广东交通职业技术学院：《测量学》课程教学资源（电子教案）第二章 水准测量 §2.1 水准测量原理与仪器操作

广东交通职业技术学院教案用纸 课程 测量学 授班级 周次 课次 课|日期 课题|水准测量原理与水准仪操作 教学 目的使学生掌握水准测量原理及如何操作水准仪 重点 难点重点:水准测量原理难点:视差的概念 教具水准仪、水准尺 作业 课后在讲授水准测量原理时,要求结合图形来理解,记忆 小结 教学内容(含理论联系实际)、时间分配与教学方法设计 时间分配 90min omln 复习 仪器水准测量 及操作基本原理 教学方法:以演示法为主。注意通过图形来讲解水准测量的几个概念 及原理;在讲授水准仪使用时,边操作演示边阐明操作要点

1 广东交通职业技术学院教案用纸 课程 测 量 学 授 课 班级 周次 课次 日期 课题 水准测量原理与水准仪操作 教学 目的 使学生掌握水准测量原理及如何操作水准仪 重点 难点 重点：水准测量原理 难点： 视差的概念 教具 水准仪、水准尺 作业 课后 小结 在讲授水准测量原理时，要求结合图形来理解，记忆。 教学内容（含理论联系实际）、时间分配与教学方法设计 时间分配： 教学方法：以演示法为主。注意通过图形来讲解水准测量的几个概念 及原理；在讲授水准仪使用时，边操作演示边阐明操作要点

复习:1.水准面、旋转椭球体、高斯平面直角坐标、绝对高程、相对髙程概念。 2.测量上采用的平面坐标系与数学上的平面坐标系的区别。 第二章:水准测量 高程测量( eight 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( eveling) 三角高程测量( trigonometric leveling) 气压高程测量 air pressure leveling) GPS测量。( GPS leveling) §21水准测量原理与仪器操作 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。 前进方向 水平视线

2 复习：1.水准面、旋转椭球体、高斯平面直角坐标、绝对高程、相对高程概念。 2. 测量上采用的平面坐标系与数学上的平面坐标系的区别。 第二章：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) 三角高程测量(trigonometric leveling) 气压高程测量(air pressure leveling) GPS 测量。(GPS leveling) §2.1 水准测量原理与仪器操作 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一后视读数 A—一后视点 b-一前视读数 B—一前视点 1.A、B两点间高差: h=h-h=a-b 2.测得两点间高差h后,若已知A点高程H4,则可得B点的高程 HB=H4+hAB° 3.视线高程 =h+a=Hntb 4.转点 TP(turning point)的概念 结论:A、B两点间的高差h,等于后视读数之和减去前视读数之和 二.仪器和工具 (一)水准仪(evel) 1.望远镜( telescope)一由物镜、目镜和十字丝(上、中、下丝)三部分组成。 2.水准器( bubble)有两种: 圆水准器( circular bubble)-一精度低,用于粗略整平 水准管( bubble tube)一精度高,用于精平 特性:气泡始终向高处移动。 3.基座( tribrach) (二)水准尺( eveling staf)一主要有单面尺、双面尺和塔尺 1.尺面分划为lcm,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 水准仪的使用

3 a——后视读数 A——后视点 b——前视读数 B——前视点 1．A、B 两点间高差： hAB = HB − HA = a −b 2．测得两点间高差 AB h 后，若已知 A 点高程 HA ，则可得 B 点的高程。 HB = HA + hAB。 3．视线高程： Hi = HA + a = HB + b 4．转点 TP(turning point)的概念。 =  =  − i i i hAB h a b 1 1 1 结论：A、B 两点间的高差 AB h 等于后视读数之和减去前视读数之和。 二． 仪器和工具 （一）水准仪(level) 1．望远镜(telescope)——由物镜、目镜和十字丝（上、中、下丝）三部分组成。 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：气泡始终向高处移动。 3．基座(tribrach) （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。 三． 水准仪的使用

操作程序:粗平一一瞄准—一精平一一读数 (一)粗平一一调节脚螺旋,使圆水准气泡居中。 1.方法:对向转动脚螺旋1、2—一使气泡移至1、2方向的中间一一转动脚螺旋 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 (二)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 (三)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 进行精平工作 (四)读数一一精平后,用十字丝的中丝在水准尺上读数。 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)

4 操作程序：粗平——瞄准——精平——读数 （一）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。 2．规律：气泡移动方向与左手大拇指运动的方向一致。 （二）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。 （三）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 进行精平工作。 （四）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）