建筑测量放线教案

建筑测量放线教案内容摘要：

角度测量 教学要点一、教学内容（1）水平角和垂直角的测量原理；（2）经纬仪的等级、有关参数，经纬仪的构造；（3）水平角的测量方法；（4）竖直度盘和垂直角的测量及计算方法；（5）经纬仪的检验与校正；（6）角度测量误差；（7）电子经纬仪简介。 二、重点和难点（1）重点 水平角的测量方法和垂直角的测量及计算方法；（2）难点 经纬仪的检验与校正。 三、教学要求（1）了解经纬仪的等级、有关参数，经纬仪的检验与校正，电子经纬仪；（2）掌握水平角和垂直角的测量原理，经纬仪的构造，水平角的测量方法，垂直角的测量及计算方法。 四、教学方法仪器构造及使用采用实物加演示的教学方法，其它采用多媒体课件教学。 五、作业1．何谓水平角。 若某测站点与两个不同高度的目标点位于同一铅垂面内，那么其构成的水平角是多少。 2．观测水平角时，对中、整平的目的是什么。 附 记教 学 内 容、过 程 及 授 课 方 法3．观测水平角时，若测三个测回，各测回盘左起始方向水平度盘读数应安置为多少。 4．试述具有度盘变换手轮装置的经纬仪，将水平度盘安置为0˚00′00″的操作方法。 5．整理表1测回法观测记录。 表1 测回法观测手簿测站竖盘位置目标水平度盘读数半测回角值一测回角值各测回平均值备注176。 ′ ″176。 ′ ″176。 ′ ″176。 ′ ″第一测回O左A0 01 0088 19 4888 19 4588 19 41B88 20 48右A180 01 3088 19 42B268 21 12第二测回O左A90 00 0688 19 3088 19 27B178 19 36右A270 00 3688 19 24B358 20 006．整理表2全圆方向观测法观测记录。 附 记教 学 内 容、过 程 及 授 课 方 法表2 方向观测法观测手簿测站测回数目标水平度盘读数2c平均读数归零后方向值各测回归零后方向平均值略图及角值盘左盘右176。 ′ ″176。 ′ ″″176。 ′″176。 ′ ″176。 ′″O1A0 02 30180 02 36B60 23 36240 23 42C225 19 0645 19 18D290 14 54110 14 48A0 02 36180 02 422A90 03 30270 03 24B150 23 48330 23 30C315 19 42135 19 30D20 15 06200 15 00A90 03 24270 03 187．完成表3的计算（盘左视线水平时指标读数为90176。 ，仰起望远镜读数减小）。 附 记教 学 内 容、过 程 及 授 课 方 法表3 垂直角观测手簿测站目标竖盘位置竖盘读数半测回竖角指标差一测回竖角备注176。 ′″176。 ′″″176。 ′″OA左78 18 24右281 42 00B左91 32 428．何谓竖盘指标差。 观测垂直角时如何消除竖盘指标差的影响。 9．经纬仪有那几条主要轴线。 各轴线间应满足怎样的几何关系。 10．测量水平角时，采用盘左盘右可消除哪些误差。 能否消除仪器竖轴倾斜引起的误差。 11．测量水平角时，当测站点与目标点较近时，更要注意仪器的对中误差和瞄准误差对吗。 为什么 78 18 24附 记教 学 内 容、过 程 及 授 课 方 法第一节 水平角测量原理一、水平角的概念相交于一点的两方向线在水平面上的垂直投影所形成的夹角，称为水平角。 水平角一般用β表示，角值范围为0˚～360˚。 BAOO1A1B1(左)(右)O0176。 270176。 baβ水平面(H)图31 水平角测量原理如图31所示，A、O、B是地面上任意三个点，OA和OB两条方向线所夹的水平角，即为OA和OB垂直投影在水平面H上的投影O1A1和O1B1所构成的夹角β。 二、水平角测角原理如图31所示，可在O点的上方任意高度处，水平安置一个带有刻度的圆盘，并使圆盘中心在过O点的铅垂线上；通过OA和OB附 记教 学 内 容、过 程 及 授 课 方 法各作一铅垂面，设这两个铅垂面在刻度盘上截取的读数分别为a和b，则水平角β的角值为：β=ab （31）用于测量水平角的仪器，必须具备一个能置于水平位置水平度盘，且水平度盘的中心位于水平角顶点的铅垂线上。 仪器上的望远镜不仅可以在水平面内转动，而且还能在竖直面内转动。 经纬仪就是根据上述基本要求设计制造的测角仪器。 第二节 光学经纬仪的构造光学经纬仪按测角精度，分为DJ0DJDJDJ6和DJ15等不同级别。 其中“DJ”分别为“大地测量”和“经纬仪”的汉字拼音第一个字母，下标数字015表示仪器的精度等级，即“一测回方向观测中误差的秒数”。 一、DJ6型光学经纬仪的构造DJ6型光学经纬仪主要由照准部、水平度盘和基座三部分组成。 1．照准部照准部是指经纬仪水平度盘之上，能绕其旋转轴旋转部分的总称。 照准部主要由竖轴、望远镜、竖直度盘、读数设备、照准部水准管和光学对中器等组成。 （1）竖轴 照准部的旋转轴称为仪器的竖轴。 通过调节照准部制动螺旋和微动螺旋，可以控制照准部在水平方向上的转动。 （2）望远镜 望远镜用于瞄准目标。 另外为了便于精确瞄准目标，经纬仪的十字丝分划板与水准仪的稍有不同，如图33所示。 附 记教 学 内 容、过 程 及 授 课 方 法图33 经纬仪的十字丝分划板望远镜的旋转轴称为横轴。 通过调节望远镜制动螺旋和微动螺旋，可以控制望远镜的上下转动。 望远镜的视准轴垂直于横轴，横轴垂直于仪器竖轴。 因此，在仪器竖轴铅直时，望远镜绕横轴转动扫出一个铅垂面。 （3）竖直度盘 竖直度盘用于测量垂直角，竖直度盘固定在横轴的一端，随望远镜一起转动。 （4）读数设备 读数设备用于读取水平度盘和竖直度盘的读数。 （5）照准部水准管 照准部水准管用于精确整平仪器。 水准管轴垂直于仪器竖轴，当照准部水准管气泡居中时，经纬仪的竖轴铅直，水平度盘处于水平位置。 （6）光学对中器 光学对中器用于使水平度盘中心位于测站点的铅垂线上。 2．水平度盘水平度盘是用于测量水平角的。 它是由光学玻璃制成的圆环，环上刻有0176。 ～360176。 的分划线，在整度分划线上标有注记，并按顺时针方向注记，其度盘分划值，为1˚或30′。 附 记教 学 内 容、过 程 及 授 课 方 法水平度盘与照准部是分离的，当照准部转动时，水平度盘并不随之转动。 如果需要改变水平度盘的位置，可通过照准部上的水平度盘变换手轮，将度盘变换到所需要的位置。 3．基座基座用于支承整个仪器，并通过中心连接螺旋将经纬仪固定在三脚架上。 基座上有三个脚螺旋，用于整平仪器。 在基座上还有一个轴座固定螺旋，用于控制照准部和基座之间的衔接。 二、读数设备及读数方法度盘上小于度盘分划值的读数要利用测微器读出，DJ6型光学经纬仪一般采用分微尺测微器。 如图34所示，在读数显微镜内可以看到两个读数窗：注有“水平”或“H”的是水平度盘读数窗；注有“竖直”或“V”的是竖直数窗。 每个读数窗上有一分微尺。 图34 分微尺测微器读数附 记教 学 内 容、过 程 及 授 课 方 法分微尺的长度等于度盘上1˚影像的宽度，即分微尺全长代表1˚。 将分微尺分成60小格，每1小格代表1′，′，即6″。 每10小格注有数字，表示10′的倍数。 读数时，先调节读数显微镜目镜对光螺旋，使读数窗内度盘影像清晰，然后，读出位于分微尺中的度盘分划线上的注记度数，最后，以度盘分划线为指标，在分微尺上读取不足1˚的分数，并估读秒数。 如图34所示，其水平度盘读数为164˚06′36″，竖直度盘读数为86˚51′36″。 三、DJ2型光学经纬仪构造简介1．DJ2型光学经纬仪的特点与DJ6型光学经纬仪相比主要有以下特点：（1）轴系间结构稳定，望远镜的放大倍数较大，照准部水准管的灵敏度较高。 （2）在DJ2型光学经纬仪读数显微镜中，只能看到水平度盘和竖直度盘中的一种影像，读数时，通过转动换像手轮，使读数显微镜中出现需要读数的度盘影像。 （3）DJ2型光学经纬仪采用对径符合读数装置，相当于取度盘对径相差180˚处的两个读数的平均值，以可消除偏心误差的影响，提高读数精度。 2．DJ2型光学经纬仪的读数方法用对径符合读数装置是通过一系列棱镜和透镜的作用，将度盘相对180˚的分划线，同时反映到读数显微镜中，并分别位于一条横线的上、下方，如图36所示，右下方为分划线重合窗，右上方读数窗中上面的数字为整度值，中间凸出的小方框中的数字为整10′附 记教 学 内 容、过 程 及 授 课 方 法数，左下方为测微尺读数窗。 微尺刻划有600小格，最小分划为1″，″，全程测微范围为10′。 测微尺的读数窗中左边注记数字为分，右边注记数字为整10″数。 读数方法如下：（1）转动测微轮，使分划线重合窗中上、下分划线精确重合，如图36b所示。 （2）在读数窗中读出度数。 （3）在中间凸出的小方框中读出整10′数。 （4）在测微尺读数窗中，根据单指标线的位置，直接读出不足10′的分数和秒数，″。 （5）将度数、整10′数及测微尺上读数相加，即为度盘读数。 在图36b中所示读数为：65˚+510′+4′″＝65˚54′″。 如图示：附 记教 学 内 容、过 程 及 授 课 方 法第三节 经纬仪的使用一、安置仪器安置仪器是将经纬仪安置在测站点上，包括对中和整平两项内容。 对中的目的是使仪器中心与测站点标志中心位于同一铅垂线上；整平的目的是使仪器竖轴处于铅垂位置，水平度盘处于水平位置。 1．初步对中整平（1）用锤球对中，其操作方法如下。 1）将三脚架调整到合适高度，张开三脚架安置在测站点上方，在脚架的连接螺旋上挂上锤球，如果锤球尖离标志中心太远，可固定一脚移动另外两脚，或将三脚架整体平移，使锤球尖大致对准测站点标志中心，并注意使架头大致水平，然后将三脚架的脚尖踩入土中。 2）将经纬仪从箱中取出，用连接螺旋将经纬仪安装在三脚架上。 调整脚螺旋，使圆水准器气泡居中。 3）此时，如果锤球尖偏离测站点标志中心，可旋松连接螺旋，在架头上移动经纬仪，使锤球尖精确对中测站点标志中心，然后旋紧连接螺旋。 （2）用光学对中器对中时，其操作方法如下。 1）使架头大致对中和水平，连接经纬仪；调节光学对中器的目镜和物镜对光螺旋，使光学对中器的分划板小圆圈和测站点标志的影像清晰。 附 记教 学 内 容、过 程 及 授 课 方 法2）转动脚螺旋，使光学对中器对准测站标志中心，此时圆水准器气泡偏离，伸缩三脚架架腿，使圆水准器气泡居中，注意脚架尖位置不得移动。 2．精确对中和整平（1）整平 先转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋的连线，如图37a所示，两手同时向内或向外转动这两个脚螺旋，使气泡居中，注意气泡移动方向始终与左手大拇指移动方向一致；然后将照准部转动90176。 ，如图37b所示，转动第三个脚螺旋，使水准管气泡居中。 再将照准部转回原位置，检查气泡是否居中，若不居中，按上述步骤反复进行，直到水准管在任何位置，气泡偏离零点不超过一格为止。 附 记教 学 内 容、过 程 及 授 课 方 法（2）对中 先旋松连接螺旋，在架头上轻轻移动经纬仪，使锤球尖精确对中测站点标志中心，或使对中器分划板的刻划中心与测站点标志影像重合；然后旋紧连接螺旋。 锤球对中误差一般可控制在3mm以内，光学对中器对中误差一般可控制在1mm以内。 对中和整平，一般都需要经过几次“整平—对中—整平”的循环过程，直至整平和对中均符合要求。 二、瞄准目标（1）松开望远镜制动螺旋和照准部制动螺旋，将望远镜朝向明亮背景，调节目镜对光螺旋，使十字丝清晰。 （2）利用望远镜上的照门和准星粗略对准目标，拧紧照准部及望远镜制动螺旋；调节物镜对光螺旋，使目标影像清晰，并注意消除视差。 （3）转动照准部和望远镜微动螺旋，精确瞄准目标。 测量水平角时，应用十字丝交点附近的竖丝瞄准目标底部，如图38所示。 附 记教 学 内 容、过 程 及 授 课 方 法三、读数（1）打开反光镜，调节反光镜镜面位置，使读数窗亮度适中。 （2）转动读数显微镜目镜对光螺旋，使度盘、测微尺及指标线的影像清晰。 （3）根据仪器的读数设备，按前述的经纬仪读数方法进行读数第四节 水平角的测量方法一、测回法1．测回法的观测方法（测回法适用于观测两个方向之间的单角）如图39所示，设O为测站点，A、B为观测目标，用测回法观测OA与OB两方向之间的水平角β，具体施测步骤如下。 （1）在测站点O安置经纬仪，在A、B两点竖立测杆或测钎等，作为目标标志。 （2）将仪器置于盘左位置，转动照准部，先瞄准。