3.1水平角测量原理教案

《测量学》课程教案一、课程简介1. 课程名称：测量学2. 课程性质：专业基础课程3. 学时安排：总学时数为48学时，其中理论学时32学时，实践学时16学时。

4. 先修课程：无5. 课程目标：使学生掌握测量学的基本原理、方法和技能，能够运用测量学知识进行工程测量和地理信息数据的采集与处理。

二、教学内容1. 第一章测量学基础1.1 测量学概述1.2 测量学的基本原理1.3 测量学的基本方法2. 第二章测量仪器的使用与维护2.1 测量仪器的基本知识2.2 常用测量仪器及其使用方法2.3 测量仪器的维护与保养3. 第三章角度测量与水平角测量3.1 角度测量概述3.2 水平角测量方法3.3 角度测量误差及其处理4. 第四章距离测量与直线测量4.1 距离测量概述4.2 钢尺测量方法4.3 光电测距仪及其使用5. 第五章测量数据的处理与平差5.1 测量数据处理概述5.2 测量平差原理5.3 测量平差方法及应用三、教学方法与手段1. 教学方法：采用课堂讲授、实验演示、学生实践相结合的教学方法。

2. 教学手段：利用多媒体课件、板书、实验设备等教学手段，生动形象地展示测量学原理和方法。

四、教学评价1. 平时成绩：包括课堂提问、作业、实验报告等，占总评的30%。

2. 期中考试：采用闭卷考试方式，考核学生对测量学基本知识的掌握，占总评的30%。

3. 期末考试：采用闭卷考试方式，全面考核学生的知识运用能力，占总评的40%。

五、教学资源1. 教材：选用权威、实用的测量学教材。

2. 实验设备：具备完整的测量实验设备，如全站仪、水准仪、经纬仪等。

3. 教学课件：制作精美、内容丰富的多媒体课件。

4. 网络资源：提供相关的测量学资源共享，如学术论文、案例分析等。

5. 辅导资料：提供测量学相关书籍、期刊、论文等辅导资料。

六、第六章地形图与地形测量6.1 地形图的基本知识6.2 地形测量的方法与步骤6.3 数字地形图的应用七、第七章建筑施工测量7.1 建筑施工测量概述7.2 建筑施工测量的方法与步骤7.3 建筑施工测量实例分析八、第八章控制测量与测网布设8.1 控制测量概述8.2 控制点的选择与布设8.3 控制测量成果的整理与评价九、第九章地理信息系统与测量学9.1 地理信息系统概述9.2 测量学在地理信息系统中的应用9.3 地理信息系统的数据采集与处理十、第十章现代测量技术及其发展10.1 现代测量技术概述10.2 卫星定位技术及其应用10.3 遥感技术在测量学中的应用10.4 测量学未来的发展趋势六、教学方法与手段1. 教学方法：采用案例分析、讨论、实地考察等教学方法，提高学生的实践能力和创新能力。

第3章经纬仪及其角度测量3.1 角度测量原理角度测量是测量工作的重要内容之一。

角度测量的目的是测定地面点连线之间的空间位置关系，以此来确定点的平面坐标和高程，它包括水平角测量和竖直角测量，所采用的仪器为光学经纬仪、电子经纬仪和全站仪等。

本章重点介绍光学经纬仪及其角度测量方法。

3.1.1 水平角测量原理图3-1 水平角测量原理从一点到两个目标的方向线在水平面上的垂直投影所构成的角度，称为水平角。

或者说，空间两直线的夹角在水平面上的垂直投影，称为水平角。

如图3-1所示，A、B、C为三个高度不同的地面点。

根据水平角的定义，将A、B、C三点分别沿铅垂方向投影到水平面上，其投影线ab和ac∠所构成的角∠cab，即为方向线AC、AB所夹的水平角。

注意：两直线AC、AB的空间夹角CAB 并不是水平角。

为了测定水平角值的大小，可以在过顶点A的铅垂线上任意点安置一个有刻度的水平圆盘，称之为水平度盘。

度盘中心O位于过A点的铅垂线上。

则方向线AC、AB在水平度盘上的垂直投影On、Om，在水平度盘上的读数分别为n和m，若将水平度盘按顺时针刻划，则所求的水平角β就是两个读数之差，即：β(3-1)=nm-经纬仪就是根据上述测角原理来设计的。

在仪器上设置一个带有刻划的水平圆盘和在圆盘上读数的指针，将度盘中心与经纬仪的竖轴处于同一铅垂线上。

观测水平角时，安置仪器在测点正上方，使水平度盘中心处在过测点的铅垂线上，通过装置在经纬仪上的望远镜瞄准目标，提供两方向线；当望远镜高低变化时，其视准轴在同一铅垂面内变动，从而提供上述两条方向线在水平读盘上的垂直投影，通过经纬仪中的读数装置读取两投影线在度盘上的方向值，两者之差即为所测的水平角。

这就是经纬仪水平角测量的基本原理。

3.1.2 竖直角测量原理竖直角是指同一铅垂面内某方向线与指标线（包括水平线或铅垂线）之间的夹角。

当指标线为水平线时称其为倾角；指标线为铅垂线的天顶方向时称其为天顶距。

1、角度测量原理（1）水平角测量原理水平角：是地面上一点到两目标的方向线投影到水平面上构成的夹角，也就是过这两方向线所作两铅垂面所夹的两面角。

如图3-1-1中β角所示。

图3-1-1 水平角测量原理测量水平角的仪器,须有一刻度盘和在刻度盘上读数的指标。

观测水平角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，并能使之水平。

为了瞄准不同方向，仪器的望远镜应能沿水平方向转动，也能高低俯仰。

当望远镜高低俯仰时，其视准轴应划出一竖直面，这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度盘读数。

（2）竖直角测量原理竖直角是同一竖直面内视线与水平线间的夹角。

其角值为0°～90°。

视线上倾斜，竖直角为仰角，符号为正。

视线向下倾斜，竖直角为俯角，符号为负。

如图3-1-1中αb、αc角所示。

竖直角与水平角一样，其角值也是度盘上两个方向读数之差。

不同的是竖直角的两个方向中必有一个是水平方向。

任何类型的经纬仪，制作上都要求，当竖直指标水准管气泡居中，望远镜视准轴水平时，其竖盘读数是一个固定值。

因此，在观测竖直角时，只要观测目标点一个方向，并读取竖盘读数便可算得该目标点的竖直角。

2、光学经纬仪光学经纬仪按精度分为：DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等五级。

D表示“大地测量”，J表示“经纬仪”，07、1、2、6和15分别表示该仪器一个测回方向观测中误差的秒值。

世界上的第一台光学经纬仪是瑞士Wild生产的，目前Leica(原Wild厂)生产的经纬仪按其精度划分的型号为：T4、T3、T2、T1、T16。

以秒为单位的一测回方向观测中误差分别为±0.5″、±1″、±2″、±6″、±16″。

工程中常用的光学经纬仪为DJ2和DJ6两种。

（1）DJ6级光学经纬仪构造及读数方法1）DJ6级光学经纬仪构造DJ6级光学经纬仪构造主要由照准部、水平度盘和基座三部分构成。

第3章 角 度 测 量内容提示：本章主要介绍了角度测量的原理和方法、经纬仪技术操作、检验与校正、角度测量误差的影响与消除方法，并介绍了电子经纬仪。

其重点内容为经纬仪技术操作和主要条件的检验校正、水平角和竖直角观测与计算方法。

其难点为方向观测法观测水平角和竖直角的计算、角度测量误差的消除方法。

3.1 角度测量原理角度是确定地面点位的三要素之一。

角度测量是测量工作的基本内容，它包括水平角测量和竖直角测量。

角度测量仪器为经纬仪。

3.1.1 水平角测量原理地面上一点到两个目标点连接的两条空间方向线垂直投影在水平面上所形成的夹角，或过空间两条相交方向线的竖直面所夹的两面角，称为水平角，通常用β表示。

如图3.1所示，A、O、B为地面上三点，过OA、OB直线的竖直面V1、V2，在水平面H上的交线O'A'、O'B'，所夹的角∠A'O'B'就是OA和OB之间的水平角。

图3.1 角度测量原理为了测量水平角，设想在过O点的铅垂线上，水平地安置一个刻度盘(简称为水平度盘)，使刻度盘刻划中心(称为度盘中心)o与O在同一铅垂线上。

竖直面V1、V2与水平度盘有交线oA"、oB"，通过oA"、oB"在水平度盘读数为a、b(称为方向观测值，简称方向值)，一般水平度盘是顺时针刻划和注记，则所测得的水平角为β(3-1)=b−a由上式可知，水平角值为两方向值之差。

水平角取值范围为0 ～360 ，且无负值。

第3章 角度测量·49··49·3.1.2 竖直角测量原理 在同一竖直面内，地面某点至目标的方向线与水平线的夹角，称为竖直角或倾斜角。

用α表示。

若目标方向线在水平线之上，该竖直角称为仰角，取值为"＋"；若目标方向线在水平线之下，该竖直角称为俯角，取值为"－"。

如图3.l 所示，A α为正值，B α为负值。

【教学能力比赛】教案-水平角测量教案章节：一、教学目标1. 让学生掌握水平角的概念及测量方法。

2. 培养学生运用水平角测量解决实际问题的能力。

3. 提高学生对测量工具的使用技巧和测量精度。

二、教学内容1. 水平角的概念及其表示方法。

2. 水平角测量的方法及步骤。

3. 水平角测量在实际工程中的应用。

三、教学过程1. 导入：通过生活实例引入水平角的概念，激发学生的学习兴趣。

2. 讲解：讲解水平角的定义、表示方法及测量原理。

3. 示范：演示水平角测量的步骤和技巧。

4. 练习：学生分组进行水平角测量练习，教师巡回指导。

5. 应用：让学生运用水平角测量解决实际问题，如测量建筑物的高度。

四、教学方法1. 讲授法：讲解水平角的概念、表示方法和测量原理。

2. 演示法：展示水平角测量过程，让学生直观理解。

3. 实践操作法：学生分组进行水平角测量练习，提高操作技能。

4. 问题解决法：引导学生运用水平角测量解决实际问题。

五、教学评价1. 课堂问答：检查学生对水平角概念的理解和掌握程度。

2. 练习成果：评估学生在实际操作中的测量准确性和技巧。

3. 问题解决：评价学生运用水平角测量解决实际问题的能力。

六、教学资源1. 准备水平角测量仪器，如水平仪、测量尺等。

2. 提供实际工程案例图片或视频，用于讲解水平角测量在工程中的应用。

3. 准备练习题库，包括不同难度水平的测量题目。

七、教学环境1. 安排一个明亮、安静的课堂环境，确保学生能够集中注意力。

2. 设置测量角实验区，让学生能够进行实际操作。

3. 提供必要的计算工具，如计算器或测量软件。

八、教学安全1. 强调测量仪器使用时的安全事项，如正确握持仪器、避免用力过猛等。

2. 确保学生在测量过程中保持适当的距离，防止意外伤害。

3. 教师监督下进行测量操作，避免误操作导致仪器损坏。

九、教学拓展1. 介绍水平角测量在工程领域中的应用案例，如建筑施工、道路建设等。

2. 探讨现代测量技术的发展，如使用无人机进行空中测量。