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1、水利工程测量教 案成教班2011年至2012年第 1 学期教 师 授 课 教 案课程名称： 水利工程测量 20 11 年至20 12年第1学期第 次课班 级： 成教班 编制日期：20 1 年 月 日教学单元（章节）：第一章绪论目的要求：1、了解测量学的概念，建筑工程测量的主要任务；2、掌握大地水准面的概念；3、熟悉测量中采用的平面直角坐标；4、了解测量基本工作、测量工作基本原则；知识要点：1、测量概念2、水准面概念3、点位空间直角坐标（X、Y、H）技能要点：1、分析问题能力教学步骤：介绍工程建设情况，了解测量作用、工程测量的基本任务。提出学习本课程的目的、要求、方法。介绍测量基本工作。教具及教
2、学手段：多媒体教学作业布置情况：2题课后分析与小结：授课教师： 授课日期：20 年 月 日教 学 内 容板书或旁注第一章 绪论1.1 测量学的基本内容、任务与作用一、测量学概念:是研究如何测定地面点的平面位置和高程，将地球表面的起伏形态及各种固定物体测绘成图，以及确定地球的形状和大小的科学。二、测量学内容：1、测定使用测量仪器，通过一定的测量程序和方法，确定地球表面的形状和大小及点位关系，并以图表的形式描述出来。2、测设把图纸上设计好的建筑物的平面位置和高程在地面上标定出来。三、测量学分类（按照研究对象和研究范围的不同）：1、大地测量学研究区域：大范围任务：研究地球的形状和大小。建立国家统一坐
3、标系。研究地球重力场的理论、技术和方法。2、地形测量学研究区域：局部小范围（测量R10km）任务：测绘地物、地貌。确定地面点的点位。3、摄影测量学按照获得像片方法的不同可分为：航空摄影测量学、地摄影测量学、水下摄影测量学；任务：早先用于测绘地形图；现在建立GIS地理信息系统并应用与其他各领域。4、工程测量学任务：在工程建设勘测设计、施工、竣工验收及运营管理各阶段所进行的各种测量工作。5、制图学任务：研究地图极其制作的理论、工艺和技术。利用已有的测量成果成图，编制各种基本图和专业用图。四、工程测量任务：1、大比例尺地形图测绘使用测量仪器，按一定的测量程序和方法，把将要进行工程建设地区的各种地物（
4、如道路、桥梁等）和地貌（地势的高低起伏形态，如山头、盆地、丘陵等）按规定的符号及一定的比例测绘在图纸上，供规划设计使用，这项工作称为地形测图。2、施工放样使用测量仪器，把图纸上设计好的建筑物的平面位置和高程在地面上标定出来，作为施工的依据，也叫测设。3、变形监测在建筑物建成后的运营管理阶段，对建筑物的稳定性及变化情况进行监督测量，以确保建筑物的安全。另外，在建筑物施工过程中，也要进行变形监测，以指导和检查工程的施工。1.2 地球的形状和大小一、 概述：二个事实：珠穆朗玛峰: 8844.43m，马里亚纳海沟: -11022m海洋：71 陆地：29地球半径： 6371km二、基本线、面1、铅垂线重
5、力的方向线。是测量工作的基准线。2、水准面设想一个静止的海水面穿过陆地和岛屿形成一个包围地球的封闭曲面。水准面有无数个。3、大地水准面代替海水面静止时水面的平均海水面。是测量工作的基准面。大地水准面仅有一个。特点：是重力等位面，处处与铅垂方向垂直；是有微小起伏的不规则曲面。4、大地体大地水准面所包围的地球形体。 三、旋转椭球面（参考椭球面）选用一个非常接近大地水准面，并可用数学式表达的规则的几何形体来代表地球的总形状，这个数学形体称为旋转椭球体。其包围它的面称为旋转椭球面。长半轴a、短半轴b、扁率目前，我国采用国际大地测量协会IAG75参数：a=6378140m；=1298.257；推算值b=
6、6356755.288m。四、圆球面：6371km五、平面1.3地面点位的确定测量工作的基本任务是确定地面点的空间位置。确定地面点的空间位置需要三个要素，通常是确定地面点在球面或平面上的投影位置，即地面点的坐标（x，y），以及地面点到大地水准面的铅垂距离，即地面点的高程（H）。一、平面位置的确定（1）假定平面直角坐标系（重点介绍）（2）高斯平面直角坐标系二、高程位置的确定1、绝对高程/海拔/高程地面上某点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程，又称海拔。用H表示。2、相对高程地面上某点到任意水准面的铅垂距离，称为该点的假定高程或相对高程。用H表示。3、高差地面上两点的高程之差称为高差，用h
7、表示。A、B两点的高差为：hAB=HBHA=HBHA1985国家高程基准（现在）水准原点高程为72.260m。确定地面点位的三个基本要素1.4用水平面代替水准面的限度一、对水平距离的影响：在10km为半径的圆面积范围内，以水平面代替水准面所产生的距离误差可以忽略不计。对于精度要求较低的测量，还可以扩大到以25km为半径的范围。二、对高程的影响：当进行高程测量时，即使距离很短也必须顾及地球曲率的影响。1.5测量工作概述一、测量基本工作1、水平距离 2、水平角 3、高差二、测量工作的基本原则与程序1、精度上：由高级到低级2、布局上：由整体到局部3、工作步骤上：先控制后碎部三、测量工作的基本工序1、
8、控制测量在测区内，选择一系列具有控制意义的骨干性地面点，并联结成图形。然后，精确测定这些点的平面位置（x，y）和高程（h），作为后面测量工作的依据。2、碎部测量在控制点上安置仪器，测量周围的地物和地貌，并且绘制在图纸上。湖北水利水电职业技术学院教 师 授 课 教 案课程名称： 20 年至20年第 学期第 次课班 级： 编制日期：20 年 月 日教学单元（章节）：第二章水准测量目的要求：1、掌握高程测量基本原理；2、了解水准仪DS3的构造；3、掌握水准仪的操作使用；知识要点：1、水准测量原理2、水准仪、水准尺、尺垫3、水准仪使用测量概念技能要点：1、水准仪认识及使用教学步骤：介绍测量基本工作，高
9、程、高差概念，高程测量方法。教具及教学手段：多媒体教学作业布置情况：2题课后分析与小结：授课教师： 授课日期：20 年 月 日教 学 内 容板书或旁注第二章 水准测量2.1 水准测量原理一、 水准测量基本原理利用水准仪提供的水平视线，对竖立在地面两点上的水准尺上分别读取水平视线的读数，以测定两点间的高差，从而由已知点的高程推算未知点的高程。二、高程计算方法：1、由高差计算高程2、由仪器的视线高程计算高程A点的视线高程，即A点的高程加后视读数 B点高程： 三、连续水准测量hAB =（a1b1）+（a2b2）（anbn）=（ab）= hi2.2 水准测量的仪器和工具一、水准仪按等级分为精密型（DS
10、0.5、DS1、N3）和普通型水准仪（ DS3、DS10）指每公里往、返测得高差中数的中误差，以毫米计。 “D”和“S”分别为“大地测量”和“水准测量”的汉语拼音第一个字母，“0.5”、“1”、“3”代表仪器可能达到的指标称精密度，即指每公里往、返测得高差中数的中误差，以毫米计。N3是国外精密型水准仪。按整平方式可分微倾水准仪和自动安平水准仪。DS3型水准仪的基本构造水准仪由望远镜、水准器和基座三部分组成。1、望远镜望远镜的作用是提供一条照准目标的视线。主要用于照准目标并在水准尺上读数。视准轴物镜光心与十字丝交点的连线称为视准轴。2、水准器水准器有管水准器和圆水准器两种。水准器是用来标志视准轴
11、是否水平或仪器竖轴是否铅直的装置。（1）管水准器水准管轴通过零点与圆弧相切的直线，称为水准管轴。水准管分划值水准管上相邻两分划线间的圆弧（弧长2mm）所对的圆心角称为水准管分划值。（2）圆水准器圆水准器轴通过零点所作球面的法线，称为圆水准器轴。DS3水准仪圆水准器分划值一般为8/2mm10/2mm。3、基座基座主要由轴座、脚螺旋和连接板组成。其作用是支撑仪器的上部。整个仪器用中心连接螺旋与三脚架连接。（作用、轴线、螺旋）二、水准尺水准尺是水准测量时使用的标尺，常用的水准尺有塔尺、折尺和直尺三种。三、尺垫：作用：其半球顶点作为转点标志，水准仪立于其上，可减小水准尺的下沉，保证测量精度。三、水准仪
12、的使用1、安置2、粗平3、瞄准4、精平5、读数自动安平水准仪的操作步骤：安置、整平、瞄准、读数。湖北水利水电职业技术学院教 师 授 课 教 案课程名称： 20 年至20 年第 学期第 次课班 级： 编制日期：20 年 月 日教学单元（章节）：第二章水准测量目的要求：1、认识水准仪DS3的构造；2、练习并掌握水准仪的操作使用；知识要点：1、水准仪构造2、水准仪使用技能要点：1、水准仪使用方法教学步骤：介绍水准仪构造、水准仪使用。教具及教学手段：作业布置情况：实习报告课后分析与小结：授课教师： 授课日期：20 年 月 日教 学 内 容板书或旁注实习一：水准仪的认识一、计划与设备 1、实验学时数安排
13、2学时，实验小组由45人组成。2、实验设备为每组DS3型水准仪1台，水准尺一对，记录板一块。3、实验场地安排不同高度的五根水准尺，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，记录在实验报告中。二、方法与步骤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、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。3、瞄准目标转动目镜调焦螺旋，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。4、精确整平在水准管气泡窗观察
