1、.：.；水利水電工程與管理專業開放專科教學設計方案指點教師：蔡偉平一、課程概略是水利水電工程與管理專業的一門實訓課程，本課程2學分，36學時。本課程的目的是培育學員在任務中正確識讀與運用各種比例尺地形圖及丈量資料才干的最根本的訓練。本實訓的主要義務及內容應包括水準儀、經緯儀的檢驗與校正、圖根水準丈量或三四等水準丈量、圖根導線丈量、大比例尺地形圖測繪、水工建筑物施工放樣或開工丈量。二、課程教材三、教學重難點和教學建議教學重難點：1重點是普通光學經緯儀與水準儀的運用、大比例尺地形圖測繪、建筑物放樣方法；適當引見全站儀的運用方法，以開辟學生的知識面和任務順應才干。2 實訓中應注重學生對測繪地形圖、識

2、圖的訓練，適時做好面授輔導，穩定所學實際，并注重與實際相結合，培育學生的實踐操作技藝。3 在實訓中，可組織學生到水利水電建立工地觀賞學習，以協助 學生全面了解水利水電工程丈量在工程建立各階段的作用及任務內容。教學建議：1 掌握普通水準儀及經緯儀的運用方法及檢校方法；2 掌握大比例尺地形圖的測繪原理及方法；3 掌握水工建筑物的施工放樣方法；4 掌握正確識讀地形圖及正確運用相關丈量信息的方法。1重點是普通光學經緯儀與水準儀的運用、大比例尺地形圖測繪、建筑物放樣方法；適當引見全站儀的運用方法，以開辟學生的知識面和任務順應才干。2 實訓中應注重學生對測繪地形圖、識圖的訓練，適時做好面授輔導，穩定所學實

3、際，并注重與實際相結合，培育學生的實踐操作技藝。3 在實訓中，可組織學生到水利水電建立工地觀賞學習，以協助 學生全面了解水利水電工程丈量在工程建立各階段的作用及任務內容。四、學時安排和教學內容課程教學：本課程2學分，36學時。教學進程安排周次日期時間教 學 內 容學習方式及學時指導教師備 注輔導答疑課程作業小組討論課程實際其它1實習發動、檢驗校正儀器22圖根水準丈量包括外業、內業任務73圖根導線丈量包括外業、內業任務74大比例尺地形圖測繪及整飾95水工建筑物放樣36識圖、用圖或工地觀賞37編寫實訓報告58合計36五、課程實際組織學生到水利水電建立工地觀賞學習，以協助 學生全面了解水利水電工程丈

4、量在工程建立各階段的作用及任務內容。六、內容1.緒論了解丈量學的意義、義務及在水利、土木工程建立中的作用；熟習丈量基準及程度面替代水準面的限制；掌握地面點位確實定、確定點位的根本要素和丈量的根本任務，掌握丈量任務的原那么和程序。2.水準丈量掌握水準丈量原理，掌握微傾水準儀的構造及運用方法，掌握水準丈量的施測、記錄和計算方法，掌握水準丈量成果計算，掌握微傾水準儀的檢驗、校正；熟習水準點、水準道路、水準丈量誤差和本卷須知，熟習自動安平水準儀的運用、精細水準儀的讀數方法。3.角度丈量掌握角度丈量原理，掌握光學經緯儀的構造和運用方法，掌握程度角和豎直角的觀測方法和相關要點；熟習經緯儀的檢驗、校正；了解

5、角度丈量誤差及本卷須知。4.間隔 丈量與直線定向掌握鋼尺量距及數據處置，掌握直線定向的概念，掌握方位角的推算；熟習激光測距儀、全站儀的任務原理及運用方法。5.丈量誤差根本知識熟習由水準丈量、角度丈量和間隔 丈量時所產生的誤差的來源、種類和性質，熟習衡量精度的規范，熟習用真誤差和用矯正數計算觀測值中誤差的意義和計算方法；掌握誤差傳播定律并經過實例加深對誤差傳播定律的了解，掌握算術平均值及其中誤差。6.地形圖的根本知識掌握運用等高線表示地貌的方法，使學生具備繪制等高線并能用等高線表示典型地貌的才干。7.控制丈量掌握用導線丈量方法在測區內建立平面控制網，掌握閉合導線及附合導線坐標計算，掌握結合山區特

6、點進展小三角丈量。三角鎖的施測方法和內業計算，掌握高程控制丈量中的四等水準丈量、圖根水準丈量；熟習經緯儀前方交會法，熟習三角高程丈量的根本原理；了解GPS(全球定位系統的任務原理及運用方法。8.大比例尺地形圖的測繪掌握測繪地形圖的經緯儀測繪法；熟習繪制坐標格網的方法，熟習展繪控制點的方法，熟習視距法測定平距和高差，熟習碎部丈量經緯儀測繪法、程度板儀與經緯儀結合測圖法方法，熟習地形圖繪制，熟習地形圖的檢查、清繪和整飾；了解航空攝影丈量。9.地形圖運用掌握地形圖運用的根本內容，掌握有關土地平整中的地形圖運用，掌握城市用地的地形分析，掌握城市規劃中的地形圖運用及土地面積計算。10.測設的根本任務掌握

7、測設的根本任務內容、技術和方法。11.土木工程丈量了解施工控制網的概念；掌握變形觀測和開工總平面圖的編繪，掌握水利、土木、民用建筑和工業廠房的施工丈量；了解激光定位技術在施工丈量中的運用，了解道路工程丈量。內容的重點、深度和廣度1.緒論概略地闡明丈量學的目的和義務，丈量學在工程建立中的位置與作用，使學生認識到丈量課對本專業的重要作用，并且對現代丈量新技術有所了解。本章著重闡明水準面與大地水準面的概念。懂得確定地面點位置的方法，明確間隔 、角度與高程丈量的根本任務。在引見地形圖成圖原理根底上，進一步闡明丈量任務應按“先整體后部分、先控制后碎部的根本原那么進展。2.間隔 丈量及直線定向間隔 丈量，

8、主要結合實驗使學生學會運用鋼尺丈量程度間隔 的根本方法，了解光電測距的原理和普通光電測距儀及全站儀的運用。直線定向，著重講清方位角、象限角的概念及其之間的關系。由于子午線的不平行導出坐標方位角的概念。結合實驗使學生學會運用羅盤儀測定直線的方向。間隔 、方向與地面點直角坐標的關系，著重講清丈量坐標系與數學坐標系的異同，要求學生掌握坐標正、反算方法，為以后內業計算打下結實的根底。3.水準儀及水準丈量在講清水準丈量原理的根底上，引見水準儀的構造與運用。結合實驗使學生學會運用水準儀進展高程丈量任務。望遠鏡成象原理著重講清視差產生與消除的方法。其它如水準器靈敏度，望遠鏡的放大率等，只作普通闡明。在水準儀

9、的作用中應特別強調微傾螺旋的運用。普通水準丈量方法，可結合圖表講清觀測程序、記錄與計算校核以及組成水準道路時高差閉合線的調整與高程計算。在對水準儀比較了解后，那么進展水準儀的檢驗校正的教學那么更易于了解。在此應著重闡明視準軸剩余誤差的影響，更進一步了解前后視距堅持相等的重要性。其它誤差只作普通引見。初步運用儀器應特別加強維護儀器的教育。自動安平水準儀只作簡單引見。4.經緯儀及其運用在講清程度角觀測原理的根底上，引見經緯儀的構造和運用。結合實驗使學生學會運用經緯儀進展程度角觀測。程度角觀測以測回法為主，其它方法只講其特點。經緯儀的運用中應強調各部分的轉動關系，這是正確運用經緯儀的關鍵。豎直角，著

10、重講清豎盤與目的的轉動關系，由此導出測算豎直角的公式。經過實驗使學生掌握目的差的計算及檢校方法。視距丈量。首先講清視距丈量的原理和特點，不僅要留意公式的推導，。而且要著重闡明公式中每個元素的意義。視距常數測定可指定學生自學。在對經緯儀比較了解后，進展經緯儀檢驗與校正的教學，更易于了解。對儀器校正后的剩余誤差，應闡明可采用一定的觀測程序，以到達自行抵消或減弱其影響。對于程度角、豎直角、視距丈量中產生誤差的緣由可據其要點加以闡明，以便于學生在觀測中能自覺地采取措施減少其影響。本章著重引見J6級光學經緯儀，至于J2級光學經緯儀，只引見讀數方法。5.丈量誤差的根本知識這一章內容是本課程的難點。首先結合

11、間隔 、角度、高程的丈量，講授丈量誤差的來源和種類，搞清楚偶爾誤差的特性及衡量精度的規范。誤差傳播定律是本章的重點，結合觀測值的函數關系，闡明誤差傳播定律，并經過精度分析的舉例，進一步加深了解。觀測值中誤差及算術平均值中誤差的計算方法，必需使學生掌握。不等精度觀測著重講清權的概念。6.平面控制丈量首先可從丈量任務應遵照“先整體后部分、先控制后碎部的原那么談起，從而表達國家控制和圖根控制的概念。導線丈量外業應指明任務工程，對選點等任務只作普通引見。內業計算是導線丈量的重點，可在閉合導線和附合導線中選擇一種講清計算目的和計算方法步驟，另一種只需指出其特點。小三角丈量的外業應指明任務工程，對選點和基

12、線丈量可作必要闡明。內業計算同樣是小三角丈量的重點。經過由一條基線擴展的小三角鎖的計算，闡明整個的計算方法與步驟。近似平差可以兩端有基線的小三角鎖為例，分析其幾何條件及平差的原理和方法。其它方式的小三角鎖，只需列出不同的 幾何條件7.高程控制丈量首先簡單引見國家高程控制丈量的概念，然后引見四等水準丈量的觀測、程序、記錄、計算以及成果的整理和校核。水準丈量平差只講具有一個結點的水準道路的平差。三角高程丈量與過河水準丈量可講明運用場所與特點，列出計算公式即可。8.地形圖的測繪首先引見地物、地貌的表示方法，講清等高線的特性。測圖前的預備任務著重講清控制點的展繪，圖根點加密可概略引見幾種方法。以一種測

13、圖方法為主，講解碎部丈量的根本內容和地物、地貌特征點立尺點的選擇原那么。地形丈量教學終了時，應將以上各章的內容歸納綜合，使學生對測繪地形圖有較完好的、系統的概念。9.地形圖的閱讀和運用首先引見高斯平面直角坐標系，以便對直角坐標系統有一個全面的了解，然后概略地引見地形圖的分幅。重點講解地形圖運用的根本內容，其次可舉例闡明在專業中的運用問題。10.施工放樣的根本任務經過與地形圖的對比，闡明施工放樣的特點。重點講解長度、角度、高程的放樣方法以及點的平面位置放樣的根本方法。圓曲線的放樣，可在教學實習中講授，其內容為曲線的主點放樣及曲線細部點放樣可選擇一種方法講授。七、附：經緯儀和水準儀的運用方法1、經

14、緯儀的運用方法運用經緯儀進展角度丈量是一種根本的丈量任務。角度丈量包括程度角丈量和豎直角丈量。 1程度角丈量原理 程度角是空間任兩方向在程度面上投影之間的夾角，取值范圍為0o360o。安頓經緯儀于地面O點，轉動望遠鏡分別照準不同的目的(例如A、B二點)，就可以在程度度盤上得到方向線OA、OB在程度面上投影的讀數a、b，由此即得OA、OB之間的程度角為=b-a (3-1) 12豎直角丈量原理 豎直角是同一豎直面內程度方向轉向目的方向的夾角。目的方向高于程度方向的豎直角稱為仰角，a為正值，取值范圍為0o+90o；目的方向低于程度方向的豎直角稱為俯角，a為負值，取值范圍為0o-90o。經緯儀在丈量豎

15、直角時，只需照準目的，讀取豎盤讀數，就可以經過計算得到目的的豎直角。普通光學經緯儀的組成各種光學經緯儀的組成根本一樣，其構造主要由照準部、程度度盤和基座三部分組成。 圖3-3 DJ6型光學經緯儀 一、照準部 照準部是經緯儀上部可以旋轉的部分，主要有豎軸、望遠鏡、豎直度盤、水準管、讀數系統及光學對中器等部件。豎軸是照準部的旋轉軸。由旋轉照準部和望遠鏡可以照準恣意方向、不同高度的目的；豎直度盤用于丈量豎直角；照準部水準管用于整平儀器。讀數系統由一系列光學棱鏡組成，用于對同時顯示在讀數窗中的程度度盤和豎直度盤影像進展讀數。光學對中器那么用于安頓儀器使其中心和測站點位于同一鉛垂線上。 二、程度度盤 程

16、度度盤是一個光學玻璃圓環，其上順時針刻有0o360o的刻劃線，用于丈量程度角。當照準部轉動時，程度度盤固定不動，但可經過旋轉程度度盤變換手輪使其改動到所需求的位置。 三、基座 基座對照準部和程度度盤起支撐作用，并經過中心銜接螺旋將經緯儀固定在腳架上。基座上有三個腳螺旋，用于整平儀器322普通光學經緯儀的讀數方法 J6型光學經緯儀采用分微尺讀數法。程度度盤和豎直度盤的格值都是1o，而分微尺的整個測程正好與度盤分劃的一個格值相等，又分為60小格，每小格1，估讀至0.1。讀數時，首先讀取分微尺所夾的度盤分劃線之度數，再依該度盤分劃線在分微尺上所指的小1o的分數，二者相加，即得到完好的讀數。如圖3-4

17、所示，讀數窗中上方H為程度度盤影像，讀數為112o5400；讀數窗中下方V為豎直度盤影像，讀數為89o0618。 23普通光學經緯儀的運用在測站上安頓經緯儀進展角度丈量時，其運用分為對中、整平、照準、讀數等四個步驟。 一、對中 對中就是利用垂球或光學對點器使儀器中心和測站點標志位于同一條鉛垂線上。儀器對中誤差普通不應超越2mm。 二、整平 整平就是經過腳螺旋調理水準管氣泡使儀器豎軸處于鉛垂位置，程度度盤和橫軸處于程度位置，豎直度盤位于鉛垂面內。儀器整平誤差普通不應使氣泡偏離中心超越1格。圖3-5 經緯儀整平 三、照準轉動照準部，用望遠鏡瞄準目的，旋轉對光螺旋，使目的影像明晰。丈量程度角時，使十

18、字絲豎絲單絲與較細的目的準確重合(圖3-6(a)，或雙絲將較粗的目的夾在中央(圖3-6(b)；丈量豎直角時應以中橫絲與目的的頂部標志相切(圖3-6(c)。 四、讀數調理反光鏡的角度，旋轉讀數顯微鏡調焦螺旋，使讀數窗影像亮堂而明晰 ，按上述經緯儀的讀數方法，對程度度盤或豎直度盤進展讀數。在對豎直度盤讀數前，應旋轉目的水準管微動螺旋，使豎盤目的水準管氣泡居中。331測回法設在O點安頓經緯儀(圖3-7)，采用測回法測定OA、OB兩個方向之間的程度角。一、操作步驟1上半測回(盤左)先瞄準左目的A，得程度度盤讀數a1，順時針轉動照準部瞄準右目的B，得程度度盤讀數b1，并算得盤左角值：左b1a1，接著倒轉

19、望遠鏡，由盤左變為盤右。2下半測回(盤右)先瞄準右目的B，得程度度盤讀數b2，逆時針轉動照準部瞄準左目的A，得程度度盤讀數a2，并算得盤右角值：右b2a2，計算角值時，總是右目的讀數 b減去左目的讀數a，假設ba，那么應加360o。3計算測回角值：(左+右/24假設還需測第二個測回，那么觀測順序同上，記錄和計算見表 3-1。 二、本卷須知332方向觀測法(又稱全圓測回法) 設在測站O點安頓儀器，以A、B、C、D為目的，為測定O點至每個目的之方向值及相鄰方向之間的程度角。 一、操作步驟 1上半測回(盤左)選定零方向(例如為A)，將程度度盤配置在稍大于的讀數處，按順時針方向依次觀測A、B、C、D、

20、A各方向，分別讀取程度度盤讀數，并由上而下依次記入表3-2第4欄。觀測最后再回到零方向A(稱為歸零)。2. 下半測回(盤右)按逆時針方向依次觀測A、B、C、D、A各方向(即仍要歸零)，讀取程度度盤讀數，并由下而上依次記入表3-2第5欄。 假設需求觀測n個測回，同樣應在每個測回開場即盤左的第一個方向，配置程度度盤讀數使其遞增，其后仍按一樣的順序進展觀測、記錄(表3-2)。 3分別對上、下半測回中零方向的兩個讀數進展比較，其差值稱為半測回歸零差，假設兩個半測回的歸零差均符合限差要求，便可進展以下計算任務。 表3-3 程度角方向觀測法限差儀器級別 半測回歸零差一測回內2C互差同一方向值各測回互差J2

21、 J6 (無此項要求) 二、計算步驟 1計算兩倍視準軸誤差(2C)2C=盤左讀數(盤右讀數) (3-2) 2.計算各方向的平均讀數 平均讀數(3-3) 3.計算歸零后的方向值4.計算各測回歸零后方向值之平均值5.計算相鄰目的間的程度角值 HYPERLINK /media_file/netcourse/asx/jzcl/kcjj/chapter3/3_3_2.htm l # 表3-2 程度角觀測手簿(方向觀測法)點擊查看經緯儀在丈量豎直角時，豎盤隨望遠鏡一道轉動。當目的水準管氣泡居中時，程度方向讀數盤左為90o，盤右為270o(圖3-9)。只需照準目的，讀取豎盤讀數，

22、就可以經過計算得到目的的豎直角。豎盤目的差及其計算當望遠鏡程度豎盤目的水準管氣泡居中時，假設豎盤目的線偏離正確位置，其讀數將與90o或270o之間產生小的偏角，此偏角x稱為豎盤目的差。目的差x對盤左、盤右豎角的影響大小一樣、符號相反，采用盤左、盤右取平均的方法就可以消除目的差對豎角的影響。豎盤目的差x有兩種計算公式，分別為：x=(R-L)/2x=(L+R)-360o/2 光學經緯儀的檢驗與校正一、照準部水準管軸的檢驗與校正目的：使照準部水準管軸LL儀器豎軸VV。氣泡居中時，豎軸應鉛直，程度度盤應程度。檢驗：(1)將儀器大致整平，轉動照準部使水準管與基座上一對腳螺旋的連線相平行。(2)旋轉該二腳

23、螺旋，使水準管氣泡居中，此時水準管軸程度。(3)將照準部旋轉180，假設氣泡依然居中，闡明條件滿足；假設氣泡不居中(偏離1格以上)，那么需進展校正。校正：(1)轉動與水準管平行的兩個腳螺旋，使氣泡向中央挪動偏離值的一半。(2)用校正針撥動水準管校正螺絲留意應先放松一個，再旋緊另一個，使氣泡居中，此時水準管軸處于程度位置，豎軸處于鉛直位置，即LLVV。(3)此項檢驗校正需反復進展，直至照準部旋轉到任何位置，氣泡偏離最大不超越半格時為止。 二、視準軸的檢驗和校正 、視準軸誤差的概念：望遠鏡視準軸CC與橫軸HH如不相垂直，二者之間存在偏角c，這一誤差稱為視準軸誤差(圖3-12)。如圖3-12(a)

24、所示，照準目的p，那么讀數為：盤左M1、盤右M2，那么c=M1M2180o/2(3-17) 上式即為視準軸誤差的計算公式。視準軸誤差c對盤左、盤右平盤讀數的影響大小一樣、符號相反，采用盤左、盤右取平均的方法就可以消除視準軸誤差對程度角的影響。2、檢驗和校正 目的：使望遠鏡視準軸CC垂直于橫軸HH，從而使視準軸繞橫軸轉動時劃出的照準面為一平面。檢驗：(1)以盤左、盤右觀測大致位于程度方向的同一目的p為何需照準程度方向目的，見下面橫軸的檢驗和校正，分別得讀數M1、M2。(2)代入(3-17)式，如算得的c值超越允許范圍(普通為30)，即闡明存在視準軸誤差。視準軸和橫軸不垂直，主要是由于十字絲環的固

25、定螺絲有所松動或磨損，十字絲交點偏離正確位置，呵斥視準軸偏斜所致。校正：(1)將算得的c值代入(3-15)式，計算盤右的正確讀數M正=M2+c； (2)旋轉照準部微動螺旋使平盤讀數變為M正，十字絲交點必然偏離目的p； (3)用校正針撥動十字絲環左、右校正螺絲(圖3-15)，一松一緊推進十字絲環左右平移，直至十字絲交點對準目的p，即由K前往正確位置K為止。三、橫軸的檢驗和校正 目的：使望遠鏡橫軸HH垂直于豎軸VV，從而使視準軸繞橫軸轉動時劃出的照準面為一豎直平面。 檢驗：望遠鏡橫軸HH與豎軸VV如不相垂直，二者之間存在偏角i，這一誤差稱為橫軸誤差(圖3-14)。橫軸誤差的存在，將使視準軸繞橫軸轉

26、動時劃出的照準面為一傾斜平面，同樣會影響照準精度。 (1)如圖3-14，在離墻1030m處安頓經緯儀。 (2)盤左瞄準高處一點P30，旋緊照準部制動螺旋。然后，將望遠鏡放至大致程度位置，用十字絲交點在墻上定出一點P1。 (3)倒鏡，用盤右位置再瞄準高處 P點，同法在墻上又定得一點P2；假設Pl、P2兩點重合，闡明條件滿足；假設不重合，那么需求校正。 光學經緯儀的橫軸是密封的，丈量人員只需進展檢驗，校正那么由儀器檢修人員進展。 和視準軸誤差一樣，橫軸誤差對盤左、盤右讀數的影響也是大小一樣，符號相反，取平均即可消除其影響。 四、十字絲豎絲的檢驗和校正目的：使十字絲豎絲垂直于橫軸HH，以便于儀器整平后，十字絲豎絲堅持豎直，從而提高目的照準的精度。檢驗：(1)整平儀器，用縱絲照準任一點P。(2)將望遠鏡上下微動，如該點一直不分開縱絲，那么闡明縱絲垂直于程度軸。否那么，需進展校正。 校正： (1)卸下目鏡處的十字絲護蓋，如圖3-12。(2)松開四個十字絲環固