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1、水准测量基本原理教案 水准测量基本原理( 教案) 水准测量基本原理 课型: 讲授 教学目的与要求: 了解高程测量常用的方法。 理解水准测量基本原理。 掌握高差法、仪高法及连续水准测量计算未知点高程的方法。 教学重点、难点: 重点: 水准测量基本原理。 高差法、仪高法及连续水准测量计算未知点高程的方法。 难点: 水准测量基本原理。 采用教具: 多媒体课件 复习、提问 1、高程的定义、高差的定义。水准测量基本原理教案 第一讲 水准测量基本原理 一、高程测量( 测定地面点高程) 的方法 高程就是确定地面点位置的要素之一, 在工程建设的设计、施工与管理等阶段都具有十分重要的作用。 测定地面点高程的工作
2、称为高程测量。按所使用的仪器与施测方法分: 水准测量、三角高程测量、气压高程测量与 GPS高程测量。 二、水准测量基本原理 水准测量不就是直接测定地面点的高程, 而就是测出两点间的高差。即在两个点上分别竖立水准尺, 利用水准测量的仪器提供一条水平视线, 瞄准并在水准尺上读数, 求得两点间的高差, 从而由已知点高程推求未知点高程。 如图 1-1 所示, 设已知A点高程为AH, 用水准测量方法求未知点B的高程BH。在A、B两点中间安置水准仪, 并在A、B两点上分别竖立水准尺, 根据水准仪提供的水平视线在A点水准尺上读数为a, 在B点的水准尺上读数为b, 则A、B两点间的高差为:bahAB 图 1-
3、1 水准测量原理 设水准测量就是由A点向B点进行, 如图 1-1中箭头所示, 则规定水准测量基本原理教案 A点为后视点, 其水准尺读数a为后视读数;B点为前视点, 其水准尺读数b为前视读数。由此可见, 两点之间的高差一定就是“后视读数”减“前视读数” 。如果ab, 则高差ABh为正, 表示B点比A点高; 如果ab, 则高差ABh为负, 表示B点比A点低。 在计算高差ABh时, 一定要注意ABh的下标A B的写法:ABh表示A点至B点的高差,BAh则表示B点至A点的高差, 两个高差应该就是绝对值相同而符号相反, 即:BAABhh 测得A、B两点间高差ABh后, 则未知点的高程BH为: )(baH
4、hHHAABAB (1-1) 水准测量: 水平视线( 水准仪)+水准尺待定点与已知点高差+已知点高程未知点高程。 三、推导以下几种计算未知点高程的公式: 1、高差法( 由一点求另一点): 直接利用高差计算未知点高程。 bahAB( 后视读数前视读数);ABABhHH 2、视线高法( 仪高法, 由一点求多点): 由仪器视线高程 Hi计算未知点 B 点高程。HA为 A点的高程,a为水准尺读数,b为待求高程点水准尺读数。 bHHaHHiBAi 注意事项: 区别仅在与计算方法不同; 视线必须水平; 水准仪安置的高度对测算地面点高程或高差无影响。 水准测量基本原理教案 举例 1: 设 A点高程为 101
5、、352m,当后视读数为 1、154m,前视读数为1、328m时, 问高差就是多少, 待测点 B的高程就是多少？ 分析: 高差为后视读数减去前视读数,B 点高程可用仪高法或高差法,高差已求, 故用后者。 解:hAB=1、154-1、328=-0、174m HB=HA+hAB=101、352-0、174=101、178m 举例 2: 已知 HA=417、502m,a=1、384m,前视 B1,B2,B3各点的读数分别为:b1=1、468m,b2=0、974m,b3=1、384m,试用仪高法计算出 B1,B2,B3点高程。 分析: 仪高法先求视线高程, 再按分别减去各前视读数, 求得高程。 解:i
6、=HA+a=417、502+1、384=418、886m HB1=i-b1=418、886-1、468=417、418m HB2=i-b2=418、886-0、974=417、912m HB3=i-b3=418、886-1、384=417、502m 3、连续水准测量计算高差 在实际水准测量中,A、B两点间高差可能较大或相距较远, 不可能安置一次( 一测站) 水准仪即能测定两点间的高差。此时可在沿A点至B点的水准路线上增设若干个必要的临时立尺点, 称为转点, 根据水准测量原理依次连续地在两个立尺点中间安置水准仪来测定相邻各点间高差, 最后取各个测站高差的代数与, 即求得两点间的高差值,这种方法称
7、为连续水准测量。 如图 1-2 所示, 欲求ABh, 在A点至B点水准路线上增设1n个临时水准测量基本原理教案 立尺点( 转点)11nTPTP, 安置n次水准仪, 依次连续地测定相邻两点间高差1hnh, 即 111bah 222bah nnnbah 则 nABhhhh21hab (1-2) 式中,a为后视读数之与,b为前视读数之与, 则未知点的高程为:AABABHhHH a() b 图 1-2 连续水准测量 A、B两点间水准路线上增设的转点起着传递高程的作用。为了保证高程传递的正确性, 在连续水准测量过程中, 不仅要选择土质稳固的地方作为转点位置( 宜安放尺垫), 而且在相邻测站的观测过程中,要保持转点( 尺垫) 稳定不动; 同时要尽可能保持各测站的前后视距大致相等; 还要尽可能通过调节前、后视距离保持整条水准路线中的前视视距之与与后视视距之与相等, 这样有利于消除( 或减弱) 地球曲率与仪器某些误差对高差的影响。 水准测量基本原理教案 课堂小结: 这次课我们重点学习了水准测量原理, 在此基础上我们学习了高差法与仪高法及连续水准测量计算高差的方法, 大家要理解高程高差就是物体本身固有的, 不因我们测量与计算方法的改变而改变。下节课咱们讲解水准仪的使用, 希望同学们在课后对 DS3水准仪的构造做一个了解。
