测量实训教案(水准仪)

广西工业职业技术学院

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一、理论部分

（一）、水准测量原理

水准测量原理是利用水准仪提供的水平视线，测出地面两点间的高差；然后，根据

已知点的高程，推算出未知点的高程。

水准测量原理

如图所示，A、B为地面上的两点，已知A点高程为HA，求B点高程HB。为此，先测出A、B两点间高差，再计算出B点高程。

（一）高差测量

如上图所示，在A、B两点中间安置一台水准仪，在A、B点上各竖立一根水准尺，利用水准仪提供的水平视线，分别读取A、B尺上的读数a和b，则A、B两点间的高差为：hAB=a-b（2-1）若水准测量是由A到B进行的，则A点称为后视点，A点尺上读数a称为后视读数；B点称为前视点，B点尺上读数b称为前视读数。

高差hAB表示B点对于A点的高差，高差有正有负，当hAB为正值时，表示B 点高于A点；当hAB为负值时，表示B点低于A点。hAB=-hBA 。

（二）计算待定点高程

高差法

根据A点高程HA和A、B两点间高差hAB，可计算出B点高程。

HB=HA+hAB

计算检核仅能检核记录手簿中计算工作是否正确，并不能检核由观测、记录原因导致的高差错误。对每一测站，为了避免观测、记录错误，提高观测精度，必须进行测站检核。测站检核的方法有变动仪器高法和双面尺法。

变动仪器高法：变动仪器高法（双仪器高法）是指在同一个测站上用两次不同的仪器高度两次测定高差，进行检核。即第一次测定高差后，变动仪器高度（大于10cm以上），再次测定高差。若两次测得的高差之差的绝对值不超过6mm，则取两次高差的平均值作为该测站的观测高差，否则需重测。附表为变动仪器高法水准测量记录。

（二）、水准仪的使用

一、水准仪的安置

水准仪在一个测站上使用的基本操作程序为安置仪器，粗略整平，调焦和照准，精确整平和读数。

（一）安置水准仪

张开三脚架使其高度适中，架头大致水平，牢固地架设在地面上，然后用连接螺旋将水准仪固连在三脚架头上。

（二）粗略整平（粗平）

水准仪的粗平是借助圆水准器的气泡居中，使仪器的竖轴大致铅垂，视准轴粗略水平。粗平方法如下：

圆水准器的整平

（三）调焦和照准

（1）目镜调焦（对光）：调节目镜对光螺旋，使十字丝清晰。

（2）概略照准（粗瞄）：先松开制动螺旋，转动望远镜，用望远镜上的准星和照门瞄准水准尺，然后旋紧制动螺旋。

（3）物镜调焦：转动物镜调焦螺旋，使水准尺成像清晰。

（4）精确照准：转动微动螺旋，使十字丝纵丝照准水准尺边缘或中央，如图2-12所示。以利用横丝的中央部分截取水准尺读数。

（5）消除视差：照焦目标后，眼睛在目镜端微微上下移动，若发现十字丝和标尺的影像有相对移动，十字丝的横丝在水准尺上的读数也随之变动，这种现象称为视差，产生视差的原因是目标成像的平面与十字丝分划板的平面不重合。消除视差的办法是仔细调节物镜和目镜的对光螺旋，直至物像平面与十字丝平面重合，视差消除，如图所示。

视差现象

（四）精平

通过气泡观察窗观察水准管气泡，用右手缓慢转动微倾螺旋，使气泡两端的影像吻合，并稳定不动时，表明视线精确水平。精平的规律是：微倾螺旋的转动方向与左侧半

气泡影像的移动方向一致。

图2-11精确整平

照准水准尺读数

（五）读数

精平后，立即用十字丝横丝在水准尺上截取读数。

（三）、闭合水准路线成果计算

水准测量的内业即计算路线的高差闭合差，如其符合要求则予以调整，最终推算出待定点的高程。

一、高差闭合差的计算与检核

终端水准点的已知高程，和经水准路线观测、推算的高程之差值称为高差闭合差。

附合水准路线高差闭合差h f 为：

h f ＝ ∑测

h

－ (

始

终H H -) (2-8)

闭合水准路线高差闭合差为：

h f ＝

∑测

h

(2-9)

为了检查高差闭合差是否符合要求，还应计算高差闭合差的容许值（即其限差）。一般水准测量该容许值规定为

平地 容h f ＝L 40±mm

山地

容

h f ＝n 12±mm (2-11)

式中，L ―水准路线全长，以km 为单位；n ―路线测站总数。

二、高差闭合差的调整

若高差闭合差小于容许值，说明观测成果符合要求，但应进行调整。方法是将高差

闭合差反符号，按与测段的长度(平地)或测站数(山地)成正比，即依下式计算各测段的高差改正数，加入到测段的高差观测值中：

⊿i h= -

i

h L

L

f

?

∑(平地)

⊿i h= -

i

h n

n

f

?

∑(山地)

式中，L

∑―路线总长；i L―第i测段长度(km)(i＝1、2、3．．．)；

n

∑―测站总数；i n―第i测段测站数。

三、计算待定点的高程

将高差观测值加上改正数即得各测段改正后高差：

hi改=hi+⊿h i i＝1，2，3，……

据此，即可依次推算各待定点的高程。

如上所述，闭合水准路线的计算方法除高差闭合差的计算有所区别而外，其余与附合路线的计算完全相同。

二、实践部分

（一）、实训仪器

南方N132A自动安平水准仪：含木脚架1副、塔尺1对。

（二）、人员安排

将每班分为9~10组，每组4~5人，组员之间可以互相协商、讨论本组测量实训实施方案，并在实训教师的指导下完成测量实训任务，根据测量数据的检验，每个组必须使本组的测量数据为合格的成果。

（三）、实训任务及内容

1、水准仪相关理论知识加固：（周一早上）

（1）告知学生本周的学习任务，让他们意识到测量实训的任务繁重，不能因为是实训而掉以轻心，要认真对待。实训期间必须遵守课堂纪律，完成分组任务，通过个人考核才可以在实训中取得好成绩，学到一门扎实的专业技能。复习加深水准测量所需的理论知识，交代实训中的注意事项，鼓励同学们参加测量比赛。

（2）老师示范水准仪基本操作步骤，让同学们领好仪器后分组练习，

2、水准仪基本操作考核（个人考核任务）：（周一下午）

具体要求：

①操作步骤包括：安置—整平—调焦—瞄准—读数；

②本次考核需在两分钟之内完成，每个同学都必须通过考核要求； ③老师检查成果并记录、评分。

详见附件1《建筑工程测量实训考核安排》

3、闭合水水准路线测量（分组考核任务）：（周二至周四上午）

各组在规定的时间内独立完成指定等外闭合水准路线测量。要求由一个已知高程点，测出五个待测点高程并现场进行内业计算，要求每人完成至少2个测站观测或记录工作，每测站均采用双仪高法进行测站检核。

（1）观测路线：由实验楼前道路出发，逆时针环绕校园一圈。点号连接顺序依次为：S →A →B →C →D →E →S 。各组按照本组号在指定路线上找到本组点号并进行测设。 各点大致位置描述：

S ——实验楼前往旧食堂方向路旁边； A ——实验楼往西池塘小路上 B ——教学楼西门前

C ——饭堂大楼前左右水泥地上

D ——图书馆门口前人行道上

E ——学院大门正对上广场上

（2）观测方法：

1）安置整平仪器，读取后视上、中、下丝读数，并记录； 2）转动仪器，读取后视上、中、下丝读数，并记录； 3）依次完成任务。 （3）、技术要求：

两次架站仪器高之差≥10cm ，测站检核限差为±6mm ，容许闭合差

，不合格的组重测，直至数据合格为止。

4、闭合水准路线的测量（变动仪器高法）及计算考核的练习准备：（周四下午） 具体要求：

①班级内四人组成一组，四人分别编号为A 、B 、C 、D ；

②按老师给定的水准路线进行测量，每人至少测量一个测站并记录数据； ③收集好全部测站的数据后，每人各记录一份，之后分别到指定的区域完成计算，不能随意走动，也不能求助同学，自主完成计算任务； ④本次考核需在一个小时之内完成；

⑤将记录表交到老师处，由老师登记时间并评分。

5、闭合水准路线的测量（变动仪器高法）及计算考核：（周五上午）

L mm f h 40±=允

通过每个同学考核情况打分，详见附件1《建筑工程测量实训考核安排》。

6、实训总结（周五下午）

撰写本周实训总结。

7、安全注意事项

注意仪器规范操作，避免碰撞、摔坏仪器；学生实训过程中在校园主干道上注意交通安全。

8、考核方法

最终实训成绩结合考核成绩按优、良、中、及格、不及格五个等级评定：（1）优秀

实训态度端正，实训中表现积极，能够按时出勤，遵守实训纪律，完成实训任务。在实训过程中善于发现问题并解决问题，表现出一定的独立思考能力，实训中能够熟练地完成操作并且项目成绩不低于90分。

（2）良好

实训态度端正，实训中表现积极，能够按时出勤，遵守实训纪律，完成实训任务。实训中能够熟练地完成操作并且项目成绩不低于80分。

（3）中

实训态度较端正，实训中表现积极较为积极，能够按时出勤，遵守实训纪律，完成实训任务。实训中能够完成操作并且项目成绩为不低于70分。

（4）及格

实训态度较端正，实训中表现较为积极，能够按时出勤，比较遵守实训纪律，完成实训任务。实训中基本能够完成操作并且项目成绩不低于60分。

（5）不及格

未完成实训，或实训操作质量较差，未完成实训任务。或实训中表现恶劣或者项目成绩低于60分。

闭合导线水准测量记录及成果计算表