测回法水平角测量.docx
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测回法水平角测量
Documentnumber：
PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
测回法水平角测量
教学设计说明
【课程地位】
《建筑工程测量》课程是建筑工程技术专业的一门专业基础课程，主要讲授水准测量、角度测量、距离测量与直线定向、地形图测量、建筑施工测量。
通过本课程的学习，使学生掌握测量的基本知识及建筑工程测量的原理和方法。
熟练使用水准仪、经纬仪、施工场地控制测量、建筑物施工放样、高程传递、变形观测、竣工测量等工作，并培养学生严肃认真的工作作风和吃苦耐劳、爱岗敬业、团队协作等职业素养。
通过本课程的职业技能训练和职业素质培养，学生毕业后可在工程施工、房地产开发、造价咨询、工程监理等企事业单位从事工程测量、施工质量检验等方面的实际工作。
【教材及教学内容分析】
本课程选用的教材是国规教材《建筑工程测量》。
该教材突出实用性，强调理论与实践相结合。
用较为简洁的语言介绍理论知识，并围绕知识点安排相应实训训练，便于教师在教学过程中可边讲边练，使学生迅速掌握理论知识并提高操作技能。
在教学过程中，我依据学生的学习规律将教学内容划分为三大部分，前四章设置为基础知识篇，主要通过实际操作来掌握建筑工程测量中三项基本工作即高差测量，角度测量，距离测量；第五章第六章设置为实战篇，主要讲解地形图测绘的基本方法，涉及到具体的测地形图方法；第七章及以后设置为提高篇，主要是建筑工程测量在实际建筑施工中的应用。
在实战篇的教学中，为了更好地调动激发学生的兴趣和学习的积极性，我用某一建筑物外墙轴线的放样图中水平角度的检核作为我们的任务，对于这个和实际建筑工程相关的课题任务，学生的接受度显然更高。
水平角观测是建筑工程测量中非常重要的三项基本工作之一，顺利进行水平角观测为后期地形图的测绘，建筑物的施工放样等工作奠定基础。
所以，我把水平角观测作为基础知识篇的三个基本任务之一进行学习，通过这次任务的完成，让学生能够根据工程要求熟练的进行水平角的观测。
同时，通过设置与实际施工流程相对接的工作任务，增强学生对测量员工作岗位工作任务的了解、激发学习兴趣，培养学生的操作规范、准确、快速的技能素养。
【教学资源】
1.《建筑工程测量》，教案，PPT，学生工作页，经纬仪考核评分表等；
2.学校测量实训室提供的测量仪器，包括经纬仪，三脚架，记录板，标杆等，学生可以根据任务需要进行操作，学生真实接触经纬仪，实际动手操作，帮助学生更直观的理解课堂上所学知识，切实提高学生的实际操作能力；
3.自主开发的学习平台：
为学生提供了完整的《建筑工程测量》课程自主学习平台，便于学生利用课余时间进行在线学习，同时其中的在线测试、操作游戏、案例分析等内容，也能够有效帮助学生熟悉建筑工程中测量的实际应用。
【学情分析】
学习对象为建筑工程技术专业二年级学生，男生居多，思维活跃，虽然对理论性知识的理解能力较弱，对测量仪器较为生疏，但乐于动手操作，动手能力较强。
大多数学生的专业基础较为薄弱，计算能力相对较差，对测量数据的整理计算重视程度不够。
工作的严谨性还需要进一步训练，学习的主动性还需要进一步的促进。
学生之前已经学习了水平角测量原理和经纬仪的基本操作，对水平角有了一定的了解，通过以上学习也已经具备了学习水平角观测的基本条件。
但从基本知识过渡到具体测角任务的完成，学生可能还会出现一些问题，比如：
通过分析，学生自己应该能够基本掌握水平角测量时测量仪器应该架在什么地方，根据水平角测量原理怎么去测角？
但是测出的水平角有没有误差？
精度应该是多少？
怎么样减少误差提高精度……等等这些问题，还需要教师在完成任务的过程中进行适时的引导和指点。
【教学目标】
根据水平角观测的教学内容和学生的实际情况，结合岗位要求，从知识、能力和素质三方面综合考虑，将教学目标设定为：
1、能够独立完成水平角观测；
2、能够达到水平角测量的精度要求；
3、能够与小组成员紧密配合，相互协作完成工作任务。
【教学重难点】
根据职业岗位的要求和学生的实际情况，并借鉴我校多年在技能大赛集训中积累的经验，我将本课题的教学重、难点确定如下：
教学重点：
能够自主完成水平角测量
教学难点：
如何提高水平角测量精度
突破教学重难点的策略：
1.充分利用信息化手段。
学生在学习平台中可随时根据需要学习和查阅规范内容，强化规范意识；通过典型案例分析巩固规范应用；通过快捷键测试软件提高个人操作能力。
2.反复强调，多次训练，针对操作关键点采用对错比对来突破教学难点。
【教学策略】
以学生为主体，以任务为载体，以平台为基体，实现“做中学、做中教”。
创建真实的工作情境，让学生以测量员的身份完成一个完整的工作任务（即完成一个水平角的观测记录计算过程）。
1.采用信息化手段来化解教学的难点，突出教学重点。
2.采用任务驱动教学法。
创设工作情境，设置与职业岗位对接的真实工作任务，实现教学目标。
3.针对学生容易出错的知识点，通过错误和正确两种图片对比，通过相互纠错来提高学生对知识点的掌握程度，实现“学中做，做中学”。
【教学评价】
在教学过程中，对学生学习效果的评价是多方位的评价。
1、从仪器操作，数据的记录计算，测量成果精度方面对学生进行评价。
2、从仪器安全，工作纪律，团队合作进行相应评价。
以上从知识方面，能力方面，团队合作方面对学生的评价基本涵盖了顺利完成水平角观测的所有方面。
【教学流程】见下页
南京高等职业技术学校
课堂教学设计
授课时间2014年月日第周星期
教学目标
教学准备
授课教师
课时
课程
1、能够独立完成水平角观测；
2、能够达到水平角测量的精度要求
3、能够与小组成员紧密配合，相互协作完成工作任务
教案□√
孙静
4
建筑工程测量
多媒体课件□√
班级
授课地点
课题
教学讲义□√
513111
教室、操场
水平角测量（测回法）
重点
学生工作页□√
课堂特殊要求（指教师、学生的课前准备活动等）
学习工程测量方面的知识
能够完成水平角测量
教具□√
难点
授课形式
如何提高水平角测量精度
理实一体
教学环节
时间
分配
教师活动
学生活动
教学方法
媒体手段
情景导入，明确任务
10min
设置工作情境
接受工作任务
项目教学
PPT
视频
图片
收集资料，制定方案
70min
问题引导学生确定方案
收集资料，小组讨论确定方案
小组协作，具体实施
80min
巡视指导，强调注意事项
小组合作，完成测量任务
过程检查，成果评价
20min
成果检查，总结点评
小组互评，总结反思
板书设计
测回法水平角测量
一、水平角测量原理
二、经纬仪使用方法
三、水平度盘的读数方法
四、水平角测回法测量步骤
五、
工作任务/教学情境设置
某一建筑物外墙轴线已经放样到地面上，现要求施工放样人员对放样出的四个角点进行检核，检核各角点相邻两轴线夹角是否符合设计要求。
课后拓展
三个方向的水平角的观测应如何来完成？
课后反思
学生通过理论学习与实际操作，能够熟练掌握水平角测量回测法的操作步骤，自主完成水平角测回法的测量任务，但对测量精度的控制方面还有待提高，在后期的教学过程中将通过反复强调，多次训练的方式来进一步提高测量精度。
教案纸
教学环节及时间分配、备注
师生活动
教学内容
情境导入，明确
任务
10分钟
收集资料，制定方案
70分钟
制定计划
决策方案
小组协作，具体实施
80分钟
过程检查，成果评价
20分钟
老师布置项目任务学生接受任务
小组分析完成工作页
小组讨论
难点
重点
（学生能够自主完成水平角的测量）
一、布置项目任务
某一建筑物外墙轴线已经放样到地面上（如下图所示），现要求施工放样人员对放样出的四个角点进行检核，检核各角点相邻两轴线夹角是否符合设计要求。
二、收集资料
任务分析：
该项任务即是要求学生分别要在四个角点上用经纬仪观测出相邻两条轴线间所夹的水平角。
现将前期所学的相关知识梳理如下：
1、水平角的测量原理
地面上一点到两目标的方向线，垂直投影在水平面上所成的角称为水平角。
A、O、B为地面上任意三点，将三点沿铅垂线方向投影到水平面H上，得到相应的A′、O′、B′点，则水平面上的夹角β即为地面OA、OB两方向线间的水平角。
通过望远镜可分别瞄准高低和远近不同的目标A和B，并可在圆盘得相应的读数a和b，则水平角β即为两个读数之差。
即:
β=b－a
2、经纬仪的使用方法
经纬仪的使用包括对中、整平、照准和读数四个操作步骤
（1）、对中
包括垂球对中和光学对中器对中，但目前使用的都是光学对中器对中，具体方法：
先目估初步对中，并使三脚架架头大致水平；转动和推拉对中器目镜调焦，使地面标志点成像清晰，且分划板上中心圆圈也清晰可见；移动三脚架的两条腿，使地面标志点影像位于圆圈中心。
（2）、整平
先粗平，通过伸缩调节三脚架架腿的长短，使圆水准器气泡居中；然后精平，先转动仪器照准部，使水准管平行于任意两个脚螺旋的连线，再按整平气泡的左手法则同时旋转这两个脚螺旋使气泡居中。
然后将仪器照准部旋转90°，旋转第三个脚螺旋，使气泡居中。
按上述方法反复进行几次，直到仪器旋到任何位置时，气泡都居中为止。
但此时必须检查光学对中器，若标志点位于圆圈中心则对中、整平完成；若仍有偏差，可稍松动连接螺旋，在架头上移动仪器，使其准确对中，然后重新进行精确整平。
直到对中和整平均达到要求为止。
（3）、瞄准
通过望远镜上的粗瞄器对准目标，然后拧紧制动螺旋。
转动水平微动及竖直微动螺旋，使十字丝竖丝与目标成单线平分或双丝夹准。
（4）、读数
打开反光镜，调整其位置，使读数窗内进光明亮均匀。
然后进行读数显微镜调焦，使读数窗内分划清晰。
读出数字。
要求读出度、分、秒，最后一位秒数是估读而且必须是6秒的倍数。
3、水平度盘的读数方法
水平度盘读数：
4°47′00″
水平度盘读数：
46°36′06″
上述读数方法为分微尺测微器的读数方法：
水平度盘上刻画0到360度，如下图，读出度数，如上图中的4°、46°，分微尺上读出分数，从0到6共六个大格60小格，共1°，每一小格表示1′，从开始0刻画线到所读度数之间的小格数为分，如上图47′、36′，秒数为估读，如正好对齐，读0″，如上面第一个图；如不对齐，如上面第二图，根据情况，在一小格里从到估读，读出零点几分再乘以60化成秒数，所以秒数一定是6秒的倍数，如上图的00″和06″，
三、制定计划
结合上述内容分析水平角的测量步骤（分小组讨论）
问题思考
（1）、经纬仪应该架在哪里？
（2）、仪器架好后第一个操作步骤是什么？
（3）、具体观测步骤是什么？
小组讨论制定水平角的测量步骤，并进行汇报：
（1）、经纬仪应该架在角的顶点
（2）、架好仪器应该先进行仪器的对中整平
（3）、步骤：
如上面原理图，望远镜先瞄准目标A，并可在圆盘得相应的读数a；望远镜再瞄准目标B，并可在圆盘得相应的读数b
则水平角β即为两个读数之差。
即:
β=b－a
四、决策方案
针对各组制定的操作计划，教师进行问题引导。
问题思考：
在第二章水准测量中，测高差时是怎样减少误差，提高精度的？
回答：
在测站上改变仪器高度，两次观测测得两个高差，两次高差之差不超过5㎜，取平均值，这样提高了我们的观测精度。
同样这里的水平角测量我们也不能只测一次，也要想办法减少误差，提高精度。
新概念的讲解
概念：
当竖直度盘在望远镜的左侧时称为盘左
当竖直度盘在望远镜的右侧时称为盘右
如下图：
提高精度的方法：
先进行盘左观测水平角，再进行盘右观测水平角，两次观测出的角度不超过40″，取平均值。
同时注意操作过程中的关键点，来提高测量精度，如：
a.对中：
要求光学对中器分划板上小圆圈的中心应精确在地面标志点的交点上
b.整平：
要求照准部水准管气泡应严格处在水准管中间位置，即两长刻度线之间
c.瞄准：
应用十字丝中心交点精确瞄准地面目标点
至此，水平角测量的具体步骤归纳如下：
1、在O点安置好经纬仪，对中整平
2、盘左位置（目镜端朝观测者时，竖盘位于望远镜左边）瞄准左目标A得读数a左；为了计算方便，将起始目标的读数调至0°00'附近。
3、松开照准部制动螺旋，瞄准右目标B，得读数b左；则盘左位置所得上半测回角值为β左=b左－a左
4、4、竖直面内转动望远镜成盘右位置（竖盘在望远镜右边），再次瞄准右目标B，得读数b右；
5、盘右再次瞄准左目标A，得读数a右；则盘右位置所得下半测回角值为β右=b右－a右
利用盘左、盘右两个位置观测水平角，可以抵消仪器误差对测角的影响，同时也可以检核观测中有无错误存在。
对于DJ6级光学经纬仪，如果β左与β右的差数不超过±40″，则可取上、下半测回平均值作为最后结果，
即:
β=（1/2）×（β左+β右）
五、任务实施
在校园内进行分组训练，要求各组同学轮流观测，每人观测出一个水平角。
具体教案和要求见实训教案和考核要求。
水平角观测实操注意事项
1.仪器高度要与观测者的身高相适应，三脚架要踩实，中心连接螺旋要拧紧，操作时不要用手扶三脚架，使用各螺旋时用力要轻。
2.要精确对中，边长越短，对中误差影响越大。
3.照准标志要竖直，尽可能用十字丝交点附近去瞄准标志底部。
4.应该边观测、边记录、边计算。
发现错误，立即重测。
5.水平角观测前，应严格整平，观测过程中不得再调整照准部水准管。
如气泡偏离中央超过一格时，须重新整平仪器，重新观测。
六、过程检查，成果评价
教师在学生实训过程中进行巡视检查，小组内的学生进行相互评价，教师对学生的操作过程及最终结果进行评价。
评价方法如下：
学生通过对仪器使用，观测成果，记录计算几个方面进行互评，教师的评价除了以上工作过程这几方面以外，还包括职业素质方面，如仪器安全，工作纪律，团队合作。
评价表格见附表
七、知识拓展
课后思考：
三个方向的水平角的观测应如何来完成？
附表
水平角观测评价表
主要内容
考核要求
评分标准
分值
互评
师评
备注
经纬仪使用考核
利用经纬仪进行一个角度的一个测回的观测，时间为10分钟，达到上、下半测回较差40秒的要求为及格
1）在10分钟内完成得基本分15分，每提前1分钟另加2分；每推迟1分钟扣2分，超过15分钟本表不得分。
30
2）对中精度偏离小于1mm，使测站点位的像进入分划板圆圈中心，得基本分5分。
偏离超过3㎜，本项不得分。
10
3）水准管气泡处于居中位置，偏离小于一格，得基本分5分。
偏离超过两格本项不得分。
10
4）目标照准、影像清晰，得基本分10分。
有一项不清晰扣5分。
10
5）读数精确，不得涂改，上下两个半测回的较差绝对值≤40″，得基本分15分，每减少较差6″，另加1分；较差超过40″本表不得分。
30
6）测量时，数据记录清晰、计算正确、无涂改，得基本分10分。
每涂改一次或计算错误一处扣2分
10
备注
合计
100
教师签名
年月日
附实训教案：
技能训练水平角观测
一、实训目的
1、熟悉并掌握水平角观测的方法。
2、掌握测回法的观测步骤与水平角的记录、计算方法。
二、实训内容
1、采用测回法观测两个方向间的水平角，每组3—4人，每人至少测一测回。
三、仪器及工具
J6光学经纬仪一台、经纬仪三脚架1个、标杆1对、记录板及记录表、计算器、铅笔等。
四、实训步骤
测回法操作方法与步骤
测回法适用于两个方向间的单角测量。
1、在一个指定的点上架设经纬仪。
2、选择两个明显的固定点作为观测目标或用花杆标定两个目标。
3、用测回法测定其水平角值。
其观测程序如下：
（1）架设好经纬仪以后，先进行仪器的精确对中，整平。
（2）盘左位置照准左方目标，并读取水平度盘读数后，立即回报观测者，经观测者默许后，立即记入到测角记录表中。
（3）顺时针旋转照准部照准右方目标，读取其水平度盘读数，并记入测角记录表中。
（4）由
（2）、（3）两步完成了上半测回的观测，记录者在记录表中要计算出上半测回角值，
即上半测回角=右边目标读数-左边目标读数
（5）将望远镜倒转，使经纬仪置盘右位置，先照准右方目标，读取水平度盘读数，并记入测角记录表中。
其读数与盘左时的同一目标读数大约相差180°。
（6）逆时针转动照准部，再照准左方目标，读取水平度盘读数，并记入测角记录表中。
（7）由（5）、（6）两步完成了下半测回的观测，记录者再算出其下半测回角值。
即下半测回角=右边目标读数-左边目标读数
（8）至此便完成了一个测回的观测。
如上半测回角值和下半测回角值之差没有超限（不超过±40”），则取其平均值作为一测回的角度观测值，也就是这两个方向之间的水平角。
否则重新观测。
五、注意事项
1.仪器高度要与观测者的身高相适应，三脚架要踩实，中心连接螺旋要拧紧，操作时不要用手扶三脚架，使用各螺旋时用力要轻。
2.要精确对中，边长越短，对中误差影响越大。
3.照准标志要竖直，尽可能用十字丝交点附近去瞄准标志底部。
4.应该边观测、边记录、边计算。
发现错误，立即重测。
5.水平角观测前，应严格整平，观测过程中不得再调整照准部水准管。
如气泡偏离中央超过一格时，须重新整平仪器，重新观测。
六、实训表格
水平角观测（测回法）记录表
仪器型号组号观测者记录者日期天气
测站
竖盘位置
目标
水平度盘读数
°′″
半测回角值
°′″
一测回角值
°′″
各测回平均角值
°′″
备注
O
L
A
B
R
A
B
七、考核评价
通过小组互评和教师评，对学生的观测成果进行评价。
1、“时间分配”中理实一体课程、美术等4节及以上连排的课程，要标明课时分配及每课时的时间分配；其他课程标明时间分配。
“时间分配”为预设时间，实施过程中根据情况适当微调。
2、教学重点和难点及解决措施、板书、辅助手段等内容在“备注”栏中注明。
第页南京高等职业技术学校教学科研部编印
学生工作页
项目名称：
测回法测量水平角
工作任务
某一建筑物外墙轴线已经放样到地面上（如下图所示），现要求施工放样人员对放样出的四个角点进行检核，检核各角点相邻两轴线夹角是否符合设计要求。
理论部分
1、水平角的测量原理
2、经纬仪的使用方法
3、水平度盘的读数方法
4、结合上述内容分析水平角的测量步骤
问题思考一：
（1）、经纬仪应该架在哪里？
（2）、仪器架好后第一个操作步骤是什么？
（3）、具体观测步骤是什么？
问题思考二：
（1）、在第二章水准测量中，测高差时是怎样减少误差，提高精度的？
（2）、水平角测量中如何提高精度?
问题思考三：
盘左测量：
盘右测量：
5、小结
实操部分
实操前教育
1、同学们要爱护仪器，安全使用仪器，仪器和脚架螺旋拧到位不要再用力。
2、团结协作，通过一学期实习，同学们看到了团结协作的重要性。
3、质量意识，精益求精，要保证测量质量，提高测量精度，并注意测量成果的真实性，客观性，原始性。
一、仪器、工具
（），（），记录板
二、观测方法
1、在角的顶点安置经纬仪，包括（），（）
2、盘左：
先瞄准左边目标A方向，配置度盘在（）位置
顺时针旋转照准部，接着瞄准B方向读数
1、盘右：
先瞄准（）方向读数，逆时针旋转照准部，然后瞄准（）方向读数
三、精度要求
要求盘左盘右两个半测回角度之差不超过（）秒
四、记录计算
测站
竖盘
目标
度盘读数
半测回角
一测回角
O
L
A
B
R
A
B
五、注意事项
1、瞄准目标时，一定要用十字丝交点瞄准目标（ ）
2、照准部水准管气泡整平时，一定是（ ）的两个方向调整
3、读数时秒数一定是（ ）秒的倍数
4、记录数据时，注意保持测量成果的（ ），（ ），（ ）
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