教 案 首 頁 學年學期12-13第二學期任課教師編號1課程公路工程測量內容單元一 水準測量課題一 水準儀的基本知識及方法課時2+4班級12造價4301時間2013.3.5-2013.3.6課型理實一體化教學目標1能準確讀出水準尺上相應度數。2會進行水準儀的安置、粗平、照準、精平和讀數。3會計算地面兩點間的高差。教學重點教學難點教學重點：DS3型水準儀各部件的作用，水準儀的安置、瞄準與讀數教學難點：地面兩點間高差的測量教具DS3微傾式水準儀，水準尺，三角架時間安排板書設計課后小結對實習內容進行概括總結，再次強調注意事項，對考核結果進行評價，成績好的學生要予以表揚。備注二、教學設計時間教學環節及主要內容設計意圖一、任務引入1.設置問題：每位同學都知道自己的身高，誰知道自己現在到平均海水面（大地水準面）的高度（高程）是多少？以此引入大地測量的基礎知識:水準儀：是水準測量的主要儀器，我國生產的水準儀按系列標準分為：DS0.5、DS1、DS3、DS10、DS20共五個等級，其中“D”和“S”分別為“大地測量”和“水準測量”的漢語拼音字頭，0.5、1、3、10、20表示儀器的精度等其中DS3（簡稱S3）水準儀是工地上常用的一種微傾式水準儀（圖下）一、微傾式水準儀的各組成部分及作用微傾式水準儀主要由望遠鏡、水準器和基座三部分組成。如下圖（一）望遠鏡部分作用：瞄準遠處的目標并提供一條照準讀數用的水平視線。1、十字絲：照準目標的標準線。十字絲橫絲：用于讀數時的標準線。十字絲豎絲：塔尺是否豎直。上絲和下絲：視距測量時用于讀數時的標準線。2、目鏡對光螺旋：調節十字絲清晰度，使十字絲清晰。3、物鏡對光螺旋：調節焦距，看清目標。4、準星和照門：粗略照準目標。5、制動螺旋固定望遠鏡。6、微動螺旋擰緊望遠鏡制動螺旋后，旋轉微動螺旋，望遠鏡可在水平方向作微小移動。（二）水準器部分作用：指示望遠鏡視線是否水平。1、圓水準器用于粗平。圓水準器氣泡居中時，儀器粗略水平，簡稱粗平。2、管水準器用于精平。管水準器氣泡居中時，儀器精確水平，簡稱精平。3、微傾螺旋調節微傾螺旋，使管水準器觀測鏡中兩半弧線重合，從而使管水準器氣泡居中。微傾螺旋微傾螺旋 見下圖右手（三）基座部分作用：承托整個儀器1、腳螺旋旋轉腳螺旋，可使圓水準氣泡居中。2、連接螺旋旋緊連接螺旋，可使儀器與三角架連接成整體。（四）配套設備部分1、水準尺水準尺是配合水準儀進行水準測量的工具。常用的水準尺為塔尺，塔尺有5m和3m兩種。2、尺墊尺墊是支承水準尺的工具。尺子豎立在尺墊上，可防止尺子下沉，轉動尺子時不會改變其高程。二、微傾式水準儀的技術操作一個站上水準儀的操作步驟：安置儀器粗平 照準 精平 讀數。（一）安置儀器：打開三角架，使架頭大致水平，高度適中，踏實腳架后，將水準儀安放在架頭上并擰緊中心螺旋，當地面傾斜較大時，應將三角架的一個腳安置在傾斜方向上，將另兩個腳安置在與傾斜方向垂直的方向上，這樣安置的儀器比較穩固。（二）粗平：就是調節腳螺旋，使圓水準氣泡居中。其做法是：1、使圓水準器位于任意兩個腳螺旋中間，兩手同時向內（或向外）旋轉這兩個腳螺旋，使氣泡位于第三腳螺旋的正前方；（如下圖左）。2、旋轉第三個腳螺旋使氣泡居中（如下圖右）。在操作熟練后，可采用其它方法進行此項工作。此項操作注意事項：氣泡的運動方向恒與左手大姆指的運動方向相同。（二）照準：就是用望遠鏡照準水準尺，清晰地看清目標和十字絲。其做法是：1、對光：轉動目鏡對光螺旋，使十字絲清晰；2、粗瞄：松開制動，利用照門和準星瞄準水準尺，旋緊制動螺旋；3、精瞄：轉動物鏡調焦螺旋使目標清晰，再轉動微動螺旋使十字絲豎絲照準尺面中央。如下圖：此項操作注意事項：檢查并消除視差，方法見下。眼晴靠近目鏡上下微微晃動，若目標也上下晃動，則表明有視差。視差會影響照準和讀數精度應予消除。仔細、反復交替地調節目鏡和物鏡對光螺旋，使十字絲和目標同時清晰，即可消除視差。（三）精平：就是轉動微傾螺旋將水準管氣泡居中，使視線精確水平。其做法是：慢慢轉動微傾螺旋使管水準器的符合水準氣泡兩端的影像符（拋物線閉合）。此項操作注意事項：1、左側影像移動方向與右手大拇指轉動方向相同。2、轉動微傾螺旋時要慢、穩、輕，以免氣泡上下不停錯動。3、望遠鏡由一個目標轉瞄另一目標時，必須重新精平，才能讀數。（四）讀數：即讀出十字絲中橫絲指示的尺上讀數。此項操作注意事項：1、水準尺在望遠鏡內呈倒像，讀數時要從上到下，要先估計mm值，再讀出m、dm、cm數，即使是“0”也要讀出并作記錄；2、讀數前務必檢查符合氣泡使之居中；三、水準測量的基本概念及方法（一）基本概念1、測量的基準面（1）水準面：靜止的海水面稱為水準面。（2）測量的基準面：通過平均海水面的那個水準面叫測量的基準面。AaB我國以黃海平均海水面作為高程基準面，以青島的水準點為全國高程的起算零點。如下圖：B2、高程（標高）（1）絕對高程：地面點到高程基準面的垂直距離稱為該點的絕對高程，簡稱高程或海拔，用H表示。 高程起算面是：高程基準面。 如下圖：A、B兩點的高程分別HA、HB. AhABHAHBB（2）假定高程：地面點到假定水準面的垂直距離稱為該點的假定高程或相對高程。高程起算面是：假定水準面。3、高差：兩點同名高程之差稱為高差，用h表示。如上圖，AB兩點的高差為：hAB= HAHB4、水準點 已知高程的控制點稱水準點，縮寫為“BM”，用符號“”表示。 水準點應設在土質豎硬，便于保存和使用的地方。 工程中水準點的絕對高程應從國家水準點引測；引測有困難可采用假定高程。（二）水準測量基本方法水準測量就是利用水準儀測定點與點之間的高差，并根據其中一點的高程推算其他點的高程。如圖，地面上有 A、B兩點，已知A點高程為HA，求B點的高程，基本方法如下：1、高差法：在A、B兩點間安置水準儀，分別在A、B點上鉛直豎立水準尺，利用水準儀的水平視線讀出A點水準尺讀數a，再讀出B點水準尺讀數b，則A、B兩點的高差： hAB =ab B點的高程： HB= HA+ hAB后視讀數前視讀數式中：a已知高程點（起始點）的水準讀數，稱為后視讀數。 b欲求高程點的水準讀數，稱為前視讀數。ab時，hAB為正，表示前視點比后視點高；ab時，hAB為負，表示前視點比后視點低。2、視線高法： 當安置一次儀器須測算較多點的高程時，為了方便，可先求出水準儀的視線高程，然后再分別計算各點高程。從上圖中可看出：視線高=HA+a。 B點高程HB=HA+ab視線高HBHA前視讀數后視讀數2、設置學習任務某市政工程三號路15號井開槽完畢，為了確保管道流水面高程符合設計高，現要檢核其槽底高程，已知水準點BMA高程為21.358m，作為一名優秀的測量人員，你將如何實施測量？二、任務分析實習安排：每班分為三組，每小組由1013人組成儀器設備：每組DS3型水準儀1臺，水準尺3根，實習報告冊一本。實習要求：1.保證儀器的安全，認真完成老師布置的任務，遵守紀律。2.各組在練習儀器安置、整平、瞄準、精平、讀數的基礎上，每人練習觀測三根水準尺，分別編號為A、B、C，記錄在實驗報告冊中。3、嚴格按照作息時間要求實習，按時上下課；課間休息按老師要求。（上午8：1511：30；下午1：253：10）4、實習期間不許隨便串組、不許到機械實習場地、不許上下筑機車輛、不許破壞實習場地衛生、不許大聲喧嘩。5、嚴格遵守安全實習操作規程，不許使用儀器及工具嬉戲、打鬧。實習內容：1、安置儀器 將三角架張開，使其高度在胸口附近，架頭大致水平，并將腳尖踩入土中，然后用連接螺旋將儀器連在三腳架上。2、認識儀器 了解儀器各部件的名稱及其作用并熟悉其使用方法。同時熟悉水準尺的分劃注記。3、粗略整平 先對向轉動兩只腳螺旋，使圓水準器氣泡向中間移動，再轉動另一腳螺旋，使氣泡移至居中位置。4、瞄準 轉動目鏡調焦螺旋，使十字絲清晰；轉動儀器，用準星和照門瞄準水準尺，擰緊制動螺旋（手感螺旋有阻力），轉動微動螺旋，使水準尺成像在十字絲交點處。當成像不太清晰時，轉動對光螺旋，消除視差，使目標清晰。5、精平、讀數 在水準管氣泡窗觀察，轉動微傾螺旋使符合水準管氣泡兩端的半影像吻合，視線即處于精平狀態，在同一瞬間立即用中絲在水準尺上讀取米、分米、厘米，估讀毫米，即讀出四位有效數字。三、注意事項： 1、儀器從箱中取出或收回時要輕拿輕放。2、儀器從箱中取出后要立即蓋好箱蓋。3、儀器箱子不能腳踢、踏、更不能坐人。4、塔尺要有專人進行扶立。5、操作儀器時，對各種螺旋的緊松要適度。6、收回儀器時，要把腳螺旋擰到中間位置，把水平制動松開，儀器放進箱后，再把水平制動擰緊。7、遷站時，要左手托架頭，右手抱住三角架的中間。嚴禁肩扛、手提。每位學生均練習后，進行儀器操作熟練程度的考核，記錄時間，增強學習主動性和積極性。實習作業：完成實習報告冊四、測量工作頁實驗一 水準儀的基本知識及方法 日期： 班組： 測量員：一、完成下列填空 1安置儀器后，轉動（ ）使圓水準氣泡居中，轉動（ ）看清十字絲，通過（ ）瞄準水準尺，轉動（ ）精確照準水準尺，轉動（ ）消除視差，轉動（ ）使符合水準氣泡居中，最后讀數。2消除視差的步驟是轉動（ ）使（ ）清晰，再轉動（ ）使（ ）清晰。二、實驗記錄計算 1記錄水準尺上讀數A尺B尺C尺2計算（1） A點比B點（高、低）（ ）m（2） A點比C點（高、低）（ ）m（3） B點比C點（高、低）（ ）m（4） 假設C點的高程HC=1.537m，求A點和B點的高程HA=（ ）m，HB=（ ）m，在A，B，C三點你的高程分別為（ ）m，（ ）m，（ ）m。五、實習情況跟蹤表測量實習跟蹤記錄實習內容：_ 班級：_ 第_組 指導教師：_ 日期：_序