工程测量学课程教学大纲.doc

<水利工程测量>课程教学大纲
(Hydraulic Engineering Survey)
一、课程基本信息
课程编号：306402
课程类别：学科基础课
适用专业：水利水电工程专业
学 分：
总 学 时：120
先修课程：高等数学、工程制图
后续课程：水工建筑物、水利工程施工
课程简介：
本课系水利水电工程专业的学科基础课，主要介绍测量学方面的基础理论知识，小地区地形图测定、测设的基本方法以及地形图的基本应用。
主要教学方法与手段：课堂多媒体课件、黑板板书、操作演示、实验。
选用教材：岳建平、邓念武合编.水利工程测量（第四版）[M].北京：中国水利水电出版社，2008
必读书目：周国树 吴长彬编.测量学实验实习任务与指导[M].北京：测绘出版社，2011
选读书目：
[1] 李天文. 现代测量学[M]. 北京：科学出版社.2007
[2] 覃辉，伍鑫，唐平英，等. 土木工程测量[M].上海：同济大学出版社.2006
[3] 本书编委会.水利水电工程测量与施工放样一本通[M]. 北京：中国建材工业出版社.2009
二、课程总目标：
通过本课程的教学，主要是培养学生具有测量学方面的基础理论知识和技能，掌握小地区地形图测定、测设的基本方法以及地形图的基本应用。了解并能应用现代测量仪器(电子经纬仪、电子水准仪、测距仪、全站仪、电子求积仪等)，能够把传统知识与现代测量技术理论有机地结合起来。在教学过程中注重理论联系实际，加强实践环节，通过实验课教学，使学生进一步理解基础理论知识，同时锻炼和提高学生的实际操作能力以及解决实际问题的能力。
三、课程教学内容与教学要求
1、教学内容与学时分配
本课总学时46，其中课堂讲授32时，课间实验14时
教学内容与学时分配如下表
序号
教学章节名称
学时分配
自学
面授
实验及实践
1
第1章 绪论
4
1

2
第2章 水准仪及水准测量
10
4
6
3
第3章 经纬仪及其使用
8
4
4
4
第4章 距离测量及直线定向
8
4
2
5
第5章 测量误差的基本知识
6
3

6
第6章 第7章 小地区控制测量
8
4
2
7
第9章 地形图的测绘
8
4
4
8
第10章 地形图的应用
6
2

9
第11章 施工放样的基本工作
6
2
2
10
第12章 大坝施工测量
6
2

合计

70
30
20

2、面授及实验、实践教学要求
第一章 绪 论 (1学时)
教学目标：了解本课程的概况和作用，初步获得相关的测量基本知识，了解本课程的特点。
教学内容：
§1、测量学的任务及其在建筑工程中的作用
简要介绍测量学研究的对象、分类以及任务。
§2、地面上点位的确定
是本章的重点。在分析地球的形状和大小的过程中阐述水准面、大地水准面、大地体、旋转椭球面的概念及其特点。地面上点位的表示方法：坐标、高程。测量的基本工作。
§3、用水平面代替水准面的限度
说明地球曲率对水平距离和高程的影响，说明小区域的含义。
§4、测量工作的基本原则及测绘科学的发展概况
简要阐述测量工作必须遵循的基本原则及其原因；简介测绘科学的发展历史，测绘技术的变革以及未来的前景。
本章教学要求：了解测量学的概念，建筑工程测量的任务，地球的形状和大小；掌握确定地面点位的方法，测量的基本工作、基本原则和基本要求，常用的测量元素和单位。
本章重点：地面上点位的表示方法。

第二章 水准仪及水准测量 (10学时)
教学目标：理解水准测量原理，熟悉水准仪的构造，掌握水准测量方法，初步体会测量工作的科学严谨特点。
教学内容：
§1、水准测量原理
讲授水准测量的原理，计算高程的方法：高差法，视线高法。
§2、水准仪及其使用
一、 DS3型水准仪的构造
二、 水准尺和尺垫
三、 水准仪的使用
结合实物介绍DS3型水准仪的构造、水准尺与尺垫、成象原理，讲清视准轴、水准管轴、圆水准轴、视差以及水准管分划值的概念。
§3、水准测量的一般方法和要求
一、 水准测量的实施
二、 水准测量的校核方法和精度要求
§4、水准路线高差闭合差的调整与高程计算
闭合、附合和支水准路线三种水准路线高差闭合差的计算与调整，并计算举例。
§5、水准仪的检验和校正
讲解水准仪各轴线间满足的几何关系及其检校原理和方法。
§6、水准测量误差产生的原因及消减方法
简要分析仪器误差，观测误差和外界条件影响对水准测量成果的影响及其消减方法。
§7、自动安平水准仪
简要介绍自动安平水准仪的原理及其使用。
实验1：水准仪的认识和使用 (2学时)
目的和要求：了解水准仪的基本构造及各主要部件的名称和使用。练习水准仪的基本操作环节，测定地面两点间高差。
实验2：一般水准测量 (2学时)
目的和要求：练习一般水准测量的观测、记录、计算与校核的方法。水准路线高差闭合差应满足规定的(fA≤±10n1／2)精度要求并进行高差闭合差的调整计算。
实验3：水准仪的检验及校正 (2学时)
目的和要求：掌握水准仪各轴线间应满足的几何关系及其检校的方法。
本章教学要求：了解水准测量的等级，水准测量路线的布设，水准仪的检验与校正，水准测量误差及注意事项，自动安平水准仪、精密水准仪和电子水准仪的使用方法。掌握水准测量的原理，DS3水准仪的构造及使用，普通水准测量的施测方法及成果整理。
本章重点：水准测量原理、水准仪的使用、水准测量的一般方法和要求、水准路线闭合差的调整与高程计算
本章难点：水准仪的检验和校正

第三章 经纬仪及其使用(8学时)
教学目标：理解角度测量原理，熟悉经纬仪的构造，掌握角度测量方法，体会测量仪器的巧妙结构，激发思考探索精神。
教学内容：
§1、水平角测量原理
水平角的概念及其测量原理。
§2、DJ6型光学经纬仪
一、 DJ6型光学经纬仪的构造
二、 DJ6型光学经纬仪的读数方法
§3、电子经纬仪
简单介绍Wild T 2000电子经纬仪动态测角系统的测量原理。
§4、水平角测量
一、 经纬仪的安置
二、 水平角测量方法
测回法和全圆测回法。
§5、竖直角测量
一、 竖直角测量原理
二、 竖盘装置和读数系统
三、 竖直角的计算
四、 竖直角的观测
§6、经纬仪的检验与校正
简要介绍经纬仪检校原理和方法。
§7、经纬仪测量的误差及其消减方法
水平角测量误差及其消减方法。
实验4：经纬仪的认识和使用 (1学时)
目的和要求：了解经纬仪的基本构造及其主要部件的名称及作用，练习和掌握经纬
仪的基本操作要领和要求
实验5：测回法测量水平角 (2学时)
目的和要求：掌握测回法测量水平角的方法、记录及计算，半测回角差和测回差应
满足规定的精度要求
实验6：全圆测回法测量水平角及竖直角的观测 (1学时)
目的和要求：掌握全圆测回法测量水平角的方法、记录及计算，掌握竖直角的观测方法、记录及计算
本章教学要求：了解经纬仪的等级、有关参数，经纬仪的检验与校正，电子经纬仪；掌握水平角和竖直角的测量原理，经纬仪的构造，水平角的测量方法，竖直角的测量及计算方法。
本章重点：水平角的概念及其测量原理、测回法、全圆测回法及竖直角的观测。
本章难点：竖盘装置和读数系统、经纬仪检校的原理和方法。

第四章 距离测量及直线定向(6学时)
教学目标：明晰距离的概念，掌握钢尺量距的方法和要求，了解测距技术的发展和电磁波测距方法，激发对测量新技术的探求欲望；理解直线定向的若干概念，理解掌握方位角的推算。
教学内容：
§1、直线定向
一、 标准方向
二、 直线方向的表示方法
三、 罗盘仪及其使用。
§2、距离丈量
一、 距离丈量的工具
二、 丈量距离的一般方法和精度要求
§3、视距测量
一、 视距测量的原理
二、 视距测量的方法
三、 视距测量的误差
§4、红外光电测距仪
简要介绍光电测距原理及红外测距仪的使用
实验7：红外测距仪（全站仪）的认识和使用 (2学时)
目的和要求：了解全站仪的基本构造及其主要部件的名称及作用，练习和掌握全站仪的基本操作要领和要求
本章教学要求：了解钢尺量距的工具，钢尺的检定，电磁波测距的原理，全站仪的原理；掌握钢尺量距、电磁波测距的方法及成果处理，全站仪的使用，直线定向的方法。
本章重点：直线方向的表示方法、丈量距离的一般方法和精度要求
本章重点：直线定向、距离丈量

第五章 测量误差的基本知识(3学时)
教学目标：明晰观测误差的来源及观测条件，掌握观测值中误差的计算方法，理解观测值函数中误差的推导，熟悉实际应用。
教学内容：
§1、测量误差产生的原因、分类及特性；
§2、衡量测量精度的标准；
§3、误差传播定律；
§4、等精度观测的最可靠值。
本章教学要求：了解测量误差产生的原因，误差的分类与处理原则，偶然误差的特性；掌握测量精度的评定，观测值中误差、算术平均值中误差及相对中误差的计算，算术平均值的计算，误差传播率及其应用。
本章重点 算术平均值、观测值中误差、算术平均值中误差及相对中误差的计算；
本章难点 误差传播定律

第六章、第七章 小地区控制测量 (6学时)
教学目标：了解国家控制网的概况，了解卫星定位技术及其在控制测量中的应用；掌握导线测量的内、外业工作，理解交会定点的形式、适用场合和计算方法。掌握三、四等水准测量方法，理解三角高程测量原理。
教学内容：
§1、控制测量概述
介绍国家控制网的概念和图根控制网的概念。
§2、经纬仪导线测量
一、 导线的布设形式
二、 经纬仪导线测量的外业工作
三、 导线测量的内业计算
§3、前方交会定点
一、 测角交会法
二、 边长前方交会法。
§4、三、四等水准测量
一、三、四等水准测量技术要求及观测方法
二、三、四等水准测量的计算与校核
三、三、四等水准测量的成果整理
§5、三角高程测量
讲解三角高程测量原理，三角高程测量注意事项。
实验8：四等水准测量 (2学时)
目的和要求：掌握四等水准测量的观测方法，测站计算与校核及其精度要求。四等
水准路线测量成果应满足规定的精度要求
本章教学要求：了解小地区平面控制测量的布设方法，平面控制测量的等级、精度要求和有关规范；掌握导线测量的外业测量、内业计算，交会定点的计算。掌握四等水准测量及三角高程的测量和计算方法。
本章重点：经纬仪导线测量的外业工作、导线测量的内业计算，四等水准测量技术要求及观测方法
本章难点：导线测量的内业计算

第九章 地形图的测绘 (8学时)
教学目标：领会地形图的基本知识，掌握手工模拟法白纸测图方法，了解数字测图技术。
教学内容：
§1、地形图的基本知识
一、 平面图和地形图
二、 地形图比例尺
三、 地物的表示方法
四、 地貌的表示方法
等高线的概念及特性
§2、测图前的准备工作
一、 收集资料
二、 图纸的准备及控制点的展绘
三、 测站点的加密
§3、测量碎部点平面位置的基本方法。
§4、经纬仪测绘法
一、 经纬仪测绘法的施测步骤
二、 碎部点的选择
三、 等高线的勾绘
四、地形图的拼接、整饰、检查与验收
介绍地形图的拼接条件和方法，整饰要求，检查与验收。
§5、数字测图简介
主要介绍电子平板测图系统EPSW98的应用。
实验9：经纬仪测绘法 (4学时)
目的和要求：掌握一个测站上用经纬仪测绘法测绘地形的方法、步骤和注意事项。
本章教学要求：了解地物和地貌，平面图和地形图的概念，地形图的图名、图号、图廓、接图表；掌握比例尺和比例尺精度，地物符号，等高线的概念和等高线的特性；了解图纸的准备，坐标格网的绘制，数字测图的基本内容；掌握地形图的测绘。
本章重点：地物和地貌的表示方法、经纬仪测绘法的施测步骤
本章难点：等高线的勾绘

第十章 地形图的应用 (2学时)
教学目标：理解高斯投影，熟悉地形图的分幅与编号，掌握地形图应用的基本内容，了解地形图在建筑设计中的基本应用。
教学内容：
§1、概述
§2、高斯平面直角坐标
介绍高斯投影的概念和高斯平面直角坐标。
§3、地形图的分幅和编号
了解国际分幅法，掌握正方形分幅法。
§4、地形图应用的基本内容
是本章的重点内容，讲清在地形图上确定一点的平面位置和高程，确定某直线的长度、方向和坡度，绘制某方向的断面图，确定汇水面积。
§5、面积计算
介绍几何图形法，解析法，透明纸法，电子求积仪法。
本章教学要求：掌握地形图的识读，地形图应用的基本内容，地形图在建筑工程规划设计中的应用。
本章重点：地形图应用的基本内容

第十一章 施工放样的基本工作(2学时)
教学目标：了解施工测量的程序，领会施工控制的特点，掌握三个基本测量要素的放样，熟悉点位放样，了解圆曲线放样。
教学内容：
§1、概述
§2、施工控制网的布设
一、 平面控制网和高程控制网的建立
二、 平面控制网和高程控制网的精度
三、 测量坐标系与施工坐标系的换算。
§3、距离、水平角和高程的放样
直线长度的放样介绍用钢尺、用测距仪放样法；水平角的一般放样法；高程放样和高程传递。
§4、测设放样点平面位置的基本方法
讲授直角坐标法，方向线交会法，极坐标法，角度交会法，距离交会法。
§5、圆曲线的测设
介绍圆曲线主点的测设，曲线细部的测设
实验10：测设放样点平面位置和高程 (2学时)
目的和要求：掌握距离、水平角和高程放样的方法、步骤和注意事项。
本章教学要求：掌握施工控制网的布设方法，施工放样的基本工作
本章重点：距离、水平角和高程的放样、测设放样点平面位置的基本方法

第十二章 大坝施工测量(2学时)
教学目标：掌握大坝施工测量的内容。
教学内容：
§1、大坝施工控制测量；
§2、大坝施工中清基开挖及坝体施工的测量工作。

本章教学要求：了解大坝施工测量的概念，掌握大坝施工中各环节测量实施。
本章重点：清基开挖及坝体施工的测量工作。

执笔人：张德强

审定人：

2014年011月8日