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建筑工程测量教案首页
《建筑工程测量》教案（首页）
授课时间月日第10次课
授课章节
§3.1角度测量原理——3.2经纬仪的构造
任课教师
及职称
教学方法
与手段
方法：
讲授法、谈话法、讨论法、演示法、参观法、调查法、练习法、实验法、引导发现法、自学辅导法、案例教学法、情境教学法、实训作业法等。
手段：
常规或现代（多媒体投影、音像资料、各种教具、实物、案例素材文件等）。
教学目的与要求：
1．掌握水平角和垂直角的测量原理，
2．了解经纬仪的构造。
教学重点、难点：
重点：
经纬仪的构造。
难点：
经纬仪的构造。
课时分配计划
1、第二章内容总结10分钟
2、讲授新课70分钟
3、小结10分钟
布置作业：
P
下次课预习要点：
经纬仪的使用
实施情况及课后教学效果分析
《建筑工程测量》教案
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˚。
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
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：
（3-1）
第二节光学经纬仪的构造
光学经纬仪按测角精度，分为DJ1、DJ2、DJ6等不同级别。
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。
（2）望远镜望远镜用于瞄准目标。
（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。
《建筑工程测量》教案
（5）照准部水准管照准部水准管用于精确整平仪器。
（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。
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。
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
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，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′数，左下方为测微尺读数窗。
测微尺最小分划为1″，可估读到0.1″。
（1）转动测微轮，使分划线重合窗中上、下分划线精确重合。
（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，并估读到0.1″。
（5）将度数、整10′数及测微尺上读数相加，即为度盘读数。
在图3-6b中所示读数为：
65˚+5×10′+4′08.2″＝65˚54′08.2″。
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授课时间月日第11次课
授课章节
§3—3水准仪的使用
任课教师
及职称
教学方法
与手段
方法：
讲授法、谈话法、讨论法、演示法、参观法、调查法、练习法、实验法、引导发现法、自学辅导法、案例教学法、情境教学法、实训作业法等。
手段：
常规或现代（多媒体投影、音像资料、各种教具、实物、案例素材文件等）。
教学目的与要求：
掌握DJ2、DJ6经纬仪、电子经纬仪的使用方法
教学重点、难点：
重点：
DJ2、DJ6经纬仪、电子经纬仪的使用方法。
难点：
DJ2的读书方法。
课时分配计划
1、经纬仪的构造5分钟
2、讲授新课82分钟
3、小结3分钟
布置作业：
P
下次课预习要点：
经纬仪的使用
实施情况及课后教学效果分析
《建筑工程测量》教案
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，架头大致水平，使锤球尖大致对准测站点标志中心。
2）先调整三只脚螺旋一样高，用连接螺旋将经纬仪安装在三脚架上。
看光学对中器是否对准测站点标志中心，再调整脚螺旋，使圆水准器气泡居中。
2.光学对中器精确对中、整平
1）调节光学对中器的目镜和物镜对光螺旋，松开连接螺旋平移照准部，使光学对中器的分划板小圆圈精确对准测站点标志，在精平。
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，
“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
目镜、物镜调焦、照准目标
三、读数
打开反光镜，调节反光镜镜面位置，使读数窗亮度适中。
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。
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授课时间月日第13次课
授课章节
经纬仪的认识实习
任课教师
及职称
教学方法
与手段
方法：
讲授法、谈话法、讨论法、演示法、参观法、调查法、练习法、实验法、引导发现法、自学辅导法、案例教学法、情境教学法、实训作业法等。
手段：
常规或现代（多媒体投影、音像资料、各种教具、实物、案例素材文件等）。
教学目的与要求：
1．熟悉经纬仪的构造；
2．掌握经纬仪的使用
教学重点、难点：
重点：
经纬仪的构造，经纬仪的使用
难点：
对中、整平
课时分配计划
1、发放仪器5分钟
2、讲授实习任务5分钟
3、分组实习70分钟
4、收取仪器10分钟
布置作业：
P
下次课预习要点：
观测水平角、竖直角方法
实施情况及课后教学效果分析
《建筑工程测量》教案
认识实习
一、经纬仪实习的目的和要求：
（一）、通过实习使学生掌握经纬仪的原理、构造及各部件的作用。
（二）、通过实习使学生能初步掌握经纬仪的操作。
（三）、通过实习使学生初步认识经纬仪的对中整平原理。
A
二、经纬仪的操作步骤：
（一）、安置三脚架概略对中
1、安置三脚架
2、概略对中OB
（二）、对中、整平
1、安置仪器2、整平3、精确对中
（三）、目镜调焦
（四）、物镜调焦
（五）、概略瞄准、准确瞄准
注意：
、
1．初步对中整平
1）三角架提起大致与胸高，架头大致水平，打开三脚架，用锤球对中，使锤球尖对准测站点标志中心。
2）调整脚螺旋大致一样高，用连接螺旋将经纬仪安装在三脚架上。
看光学对中器是否对准测站点标志中心，再调整脚螺旋，使圆水准器气泡居中。
2.光学对中器精确对中、整平
1）调节光学对中器的目镜和物镜对光螺旋，松开连接螺旋平移照准部，使光学对中器的分划板小圆圈精确对准测站点标志，在精平。
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，
“整平—对中—整平”的循环过程，直至整平和对中均符合要求
3、DJ2经纬仪的读数，每次读书时必须转动测轮使上下格重齐。
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授课时间月日第14次课
授课章节
§3.4—5水平角观测、竖直角观测方法
任课教师
及职称
教学方法
与手段
方法：
讲授法、谈话法、讨论法、演示法、参观法、调查法、练习法、实验法、引导发现法、自学辅导法、案例教学法、情境教学法、实训作业法等。
手段：
常规或现代（多媒体投影、音像资料、各种教具、实物、案例素材文件等）。
教学目的与要求：
1．掌握水平角观测；
2．掌握竖直角观测方法
教学重点、难点：
重点：
水平角观测、竖直角观测方法。
难点：
方向观测法的角度观测、竖直读盘的判读
课时分配计划
1、实习总结5分钟
2、导入新课70分钟
3、复习小结15分钟
布置作业：
P
下次课预习要点：
水平角度和竖直角度的观测
实施情况及课后教学效果分析
《建筑工程测量》教案
第四节水平角的测量方法
一、测回法
1．测回法的观测方法
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，
（1）在测站点O安置经纬仪，在A、B两点竖立测杆或测钎作为目标标志。
（2）将仪器置于盘左位置，转动照准部，先瞄准左目标A，读取水平度盘读数aL，设读数为0˚01′30″，记入表3-1相应栏内。
松开照准部制动螺旋，顺时针转动照准部，瞄准右目标B，读取水平度盘读数bL，设读数为98˚20′48″，
以上称为上半测回，盘左位置的水平角角值（也称上半测回角值）βL为：
βL=bL－aL=98˚20′48″－0˚01′30″=98˚19′18″
（3）松开照准部制动螺旋，倒转望远镜成盘右位置，先瞄准右目标B，读取水平度盘读数bR，设读数为278˚21′12″，记入表3-1相应栏内。
松开照准部制动螺旋，逆时针转动照准部，瞄准左目标A，读取水平度盘读数aR，设读数为180˚01′42″，记入表3-1相应栏内。
βR为：
βR=bR－aR=278˚21′12″－180˚01′42″=98˚19′30″
表3-1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
°′″
°′″
°′″
°′″
第一测回
O
左
A
00130
981918
981924
981930
B
982048
右
A
1800142
981930
B
2782112
第二测回
O
左
A
900106
981930
981936
B
1882036
右
A
2700054
981942
B
82036
（4）对于DJ6型光学经纬仪，如果上、下两半测回角值之差不大于±40″，认为观测合格。
此时，可取上、下两半测回角值的平均值作为一测回角值β。
上、下两半测回角值之差为：
△β=βL－βR=98˚19′18″－98˚19′30″=－12″
一测回角值为：
98˚19′18″+98˚19′30″
98˚19′24″
二、方向观测法
1．方向观测法的观测方法
第五节垂直角的测量方法
一、垂直角测量原理
1．垂直角的概念
在同一铅垂面内，观测视线与水平线之间的夹角，称为垂直角，又称倾角，用α表示。
其角值范围为0˚～±90˚。
视线在水平线的上方，垂直角为仰角，符号为正（+α）；视线在水平线的下方，垂直角为俯角，符号为负（－α）。
2．垂直角测量原理
望远镜瞄准目标的视线与水平线在同一竖直面竖直读盘的两读数之差即为垂直角的角值。
《建筑工程测量》教案
二、竖直度盘构造
光学经纬仪竖直度盘的构造包括竖直度盘、竖盘指标、竖盘指标水准管和竖盘指标水准管微动螺旋。
竖直度盘固定在横轴的一端，当望远镜在竖直面内转动时，竖直度盘也随之转动，读数的竖盘指标则不动。
竖直度盘构造的特点是：
当望远镜视线水平，竖盘指标水准管气泡居中时，盘左位置的竖盘读数为90˚，盘右位置的竖盘读数为270˚。
三、垂直角计算公式
盘左位置：
视线水平时，竖盘读数为90˚。
当瞄准一目标时，竖盘读数为L，则αL为：
盘右位置：
视线水平时，竖盘读数为270˚。
当瞄准原目标时，竖盘读数为R，则盘右
盘左、盘右取平均值：
《建筑工程测量》教案
五、垂直角观测
表3-4垂直角观测手簿
测站
目标
竖盘
位置
竖盘读数
°′″
半测回垂直角
°′″
指标差
″
一测回垂直角
°′″
备注
1
2
3
4
5
6
7
8
O
A
左
952200
－52200
－36
－52236
右
2643648
－52312
O
B
左
811236
＋84724
－45
＋84639
右
2784554
＋84554
（1）在测站点O安置经纬仪，在目标点A竖立观测标志，按前述方法确定该仪器垂直角计算公式，可将公式记录于垂直角观测手簿表3-4备注栏中。
（2）盘左位置：
瞄准目标A，使十字丝横丝精确地切于目标顶端如图3-16所示。
转动竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡严格居中，然后读取竖盘读数L，设为95˚22′00″，记入垂直角观测手簿表3-4相应栏内。
竖盘指标差为：
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授课时间月日第15次课
授课章节
水平角、竖直角观测实习
任课教师
及职称
教学方法
与手段
方法：
讲授法、谈话法、讨论法、演示法、参观法、调查法、练习法、实验法、引导发现法、自学辅导法、案例教学法、情境教学法、实训作业法等。
手段：
常规或现代（多媒体投影、音像资料、各种教具、实物、案例素材文件等）。
教学目的与要求：
掌握水平角和竖直角观测方法
教学重点、难点：
重点：
水平角、竖直角观测方法
难点：
对中、整平、读数方法。
课时分配计划
1、发放仪器5分钟
2、讲授实习任务10分钟
2、分组实习70分钟
3、收仪器5分钟
布置作业：
P
下次课预习要点：
经纬仪的检验与校正
实施情况及课后教学效果分析
《建筑工程测量》教案
实训二水平角观测
一、经纬仪实习的目的和要求：
（一）、通过实习使学生能准确操作经纬仪测出水平角、竖直角及建筑物的垂直度。
（二）、通过实习使学生具有施工放线的能力。
测回法测水平角水平角测量记录
测站
盘位
目标
水平角度数
水平角观测值
各测回
平均值
半侧回值
一测回值
°
′
″
°
′
″
°
′
″
°
′
″
实训三竖直角及垂直度观测
测站
目
标
竖盘
位置
竖盘
读数
竖直角
平均角值
备注
O
A
左
右
经纬仪垂直度记录表
测站
目
标
竖盘
位置
是否有偏
差值
偏差值
平均角值
备注
左
右
B
左
右
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授课时间月日第16次课
授课章节
§3—7经纬仪的检验与校正
任课教师
及职称
教学方法
与手段
方法：
讲授法、谈话法、讨论法、演示法、参观法、调查法、练习法、实验法、引导发现法、自学辅导法、案例教学法、情境教学法、实训作业法等。
手段：
常规或现代（多媒体投影、音像资料、各种教具、实物、案例素材文件等）。
教学目的与要求：
掌握经纬仪的检验，了解校正
教学重点、难点：
重点：
经纬仪满足的几何条件、经纬仪的检验
难点：
校正
课时分配计划
1、复习经纬仪构造5分钟
2、讲授新课82分钟
3、小结3分钟
布置作业：
P
下次课预习要点：
经纬仪检验操作
实施情况及课后教学效果分析
《建筑工程测量》教案
第六节经纬仪的检验与校正
一、经纬仪的轴线及各轴线间应满足的几何条件
经纬仪的主要轴线有竖轴VV、横轴HH、视准轴CC和水准管轴LL。
经纬仪各轴线之间应满足以下几何条件：
（1）水准管轴LL应垂直于竖轴VV；
（2）十字丝纵丝应垂直于横轴HH；
（3）视准轴CC应垂直于横轴HH；
（4）横轴HH应垂直于竖轴VV；
（5）竖盘指标差为零。
（6）对点器的检验与校正
二、经纬仪的检验与校正
1．水准管轴LL垂直于竖轴VV的检验与校正
（1）检验首先使圆水准器整平仪器，再将仪器旋转180˚，如水准管气泡仍居中，说明水准管轴与竖轴垂直；若气泡不再居中，则说明水准管轴与竖轴不垂直，需要校正。
（2）校正设水准管轴与竖轴不垂直，倾斜了α角，当水准管气泡居中时，竖轴与铅垂线的夹角为α。
将仪器绕竖轴旋转180˚后，竖轴位置不变，而水准管轴与水平线的夹角为2α。
校正时，先相对旋转这两个脚螺旋，使气泡向中心移动偏离值的一半，此时竖轴处于竖直位置。
然后用校正针拨动水准管一端的校正螺钉，使气泡居中。
此项检验与校正比较精细，应反复进行，直至照准部旋转到任何位置。
2．十字丝竖丝的检验与校正
（1）检验首先整平仪器，用十字丝
《建筑工程测量》教案
交点精确瞄准一明显的点状目标，然后制动照准部和望远镜，转动望远镜微动螺旋使望远镜绕横轴作微小俯仰，如果目标点始终在竖丝上移动，说明条件满足，否则需要校正，
（2）校正校正时，先打开望远镜目镜端护盖，松开十字丝环的四个固定螺钉，按竖丝偏离的反方向微微转动十字丝环，使目标点在望远镜上下俯仰时始终在十字丝纵丝上移动为止，最后旋紧固定螺钉拧紧，旋上护盖。
3．视准轴CC垂直于横轴HH的检验与校正
视准轴不垂直于水平轴所偏离的角值c称为视准轴误差。
具有视准轴误差的望远镜绕水平轴旋转时，视准轴将扫过一个圆锥面，而不是一个平面。
（1）检验视准轴误差的检验方法有盘左盘右读数法和四分之一法两种，下面具体介绍四分之一法的检验方法。
1）在平坦地面上，选择相距约100m的A、B两点，在AB连线中点O处安置经纬仪，并在A点设置一瞄准标志，在B点横放一根刻有毫米分划的直尺，使直尺垂直于视线OB，A点的标志、B点横放的直尺应与仪器大致同高。
2）用盘左位置瞄准A点，制动照准部，然后纵转望远镜，在B点尺上读得B1，如图3-21a所示。
3）用盘右位置再瞄准A点，制动照准部，然后纵转望远镜，再在B点
《建筑工程测量》教案
尺上读得B2，
如果B1与B2两读数相同，说明视准轴垂直于横轴。
如果B1与B2两读数不相同，∠B1OB2=4c，
对于DJ6型经纬仪，如果c＞60″，则需要校正。
（2）校正校正时，在直尺上定出一点B3，使B2B3=B1B2/4，OB3便与横轴垂直。
打开望远镜目镜端护盖，用校正针先松十字丝上、下的十字丝校正螺钉，再拨动左右两个十字丝校正螺钉，一松一紧，左右移动十字丝分划板，直至十字丝交点对准B3。
此项检验与校正也需反复进行。
4．横轴HH垂直于竖轴VV的检验与校正
若横轴不垂直于竖轴，则仪器整平后竖轴虽已竖直，横轴并不水平，因而视准轴绕倾斜的横轴旋转所形成的轨迹是一个倾斜面。
这样，当瞄准同一铅垂面内高度不同的目标点时，水平度盘的读数并不相同，从而产生测角误差，影响测角精度，因此必须进行检验与校正。
（1）检验方法如下。
1）在距一垂直墙面20～30m处，安置经纬仪，整平仪器。
2）盘左位置，瞄准墙面上高处一明显目标P，仰角宜在30˚左右。
3）固定照准部，将望远镜置于水平位置，根据十字丝交点在墙上定出一点A。
4）倒转望远镜成盘右位置，瞄准P点，固定照准部，再将望远镜置于水平位置，定出点B。
如果A、B两点重合，说明横轴是水平的横轴垂直于竖轴；否则，需要校正。
（2）校正校正方法如下：
《建筑工程测量》教案
1）在墙上定出A、B两点连线的中点M，仍以盘右位置转动水平微动螺旋，照准M点，转动望远镜，仰视P点，这时十字丝交点必然偏离P点，设为P′点。
2）打开仪器支架的护盖，松开望远镜横轴的校正螺钉，转动偏心轴承，升高或降低横轴的一端，使十字丝交点准确照准P点，最后拧紧校正螺钉。
此项检验与校正也需反复进行。
第七节角度测量误差与注意事项
一、仪器误差
是指仪器不能满足设计理论要求而产生的误差。
（1）由于仪器制造和加工不完善而引起的误差。
（2）由于仪器检校不完善而引起的误差。
消除或减弱上述误差的具体方法如下：
（1）采用盘左、盘右观测取平均值的方法，可以消除视准轴不垂直于水平轴、水平轴不垂直于竖轴和水平度盘偏心差的影响；
（2）采用在各测回间变换度盘位置观测，取各测回平均值的方法，可以减弱由于水平度盘刻划不均匀给测角带来的影响；
（3）仪器竖轴倾斜引起的水平角测量误差，无法采用一定的观测方法来消除。
因此，在经纬仪使用之前应严格检校，确保水准管轴垂直于竖轴；同时，在观测过程中，应特别注意仪器的严格整平。
二、观测误差
1．仪器对中误差2．目标偏心误差3．整平误差4．瞄准误差5．读数误差
《建筑工程测量》教案（首页）
授课时间月日第17次课
授课章节
经纬仪检验实习
任课教师
及职称
教学方法
与手段
方法：
讲授法、谈话法、讨论法、演示法、参观法、调查法、练习法、实验法、引导发现法、自学辅导法、案例教学法、情境教学法、实训作业法等。
手段：
常规或现代（多媒体投影、音像资料、各种教具、实物、案例素材文件等）。
教学目的与要求：
掌握经纬仪检验的六项检验方法
教学重点、难点：
重点：
经纬仪检验的六项检验方法
难点：
第三项检验
课时分配计划
1、发仪器5分钟
2、实习80分钟
3、小结3分钟
布置作业：
P
下次课预习要点：
第四章距离测量
实施情况及课后教学效果分析
《建筑工程测量》教案
实训四经纬仪的检验
一、经纬仪的轴线及其应满足的条件
1、经纬仪的轴线：
2、应满足的条件：
二、纬仪的检验
（一）水准管轴的检验与校正
检验目的：
水准管轴LL应垂直于竖轴VV；
（二）十字丝的检验与校正
检验目的：
十字丝纵丝应垂直于横轴HH；
（三）望远镜视准轴的检验与校正
检验目的：
视准轴CC应垂直于横轴HH；
2、校正：
（四）横轴垂直于竖轴的检验与校正
检验目的：
横轴HH应垂直于竖轴VV；
（五）仪器的竖轴检验与校正
检验目的：
竖盘指标差为零。
（六）对点器的检验与校正
检验目的：
水平读盘中心与测站中心在同一条铅垂线上。
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