《工程测量实训》教学大纲 附件2.实验课程教学大纲模板及编写要求——

《工程测量》实验课教学大纲

课程名称及代码：工程测量 09041109

课程学分与学时：1分/16学时

先修课程：无

适用专业：工程造价

 

一、课程性质、教学目的与要求

性质：《工程测量》是工程造价专业学生必修的一门专业基础课程。

目的与要求：工程测量是一门实践性很强的技术基础课。其理论教学、实验教学和实训教学是本课程的三个重要的教学环节，因此，课间实验操作是必不可少的。只有通过实验教学，才能巩固课堂所学的基本理论知识，进而掌握测量仪器操作的基本技能和测量作业的基本方法。实验具体要求如下：

1．使学生能熟练的操作水准仪、经纬仪、全站仪进行普通测量工作。

2．能够准确对外业的测量数据进行内业处理。

3．能够进行小地区的控制测量和大比例尺地形图的绘制。

4．熟悉一般工程的施工放样工作。

二、教学内容与学时分配

第一模块 水准测量(4学时)

项目一 水准仪的认识和使用

1、实验类型：验证性

2、开设类别：必修

3、实验目的：了解水准仪的基本构造和各部件的作用；掌握水准仪的使用方法；具有水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数、记录和计算高差的能力。

4、实验教学内容及学习要求。

教学内容：

（1）仪器介绍。指导教师现场通过演示讲解自动安平水准仪的构造、安置及使用方法。

（2）选择场地架设仪器。从仪器箱中取水准仪时，注意仪器装箱位置，以便用后装箱。

（3）认识仪器。对照实物正确说出仪器的组成部分，各螺旋的名称及作用。

（4）粗平。先用双手按相对(或相反)方向旋转一对脚螺旋，观察圆水准器气泡移动方向与左手拇指运动方向之间运行规律，再用左手旋转第三个脚螺旋，经过反复调整使圆水准器气泡居中。

（5）瞄准。先将望远镜对准明亮背景，旋转目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；再用望远镜瞄准器照准竖立于测点的水准尺，旋转对光螺旋进行对光；最后旋转微动螺旋，使十字丝的竖丝位于水准尺中线位置上或尺边线上，完成对光，并消除视差。

（6）读数。用十字丝中丝读取米、分米、厘米、估读出毫米位数字，并用铅笔记录。

（7）计算。读取立于两个或更多测点上的水准尺读数，计算不同点间的高差。

 

学习要求和注意事项：

（1）三脚架应支在平坦、坚固的地面上，架设高度应适中，架头应大致水平，架腿制动螺旋应紧固，整个三脚架应稳定。

（2）安放仪器时应将仪器连接螺旋旋紧，防止仪器脱落。

（3）各螺旋的旋转应稳、轻、慢，禁止用蛮力，螺旋旋转部分最好使用其中间部位。

（4）瞄准目标时必须注意消除误差，应习惯先用瞄准器寻找和瞄准。

（5）立尺时，应站在水准尺后，双手扶尺，以使尺身保持竖直。

（6）读数时不要忘记精平。

（7）做到边观测、边记录、边计算。记录应使用铅笔。

（8）避免把水准尺靠在墙上或电杆上，以免摔坏；禁止用水准尺抬物,禁止坐在水准尺及仪器箱上。

（9）发现异常问题应及时向指导教师汇报，不得自行处理。

5、实验配套的主要仪器设备及相关实验耗材名称。

（1）每组自动安平水准仪1台、脚架1个、水准尺2根。

（2）自备：计算器、铅笔、记录表。

项目二 普通水准测量（变动仪器高法）

    1、实验类型：验证性

    2、开设类别：必修

3、实验目的：练习水准路线的选点、布置。掌握普通水准测量（变动仪器高法）的观测、记录、计算检核以及集体配合、协调作业的施测过程。

4、实验教学内容及学习要求。

教学内容：

（1）领取仪器后，根据教师给定的已知高程点，在测区选点。选择4～5个待测高程点，在地面上进行标记，形成一条闭合水准路线。

（2）在距已知高程点（起点）与第一个转点大致等距离处架设水准仪，在起点与第一个待测点上竖立尺。

（3）仪器整平后便可进行观测，同时记录观测数据。用变动仪器高法进行测站检核。

（4）第一站施测完毕，检核无误后，水准仪搬至第二站，第一个待测点上的水准尺尺底位置不变，尺面转向仪器；另一把水准尺竖立在第二个待测点上，进行观测，依此类推。

（5）当两点间距离较长或两点间的高差较大时，在两点间可选定一或两个转点作为分段点，进行分段测量。在转点上立尺时，尺子应立在尺垫上的凸起物顶上。

（6）水准路线施测完毕后，应求出水准路线高差闭合差，以对水准测量路线成果进行检核。

（7）在高差闭合差满足要求时，对闭合差进行调整，求出数据处理后各待测点高程。

 

学习要求和注意事项：

（1）前、后视距应大致相等。

（2）读取读数前，应仔细对光以消除视差。

（3）注意勿将上、下丝的读数误读成中丝读数。

（4）观测过程中不得进行粗平。若圆水准器气泡发生偏离，应整平仪器后，重新观测。

（5）应做到边测量，边记录，边检核，误差超限应立即重测。

（6）两次仪器高法进行测站检核时，仪器变动高度不小于10cm，两次所测得的高差之差应小于等于6 mm。

5、实验配套的主要仪器设备及相关实验耗材名称。

（1）每组自动安平水准仪1台、脚架1个、水准尺2根、记录板1块。

（2）自备：计算器、铅笔、记录表。

 

第二模块 角度测量(4学时)

项目一 经纬仪的认识和使用

1、实验类型：验证性

2、开设类别：必修

     3、实验目的：了解电子经纬仪的基本构造，以及主要部件的名称与作用。掌握经纬仪的安置方法，学会使用经纬仪。

4、实验教学内容及学习要求。

教学内容：

（1）仪器讲解。指导教师现场讲解经纬仪的构造，各螺旋的名称、功能及操作方法，仪器的安置及使用方法。

（2）安置仪器。各小组在给定的测站点上架设仪器（从箱中取经纬仪时，应注意仪器的装箱位置，以便用后装箱）。在测站点上撑开三脚架，高度应适中，架头应大致水平；然后把经纬仪安放到三脚架的架头上。安放仪器时，一手扶住仪器，一手旋转位于架头底部的连接螺旋，使连接螺旋穿入经纬仪基座压板螺孔，并旋紧螺旋。

（3）认识仪器。对照实物正确说出仪器的组成部分、各螺旋的名称及作用。

（4）对中。常用光学对中器对中，其方法为：

①将仪器中心大致对准地面测站点。

②通过旋转光学对中器的目镜调焦螺旋，使分划板对中圈清晰；通过推、拉光学对中器的镜管进行对光，使对中圈和地面测站点标志都清晰显示。

③调整脚螺旋，使地面测站点标志位于对中圈内。

④逐一松开三脚架架腿制动螺旋并利用伸缩架腿（架脚点不得移位）使圆水准器气泡居中，大致整平仪器。

⑤用脚螺旋使照准部水准管气泡居中，整平仪器。

⑥检查对中器中地面测站点是否偏离分划板对中圈。若发生偏离，则松开底座下的连接螺旋，在架头上轻轻平移仪器，使地面测站点回到对中器分划板刻对中圈内。

⑦检查照准部水准管气泡是否居中。若气泡发生偏离，需再次整平，即重复前面过程，最后旋紧连接螺旋。（按方法二对中仪器后，可直接进入步骤6）

（5）整平。转动照准部，使水准管平行于任意一对脚螺旋，同时相对（或相反）旋转这两只脚螺旋（气泡移动的方向与左手大拇指行进方向一致），使水准管气泡居中；然后将照准部绕竖轴转动90º，再转动第三只脚螺旋，使气泡居中。如此反复进行，直到照准部转到任何方向，气泡在水准管内的偏移都不超过刻划线的一格为止。

（6）瞄准。取下望远镜的镜盖，将望远镜对准天空（或远处明亮背景），转动望远镜的目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰；然后用望远镜上的照门和准星瞄准远处一线状目标（如：远处的避雷针、天线等），旋紧望远镜和照准部的制动螺旋，转动对光螺旋（物镜调焦螺旋），使目标影像清晰；再转动望远镜和照准部的微动螺旋，使目标被十字丝的纵向单丝平分，或被纵向双丝夹在中央。

（7）读数：瞄准目标后，调节反光镜的位置，使读数显微镜读数窗亮度适当，旋转显微镜的目镜调焦螺旋，使度盘及分微尺的刻划线清晰，读取落在分微尺上的度盘刻划线所示的度数，然后读出分微尺上0刻划线到这条度盘刻划线之间的分数，最后估读至1′的0.1位。

（8）设置度盘读数。可利用光学经纬仪的水平度盘读数变换手轮，改变水平度盘读数。作法是打开基座上的水平度盘读数变换手轮的护盖，拨动水平度盘读数变换手轮，观察水平度盘读数的变化，使水平度盘读数为一定值，关上护盖。如果是电子经纬仪可按“置零”件，把读数直接变成0º00′00″。

（9）记录。用铅笔将观测的水平方向读数记录在表格中，用不同的方向值计算水平角。

学习要求和注意事项：

（1）使用光学对中器进行对中，对中误差应小于3 mm。

（2）测量水平角瞄准目标时，应尽可能瞄准其底部，以减少目标倾斜所引起的误差。

（3）观测过程中，注意避免碰动光学经纬仪的复测扳手或度盘变换手轮，以免发生读数错误。

（4）日光下测量时应避免将物镜直接瞄准太阳。

（5）仪器安放到三脚架上或取下时，要一手先握住仪器，以防仪器摔落。

（6）电子经纬仪在装、卸电池时，必须先关掉仪器的电源开关（关机）。

5、实验配套的主要仪器设备及相关实验耗材名称。

（1）经纬仪1台、脚架1个、记录板1块。

（2）自备：计算器、铅笔、记号笔、记录表。

 

项目二 水平角和竖直角观测

1、实验类型：验证性

2、开设类别：必修

     3、实验目的：进一步熟悉经纬仪的使用方法。掌握测回法观测水平角的观测、记录和计算方法。了解用经纬仪按测回法观测水平角的各项技术指标。掌握竖直角观测、记录、计算的方法。

4、实验教学内容及学习要求。

水平角观测教学内容：

（1）在指定的场地内，选择边长大致相等的3个点并作好标记，分别以A，B，O命名。

（2）在A，B两点插上测钎。

（3）将O点作为测站点，安置经纬仪进行对中、整平。

（4）使望远镜位于盘左位置（即观测员用望远镜瞄准目标时，竖盘在望远镜的左边，也称正镜位置），瞄准左边第一个目标A，即瞄准A点，用光学经纬仪的度盘变换手轮将水平度盘读数拨到0º或略大于0º的位置上，读数并做好记录。

（5）按顺时针方向，转动望远镜瞄准右边第二个目标B，读取水平度盘读数，记录，并在观测记录表格中计算盘左上半测回水平角值（b_左-a_左）。

（6）将望远镜盘左位置换为盘右位置（即观测员用望远镜瞄准目标时，竖盘在望远镜的右边，也称倒镜位置），先瞄准右边第二个目标B，读取水平度盘读数，记录。

（7）按逆时针方向，转动望远镜瞄准左边第一个目标A，读取水平度盘读数，记录，并在观测记录表格中计算出盘右下半测回角值（b_右-a_右）。

（8）比较计算的两个上、下半测回角值，若限差≤40″，则满足要求，取平均求出一测回平均水平角值。

竖直角观测教学内容：

（1）安置经纬仪，对中、整平。

（2）上下转动望远镜，观察竖盘读数的变化规律，确定出竖直角的推算公式，在记录表格备注拦内注明。

（3）选定远处较高的建（构）筑物，如：水塔、楼房上的避雷针、天线等作为目标。

（4）用望远镜盘左位置瞄准目标，用十字丝中丝切于目标顶端。

（5）转动竖盘指标水准管微倾螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中（有竖盘指标自动归零补偿装置的光学经纬仪无此步骤）。

（6）读取竖盘读数L，在记录表格中做好记录，并计算盘左上半测回竖直角值_左。

（7）再用望远镜盘右位置瞄准同一目标，同法进行观测，读取竖盘读数R，记录并计算盘右下半测回竖直角值_右。

（8）计算竖盘指标差，在满足限差（|x|≤25″）要求的情况下，计算上、下半测回竖直角的平均值，即一测回竖角值。

学习要求和注意事项：

（1）观测过程中，若发现气泡偏移超过一格时，应重新整平仪器并重新观测该测回。

（2）光学经纬仪在一测回观测过程中，注意避免碰动复测扳手或度盘变换手轮，以免发生读数错误。

（3）计算半测回角值时，当第一目标读数a大于第二目标读数b时，则应在第一目标读数a上加上360º。

（4）上、下半测回角值互差不应超过±40"，超限须重新观测该测回。

（5）各测回互差不应超过±25"，超限须重新观测。

（6）仪器迁站时，必须先关机，然后装箱搬运，严禁装在三脚架上迁站。

（7）使用中，若发现仪器功能异常，不可擅自拆卸仪器，应及时报告实验指导教师或实验室工作人员。

5、实验配套的主要仪器设备及相关实验耗材名称。

（1）经纬仪1台、脚架1个、记录板1块。

（2）自备：计算器、铅笔、记录表。

 

第三模块 控制测量(4学时)

项目一 平面控制测量

1、实验类型：验证性

2、开设类别：必修

 3、实验目的：在测区实地踏勘，布设一条闭合导线，经过观测、计算获得控制点平面坐标。

4、实验教学内容及学习要求：

 

（1）踏勘选点：每组在指定测区内进行踏勘，了解测区地形条件，按踏勘选点要求，选定4～5点，选点时应注意：相邻点间应通视良好，地势平坦，便于测角和量距；点位应选在土质坚实，便于安置仪器和保存标志的地方；导线点应选在视野开阔的地方，便于碎部测量；导线边长应大致相等，其平均边长应符合技术要求；导线点应有足够的密度，分布均匀，便于控制整个测区。

（2）建立标志：导线点位置选定后，应建立标志，在点位上打一个木桩，在桩顶钉一小钉，作为点的标志；也可在水泥地面上用红漆划一圆圈，圈内点一小点，作为临时性标志。

（3）水平角观测：用测回法观测导线内角一个测回，要求上、下两半测回角值之差不超过±40″，闭合导线角度闭合差不超过。

（4）导线边长测量：用全站仪往、返测量导线各边边长，其边长中误差不超过±15mm。

（5）测定起始边的方位角：为了使控制点的坐标纳入本校或本地区的统一坐标系统，尽量与测区内外已知高级控制点进行连测。

（5）平面坐标计算：根据起始数据和观测数据，计算各平面控制点的坐标。

5、实验配套的主要仪器设备及相关实验耗材名称。

（1）全站仪1台、脚架1个、棱镜1个、记录板1块。

（2）自备：计算器、铅笔、记号笔、记录表。

 

第四模块 施工放样(4学时)

项目一 点的平面位置测设

1、实验类型：验证性

2、开设类别：必修

 3、实验目的：练习用全站仪在地面测设水平角。练习用全站仪在地面测设水距离。

掌握用全站仪按给定坐标测设点位。

4、实验教学内容及学习要求：

水平角度测设：

（1）在给定的方向线的起点安置（对中、整平）全站仪，安装电池后按“开关”键开机，屏幕显示测量模式的第一页。

（2）仪器瞄准给定的方向线的终点，按 [置零]键，使显示的水平方向值为0º00′00″。

（3）旋转照准部，直到屏幕显示的水平方向值约为测设的角度值，用制动螺旋固定照准部，转动微动螺旋，使屏幕显示的水平方向值为测设的角度值，在视线方向可作标志表示。

水平距离测设：

（1）按照水平角度测设第1步~第2步进行，量取仪器高，记录。

（2）按“测量”键，仪器直接显示平距，比较待放样距离与实测距离是否一致，如果有差值，改正之即可得到正确距离。

坐标测设：

（1）在测张点安置仪器后，开机，量取仪器高，记录。

（2）按程序键，进入测量模式选择的页面，选择 [放样]功能，按“回车”键确认，进入[放样]状态页面。

（3）先设站，输入测站点名称和坐标、仪器高后，按“回车”键确认。

（4）定向，进入坐标放样状态，输入定向点名称和坐标，按“回车”键确认。

（5）进入放样状态，翻页后输入待放样点名称和坐标，翻页可以看到仪器显示待放样点需要偏转角度，旋转仪器照准部，当需要偏转角度为零时，仪器照准方向即为待放样方向，利用反光镜测距，屏幕显示反光镜到待放样点之间的距离，移动反光镜改正之，即可得放样点位正确位置。按同样方法测设其他点。

注意事项：

（1）测设数据经校核无误后才能使用，测设完毕后还应进行检测。

（2）在测设点的平面位置时，计算值与检测值比较，检测边长D的相对误差应小于等于1/2 000。检测角∠APQ，∠AQP的误差应小于等于60"。在测设点的高程时，检测值与设计值之差应小于等于8 mm，超限应重新测量。

（3）全站仪的仪器常数，一般在出厂时经严格测定并进行了设置，故一般不要自行进行此项设置，其余设置应在教师指导下进行。

5、实验配套的主要仪器设备及相关实验耗材名称。

（1）全站仪1台、脚架1个、棱镜1个、记录板1块。

（2）自备：计算器、铅笔、记号笔、记录表。

三、教学方法与手段

（一）教学方法

实训前，各小组成员要认真阅读实训须知与实训指导内容，做好实训准备工作。上课时指导老师会先讲解实训的具体内容和要求，并现场演示仪器的操作方法和测量的每一步过程，每个小组要记好笔记。

（二）教学手段

测量工作是一项集体性工作，任何个人都很难单独完成。因此，测量实训以小组为单位进行。实训时每个小组要分工合作、密切配合并根据老师的要求完成相应的测量任务，每项实验的测量记录表格(见附件），应在观测时当场记录，并进行必要的计算，在实验结束时上交。

 

四、课程考核方式

测量实验的成绩根据学生出勤情况、仪器操作能力、测量任务完成情况、实验报告的质量等几部分来评定，各占实验成绩的25%。

五、其他

（一）作业布置及课外学习要求

    实验结束后将测量实验报告以小组为单位装订成册上交，测量实验报告见后续附件1-附件4。

通过测量实验要求学生熟练掌握水准仪、经纬仪、全站仪的原理和操作过程，并学会测量数据的采集和整理。

（二）课程资源

1、建议教材

《建筑工程测量及实训指导》，赵艳敏主编，西安交通大学出版社 ，2014年第1版。

2、主要参考书

《测量学实验与实习》，张序主编，东南大学出版社 ，2007年第1版。

《工程测量实训指导书及实训报告》，张保成主编，人民交通出版社，2007年第1版。

 

3、课外学习资源

乐山师范学院图书馆相关专业书籍。

乐山师范学院图书馆网络学习平台。

土木在线论坛，http://www.co188.com/。

 

大纲执笔：陈松                        

教学基层组织负责人审核签字：               教学院领导审核签字：

制订（修订）时间：       年     月  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  附件1

测  量  实  验  报  告（实验1）

姓名            学号             班级           指导教师            日期         

[实验名称]

 

[仪器和工具]

 

[主要步骤]

 

 

 

 

 

 

[水准测量路线草图]

 

 

 

 

 

[数据处理]

水 准 测 量 成 果 计 算 表

点号	距离 m	测站	实测高差 m	高差改正数 mm	改正后高差 m	高程 m	辅助计算
							fh=     fh容=
Σ

[体会及建议]

 

 

 

 

 普通水准测量表格（变动仪器高法）

组号：           测量：           记录：           扶尺：          其他：

测站编号	后尺	下丝(m)	前尺	下丝(m)	水准尺读数		高差(m)	两次高差差值 («5 mm)	平均高差(m)	备注
		上丝(m)		上丝(m)
					中丝后视(m)	中丝前视(m)
	后视距(m)		前视距(m)
	视距差(m)		视距累计和(m)

日期：            

 

附件2

测  量  实  验  报  告（实验2）

姓名            学号             班级           指导教师            日期         

 

[实验名称]

 

 

[仪器和工具]

 

 

[主要步骤]

 

 

 

 

 

 

 

 

[观测数据及处理]

水平角观测记录表

日期                   组号            测量               记录            辅助工作
测站	竖盘 位置	测点	水平度盘读数 （°′″）	半测回水平角值 （°′″）	一测回水平角值 （°′″）	备注
	左
	右
	左
	右
	左
	右
	左
	右

 

 

 

竖  直  角  观  测  记  录 表

组号          日期           观测者               记录者
测站	目标	竖盘位置	竖盘读数 º  ′ ″	半测回 竖直角 º  ′ ″	指标差 ′ ″	一测回 竖直角 º  ′ ″	各测回竖直角平均值 º  ′ ″	备注
		左
		右
		左
		右
		左

 

 

[体会及建议]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

附件3

测  量  实  验  报  告（实验3）

 

姓名            学号             班级           指导教师            日期         

 

[实验名称]

 

 

[仪器和工具]

 

 

[主要步骤]

 

 

 

 

 

 

 

 

[控制点草图]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[体会及建议]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

导线坐标计算表

日期             班级             小组             计算者           

点	观测角 （º ′″）	改正数 ″	改正后角值 （º ′″）	坐标方位角 （º ′″）	距离 m	增量计算值		改正后增量		最后坐标
名						Δx	Δy	（Δx）	（Δy）	x	y
Σ
辅   助   计   算