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1、矿井测量与矿图单元教学设计一、教案头课题水准测量方法授课日期授课班级12煤矿开采高职课时：2学时上课地点教学目标能力（技能）目标知识目标素质目标 能正确地使用自动安平水准仪进行一般水准测量 能正确地使用水准仪掌握水准测量的方法掌握水准仪的使用方法能吃苦，能忍受，甘于奉献，具备优秀意志品质； 拥有良好的自学能力，安全生产。能力训练任务及案例能力训练项目：1、 正确的使用水准仪2、 使用自动安平水准仪进行闭合水准测量作业课后总结二、教学过程设计步骤教 学 内 容教学方法教学手段学生活动时间分配告知（教学内容、目的）本节课主要内容，如何测两点之间的高差教师介绍图示讲解学生可提问并讨论10分钟引入（任
2、务项目）水准测量的原理 教师讲解图示讲解设置情景15分钟操练（掌握初步或基本能力）讲解符合水准测量、闭合水准测量教师讲解图示讲解学生观看10分钟深化（加深对基本能力的体会）学生在室内练习操作闭合水准测量教师组织分组操作组织每一位学生练习操作20分钟归纳(知识和能力)教师点评，讲解操作的注意事项教师讲解讲述学生参与总结。20分钟训练巩固拓展检验组织学生分组讨论，练习教师组织分组训练联系使用水准仪10分钟总结教师总结，布置预习内容教师总结讲述学生参与。5分钟三、教学内容设计序号教学内容（知识点）或训练点What教学目的（为什么教）或训练目的Why教学思路（怎么教）或训练方法How备注1水准测量原理
3、掌握水准测量原理图示、说明、举例2附合水准测量和闭合水准测量的方法教会学生正确地使用水准仪进行水准测量图示、说明、操作仪器四、讲义一、水准点用水准测量的方法测定的高程控制点，称为水准点，记为BM(Bench Mark)。水准点有永久性水准点和临时性水准点两种。（1）永久性水准点 国家等级永久性水准点，如图2-14所示。有些永久性水准点的金属标志也可镶嵌在稳定的墙角上，称为墙上水准点，如图2-15所示。建筑工地上的永久性水准点，其形式如图2-16a所示。 图2-14 国家等级水准点图2-15 墙上水准点（2）临时性水准点 临时性的水准点可用地面上突出的坚硬岩石或用大木桩打入地下，桩顶钉以半球状铁
4、钉，作为水准点的标志，如图2-16b所示。图2-16 建筑工程水准点a）永久性水准点 b）临时性水准点二、水准路线及成果检核在水准点间进行水准测量所经过的路线，称为水准路线。相邻两水准点间的路线称为测段。在一般的工程测量中，水准路线布设形式主要有以下三种形式。1附合水准路线（1）附合水准路线的布设方法 如图2-17所示，从已知高程的水准点BM.A出发，沿待定高程的水准点1、2、3进行水准测量，最后附合到另一已知高程的水准点BM.B所构成的水准路线，称为附合水准路线。BMABMBh1h2h3h4123图2-17 附合水准路线（2）成果检核 从理论上讲，附合水准路线各测段高差代数和应等于两个已知高
5、程的水准点之间的高差，即各测段高差代数和与其理论值的差值，称为高差闭合差，即 （2-5）2闭合水准路线（1）闭合水准路线的布设方法 如图2-18所示，从已知高程的水准点BM.A出发，沿各待定高程的水准点1、2、3、4进行水准测量，最后又回到原出发点BM.A的环形路线，称为闭合水准路线。BMAh1h2h3h4h51234图2-18 闭合水准路线（2）成果检核 从理论上讲，闭合水准路线各测段高差代数和应等于零，即如果不等于零，则高差闭合差为： （2-6）3支水准路线（1）支水准路线的布设方法 如图2-19所示，从已知高程的水准点BM.A出发，沿待定高程的水准点1进行水准测量，这种既不闭合又不附合的
6、水准路线，称为支水准路线。支水准路线要进行往返测量，以资检核。BMA1hfhb图2-19 支水准路线（2）成果检核 从理论上讲，支水准路线往测高差与返测高差的代数和应等于零。如果不等于零，则高差闭合差为： （2-7）各种路线形式的水准测量，其高差闭合差均不应超过容许值，否则即认为观测结果不符合要求。三、水准测量的施测方法转点用TP(Turning Point)表示，在水准测量中它们起传递高程的作用。如图2-20所示，已知水准点BM.A的高程为HA，现欲测定B点的高程HB。AHABHBhAB大地水准面D1000mTP1TP4TP3h1TP2进行方向h22.3120.4502.4240.5582.
7、0141.2231.9011.1081.9550.7402.0770.866h32.4130.9012.2870.771h40.4180.5332.4672.350h5图2-20 水准测量的施测1观测与记录表2-1 水准测量手簿测站测点水准尺读数/m高差/m高程/m备注后视读数前视读数+12345671BM.A1.4530.580132.815TP.10.8732TP.12.5320.770TP.21.7623TP.21.3721.337TP.30.0354TP.30.8740.929TP.41.8035TP.41.0200.564B1.584134.009计算检核7.2516.0572.68
8、71.493ab=1.194h=1.194hAB=HBHA=1.1942计算与计算检核（1）计算 每一测站都可测得前、后视两点的高差，即将上述各式相加，得则B点高程为：（2）计算检核 为了保证记录表中数据的正确，应对后视读数总和减前视读数总和、高差总和、B点高程与A点高程之差进行检核，这三个数字应相等。3水准测量的测站检核（1）变动仪器高法 是在同一个测站上用两次不同的仪器高度，测得两次高差进行检核。要求：改变仪器高度应大于10cm，两次所测高差之差不超过容许值（例如等外水准测量容许值为6mm），取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测。（2）双面尺法 分别对双面水准尺的黑面和红面进行观测。
9、利用前、后视的黑面和红面读数，分别算出两个高差。如果不符值不超过规定的限差（例如四等水准测量容许值为5mm），取其平均值作为该测站最后结果，否则须要重测。四、水准测量的等级及主要技术要求在工程上常用的水准测量有：三、四等水准测量和等外水准测量。1三、四等水准测量三、四等水准测量，常作为小地区测绘大比例尺地形图和施工测量的高程基本控制。三、四等水准测量的主要技术要求见表2-2。表2-2 三、四等水准测量的主要技术要求等级路线长度/km水准仪水准尺观 测 次 数往返较差、附合或环线闭合差与已知点联测符合或环线平地/mm山地/mm三50DS1因瓦往返各一次往一次124DS3双面往返各一次四16DS3
10、双面往返各一次往一次206注：L为水准路线长度（km）；n为测站数。2等外水准测量等外水准测量又称为图根水准测量或普通水准测量，主要用于测定图根点的高程及用于工程水准测量。等外水准测量的主要技术要求见表2-3。表2-3 等外水准测量的主要技术要求等级路线长度/km水准仪水准尺视线长度/m观 测 次 数往返较差、附合或环线闭合差与已知点联测符合或环线平地/mm山地/mm等外5DS3单面100往返各次往一次4012注：L为水准路线长度（km）；n为测站数。五、三、 四等水准测量 1三、四等水准测量观测的技术要求三、四等水准测量观测的技术要求见表2-4。表2-4 三、四等水准测量观测的技术要求等级水
11、准仪视线长度/m前后视距差/m前后视距累积差/m视线高度黑面、红面读数之差/mm黑面、红面所测高差之差/mm三DS110036三丝能读数1.01.5DS3752.03.0四DS3100510三丝能读数3.05.02一个测站上的观测程序和记录一个测站上的这种观测程序简称“后前前后”或“黑黑红红”。四等水准测量也可采用“后后前前”或“黑红黑红”的观测程序。表2-5 三、四等水准测量手簿(双面尺法)测站编号点号后尺上丝前尺上丝方向及尺号水准尺读数K+黑红平均高差/m备注下丝下丝后视距前视距黑面红面视距差后前后-前K为水准尺尺常数表中K12=4.787K13=4.6871BM.1-TP.11 5711 19737.4-0.20 7390 36337.6-0.2后12前13后-前1 3840 551+0.8336 1715 239+0.9320-1+1+0.83252TP.1- TP.22 1211 74737.4-0.12 1961 82137.5-0.3后13前12后-前1 9342 008-0.0746 6216 796-0.1750-1+1-0.07453TP.2- TP.31 9141 53937.5
