單基線小三角鎖平面控制測量實驗教學研究

楊風　吳艷

[摘? ? ? ? ? ?要]? 單基線小三角鎖平面控制測量實驗是高校非測繪專業(yè)測量學實驗的重要內容，是學習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驗教學，了解和掌握測量儀器的性能和使用方法，掌握外業(yè)測量和內業(yè)計算方法，確定恰當?shù)慕虒W方法和合理課時，更好地深化理解測量學理論知識，培養(yǎng)學生的實際操作能力，增強學生的綜合素質，提高測量學教學質量。

[關? ? 鍵? ?詞]? 測量學實驗;平面控制測量;小三角測量;基線

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

隨著測繪新理論和新技術的快速發(fā)展，測繪儀器的更新?lián)Q代步伐加快，測量實驗方法和測量實驗手段不斷推陳出新，測量學實驗操作性和實踐性日顯突出，測量學實驗教學內容日益豐富，測量學實驗教學模式和內容也要不斷優(yōu)化，適應測量測繪發(fā)展需要。單基線小三角鎖平面控制測量實驗是高校非測繪專業(yè)測量學的實驗內容之一，是學習和掌握平面控制測量的重要內容，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完成測量任務，達到比較好的測量效果，其特點是測角工作量大，量距工作量小，只需測量基線距離即可。結合專業(yè)實際需要和實驗教學特點，提出以下單基線小三角鎖平面控制測量實驗教學內容。

一、外業(yè)測量

本實驗主要以單基線測量為基礎，建立小三角鎖的平面控制測量，只測基線距離，測量距離任務小，而測量角度任務重，可以利用先進的測量儀器如全站儀，加快測量速度，在較短的時間內完成實驗教學任務。

（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），實驗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即可。

2.實驗分組

根據(jù)班級人數(shù)、儀器數(shù)量及學生實際操作能力等實際情況，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，在實驗過程中要輪換，讓每一名學生都能較好地操作和使用實驗儀器和工具。

（二）測量步驟

1.場地選擇

在實驗開始前，就要對校園周邊進行踏查，選擇比較理想的實驗場地，場地選擇直接影響測量進度和測量效果，要在有限的時間內完成測量任務，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，要盡量離測量實驗室能近些，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，可以布設成獨立的小三角網(wǎng)，建立獨立的坐標系統(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系推算求得[3]。同時要對基線進行直線定向，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，三角形觀測方向應為順時針方向，對中桿位置只放置四個點位，否則要放置六個點位，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.內角編號和數(shù)據(jù)記錄

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

在測量過程中要進行數(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可后，方可結束實驗。

二、內業(yè)計算

在外業(yè)測量工作結束后，應仔細檢查外業(yè)原始數(shù)據(jù)，確認無誤后，要及時轉入內業(yè)計算工作，內業(yè)計算時間一般比較短，可以和其他相關內業(yè)實驗一起進行，能較好地利用課堂時間。

內業(yè)計算實驗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)及其計算、繪圖等工作任務進行詳細的講解。結合撰寫實驗報告要求，內業(yè)計算實驗過程主要內容有實驗原理、實驗儀器與材料、原始數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理、實驗結果與討論等，對一些關鍵內容進行重點講解，使學生在課余時間能較好地完成實驗報告，主要內容如下。

（一）數(shù)據(jù)整理和計算

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)，獨立完成計算和繪圖。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，對這些原始資料進行必要的整理和核對，要反映在實驗報告上，以完成實驗后續(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)進行歸納整理，采用適當?shù)谋砀襁M行列表，有利于數(shù)據(jù)計算和繪圖工作，主要表格有單基線小三角鎖閉合差的調整和單基線三角鎖坐標計算等表格，在表格中有計算數(shù)據(jù)的，有表格之外寫出計算公式和計算過程。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等方法繪圖[4]。

（三）實驗結果和討論

根據(jù)外業(yè)測量和內業(yè)計算實驗過程中數(shù)據(jù)和圖面材料，探討分析實驗結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)問題的關鍵因素，理論聯(lián)系實際，寫出自己的見解、體會和收獲，提出對實驗的改進意見。

三、教學方法

本實驗包括外業(yè)測量和內業(yè)計算環(huán)節(jié)，外業(yè)測量內容豐富，測量時間比較長，要使用測量儀器和工具進行教學，針對性比較強，教學方法靈活多樣，比較注重實驗效果，有較強的目的性，讓學生更快地掌握本實驗。根據(jù)外業(yè)測量實驗特點，主要采用以下幾種教學方法。

（一）實驗預習

在實驗課程開始之前，要求學生對實驗相關內容進行預習，對實驗項目有必要的知識儲備。預習的重點主要包括以下幾個方面：明確實驗目的和要求，了解儀器的構造、原理和使用方法;弄清楚實驗原理，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;認真閱讀教材和有關資料，掌握測量方法，寫好預習報告[5]。

（二）演示講解

在外業(yè)測量實驗教學開始時，教師要對儀器構造、原理和使用方法進行詳細的講解，明確測量任務、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)系實際，深入淺出，提高教學效果。

（三）現(xiàn)場指導和巡視糾錯

在外業(yè)測量實驗教學過程中，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，答疑解惑，糾正錯誤，并且督促進度，查看學習態(tài)度，記錄課堂表現(xiàn)。

（四）分組教學

在實驗教學過程中，一般都是分組進行，各組有時相距較遠，學生要相對獨立地進行實驗，就要選出責任心強、學習較好的學生為小組組長，負責保管儀器，組織小組實驗工作，合理安排測量時間，及時匯報實驗情況，掌握實驗進度。

四、課時安排

單基線小三角鎖平面控制測量實驗教學所需課時和測量儀器、場地和學生掌握實驗情況有很大的關系，根據(jù)實驗教學實際情況，外業(yè)和內業(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，可以適當延長測量時間。

五、結論

單基線小三角鎖平面控制測量實驗是高校非測繪專業(yè)測量學實驗中的一項重要內容，對測量學課程學習和深刻理解控制測量起到了重要作用。在該項實驗教學中，必須隨時掌握學生的學習情況，采取靈活的教學方法，調動學生學習的積極性和主動性，結合當前測量測繪生產(chǎn)實際，使用先進的測量儀器和工具，讓學生更好地掌握先進的測量方法和測量手段，提高測量效率，對每一實驗教學環(huán)節(jié)能細致認真，嚴格要求，達到比較好的實驗效果[6]。在新形勢下測量學實驗教學必須與時俱進，不斷充實更新實驗教學內容，優(yōu)化整合測量學實驗教學資源，不斷改革創(chuàng)新，提升學生的學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，做到學以致用，理論聯(lián)系實際，實驗緊跟理論，突出實踐性教學環(huán)節(jié)，提高測量學課程教學質量，培養(yǎng)適應社會需要的應用型人才。

參考文獻：

[1]楊國范.普通測量學[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2011：136-137.

[2]蔣興華.控制測量學實驗指導[M].昆明：云南大學出版社，2013：74-75.

[3]王增利，鄭加柱，齊冬梅.測量學實驗教學體系建設研究[J].現(xiàn)代測繪，2017，40（1）：62-64.

[4]閆玉厚.測量學實訓指導[M].西安：西安交通大學出版社，2015：56-57.

[5]田良輝.測量學課程實驗教學的現(xiàn)狀分析與對策[J].實驗科學與技術，2015，13（6）：98-101.

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

◎編輯 馬燕萍