楊風(fēng)　吳艷

[摘? ? ? ? ? ?要]? 單基線小三角鎖平面控制測量實(shí)驗(yàn)是高校非測繪專業(yè)測量學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容，是學(xué)習(xí)和掌握平面控制測量的重要方法和手段。通過研究分析單基線小三角鎖平面控制測量實(shí)驗(yàn)教學(xué)，了解和掌握測量儀器的性能和使用方法，掌握外業(yè)測量和內(nèi)業(yè)計(jì)算方法，確定恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和合理課時，更好地深化理解測量學(xué)理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，增強(qiáng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，提高測量學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 測量學(xué)實(shí)驗(yàn);平面控制測量;小三角測量;基線

[中圖分類號]? P24? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2019）35-0278-02

隨著測繪新理論和新技術(shù)的快速發(fā)展，測繪儀器的更新?lián)Q代步伐加快，測量實(shí)驗(yàn)方法和測量實(shí)驗(yàn)手段不斷推陳出新，測量學(xué)實(shí)驗(yàn)操作性和實(shí)踐性日顯突出，測量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容日益豐富，測量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和內(nèi)容也要不斷優(yōu)化，適應(yīng)測量測繪發(fā)展需要。單基線小三角鎖平面控制測量實(shí)驗(yàn)是高校非測繪專業(yè)測量學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之一，是學(xué)習(xí)和掌握平面控制測量的重要內(nèi)容，也是建立三角網(wǎng)平面控制測量的重要組成。單基線小三角鎖平面控制測量是建立小三角鎖的布設(shè)形式之一，適合于帶狀地形或開闊區(qū)域，測量方法比較簡單易行，可以在比較短的時間內(nèi)完成測量任務(wù)，達(dá)到比較好的測量效果，其特點(diǎn)是測角工作量大，量距工作量小，只需測量基線距離即可。結(jié)合專業(yè)實(shí)際需要和實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，提出以下單基線小三角鎖平面控制測量實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

一、外業(yè)測量

本實(shí)驗(yàn)主要以單基線測量為基礎(chǔ)，建立小三角鎖的平面控制測量，只測基線距離，測量距離任務(wù)小，而測量角度任務(wù)重，可以利用先進(jìn)的測量儀器如全站儀，加快測量速度，在較短的時間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。

（一）測量儀器和分組

1.測量儀器

主要有全站儀、對中桿、羅盤儀等（或經(jīng)緯儀、花桿、羅盤儀等），實(shí)驗(yàn)所使用儀器最好是全站儀，測量速度快、精度高，也能了解和掌握全站儀的性能和使用方法，在草地等野外環(huán)境測量時需要測纖，在廣場或硬化路面測量時，則需要粘紙或粉筆劃點(diǎn)即可。

2.實(shí)驗(yàn)分組

根據(jù)班級人數(shù)、儀器數(shù)量及學(xué)生實(shí)際操作能力等實(shí)際情況，一般采用4～5人一組，一人操作儀器，一人操作對中桿，一人記錄，組長掌控全局，在實(shí)驗(yàn)過程中要輪換，讓每一名學(xué)生都能較好地操作和使用實(shí)驗(yàn)儀器和工具。

（二）測量步驟

1.場地選擇

在實(shí)驗(yàn)開始前，就要對校園周邊進(jìn)行踏查，選擇比較理想的實(shí)驗(yàn)場地，場地選擇直接影響測量進(jìn)度和測量效果，要在有限的時間內(nèi)完成測量任務(wù)，就要選擇地勢開闊，或狹長地帶，通視良好，有利于測量角度，容易架設(shè)儀器，給測量工作帶來方便[2]。在選擇場地時，要盡量離測量實(shí)驗(yàn)室能近些，方便測量，節(jié)省時間。

2.基線測距和定向

單基線小三角鎖平面控制測量，可以布設(shè)成獨(dú)立的小三角網(wǎng)，建立獨(dú)立的坐標(biāo)系統(tǒng)，基線既是起始邊，也是唯一需要測量距離的三角邊，因此要求基線要方便測距，其他各三角形的邊長由基線距離和三角形的關(guān)系推算求得[3]。同時要對基線進(jìn)行直線定向，使用羅盤儀測其磁方位角，確定其方向。

3.測角和觀測方向

角度觀測是測量三角形各水平內(nèi)角，用全站儀觀測角度只用盤左位置觀測盤左角值，盤左位置觀測操作方便快捷，順時針方向測角，因此，三角形觀測方向應(yīng)為順時針方向，對中桿位置只放置四個點(diǎn)位，否則要放置六個點(diǎn)位，順時針方向觀測可以節(jié)省時間，減少誤差，提高工作效率。

4.內(nèi)角編號和數(shù)據(jù)記錄

對所測三角形各內(nèi)角要統(tǒng)一編號，采用三角形內(nèi)角編號為ai、bi、ci的形式，第一個測量的三角形內(nèi)角i為1，第二個三角形內(nèi)角i為2，依此類推。編號原則為已知邊所對應(yīng)的內(nèi)角為b，待求邊所對應(yīng)的內(nèi)角為a，另一個三角形內(nèi)角為c，在測量過程中要畫草圖，把各個內(nèi)角編號標(biāo)注到草圖上。

在測量過程中要進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，雖然全站儀有數(shù)據(jù)記錄的功能，但為了能掌握記錄方法和表格制作方法，采取隨測隨記的方法，在記錄時采用重復(fù)報數(shù)的方法，避免出現(xiàn)記錄錯誤，記錯劃線，在原始記錄上方重寫，測完每一個三角后，根據(jù)記錄的內(nèi)角現(xiàn)場校核，若誤差符合要求，則數(shù)據(jù)可信，可以作為原始數(shù)據(jù)留存;若數(shù)據(jù)不符合要求，則數(shù)據(jù)作廢，查找原因。

外業(yè)測量完成后，須經(jīng)教師審查原始數(shù)據(jù)，審核通過教師簽字認(rèn)可后，方可結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

二、內(nèi)業(yè)計(jì)算

在外業(yè)測量工作結(jié)束后，應(yīng)仔細(xì)檢查外業(yè)原始數(shù)據(jù)，確認(rèn)無誤后，要及時轉(zhuǎn)入內(nèi)業(yè)計(jì)算工作，內(nèi)業(yè)計(jì)算時間一般比較短，可以和其他相關(guān)內(nèi)業(yè)實(shí)驗(yàn)一起進(jìn)行，能較好地利用課堂時間。

內(nèi)業(yè)計(jì)算實(shí)驗(yàn)過程主要以講解方式為主，以外業(yè)測量原始數(shù)據(jù)為依據(jù)，對外業(yè)測量數(shù)據(jù)及其計(jì)算、繪圖等工作任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的講解。結(jié)合撰寫實(shí)驗(yàn)報告要求，內(nèi)業(yè)計(jì)算實(shí)驗(yàn)過程主要內(nèi)容有實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器與材料、原始數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論等，對一些關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講解，使學(xué)生在課余時間能較好地完成實(shí)驗(yàn)報告，主要內(nèi)容如下。

（一）數(shù)據(jù)整理和計(jì)算

在外業(yè)測量過程中，記錄了大量的數(shù)據(jù)資料，一般以小組為單位，共享原始數(shù)據(jù)，獨(dú)立完成計(jì)算和繪圖。原始數(shù)據(jù)資料主要包括單基線小三角鎖外業(yè)測量手簿、單基線小三角鎖草圖、儀器和工具草圖、外業(yè)校核數(shù)據(jù)等，對這些原始資料進(jìn)行必要的整理和核對，要反映在實(shí)驗(yàn)報告上，以完成實(shí)驗(yàn)后續(xù)工作。

（二）列表和繪圖

根據(jù)外業(yè)原始數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理，采用適當(dāng)?shù)谋砀襁M(jìn)行列表，有利于數(shù)據(jù)計(jì)算和繪圖工作，主要表格有單基線小三角鎖閉合差的調(diào)整和單基線三角鎖坐標(biāo)計(jì)算等表格，在表格中有計(jì)算數(shù)據(jù)的，有表格之外寫出計(jì)算公式和計(jì)算過程。圖面材料主要有單基線小三角鎖測繪圖等，可以采用角度或坐標(biāo)等方法繪圖[4]。

（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論

根據(jù)外業(yè)測量和內(nèi)業(yè)計(jì)算實(shí)驗(yàn)過程中數(shù)據(jù)和圖面材料，探討分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和測量過程中出現(xiàn)的一些問題，討論出現(xiàn)問題的原因，查找出現(xiàn)問題的關(guān)鍵因素，理論聯(lián)系實(shí)際，寫出自己的見解、體會和收獲，提出對實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)意見。

三、教學(xué)方法

本實(shí)驗(yàn)包括外業(yè)測量和內(nèi)業(yè)計(jì)算環(huán)節(jié)，外業(yè)測量內(nèi)容豐富，測量時間比較長，要使用測量儀器和工具進(jìn)行教學(xué)，針對性比較強(qiáng)，教學(xué)方法靈活多樣，比較注重實(shí)驗(yàn)效果，有較強(qiáng)的目的性，讓學(xué)生更快地掌握本實(shí)驗(yàn)。根據(jù)外業(yè)測量實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)，主要采用以下幾種教學(xué)方法。

（一）實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)

在實(shí)驗(yàn)課程開始之前，要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)，對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有必要的知識儲備。預(yù)習(xí)的重點(diǎn)主要包括以下幾個方面：明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅私鈨x器的構(gòu)造、原理和使用方法;弄清楚實(shí)驗(yàn)原理，了解誤差產(chǎn)生的原因，怎樣減少誤差，掌握現(xiàn)場校核方法;認(rèn)真閱讀教材和有關(guān)資料，掌握測量方法，寫好預(yù)習(xí)報告[5]。

（二）演示講解

在外業(yè)測量實(shí)驗(yàn)教學(xué)開始時，教師要對儀器構(gòu)造、原理和使用方法進(jìn)行詳細(xì)的講解，明確測量任務(wù)、測量路線和具體要求，演示講解測量儀器使用方法和操作過程，理論聯(lián)系實(shí)際，深入淺出，提高教學(xué)效果。

（三）現(xiàn)場指導(dǎo)和巡視糾錯

在外業(yè)測量實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，會遇到各種各樣的問題，教師必須隨叫隨到，巡視檢查，現(xiàn)場指導(dǎo)，答疑解惑，糾正錯誤，并且督促進(jìn)度，查看學(xué)習(xí)態(tài)度，記錄課堂表現(xiàn)。

（四）分組教學(xué)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，一般都是分組進(jìn)行，各組有時相距較遠(yuǎn)，學(xué)生要相對獨(dú)立地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就要選出責(zé)任心強(qiáng)、學(xué)習(xí)較好的學(xué)生為小組組長，負(fù)責(zé)保管儀器，組織小組實(shí)驗(yàn)工作，合理安排測量時間，及時匯報實(shí)驗(yàn)情況，掌握實(shí)驗(yàn)進(jìn)度。

四、課時安排

單基線小三角鎖平面控制測量實(shí)驗(yàn)教學(xué)所需課時和測量儀器、場地和學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)情況有很大的關(guān)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際情況，外業(yè)和內(nèi)業(yè)所需時間一般為4課時左右，外業(yè)測量3～4個小三角，如以4個課時為例，具體安排見下表。

在測量過程中，由于各小組外業(yè)測量進(jìn)度不同，允許多測幾個小三角，但一般必須保證完成三個小三角，如果測量速度緩慢，可以適當(dāng)延長測量時間。

五、結(jié)論

單基線小三角鎖平面控制測量實(shí)驗(yàn)是高校非測繪專業(yè)測量學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，對測量學(xué)課程學(xué)習(xí)和深刻理解控制測量起到了重要作用。在該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，必須隨時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，采取靈活的教學(xué)方法，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，結(jié)合當(dāng)前測量測繪生產(chǎn)實(shí)際，使用先進(jìn)的測量儀器和工具，讓學(xué)生更好地掌握先進(jìn)的測量方法和測量手段，提高測量效率，對每一實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)能細(xì)致認(rèn)真，嚴(yán)格要求，達(dá)到比較好的實(shí)驗(yàn)效果[6]。在新形勢下測量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須與時俱進(jìn)，不斷充實(shí)更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化整合測量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，不斷改革創(chuàng)新，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，做到學(xué)以致用，理論聯(lián)系實(shí)際，實(shí)驗(yàn)緊跟理論，突出實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，提高測量學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)適應(yīng)社會需要的應(yīng)用型人才。

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[6]Young，Smith，Murphy.Contemporary surveying education changing with the times[J].Survey Review，2012，44（326）：223-229.

◎編輯 馬燕萍