程设计教学组织工作过程时间工作任务工作任务教师学生媒介资讯决策课内2h课外4H学习线路中学习线路中线测量技术线测量技术要求及测量要求及测量方法方法1.下发本工作任务书及引导文；2.引入线路中线的组成形式；3.提出线路中线测设的主要内容及要求；4.讲解线路中线测设的方法及精度要求；5.讲解线路中线逐桩坐标计算方法4. 结合工作任务书、引导

47、文，以小组为单位，通过案例、网站、测量规范了解线路中线测设的的内容及技术要求；5. 通过讲义、PPT以及教师讲解、答疑、小组讨论获知本任务案例、规范、讲义、PPT6.组织小组讨论，检查学生对本任务主要知识点掌握程度，答疑解惑的主要知识点；6. 小组讨论、老师指导确定线路中线测设的方法。计划课内2h课外4H制定线路中线测量作业方案1、提供测量规范 ；2、提供模拟线路中线测量实训场控制桩平面坐标及高程；3、布置线路中线测量作业方案制定的主要内容及要求；4、解答方案制定过程中的疑问5、组织小组方案汇报6、提出作业方案修改意见。1、根据模拟线路中线测设实训场提供的资料根据规范、按照线路中线测设的作业方

48、案指定要求，以小组为单位制定作业方案；2、制作 PPT 汇报小组方案；3、根据老师提出的问题修改作业方案。案例、规范实施与检查课内6h课外6h依据方案实施线路中线测量任务1. 制定仪器使用计划；2. 维护学生工作秩序；3. 纠正学生作业不规范行为；4. 巡回解答学生测量过程中的问题。5. 检查作业小组测量成果，对不符合要求的测量结果提出重测建议。1. 领取仪器设备；2. 仪器检校；3. 准备测量表格4. 小组组长对本组人员分工；5. 按照制定的作业方案实施线路中线测设外业工作；6. 检查外业测量成果；7. 检查测量结果的规范可靠性，对不符合要求的测量结果进行重测，直至满足要求；8. 编写线路中

49、线测设技术总结；9. 小组之间按照测量成果验收规范要求相互检查外业观测记录、抽查已测设点位，最后写出验收报告。评价以学生为主体，以测量成果是否符合测量规范要求为依据，兼顾学评价以学生为主体，以测量成果是否符合测量规范要求为依据，兼顾学生在项目实施过程中的表现、知识掌握的程度及在小组中所起的作用综生在项目实施过程中的表现、知识掌握的程度及在小组中所起的作用综合评定。具体分值如下：合评定。具体分值如下：成果评定成果评定根据外业观测记录，内业处理结果、复测报告等成果进行成绩评定，占 60。学生自评学生自评学生根据自己掌握的知识情况进行自评；占 10%。小组互评小组互评小组内查阅资料、讨论、实习积极性

50、、对小组贡献等情况，占 20%。评价课内1h课内2h教师评价教师评价根据考勤、回答问题的积极性、实施项目教学的态度等进行评价，占 10%。子情境子情境 3 3：特殊曲线测量教学过程设计：特殊曲线测量教学过程设计教学组织工作过程时间工作任务工作任务教师学生媒介资讯决策课内2h学习特殊曲线逐桩坐标计算1. 下发本工作任务书及引导文；2. 引入特殊线路中线1. 结合工作任务书、引导文，以小组为单位，通过案例、案例、规范、讲义、课外4H过程及测量方法的组成形式；3. 提出特殊曲线测量的主要内容及要求；4. 讲解特殊曲线测量的方法及精度要求；5. 讲解特殊曲线逐桩坐标计算方法6. 组织小组讨论，检查学生

51、对本任务主要知识点掌握程度，答疑解惑网站、测量规范了解特殊曲线测量的内容及技术要求；2. 通过讲义、PPT 以及教师讲解、答疑、小组讨论获知本任务的主要知识点；3. 小组讨论、老师指导确定特殊曲线测量的方法。PPT计划课内2h课外4H制定特殊曲线测量方案1. 提供测量规范 ；2. 提供模拟线路中线测量实训场控制桩平面坐标及高程；3. 布置特殊曲线测量作业方案制定的主要内容及要求；4. 解答方案制定过程中的疑问5. 组织小组方案汇报6. 提出作业方案修改意见。1、根据模拟线路中线测量实训场提供的资料，根据规范，按照特殊曲线测量要求，以小组为单位制定作业方案；2、制作 PPT 汇报小组方案；3、根

52、据老师提出的问题修改作业方案。案例、规范实施与检查课内6h课外6h依据作业方案实施特殊曲线测量1. 制定仪器使用计划；2. 维护学生工作秩序；1. 领取仪器设备；2. 仪器检校；3. 准备测量表格4. 小组组长对本组人规范3. 纠正学生作业不规范行为；4. 巡回解答学生测量过程中的问题。5. 检查作业小组测量成果，对不符合要求的测量结果提出重测建议。员分工；5. 按照制定的作业方案实施特殊曲线测量外业工作；6. 检查外业测量成果；7. 检查测量结果的可靠性，对不符合要求的测量结果进行重测，直至满足要求；8. 编写特殊曲线测量技术总结；9. 小组之间按照测量成果验收规范要求相互检查外业观测记录、

53、抽查已测设点位，最后写出验收报告。评价以学生为主体，以测量成果是否符合测量规范要求为依据，兼顾评价以学生为主体，以测量成果是否符合测量规范要求为依据，兼顾学生在项目实施过程中的表现、知识掌握的程度及在小组中所起的作学生在项目实施过程中的表现、知识掌握的程度及在小组中所起的作用综合评定。具体分值如下：用综合评定。具体分值如下：成果评定成果评定根据外业观测记录，内业处理结果、复测报告等成果进行成绩评定，占 60。学生自评学生自评学生根据自己掌握的知识情况进行自评；占 10%。小组互评小组互评小组内查阅资料、讨论、实习积极性、对小组贡献等情况，占 20%。评价课内1h课内2h教师评价教师评价根据考勤

54、、回答问题的积极性、实施项目教学的态度等进行评价，占 10%。子情境子情境 4 4：复化辛甫生公式及应用教学过程设计：复化辛甫生公式及应用教学过程设计工作时间工作任工作任教学组织媒介过程务务教师学生资讯决策课内2h课外4H学习辛甫生的推证及如何计算线路逐桩坐标1. 下发本工作任务书及引导文；2. 引入特殊线路中线的组成形式；3. 提出直线、圆曲线、缓和曲线曲率变化规律；4. 讲解缓和曲线参数方程导证过程；5. 导证计算线路中线坐标的复化辛甫生公式及使用说明；6. 组织小组讨论，检查学生对本任务主要知识点掌握程度，答疑解惑1. 结合工作任务书、引导文，以小组为单位，通过案例、网站、测量规范了解互

55、通立交测量的内容及技术要求；2. 通过讲义、PPT以及教师讲解、答疑、小组讨论获知本任务的主要知识点；3. 小组讨论、老师指导确定互通立交测量的方法。案例、规范、讲义、PPT计划课内2h课外4H制定复化辛甫生公式计算线路逐桩坐标的方案1. 提供测量规范 ；2. 提供模拟线路中线测量实训场控制桩平面坐标及高程；3. 提供互通立交设计资料4. 制定计算互通立交线路中线的方案；5. 解答方案制定过程中的疑问；6. 组织小组方案汇报；1、根据模拟线路中线测量实训场提供的控制资料，根据测量规范，按照互通立交设计资料，以小组为单位制定互通立交测量作业方案；2、制作 PPT 汇报小组方案；3、根据老师提出的

56、问题修改作业方案。案例、规范7. 提出方案修改意见。实施与检查课内6h课外6h依据方案实施逐桩坐标计算并对特殊曲线进行测设1. 制定仪器使用计划；2. 维护学生工作秩序；3. 纠正学生作业不规范行为；4. 巡回解答学生测量过程中的问题。5. 检查作业小组测量成果，对不符合要求的测量结果提出重测建议。1. 领取仪器设备；2. 仪器检校；3. 准备测量表格4. 小组组长对本组人员分工；5. 按照制定的作业方案实施互通立交外业工作；6. 检查外业测量成果；7. 检查测量结果的可靠性，对不符合要求的测量结果进行重测，直至满足要求；8. 小组之间按照测量成果验收规范要求相互检查外业观测记录、抽查已测设点

57、位，最后写出验收报告。规范评价以学生为主体，以测量成果是否符合测量规范要求为依评价以学生为主体，以测量成果是否符合测量规范要求为依据，兼顾学生在项目实施过程中的表现、知识掌握的程度及据，兼顾学生在项目实施过程中的表现、知识掌握的程度及在小组中所起的作用综合评定。具体分值如下：在小组中所起的作用综合评定。具体分值如下：成果评定成果评定根据外业观测记录，内业处理结果、复测报告等成果进行成绩评定，占 60。学生自评学生自评学生根据自己掌握的知识情况进行自评；占10%。评价课内1h课内2h小组互评小组互评小组内查阅资料、讨论、实习积极性、对小组贡献等情况，占 20%。教师评价教师评价根据考勤、回答问题

58、的积极性、实施项目教学的态度等进行评价，占 10%。子情境子情境 5 5：线路中线测量特殊问题的测量教学过程设计：线路中线测量特殊问题的测量教学过程设计教学组织工作过程时间工作任工作任务务教师学生媒介资讯决策课内2h课外4H学习直线与线路中线相交解算的原理及方法1. 下发本工作任务书及引导文；2. 引入线路直线与线路中线相交问题；3. 提出直线与线路中线相交（斜交或正交）问题的主要内容及要求；4. 讲解直线与线路中线相交（斜交或正交）问题解算的原理及方法；5. 组织小组讨论，检查学生对本任务主要知识点掌握程度，答疑解惑1. 结合工作任务书、引导文，以小组为单位，通过案例、网站、测量规范了解直线

59、与线路中线相交问题的的内容及技术要求；2. 通过讲义、PPT 以及教师讲解、答疑、小组讨论获知本任务的主要知识点；3. 小组讨论、老师指导理解直线与线路中线相交问题的解算方法。案例、规范、讲义、PPT计划课内2h课外4H1. 提供线路平面设计资料；2. 提供模拟线路中线测量实训场控制桩平面坐标及高程；3. 布置直线与线路中线相交（斜交和正1、根据模拟线路中线测量实训场提供的资料根据规范、按照直线与线路中线相交的作业方案指定要求，以小组为单位制定作业方案；2、制作 PPT 汇报小组方案；案例、规范制定直线与线路中线相交问题作业方案交）问题作业方案制定的主要内容及要求；4. 解答方案制定过程中的疑

60、问5. 组织小组方案汇报6. 提出作业方案修改意见。3、根据老师提出的问题修改作业方案。实施与检查课内6h课外6h依据制定的方案实施直线与线路中线相交问题的任务1. 制定仪器使用计划；2. 维护学生工作秩序；3. 纠正学生作业不规范行为；4. 巡回解答学生测量过程中的问题。5. 检查作业小组测量成果，对不符合要求的测量结果提出重测建议。1. 领取仪器设备；2. 仪器检校；3. 准备测量表格4. 小组组长对本组人员分工；5. 按照制定的作业方案实施直线与线路中线测量外业工作；6. 检查外业测量成果；7. 检查测量结果的可靠性，对不符合要求的测量结果进行重测，直至满足要求；8. 编写直线与线路中线