中山建斌职业技校测量学教案：第2章 水准测量.docVIP

水准测量 教学目的：1.掌握水准测量的原理。 2.掌握水准仪、水准尺的结构及用法。 3.学会高差测量及高程计算的方法，掌握水准路线测量的方法。 4.学会水准仪的检验与校正方法。教学重点：1、水准测量原理 2、路线校核 3、水准仪的检验与校正方法 教学难点：1、路线校核 2、水准仪的检验与校正方法 教学资料：测量学教材、教学课件。 教学方法：讲授法、演示法。 讲授新课： 第二章 水准测量 高程是确定地面点位置的一个要素，水准测量是测定地面点高程的主要方法之一。 第一节 水准测量原理 一、水准测量原理 水准测量的原理是借助水准仪提供的水平视线，配合水准尺测定地面上两点间的高差，然后根据已知点的高程来推求未知点的高程。 如右图所示，已知A点高程为HA，要测出B点高程HB，在A、B两点间安置一架能提供水平视线的仪器—水准仪，并在A、B两点各竖立水准尺，利用水平视线分别读出A点尺子上的读数α及B点尺子上的读数b，则A、B两点间的高差为 HAB= a-b (2—1) 如果测量是由A→B的方向前进，则A点称为后视点，B点称为前视点，a及b分别为后视读数和前视读数，两点间的高差就等于后视读数减去前视读数。如果B点高于A点，则高差为正，反之，高差为负。 二、计算高程的方法 （一）由高差计算高程 B点（未知点）的高程等于A点（已知点）的高程加上两点间的高差，即 HB=HA+HAB=HA+(a-b) (2—2) (二)由视线高程计算高程 由图可知，A点高程加后视读数等于仪器视线的高程，设视线高程为Hi，即Hi=HA+a 则B点高程等于视线高程减去前视读数，即 HB=Hi-b=(HA+a)-b (2—3) （备注：利用课件采取启发式教学手段，调动同学分析问题、解决问题的能力） 第二节　水准仪和水准尺 一、水准仪（结合水准仪讲授） 主要由望远镜、水准器及基座三个部分组成。水准仪通过基座与三脚架连接，支承在三脚架上。基座上装有一个圆水准器。下面有三个脚螺旋，用以粗略整平仪器。望远镜一侧装有管状水准器，其下端装有一个能使望远镜作微小上下仰俯动作的微倾螺旋，转动微倾螺旋，管水准器随望远镜上下仰俯，当气泡居中时，望远镜中的视线便呈水平位置，以简化精密整平仪器的工作。水准仪在水平方向转动，是由一个水平制动螺旋和水平微动螺旋来控制的。 （一）望远镜 望远镜：是用来瞄准远方目标的，主要作用是使目标成像清晰、扩大视角，以精确照准目标。 构成：物镜、十字丝分划板、调焦镜、目镜等。 种类：由于物镜调焦构造不同，望远镜有外对光望远镜和内对光望远镜两种。 ?成像原理：目标通过物镜及调焦凹透镜的作用，在十字丝面上形成一个倒立的小实像，再经过目镜的放大作用，使目标的像和十字丝同时放大成虚像。 放大倍率：放大的虚像的视角与用眼睛直接看到目标大小的视角的比值，用V表示（它是鉴别望远镜质量的主要指标，一般18~30倍） ?对光螺旋的作用：调节物镜与目镜筒的相对位置，使物像清晰。 目镜螺旋的作用：调节目镜位置，使我们能够看清十字丝。 视准轴：十字丝交点和物镜光心的连线称为视准轴。 ?视距丝：用于视距测量。 水平制动及微动螺旋：在水平方向制动与微动望远镜。 ?微倾螺旋：使望远镜上下微动。 内对光望远镜的优点：内对光望远镜，转动对光螺旋时，对光凹透镜前后移动，进行调焦。这种望远镜的优点是：密封性好，灰尘、潮气不易侵入；镜筒短。使用方便；对光时物镜位置不变，仪器稳定，目前测量仪器上的望远镜都是内对光式的。 （二）水准器 水准仪上的水准器是用来指示视线是否水平或竖轴是否竖直的。水准器分圆水准器和长水准器两种。 1.圆水准器一般装在基座上，作粗略整平、使竖轴竖直之用。 2.长水准管和望远镜连在一起，供精确调平视线之用。长水准管是把一个玻璃管的纵向内壁成圆弧，内装酒精和乙醚的混合液，经加热后密封而成的，待液体冷却后形成一个气泡。由于气泡较轻，恒处于管的最高处。水准管圆弧的中点，称为水准管零点；过水准管零点的切线LL称为水准管轴。当气泡两端与零点成对称，称为气泡居中，这时水准管轴水平。如果水准管轴与望远镜的视准轴平行，气泡居中时，视准轴就处于水平位置。 3.水准管分划值：水准管上一般自零点向两端每间隔2mm刻有分划线，用以观察气泡居中。每2mm弧长所对的圆心角τ称为水准管分划值。它是水准管性能的指标，工程上常用水准仪的水准管分划值有20″、30″和60″三种。分划值越小，水准管越灵敏，用来整平仪器的精度越高。 （三）基座 基座主要有轴座、脚螺旋和连接板组成，起支承仪器上部和与三脚架连接的作用。 二、水准尺与尺垫（结合水准尺讲授） （一）、水准尺：是进行水准测量时用以读数的