工程测量教案3章.docx

工程测量教案3章.docx

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工程测量教案3章

教学设计

授课课题（学习情境/任务/项目/单元）

第三章角度测量第一节角度测量原理第二节光学经纬仪

授课时间

4-2

课型

理论课

教学

目标

1.熟悉角度测量原理

2.熟悉光学经纬仪构造

教学重点

角度测量原理

教学难点

数字化读数窗读数

教学准备（环境、资源、条件等）

课堂教学

导学过程设计

教师活动

学生活动

教学组织与方法

时间

课程导入：

测量三要素之测角

学习目标：

学习使用光学经纬仪进行水平角、竖直角测量

课前测试：

以前测角度的工具，现场如何测高精度角度。

交互式学习：

学生操作经纬仪，教师指导点评。

第一节　角度测量原理

一、水平角测量原理

地面上两条直线之间的夹角在水平面上的投影称为水平角。

水平角为：

b1a1

二、竖直角测量原理

在同一竖直面内视线和水平线之间的夹角称为竖直角或称垂直角。

视线在水平线之上称为仰角，符号为正；视线在水平线之下称为俯角，符号为负。

图3-1　水平角测量原理图图3-2　竖直角测量原理图

竖直角为：

nm（3-2）

第二节　光学经纬仪

一、DJ6级光学经纬仪的构造

　DJ2级光学经纬仪构造图

1－竖盘反光镜；2－竖盘指标水准管观察镜；

3－竖盘指标水准管微动螺旋；4－光学对中器目镜；

5－水平度盘反光镜；6－望远镜制动螺旋；

7－光学瞄准器；8－测微手轮；9－望远镜微动螺旋；

10－换像手轮；11－水平微动螺旋；

12－水平度盘变换手转；13－中心锁紧螺旋；14－水平制动螺旋；

15－照准部水准管；16－读数显微镜；

导入新课

学生讨论

小结

教授新课

10分钟

40分钟

20分钟

10分钟

课后作业

实习报告七

学生在本次教学、实训中主要存在的问题

学习内容多，全面理解接收较困难，需实习巩固。

填写说明：

导学过程设计可参考“课程导入、学习目标、课前测试、交互式学习、课后测试、小结的六步教学法进行。

教学设计

授课课题（学习情境/任务/项目/单元）

第三节水平角测量第四节竖直角测量

授课时间

4-3

课型

理实一体

教学

目标

熟悉水平角测量，竖直角测量测量方法

教学重点

水平角测量，竖直角测量测量方法

教学难点

水平角与竖直角计算的区别

教学准备（环境、资源、条件等）

课外实习

导学过程设计

教师活动

学生活动

教学组织与方法

时间

第三节　水平角测量

一、经纬仪的技术操作

经纬仪的技术操作包括：

对中—整平—瞄准—读数。

1．对中

对中的目的是使仪器的中心与测站的标志中心位于同一铅垂线上。

2．整平

整平的目的是使仪器的竖轴铅垂，水平度盘水平。

图3-9　经纬仪水准管气泡居中操作示意图

上述两步技术操作称为经纬仪的安置。

目前生产的光学经纬仪均装置有光学对中器，若采用光学对中器进行对中，应与整平仪器结合进行。

3．瞄准

4．读数

二、水平角观测方法

在水平角观测中，为发现错误并提高测角精度，一般要用盘左（正镜）和盘右（倒镜）两个位置进行观测。

水平角观测方法，一般有测回法和方向观测法两种。

1．测回法

2．方向观测法

第四节　竖直角测量

二、竖直度盘自动归零装置

三、竖直角的计算公式

以盘左为例，若L90，则竖角计算公式为：

左L90

右270R

若Ｌ90，则竖角计算公式为

左90L

右R270

对于图3-14a）的竖盘注记形式，其竖直角计算公式为：

左90L

右R270（3-4）

平均竖直角

（3-5）

指标差计算公式：

一般指标差变动范围不得超过30，如果超限，须对仪器进行检校。

此公式适用于竖盘顺时针刻划的注记形式，若竖盘为逆时针刻画的注记形式，按上式求得指标差应改变符号。

四、竖直角观测方法

竖直角观测记录表表3-3

3．计算测回竖直角：

或

4．计算竖盘指标差X：

或

课后测试：

水平角、竖直角测量计算方法

小结：

测回法基本方法，盘左、盘右各一次消除水平盘2c误差、消除竖直角指标差。

学生讨论

小结

导入新课

教授新课

10分钟

30分

钟

35分钟

5分钟

课后作业

实习报告七

学生在本次教学、实训中主要存在的问题

调平困难，实习时间较短，难以全面指导所有学生。

填写说明：

导学过程设计可参考“课程导入、学习目标、课前测试、交互式学习、课后测试、小结的六步教学法进行。

教学设计

授课课题（学习情境/任务/项目/单元）

项目一DJ2级光学经纬仪的认识与技术操作

授课时间

4-4

课型

实践课

教学

目标

1．认识DJ2级经纬仪的构造及各部件的功能。

2．区分DJ2级和DJ6级经纬仪的异同点。

3．熟悉DJ2级经纬仪的安置方法。

4．熟悉DJ2级经纬仪的读数方法。

教学重点

认识DJ2级经纬仪的构造及各部件的功能。

教学难点

DJ2级经纬仪的安置方法。

DJ2级经纬仪的读数方法。

教学准备（环境、资源、条件等）

课外实习

导学过程设计

教师活动

学生活动

教学组织与方法

时间

课程导入：

回顾上次讲课内容，要求学生能辨识经纬仪构造和基本操作要领。

学习目标：

认识DJ2级经纬仪的构造及各部件的功能。

课前测试：

熟悉DJ2级经纬仪的安置方法。

熟悉DJ2级经纬仪的读数方法。

交互式学习：

学生演示操作，教师和同学纠错。

实习方法与步骤

1．DJ2级经纬仪的认识。

（1）熟悉DJ2级经纬仪各部件的名称及作用。

（2）了解下列各个装置的功能和用途：

2．DJ2级经纬仪的安置。

（1）对中（采用光学对点器）：

（2）整平：

3．照准目标。

4.读数。

课后测试：

光学经纬仪基本操作步骤和方法。

小结：

1．DJ2级经纬仪属精密仪器，应避免日晒和雨淋，操作要做到轻、慢、稳。

2．在对中过程中调节圆水准气泡居中时，切勿用脚螺旋调节，而应用脚架调节，以免破坏对中。

3．整平好仪器后，应检查对中点是否偏移超限。

导入新课

教授新课

学生讨论

小结

教师讲解

5分钟

60分钟

10分钟

5分钟

课后作业

实习报告七

学生在本次教学、实训中主要存在的问题

调平困难，实习时间较短，难以全面指导所有学生。

填写说明：

导学过程设计可参考“课程导入、学习目标、课前测试、交互式学习、课后测试、小结的六步教学法进行。

教学设计

授课课题（学习情境/任务/项目/单元）

项目一DJ2级光学经纬仪的认识与技术操作

授课时间

4-5

课型

实践课

教学

目标

1．认识DJ2级经纬仪的构造及各部件的功能。

2．区分DJ2级和DJ6级经纬仪的异同点。

3．熟悉DJ2级经纬仪的安置方法。

4．熟悉DJ2级经纬仪的读数方法。

教学重点

认识DJ2级经纬仪的构造及各部件的功能。

教学难点

DJ2级经纬仪的安置方法。

DJ2级经纬仪的读数方法。

教学准备（环境、资源、条件等）

课外实习

导学过程设计

教师活动

学生活动

教学组织与方法

时间

课程导入：

回顾上次讲课内容，要求学生能辨识经纬仪构造和基本操作要领。

学习目标：

认识DJ2级经纬仪的构造及各部件的功能。

课前测试：

熟悉DJ2级经纬仪的安置方法。

熟悉DJ2级经纬仪的读数方法。

交互式学习：

学生演示操作，教师和同学纠错。

实习方法与步骤

1．DJ2级经纬仪的认识。

（1）熟悉DJ2级经纬仪各部件的名称及作用。

（2）了解下列各个装置的功能和用途：

2．DJ2级经纬仪的安置。

（1）对中（采用光学对点器）：

（2）整平：

3．照准目标。

4.读数。

课后测试：

光学经纬仪基本操作步骤和方法。

小结：

1．DJ2级经纬仪属精密仪器，应避免日晒和雨淋，操作要做到轻、慢、稳。

2．在对中过程中调节圆水准气泡居中时，切勿用脚螺旋调节，而应用脚架调节，以免破坏对中。

3．整平好仪器后，应检查对中点是否偏移超限。

导入新课

教授新课

学生讨论

小结

5分钟

60分钟

10分钟

5分钟

课后作业

实习报告七

学生在本次教学、实训中主要存在的问题

调平困难，实习时间较短，难以全面指导所有学生。

填写说明：

导学过程设计可参考“课程导入、学习目标、课前测试、交互式学习、课后测试、小结的六步教学法进行。

教学设计

授课课题（学习情境/任务/项目/单元）

项目二用测回法观测水平角

授课时间

5-1

课型

实践课

教学

目标

进一步熟悉经纬仪的构造、安置和技术操作方法。

学会用测回法观测水平角。

教学重点

进一步熟悉经纬仪的构造、安置和技术操作方法。

学会用测回法观测水平角。

教学难点

测回法观测水平角的倒镜。

教学准备（环境、资源、条件等）

1．由仪器室借领：

经纬仪1台、记录板1块、测伞1把。

2．自备：

计算器、铅笔、草稿纸。

导学过程设计

教师活动

学生活动

教学组织与方法

时间

课程导入：

回顾经纬仪测水平角步骤。

学习目标：

用测回法观测水平角。

课前测试：

经纬仪测水平角步骤方法。

交互式学习：

同学演示测水平步骤，教师纠错。

实习方法与步骤

1．在一个指定的点上安置经纬仪。

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：

4．如果观测不止一个测回，而是要观测n个测回，那么在每测回要重新设置水平度盘起始读数。

即对左方目标每测回在盘左观测时，水平度盘应设置

的整倍数来观测。

四、注意事项

1．在记录前，首先要弄清记录表格的填写次序和填写方法。

2．每一测回的观测中间，如发现水准管气泡偏离，也不能重新整平。

本测回观测完毕，下一测回开始前再重新整平仪器。

3．在照准目标时，要用十字丝竖丝照准目标的明显地方，最好看目标下部，上半测回照准什么部位，下半测回仍照准这个部位。

4．长条形较大目标需要用十字丝双丝来照准，点目标用单丝平分。

5．在选择目标时，最好选取不同高度的目标进行观测。

课后测试：

完成实训集作业。

小结：

学生成果处理较难掌握，需加强指导。

导入新课

教授新课

学生讨论

小结

教师现场指导实习

5分钟

60分钟

10分钟

5分钟

课后作业

实习报告8

学生在本次教学、实训中主要存在的问题

照准存在问题，产生照准误差，多数小组数据不合格，需再次强调照准误差

填写说明：

导学过程设计可参考“课程导入、学习目标、课前测试、交互式学习、课后测试、小结的六步教学法进行。

教学设计

授课课题（学习情境/任务/项目/单元）

项目三　用方向观测法观测水平角

授课时间

5-2

课型

实践课

教学

目标

1．学会方向观测法的观测程序。

2．了解方向观测法的精度要求及重测原则。

教学重点

1．学会方向观测法的观测程序。

2．了解方向观测法的精度要求及重测原则。

教学难点

学会方向观测法的观测程序。

教学准备（环境、资源、条件等）

1．由仪器室借领：

DJ2级经纬仪1台、测伞1把、花杆4根。

2．自备：

计算器、铅笔、小刀、草稿纸。

导学过程设计

教师活动

学生活动

教学组织与方法

时间

课程导入：

复习方向观测法方法步骤。

学习目标：

学会方向观测法的观测程序。

课前测试：

方向观测几个限差的要求。

交互式学习：

教师演示，同学理解后实习。

实习方法与步骤

1．观测程序：

2．起始方向度盘读数位置的变换规则：

为了提高测角精度，减少度盘刻画误差的影响，各测回起始方向的度盘读数位置应均匀地分布在度盘和测微尺的不同位置上，根据不同的测量等级和使用的仪器，可采用下列公式确定起始方向的度盘读数，即每测回起始方向盘左的水平度盘读数应设置为

的整倍数。

3．限差的要求：

限差要求见书表

4．重测的原则和顺序：

（1）归零差：

（2）2c互差：

（3）测回互差：

四、注意事项

1．每半测回观测前应先旋转照准部12周。

2．一测回内不得重新调焦和两次整平仪器。

3．选择距离适中、通视良好、成像清晰的方向作零方向。

4．使用微动螺旋和测微螺旋时，其最后旋转方向均应为旋进。

5．管水准器气泡偏离中心不得超过1格以上。

6．进行水平角观测时，应尽量照准目标的下部。

课后测试：

检查实验结果，计算测量结果。

小结：

水平角测量方向观测法的记录计算需加强练习。

导入新课

教授新课

学生讨论

小结

教师讲解

5分钟

60分钟

10分钟

5分钟

课后作业

实习报告8

学生在本次教学、实训中主要存在的问题

方向观测法结果是否满足限差概念不够清晰。

填写说明：

导学过程设计可参考“课程导入、学习目标、课前测试、交互式学习、课后测试、小结的六步教学法进行。

教学设计

授课课题（学习情境/任务/项目/单元）

项目四竖直角测量

授课时间

5-3

课型

实践课

教学

目标

1．学会竖直角的测量方法。

2．学会竖直角及竖盘指标差的记录、计算方法

教学重点

1．学会竖直角的测量方法。

2．学会竖直角及竖盘指标差的记录、计算方法

教学难点

竖盘指标差产生的原因及计算

教学准备（环境、资源、条件等）

1．由仪器室借领：

DJ2经纬仪1台、记录板1块、测伞1把。

2．自备：

计算器、铅笔、小刀、草稿纸。

导学过程设计

教师活动

学生活动

教学组织与方法

时间

课程导入：

经纬仪竖直角测量方法步骤

学习目标：

学会竖直角及竖盘指标差的记录、计算方法。

课前测试：

学会竖直角及竖盘指标差的计算公式。

交互式学习：

同学操作，教师点评。

实习方法与步骤

1．在某指定点上安置经纬仪。

2．以盘左位置使望远镜视线大致水平。

竖盘指标所指读数90即为盘左时的竖盘始读数，记作L始。

同样，盘右位置看盘右时的竖盘始读数，记作R始（一般情况下R始=L始180）。

3．以盘左位置将望远镜物镜端抬高，即当视准轴逐渐向上倾斜时，观察竖盘读数是增加还是减少，借以确定竖直角和指标差的计算公式。

（1）当望远镜物镜抬高时，如竖盘读数逐渐减少，则竖直角计算公式为：

左=L始L读

右=R读R始

如果L始=90，则：

左=90L读

如果R始=270，则：

右=R读-270

竖直角

竖盘指标差

（2）当望远镜物镜抬高时，如竖盘读数逐渐增大，则竖直角计算公式为：

左=L读L始

右=R始R读

如果L始=90，则：

左=L读90

如果R始=270，则：

右=270-R读

竖直角

竖盘指标差

（3）必须注意，X值有正有负，盘左位置观测时用左X计算就能获得正确的竖直角；而盘右位置观测用右X计算才能获得正确的竖直角。

（4）用上述公式算出的竖直角其符号为“+”时，为仰角；其符号为“-”时，为俯角。

4．用测回法测定竖直角，其观测程序如下:

（1）安置好经纬仪后，盘左位置照准目标，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡居中（符合气泡影像符合）后，读取竖直度盘的读数L读。

记录者将读数值L读记入竖直角测量记录表中。

（2）根据竖直角计算公式，在记录表中计算出盘左时的竖直角左。

（3）再用盘右位置照准目标，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡居中（符合气泡影像符合）后，读取其竖直度盘读数R读。

记录者将读数值R读记入竖直角测量记录表中。

（4）根据竖直角计算公式，在记录表中计算出盘右时的竖直角右。

（5）计算一测回竖直角值和指标差。

注意事项

1．直接读取的竖盘读数并非竖直角，竖直角通过计算才能获得。

2．竖盘因其刻画注记和始读数的不同，计算竖直角的方法也就不同，要通过检测来确定正确的竖直角和指标差计算公式。

3．盘左盘右照准目标时，要用十字丝横丝照准目标的同一位置。

4．在竖盘读数前，务必要使竖盘指标水准管气泡居中。

课后测试：

计算测量结果

小结：

竖直角及竖盘指标差的记录、计算方法。

导入新课

教授新课

学生讨论

小结

5分钟

60分钟

10分钟

5分钟

课后作业

实习报告

学生在本次教学、实训中主要存在的问题

学生观测时未打开补偿器，个别组未区分与水平角不同，并没有切换度盘，在讲解时需再次强调

填写说明：

导学过程设计可参考“课程导入、学习目标、课前测试、交互式学习、课后测试、小结的六步教学法进行。

教学设计

授课课题（学习情境/任务/项目/单元）

第五节经纬仪的检验与校正第六节电子经纬仪第七节角度测量注意事项

授课时间

5-4课时

课型

理论课

教学

目标

经纬仪的检验与校正方法步骤

电子经纬仪基本构造

教学重点

经纬仪的检验与校正方法步骤

电子经纬仪基本构造

教学难点

经纬仪的检验与校正方法步骤

教学准备（环境、资源、条件等）

课堂教学，PPT，教学录像

导学过程设计

教师活动

学生活动

教学组织与方法

时间

课程导入：

经纬仪检验的重要性

学习目标：

经纬仪的检验方法

课前测试：

经纬的几个重要的轴线名称及相互关系

交互式学习：

学生答疑，教师指导

第五节　经纬仪的检验与校正

几何条件，即：

照准部水准管轴应垂直于仪器竖轴（LL⊥VV）；十字丝纵丝应垂直于横轴；视准轴应垂直于横轴（CC⊥HH）；横轴应垂直于仪器竖轴（HH⊥VV）；竖盘指标差应为零；光学对中器的视准轴应与仪器竖轴重合。

一、照准部水准管的检验与校正

二、十字丝竖丝的检验与校正

三、视准轴的检验与校正

四、横轴的检验与校正

五、竖盘指标水准管的检验与校正

六、光学对中器的检验与校正

第六节　角度测量注意事项

一、影响角度测量成果的主要因素

1．视准轴和横轴的误差。

2．水准管的整平误差。

3．操作不规范引起的误差。

4．自然条件影响的误差。

5．读数误差对测角的影响。

二、注意事项

1．仪器要稳定：

防止仪器的不均匀下沉，测站应选在土质坚实的地方，要踏实三脚架使其稳定，观测时不要碰动三脚架。

2．对中要准确：

安置仪器时应仔细对中；当视线短时，对中误差不应超过3mm；当水平角接近180时，在与短边垂直方向上，对中尤其要严格。

3．整平要仔细；一般规定在观测过程中水准管气泡偏离中央不应大于半格，若偏离超过一格，应重新整平；当观测目标的竖直角很大时，更要注意仪器的整平。

4．目标要照准：

观测时应尽量照准标志中心或目标的底部；后视要选在长边上，对光要仔细，注意消除视差。

5．操作要规范：

用测微轮时要用同一方向进行符合；强光时要给仪器打伞，选择在天气比较稳定和清晰的天气条件下进行观测。

6．估读要准确：

要记住所用仪器的度盘注记形式，精确估读尾数。

7．观测要校核：

为了消除视准轴不垂直横轴以及横轴不垂直竖轴对测角的影响，应采取盘左和盘右两次观测，误差在允许范围内，取平均值作为观测成果。

课后测试：

小结：

导入新课

教授新课

学生讨论

小结

现场作图配合PPT与实物演示

5分钟

60分钟

10分钟

5分钟

课后作业

P6111

学生在本次教学、实训中主要存在的问题

经纬仪的校正原理难以掌握

填写说明：

导学过程设计可参考“课程导入、学习目标、课前测试、交互式学习、课后测试、小结的六步教学法进行。

教学设计

授课课题（学习情境/任务/项目/单元）

项目五　光学经纬仪的检验与校正

授课时间

5-5课时

课型

实践课

教学

目标

1．认识DJ2级光学经纬仪的主要轴线及它们之间应具备的几何关系。

2．熟悉DJ2级光学经纬仪的检验与校正方法。

教学重点

1．认识DJ2级光学经纬仪的主要轴线及它们之间应具备的几何关系。

2．熟悉DJ2级光学经纬仪的检验与校正方法。

教学难点

1．DJ2级光学经纬仪的校正原理。

教学准备（环境、资源、条件等）

1．由仪器室借领：

DJ2经纬仪1台、记录板1块、测伞1把、校正针1根。

2．自备：

计算器、铅笔、小刀、草稿纸。

导学过程设计

教师活动

学生活动

教学组织与方法

时间

课程导入：

经纬仪检验重要性。

学习目标：

DJ2级光学经纬仪的检验与校正方法。

课前测试：

复述经纬仪检验基本内容。

交互式学习：

同学操作，其他同学指正，纠错。

实习方法与步骤

1．指导教师讲解各项检校的过程及操作要领。

2．照准部水准管轴垂直于仪器竖轴的检验与校正。

1）检验方法：

2）校正方法：

3．十字丝竖丝的检验与校正。

4．视准轴的检验与校正。

1）盘左盘右读数法。

2）横尺法（即四分之一法）。

5．横轴的检验与校正。

1）检验方法：

2）校正方法：

（1）由于盘左和盘右两个位置的投影各向不同方向倾斜，而且倾斜的角度是相等的，取m1与m2的中点m，即是高目标点M的正确投影位置。

得到m点后，用微动螺旋使望远镜照准m点，再仰起望远镜看高目标点M，此时十字丝交点将偏离M点。

（2）此项校正一般应送仪器组专修后进行。

6．竖盘指标水准管的检验与校正。

1）检验方法：

若左右，说明有指标差，应进行校正。

2）校正方法：

计算出正确的竖直角：

其指标差的检验与校正方法如下：

若X的绝对值大于30，则应进行校正。

2）校正方法：

7．光学对点器的检验与校正。

目的：

使光学垂线与竖轴重合。

1）检验方法：

2）校正方法：

仪器类型不同，校正的部位不同，但总的来说有两种校正方式：

（1）校正转向直角棱镜：

该棱镜在左右支架间用护盖盖着，校正时用校正螺丝调节偏离量的一半即可。

（2）校正光学对点器目镜十字丝分划板：

调节分划板校正螺丝，使十字丝退回偏离值的一半，即可达到校正的目的。

注意事项

1．经纬仪检校是很精细的工作，必须认真对待。

2．发现问题及时向指导教师汇报，不得自行处理。

3．各项检校顺序不能颠倒。

在检校过程中要同时填写实习报告。

4．检校完毕，要将各个校正螺丝拧紧，以防脱落。

5．每项检校都需重复进行，直到符合要求。

6．校正后应再作一次检验，看其是否符合要求。

7．本次实习只作检验，校正应在指导教师指导下进行。

课后测试：

小结：

总结操作步骤。

导入新课

教授新课

学生讨论

小结

教师指导实习

10分钟

20分钟

40分钟

10分钟

课后作业

实习报告9

学生在本次教学、实训中主要存在的问题

教学仪器与场地限制学生不能深刻理解各检校项目的关键点

填写说明：

导学过程设计可参考“课程导入、学习目标、课前测试、交互式学习、课后测试、小结的六步教学法进行。