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（章节及内容）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

2、布置课后复习思考题：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 pre

3、ssure leveling)：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。(GPS leveling)：利用GPS测定测点的高程。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1A、B 两点间高差： 2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。3视线高程： 4转点 TP(turning point)的概念

4、。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）三部分组成。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)精度低，用于粗略整平。 水准管(bubble tube)精度高，用于精平。 特性：

5、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：安置仪器粗平瞄准精平读数 （一）安置水准仪打开三脚架并使其高度适中，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

6、头上。（二）粗平调节脚螺旋，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1方法：先用准星器粗瞄，再用微动螺旋精瞄。2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、说明：若使用自动安平水准仪（compensator level），仪器无微倾螺旋，故不 需进行精

7、平工作。（五）读数精平后，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 水准测量外业一、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，可布设成以下几种形式：1闭合水准路线(closed leveling line)。由已知点 BM1已知

8、点 BM12附合水准路线(annexed leveling line)。由已知点 BM1已知点 BM23支水准路线(spur leveling line)。 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。 （2）为及时发现观测中的错误，通常采用“两次仪器高法”或 “双面尺法”。 两次仪器高法：高差之差 h-h±£5mm；双面尺法，红黑面读数差±£3mm h黑-h 红±£5mm。b)一侧站工作步骤n 具体步骤： （1）立尺人员，在已知点A上竖立水准尺

9、（后视尺） （2）仪器操作人员，在两点中间安置水准仪整平-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l 计算检核即检查计算是否有误。2）测站检核l 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l 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闭合水准路线： 2附合水准路线：（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：n测站数2分配原则： 按与距离 L