《工程测量》-18教案10-水平距离放样

学期授课教案20XX—20XX学年度第X学期课程编号课程名称工程测量学分/学时4课时授课专业授课班级任课教师20XX年X月-1-教学设计项目/章节第4章第2节施工放样专业XX教师XX任务名称水平距离放样班级XX时间XX授课形式讲授法，讨论法、看书指导法，实习法、演示法课时4地点XX学情分析知识基础：学生具有一定的基础知识，接受能力强，但接触专业课较少，学习主动性差，需改变传统教学模式，调动学生的积极性。技能基础：基础测量课程学过全站仪的操作，会用全站仪。任务目标技能目标会进行水平距离放样知识目标掌握水平距离放样的方法和流程情感目标提高对知识的学习欲望，培养团队合作的精神教学策略教学重点1、水平距离放样的定义2、水平距离放样的方法教学难点水平距离放样的方法教学组织班级授课√实训教学√分组教学个别教学协作教学现场教学任务描述根据设计的距离放样出设计点位教学实施流程导图掌握仪器设置及操作掌握仪器设置及操作演示全站仪水平距离放样的方法、步骤演示全站仪水平距离放样的方法、步骤掌握掌握水平距离放样的方法和步骤学生分组进行学生分组进行水平距离放样实习，教师指导指导学生分组进行GPS-RTK道路参数的输入与放样掌握掌握全站仪水平距离放样的方法和步骤进行进行放样的操作并上交成果指导学生分组进行GPS-RTK道路参数的输入与放样教学过程教学步骤与内容备注已知水平距离放样，是指从某一已知点出发，沿某一已知方向，量出已知（设计）的水平距离，标定出另一端点的位置。长度测量常用的方法有皮尺丈量、钢尺丈量、测距仪或全站仪测量等，具体方法的选取，可根据现场地形条件及精度要求确定。一、钢尺放样在地面上放样已知直线的长度时，往往是测量两点间水平距离与放样两点间水平距离两种方式结合使用。但无论是测量还是放样，都要结合实际尺长、丈量时的地面温度和实地地形的高低等，利用所使用钢尺的尺长方程式，进行尺长改正、温度改正和倾斜改正，才能求出所需数据，但二者数据处理过程正好相反。=1\*GB4㈠数据准备若已知放样时所使用钢尺的尺长方程式为（4.2.3）测量时，已知数据是两点间实地斜距，设地面坡度均匀，放样时钢尺拉力和检定钢尺时相同，加上三项改正：尺长改正；温度改正；倾斜改正，则所求的两点间水平距离为：（4.2.4）已知水平距离放样时，已知数据是设计水平距离，设地面坡度均匀，放样时钢尺拉力和检定钢尺时相同。由于测量与放样数据处理过程相反，则加入的三项改正分别为：尺长改正；温度改正；倾斜改正，则实地应放样的斜距为（4.2.5）=2\*GB4㈡测设步骤如图4.3所示，为实地上的已知点，为定线方向，欲在实地测设出点位，使两点之间的水平距离为设计值。1.放样距离不足一个整尺段时的操作步骤：=1\*GB2⑴数据准备即根据设计平距，利用公式（4.2.3）算出实地应放样的斜距；=2\*GB2⑵定向由于利用“4.2.1水平角放样”中讲述的方法已经在实地测设出待放方向值，即可在点架设经纬仪，以点定向，在定线方向上设置一个定线小木桩，注意定线小木桩距设站点不能大于实地应放样的斜距。当精度较低时，也可采用花杆定线或目测定线。图4.3水平距离的测设方法=3\*GB2⑶量距图4.3水平距离的测设方法用钢尺从设站点起沿着定线小木桩，贴地面精确量取实地应放样的斜距，并用定位标志标定出待放点位。=4\*GB2⑷检核将两端点之间的距离用串尺法重新精确丈量，一般量2～3次取平均值。看测得的距离值与设计值之差是否符合要求的限差。若超限时必须返工，重新放样。2.放样距离超过一个整尺段时的操作步骤：=1\*GB2⑴定向于待放方向上清除障碍，并用经纬仪在该方向上设置一系列定线小木桩，当距设计点位不足一个整尺段时停止设置木桩。如图4.2.4所示。注意相邻两木桩之间的距离不要超过所用钢尺的整尺段。在桩顶应划刻“＋”标志（标志偏离轴线方向不得大于±1cm），作为量距的标志。=2\*GB2⑵分别丈量相邻木桩标志间距离值，一般应用串尺法量2～3次取平均值。量距时应同时测定钢尺的温度。如图4.4所示，量得的各木桩标志间距离为、、、。需要注意的是这些距离值均为斜距。=3\*GB2⑶用水准仪测出相邻桩顶间的高差，为了校核应测量两次，每次读数至毫米。=4\*GB2⑷对、、、进行尺长改正、温度改正以及倾斜改正，算出相应的平距、、、。=5\*GB2⑸计算最后一个木桩至待放点位的平距值，参见式（4.2.6）。=6\*GB2⑹把加上尺长改正、温度改正以及倾斜改正，计算出实地应放样的斜距。然后根据“1.利用放样距离不足一个整尺段时的操作步骤”，精确放样出待放点位。二、全站仪放样随着科技的发展，全站仪精度越来越高，功能越来越强，在现代工程测量中的应用也越来越广泛，成为不可缺少的仪器设备。下面以拓普康GTS-211D全站仪为例，进行说明。=1\*GB4㈠全站仪距离放样前的作业准备1.仪器加常数设置图4.5仪器加常数与棱镜加常数如图4.5所示，为A、B两点间的实际距离，而距离观测值则为，它是仪器等效发射接收面与反光棱镜等效反射面间的距离。图中，为仪器等效发射接收面偏离仪器对中线的距离，称作仪器加常数。为反光棱镜等效反射面偏离反光棱镜对中线的距离，称作棱镜加常数。由图4.5可知（4.2.6）对于仪器加常数，仪器厂家常通过电路参数的调整，在出厂时尽量使为零，但一般难以精确为零。况且即使出厂时为零，在使用过程中也会因为电路参数产生漂移而使仪器加常数发生变化，这就要求按《规范》规定定期测定仪器加常数。经检定的仪器加常数可在观测前置入仪器。仪器常数不需要每次都检测和设置，一般在进行一个新的工程项目或有特殊情况下再检测和设置。仪器加常数简易测定方法如下：如图4.6所示，在一条近似水平、长约100m的直线上，选择一点，重复观测直线、和的长度，观测数次后取其平均值，作为最终数值。则仪器常数（4.2.7）图4.6三段法测定仪器加常数图4.6三段法测定仪器加常数下面我们来说明仪器加常数的设置方法。在按[F1]键的同时，打开电源开关[POWER]，进入校正模式（ADJUSTMENTMODE）。按[F2]：INST.CONSTANT进入仪器常数设置项，按[F1]（INPUT）输入测定的常数值，然后关闭电源即可。2.棱镜加常数设置一般说来，棱镜加常数可由厂家按设计精确制定，且一般不会因经年使用而变动。棱镜加常数一般可在观测前置入仪器。拓普康仪器棱镜加常数一般为零，若不是使用拓普康的棱镜，则必须设置相应的棱镜加常数。一旦设置了棱镜加常数，则关机后该常数仍被保存。在距离模式或坐标测量模式下，按[F3](S/A)键，进入声响设置模式(SETAUDIO（MODE),然后按[F1](PRISM)键，进入棱镜加常数设置模式(PRISMCONST.SET)，按[F1](INPUT)键输入棱镜加常数值后显示窗返回到声响设置模式(SETAUDIOMODE)。3.大气改正设置光在大气中的传播速度并非常数，随大气的温度和气压而改变，这就必然导致距离观测值含有系统性误差，为了解决这一问题，需要在全站仪中对距离观测值加入大气改正。全站仪中一旦设置了大气改正系数，即可自动对测距结果进行大气改正。在短程测距或一般工程放样时，由于距离较短，湿度的影响很小，大气改正可忽略不计。根据测量的温度和气压，利用说明书中提供的大气改正系数的计算公式，即可求得大气改正系数（PPM）。拓普康全站仪中，15℃和760mmhg是设置的一个标准值，此时的大气改正系数为0ppm。在距离模式或坐标测量模式下，按[F3](S/A)键，进入声响设置模式(SETAUDIOMODE),然后按[F2](PPM)键，进入大气改正系数设置模式(PPMSET)，按[F1](INPUT)键输入大气改正系数后显示窗返回到声响设置模式(SETAUDIOMODE)。也可以直接输入温度和大气压，由全站仪自行计算大气改正系数。在进入声响设置模式后，按[F3](T-P)键，进入温度气压设置模式(TEMP.&PRES.SET)，按[F1](INPUT)键输入温度和气压后显示窗返回到声响设置模式(SETAUDIOMODE)。=2\*GB4㈡距离放样在距离测量模式下，按(S.O)键(第2页[F2])进入放样模式，选择平距(HD)或斜距(SD)中任一种放样方式，然后输入待放的设计距离，按[ENTER]确认后即可进行距离放样。放样时，仪器操作人员指挥司镜员左右移动，使棱镜正好安置在待放方向上（即棱镜中心与视准轴竖丝严格重合，粗略放样时大致重合即可）。按[MEAS]键测距，当棱镜反射回光线后，全站仪屏幕上将显示出实测距离与设计距离之差，且当时，应指挥司镜员面向仪器向前移动；当时，应指挥司镜员面向仪器向后移动。反复操作，直至且棱镜中心与视准轴竖丝严格重合，此时棱镜中心对应点位即为待放点位，棱镜中心至仪器中心距离即为待放距离。需要注意的是，拓普康全站仪中有三种测距方式：精测、粗测和跟踪。不同测距方式显示的距离精度也不相同，在实际放样过程中可根据需要灵活选择。水平距离实习教学设计项目施工放样专业工程测量教师任务名称全站仪距离放样实习班级日期授课形式演示，实习课时2地点实习任务AB为已知方向，放样角度β=30°25′30″，试按照角度放样方法放样出AC方向，并使AC水平距离=8.168m。小组集体放样出AC方向后，每组每人至少放样一段距离：第一人8.168m,第二人8.268m,依此类推。仪器与器材全站仪与相应脚架、棱镜、钢卷尺实习步骤1、按照角度放样的方法，确定C点的方向。（1）于实地上任选A、B两点，确定AB方向。在A点架设仪器，对中、整平、开机。（2）设置温度、气压（1013.3hpa）、棱镜常数（0或-30）（3）盘左照准B点，置零，顺时针旋转β角，此时仪器显示屏显示30°25′30″，在该方向上于实地标出点C1（4）盘右位置照准B点，置盘180°，逆时针旋转360°-β角，此时仪器显示屏显示210°25′30″，在该方向上于实地标出点C2（5）取C1C2连线的中点为测放方向点C（6）检核：用测回法对β角观测两测回得β1，β2，取两测回平均值β′，计算粗测角与设计角之差Δβ=β′-β。限差±24″，若合限，不必进行归化改正；若超限，求归化改正数q=（Δβ″/ρ″）×SAC，根据q值的正负，沿着垂直于AC的方向把C点向外或向内改正q值大小。若q<0，向外改正，若q>0，向内改正。2、使十字丝中心与棱镜中心精确重合。3、在距离测量模式下，按F2进入放样模式，选择平距（HD）或斜距（SD）中任一种放样方式，然后输入待放的设计距离，按ENTER键确认后即可进行距离放样。放样时，仪器操作人员指挥司镜员左右移动，使棱镜正好安置在待放方向上（即棱镜中心与十字丝竖丝严格重合，粗略放样时大致重合即可）。按测距键测距，全站仪屏幕上将显示出实测距离与设计距离之差dHD（如果dHD精确到厘米，按模式键，调整到精测模式，使dHD精确到毫米），且dHD=实测距离-设计距离根据dHD的符号，指挥司镜员前后移动（+前-后）。反复操作，直至dHD=0且棱镜中心与十字丝竖丝严格重合，此时棱镜中心对应点位即为待放点位。4、检核在精测模式下，再测一下已放样的距离，和设计值进行比较，作为检核。（实习时限差设为±5mm）上交成果各组放样完C点方向后找老师检查登记，并上交检核记录手簿。要求：（1）如不超限，只需算出Δβ即可（2）如超限，还需计算出q值，