第3章角度測(cè)量

1、第三章第三章 角度測(cè)量角度測(cè)量 3 31 1 角度測(cè)量原理角度測(cè)量原理 3 32 2 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造 3 33 3 經(jīng)緯儀的安置與使用經(jīng)緯儀的安置與使用 3 34 4 水平角觀測(cè)水平角觀測(cè) 3 35 5 豎直角觀測(cè)豎直角觀測(cè) 角度測(cè)量是工程測(cè)量的基本工作內(nèi)容之一。 用以測(cè)量角度的儀器有經(jīng)緯儀和全站儀等。 角度包括水平角和豎直角。 本章主要介紹角度測(cè)量的基本概念，光學(xué)經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu) 和使用方法，水平角、垂直角的觀測(cè)方法等。 31 角度測(cè)量原理角度測(cè)量原理 一一.水平角的定義水平角的定義 水平角水平角是相交相交的兩條方向線在同同 一一水平面上的投影投影所夾的角度， 也是包含對(duì)應(yīng)方向

2、線的兩個(gè)豎直 面之間的兩面角。 在工程測(cè)量中，上述的兩條方向 線是指某地面點(diǎn)N分別與兩個(gè)目標(biāo) 點(diǎn)M、P的連線。 方向線NM與NP之間的水平角是在 過N點(diǎn)的水平面上的直線Nm與Np 間的夾角。 水平角不僅可以在過N點(diǎn)的水平 面上求得，在與過N點(diǎn)的鉛垂線正 交的任何一個(gè)水平面內(nèi)均可量度。 二二. 水平角測(cè)量原理水平角測(cè)量原理 A、B、C 為地面上的三個(gè)點(diǎn)。 欲觀測(cè)方向線BA與BC之間的水 平角。 將一臺(tái)經(jīng)緯儀架設(shè)在B點(diǎn)上。經(jīng) 緯儀上有一個(gè)可繞其中心水平轉(zhuǎn) 動(dòng)的望遠(yuǎn)鏡和一個(gè)有均勻刻度 （順時(shí)針方向注記角度值）的水 平圓盤。 水平圓盤的中心位于過B點(diǎn)的鉛 垂線上的O點(diǎn)處，儀器架好后不 再移動(dòng)。 設(shè)用望

3、遠(yuǎn)鏡分別照準(zhǔn)A、C時(shí)，方 向線OA、OC在水平圓盤上的投影 Oa、Oc所截取的刻度數(shù)為a、c。 兩個(gè)刻度數(shù)之差就是所求的水平角： c a 上述的水平圓盤叫做水平度盤水平度盤；刻 度數(shù)a和c分別叫做方向線BA和BC 在度盤上的水平方向觀測(cè)值水平方向觀測(cè)值。 三三. .豎直角的定義豎直角的定義 u豎直角豎直角是指在同一豎直面是指在同一豎直面 內(nèi)，觀測(cè)視線與內(nèi)，觀測(cè)視線與過起點(diǎn)的過起點(diǎn)的水水 平線之間的夾角平線之間的夾角（銳角）。（銳角）。 u豎直角又稱作垂直角或高 度角，它有仰角和俯角之分。 u視線在水平線上方的稱為 仰角，角值為正，如右圖中 的A。 u視線在水平線下方的稱為 俯角，角值為負(fù)，如右

4、圖中 的C 。 水平線 四四. .豎直角測(cè)量原理豎直角測(cè)量原理 跟測(cè)量水平角類似，在豎 直面內(nèi)設(shè)置一個(gè)有均勻刻劃 線的豎直圓盤，使圓盤中心 跟視線起點(diǎn)B重合。若視線 水平時(shí)豎盤讀數(shù)為一常數(shù) （如0o或90o），則用望遠(yuǎn)鏡 照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)在豎盤上的讀數(shù) 值與常數(shù)相減即得到該觀測(cè) 方向的豎直角。 豎直角的大小與豎直圓盤 在過起點(diǎn)的鉛垂線上的放置 位置有關(guān)。 用以測(cè)角的儀器必須具有水平圓盤、豎直圓盤、望遠(yuǎn)用以測(cè)角的儀器必須具有水平圓盤、豎直圓盤、望遠(yuǎn) 鏡及讀數(shù)設(shè)備等。鏡及讀數(shù)設(shè)備等。 32 光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造 一. 經(jīng)緯儀概述經(jīng)緯儀概述 經(jīng)緯儀的類型主要有兩種：光學(xué)光學(xué)經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀和電子電

5、子經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀。 電子經(jīng)緯儀電子經(jīng)緯儀 光學(xué)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀 光學(xué)經(jīng)緯儀采用光學(xué)度盤和光學(xué)測(cè)微讀數(shù)方式。價(jià)格低， 性能穩(wěn)定。 電子經(jīng)緯儀又稱數(shù)字經(jīng)緯儀、光電經(jīng)緯儀，采用光電 （電子）度盤，能以數(shù)字形式顯示角度值，便于儲(chǔ)存和 記錄數(shù)據(jù)。電子經(jīng)緯儀常與光電測(cè)距儀結(jié)合在一起，構(gòu) 成全站儀。電子經(jīng)緯儀的價(jià)格約為光學(xué)經(jīng)緯儀的10倍。 經(jīng)緯儀的系列標(biāo)準(zhǔn)： 分為DJ05、DJ07，DJ1，DJ2， DJ6等。 “D”和“J”分別表示“大地測(cè)量”中的“大”和“經(jīng) 緯儀”中的“經(jīng)”字的漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母；后面的 數(shù)字表示儀器的測(cè)角精度，如DJ05、DJ6分別表示水 平方向一測(cè)回的方向中誤差為0.5和6。 工程測(cè)

6、量中主要使用DJ6和DJ2經(jīng)緯儀，通常簡(jiǎn)稱J6、 J2 。本章主要介紹DJ6的結(jié)構(gòu)和使用方法。 二二. DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造 光學(xué)經(jīng)緯儀由照準(zhǔn)部、水平度盤和基座組成。 豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋 (一) . 照準(zhǔn)部照準(zhǔn)部 照準(zhǔn)部是指位于水平度盤之上、能繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的 全部部件的總稱，是經(jīng)緯儀的核心部件。 它包括望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、橫軸、豎軸、U形支架、豎 直度盤、讀數(shù)裝置及制動(dòng)微動(dòng)設(shè)備等。 照準(zhǔn)部可繞豎軸旋轉(zhuǎn)，豎軸是照準(zhǔn)部的幾何中心。 照準(zhǔn)部的主要構(gòu)件如下： 望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡 1.跟水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡一樣，由物鏡、目鏡、調(diào)焦（對(duì)光） 透鏡和十字絲分劃板組成。 十字絲縱

7、絲的下半段為雙絲，用以照準(zhǔn)細(xì)小目標(biāo)。 十字絲交點(diǎn)與物鏡光心的連線叫做望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸。視準(zhǔn)軸。 利用視準(zhǔn)軸可獲得空中方向線（即觀測(cè)視線），視準(zhǔn) 軸與橫軸（望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸）的交點(diǎn)是視線的起點(diǎn)。 使用望遠(yuǎn)鏡時(shí)，需要進(jìn)行目鏡調(diào)焦、物鏡調(diào)焦，并注 意消除視差。 視準(zhǔn)軸視準(zhǔn)軸 水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器 圓水準(zhǔn)器用以粗略整平。其軸線平行于豎軸。 管水準(zhǔn)器用以精確整平。其軸線垂直于豎軸。 3. 制動(dòng)、微動(dòng)設(shè)備制動(dòng)、微動(dòng)設(shè)備 有兩套“制動(dòng)、微動(dòng)”設(shè)備，一為水平，一為垂直。 只有在已擰緊制動(dòng)螺旋（順時(shí)針擰）的情況下，微動(dòng)螺 旋才起作用。微動(dòng)幅度有限。 水平制、微動(dòng)螺旋用以控制照準(zhǔn)部繞豎軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。 垂直制、微動(dòng)螺旋用以控制望遠(yuǎn)鏡

8、繞橫軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。 豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋 （二）（二）. 度盤及其讀數(shù)機(jī)構(gòu)度盤及其讀數(shù)機(jī)構(gòu) 經(jīng)緯儀上有水平和豎直兩個(gè)度盤。 度盤是用光學(xué)玻璃制成的圓環(huán)，圓環(huán)邊 緣刻有間隔相等的分劃線，按順時(shí)針方 向注記。 水平度盤固定在金屬盒內(nèi)，豎軸插入環(huán) 心，照準(zhǔn)部（含讀數(shù)指標(biāo)）可繞其轉(zhuǎn)動(dòng)。 （指標(biāo)動(dòng)，度盤不動(dòng)指標(biāo)動(dòng)，度盤不動(dòng)） 豎直度盤固定在橫軸的一端，與望遠(yuǎn)鏡 一起轉(zhuǎn)動(dòng)。而豎盤讀數(shù)指標(biāo)則固定在U 型支架上。（度盤動(dòng)，指標(biāo)不動(dòng)度盤動(dòng)，指標(biāo)不動(dòng)） 利用右圖所示的轉(zhuǎn)換光路，將度盤刻劃 線影像傳送到讀數(shù)窗內(nèi)。 光路A讀水平角值；光路B讀豎直角值。 （三）（三）. . 基座基座 基座的作用：支

9、承儀器，連接 經(jīng)緯儀與三腳架。 基座由軸套、腳螺旋（用以小 幅升降儀器）、連接板和連接 孔（位于底部中心）組成，如 右圖。 三三. DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法 由于技術(shù)原因，度盤最小分劃值只能達(dá)到1o或20 。再細(xì) 則無法直接分辯。 角度值中小于最小分劃值的尾數(shù)部分只能估讀。但直接 估讀精度很低（類似于用時(shí)針直接估讀時(shí)間），（類似于用時(shí)針直接估讀時(shí)間），必須利用光 學(xué)測(cè)微技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)精密測(cè)角。 DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀主要采用分微尺測(cè)微分微尺測(cè)微，利用光學(xué)系統(tǒng)將 度盤分劃線和指標(biāo)（即指針）的構(gòu)像透射、反射到望遠(yuǎn) 鏡目鏡旁邊的讀數(shù)窗內(nèi)，讀數(shù)窗目鏡相當(dāng)于一個(gè)顯微鏡。 分微尺又叫分劃尺或

10、顯微帶尺，其 分劃線刻在讀數(shù)光路上的一塊玻璃 片上，作為指標(biāo)線。 分微尺的寬度等于度盤分劃影像一一 格格的寬度，尺上刻有61條分劃線， 共構(gòu)成60個(gè)小格。如右下圖所示。 J6級(jí)經(jīng)緯儀的度盤分劃值為1o ，故 分劃尺每一小格的寬度對(duì)應(yīng)的角值 為1 。 每10小格為一大格，大格處注記整 10數(shù)。 可直讀到1 ，估讀到十分之一小格， 即0.1 ，也就是6。角度秒數(shù)是6的 倍數(shù)。 讀數(shù)方法讀數(shù)方法 （1 1）先讀出落在分微尺上的度 盤分劃線的“度”數(shù)，如215。 （2 2）以該度盤分劃線為指標(biāo)， 讀出其在分微尺上的“分” 數(shù)，如6。 （3 3）估讀秒數(shù)，如0.7 ，即 42 。 （4 4）三數(shù)相加，得

11、全讀數(shù)： 215o06 42 。 注意：注意：讀數(shù)窗分為上下兩半， 有兩把分微尺的影像。標(biāo)有H 的為水平度盤，標(biāo)有V的為豎 盤。 右圖中豎盤讀數(shù)為： 78o5224 右圖中，分微尺上分劃線示值 增加的方向是自左至右，度盤 分劃線的示值增加方向則是自 右至左，二者相反。 有些儀器則不同，即度 盤分劃值自左至右增加， 而分微尺示值自右至左 增加。讀數(shù)方法一樣。 如右下圖。 圖中水平度盤讀數(shù)為： 214o5442 豎直度盤的讀數(shù)為： 79o0530 分微尺上的零刻劃線零刻劃線實(shí) 際上就是前述的度盤 “指標(biāo)線指標(biāo)線”。 若只有零刻劃線沒有其 余的60條刻劃，雖然也 能估計(jì)角度值，但精度 很低，就像用只

12、有時(shí)針、 沒有分針和秒針的手表 測(cè)時(shí)一樣。 教材中還介紹了單平行 玻璃測(cè)微方式，目前已 很少用。有興趣的同學(xué) 請(qǐng)自學(xué)。 0 3 33 3 經(jīng)緯儀的安置與使用經(jīng)緯儀的安置與使用 用經(jīng)緯儀測(cè)量角度，需先將儀器安置在 待測(cè)角度的頂點(diǎn)上。 經(jīng)緯儀的基本操作包括安置、瞄準(zhǔn)和讀 數(shù)。 一一. . 經(jīng)緯儀的安置經(jīng)緯儀的安置 安置儀器包括對(duì)中、整平對(duì)中、整平兩項(xiàng)內(nèi)容。 （一）（一）. .對(duì)中對(duì)中 目的是使儀器中心與測(cè)點(diǎn)標(biāo)志中心位于 同一鉛垂線上。 對(duì)中方法有垂球?qū)χ泻凸鈱W(xué)對(duì)中兩種。 光學(xué)對(duì)中的步驟如下 O A B （1 1）三腳架大致對(duì)中：）三腳架大致對(duì)中：張開三腳架，調(diào)節(jié)架腿，使腳架 高度適中（架頭與觀測(cè)者

13、第二個(gè)紐扣同高），（架頭與觀測(cè)者第二個(gè)紐扣同高），目估架頭水平， 并使架頭中心大致對(duì)準(zhǔn)地面標(biāo)志中心。 （2 2）經(jīng)緯儀大致對(duì)中：）經(jīng)緯儀大致對(duì)中：裝上儀器，擰緊中心連接螺旋。 從光學(xué)對(duì)中器光學(xué)對(duì)中器目鏡中能看到地面標(biāo)志即可，否則需平移 三腳架。 注意擰緊腳架升降（即箍套）螺絲注意擰緊腳架升降（即箍套）螺絲 （3 3）經(jīng)緯儀精確對(duì)中：）經(jīng)緯儀精確對(duì)中：旋轉(zhuǎn)腳螺旋，旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使地面標(biāo)志中心的 成像落在光學(xué)對(duì)中器目鏡窗中的小圓圈內(nèi)，或與對(duì)中器 十字絲交點(diǎn)重合。要求偏差在1mm以內(nèi)。 對(duì)中器的作用是使儀器的幾何中心（度盤中心）（度盤中心）與地面標(biāo) 志點(diǎn)位于同一鉛垂線上。 光學(xué)對(duì)中器由物鏡、目鏡、分劃

14、板（小圓圈或十字絲）（小圓圈或十字絲）和 直角轉(zhuǎn)向棱鏡等組成，如下圖。 光學(xué)對(duì)中器的對(duì)中精度可達(dá)1mm左右。 光學(xué)對(duì)中器光學(xué)對(duì)中器 （二）（二）. . 整平整平 目的是使經(jīng)緯儀水平度盤處于水 平狀態(tài)，也就是使豎軸處于鉛直 位置。 （1 1）粗平：）粗平：松開架腿上的箍套旋鈕， 升降架腿，使經(jīng)緯儀圓水準(zhǔn)氣泡 居中后擰緊箍套旋鈕。 升降時(shí)，腿尖不能移動(dòng)。一般升 降兩只架腿即可。（須一手扶穩(wěn)，（須一手扶穩(wěn)， 一手升降）一手升降） （2）精平：）精平：旋轉(zhuǎn)腳螺旋，使管水準(zhǔn)器氣泡居中。 具體步驟如下： “LL/1-2”。松開水平制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部使管水準(zhǔn) 軸LL與任意兩個(gè)腳螺旋的連線1-2平行。 “同

15、時(shí)勻速對(duì)轉(zhuǎn)同時(shí)勻速對(duì)轉(zhuǎn)1、2”。兩手同時(shí)向內(nèi)或向外勻速轉(zhuǎn)動(dòng) 腳螺旋1、2，使管水準(zhǔn)器氣泡居中。氣泡移動(dòng)的方向與氣泡移動(dòng)的方向與 左手大拇指運(yùn)動(dòng)方向一致左手大拇指運(yùn)動(dòng)方向一致。 “直轉(zhuǎn)，動(dòng)直轉(zhuǎn)，動(dòng)3”。將照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)90，使LL垂直于1-2，轉(zhuǎn) 動(dòng)第3個(gè)腳螺旋使管水準(zhǔn)器氣泡居中。 反復(fù)進(jìn)行。反復(fù)進(jìn)行。直到將照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)到任意位置氣泡均居中為止。 精平后須檢查對(duì)中情況。偏精平后須檢查對(duì)中情況。偏 離大時(shí)重做（一）（二），離大時(shí)重做（一）（二）， 偏離較小時(shí)平移基座。偏離較小時(shí)平移基座。 二二. 瞄準(zhǔn)瞄準(zhǔn) 瞄準(zhǔn)就是用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)待測(cè)目標(biāo)，獲得確定的觀測(cè)方 向線?！懊闇?zhǔn)”按以下四個(gè)步驟進(jìn)行： 目鏡對(duì)光目鏡對(duì)光。

16、轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲清晰。 粗瞄粗瞄。利用鏡上粗瞄器（或準(zhǔn)星和缺口）使望遠(yuǎn)鏡對(duì) 向待測(cè)目標(biāo)。 物鏡對(duì)光物鏡對(duì)光。轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋，使目標(biāo)成像清晰。 （若目標(biāo)不在望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)內(nèi)，則需重新進(jìn)行粗瞄） 1.精瞄精瞄。仔細(xì)旋轉(zhuǎn)水平微動(dòng)螺旋和垂直微動(dòng)螺旋，使望 遠(yuǎn)鏡十字絲縱絲精確對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)。 旋轉(zhuǎn)水平、垂直微動(dòng)螺旋，精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)水平、垂直微動(dòng)螺旋，精確瞄準(zhǔn)目標(biāo) 目標(biāo)物目標(biāo)物 測(cè)測(cè)水平角水平角時(shí)，用時(shí)，用縱絲縱絲瞄準(zhǔn)，并盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)瞄準(zhǔn)，并盡量瞄準(zhǔn)目標(biāo)底部底部。 根據(jù)目標(biāo)像的粗細(xì)程度，可采用根據(jù)目標(biāo)像的粗細(xì)程度，可采用“單絲平分單絲平分”或或“雙雙 絲夾準(zhǔn)絲夾準(zhǔn)”的瞄準(zhǔn)方式，如左下圖。的瞄準(zhǔn)方式，如

17、左下圖。 測(cè)測(cè)豎直角豎直角時(shí)，用時(shí)，用中橫絲中橫絲截在目標(biāo)像的截在目標(biāo)像的頂部頂部。如右下圖。如右下圖。 三三. . 讀數(shù)讀數(shù) 照準(zhǔn)目標(biāo)后，按上節(jié)介紹的方法讀取方向角值。 34 水平角觀測(cè)水平角觀測(cè) 水平角的觀測(cè)方法有很多，如測(cè)回法、 方向觀測(cè)法、復(fù)測(cè)法、分組觀測(cè)法等。 本節(jié)主要介紹測(cè)回法。 測(cè)回法主要用于觀測(cè)兩個(gè)方向的單角 （三個(gè)方向時(shí)也可采用）（三個(gè)方向時(shí)也可采用）。 如右圖所示，A、B、O為地面上的三 點(diǎn)，欲測(cè)量水平角AOB，在O點(diǎn)安 置儀器（對(duì)中、整平），在A、B點(diǎn)豎 立標(biāo)桿或配有瞄準(zhǔn)裝置的反光鏡。 具體觀測(cè)步驟如下。具體觀測(cè)步驟如下。 1. 盤左盤左瞄瞄A，讀記，讀記a左 左。 。

18、（盤左又稱正鏡，豎盤在望遠(yuǎn)鏡左邊）（盤左又稱正鏡，豎盤在望遠(yuǎn)鏡左邊） 2. 順轉(zhuǎn)順轉(zhuǎn)瞄瞄B，讀記，讀記b左 左。 。 3. 計(jì)算上半測(cè)回角值：計(jì)算上半測(cè)回角值：左 左= b左左 a左 左 4. 盤右盤右瞄瞄B，讀記，讀記b右 右。 。 （盤右又稱倒鏡，豎盤在望遠(yuǎn)鏡右邊）（盤右又稱倒鏡，豎盤在望遠(yuǎn)鏡右邊） 5. 逆轉(zhuǎn)逆轉(zhuǎn)瞄瞄A，讀記，讀記a右 右。 。 6. 計(jì)算下半測(cè)回角值：計(jì)算下半測(cè)回角值：右 右= b右右 a右 右 計(jì)算上、下半測(cè)回較差：計(jì)算上、下半測(cè)回較差： 左 左 右 右 （ 上半測(cè)回與下半測(cè)回合稱為上半測(cè)回與下半測(cè)回合稱為一測(cè)回一測(cè)回。 當(dāng)當(dāng) 容 容時(shí)計(jì)算一測(cè)回平均值，否則重測(cè)） 時(shí)

19、計(jì)算一測(cè)回平均值，否則重測(cè)） 計(jì)算一測(cè)回平均角值：計(jì)算一測(cè)回平均角值： 7. =（ 左 左 右 右） ）/2 測(cè)回法觀測(cè)手簿測(cè)回法觀測(cè)手簿 0 01 18 O 第一測(cè)回第一測(cè)回 左左 右右 A B49 50 12 49 48 54 B229 50 18 A180 01 48 49 48 30 49 48 42 O 第二測(cè)回第二測(cè)回 左左 A90 00 54 139 49 36B 49 48 42 右右 B319 50 00 A 270 01 24 49 48 36 49 48 39 49 48 40 為了減小觀測(cè)誤差，提高測(cè)角精度， 工程上通常需要觀測(cè)幾個(gè)測(cè)回，甚至 十多個(gè)測(cè)回。 多測(cè)回觀測(cè)時(shí)

20、須變換水平度盤位置。 利用度盤配置器度盤配置器改變度盤讀數(shù)位置， 使每個(gè)測(cè)回在盤左觀測(cè)起始方向時(shí)的 水平度盤讀數(shù)不同，以減小度盤分劃 誤差的影響。 轉(zhuǎn)動(dòng)度盤變換鈕時(shí)水平度盤讀數(shù)會(huì)發(fā) 生變化。配置結(jié)束須關(guān)上護(hù)蓋。 設(shè)測(cè)回?cái)?shù)為n，第一測(cè)回總是在0， 其它測(cè)回則按按180o /n變換度盤位置變換度盤位置。 實(shí)際操作時(shí)的度盤配置值可略大于上 述角值，如600042 。 35 豎直角觀測(cè)豎直角觀測(cè) 一一. . 豎直度盤的構(gòu)造豎直度盤的構(gòu)造 在3-1已介紹，測(cè)量豎直角 時(shí)，只需讀一個(gè)讀數(shù)。 豎盤與望遠(yuǎn)鏡固連在一起，隨 望遠(yuǎn)鏡一起轉(zhuǎn)動(dòng)，但讀數(shù)指標(biāo) 線固定不動(dòng)。指標(biāo)線與豎盤指 標(biāo)水準(zhǔn)管軸線垂直。 豎盤指標(biāo)線的

21、正確位置為鉛直。 只有當(dāng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居 中時(shí)，指標(biāo)線才處于正確位置。 利用豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋 可使水準(zhǔn)管氣泡居中。每次讀每次讀 取豎直角時(shí)必須調(diào)節(jié)該螺旋使取豎直角時(shí)必須調(diào)節(jié)該螺旋使 氣泡居中。氣泡居中。 豎盤指 標(biāo)水準(zhǔn) 管微動(dòng) 螺旋 豎盤刻度注記常用“全圓順時(shí)針天頂距式全圓順時(shí)針天頂距式”注記：從 0360 按順時(shí)針方向注記。 望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)，豎盤讀數(shù)為90（盤左盤左）或270 （盤盤 右右），相當(dāng)于從天頂方向量至視線方向的角度（即天頂即天頂 距。望遠(yuǎn)鏡瞄向天頂時(shí)讀數(shù)為零距。望遠(yuǎn)鏡瞄向天頂時(shí)讀數(shù)為零）。 盤左 盤右 天頂距 90o 盤左讀數(shù)用L表示。

22、望遠(yuǎn) 鏡上仰時(shí)L小于90，下俯 時(shí)L大于90 。 盤右讀數(shù)用R表示。望遠(yuǎn) 鏡上仰時(shí)R大于270 ，下 俯時(shí)R小于270 。 二二. .豎直角的觀測(cè)豎直角的觀測(cè) 觀測(cè)豎直角時(shí)，用望遠(yuǎn)鏡十字絲橫絲照準(zhǔn)目標(biāo)（切住標(biāo) 桿頂部或反光鏡標(biāo)志線），見下圖。 豎直角觀測(cè)通常采用中絲法。 中絲法觀測(cè)程序中絲法觀測(cè)程序 （1）在測(cè)站安置儀器，對(duì)中、整平。 （2）盤左照準(zhǔn)目標(biāo)，旋轉(zhuǎn)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋微動(dòng)螺旋使氣 泡居中（有些儀器需利用水準(zhǔn)管旁邊的觀察窗，使兩端氣泡影有些儀器需利用水準(zhǔn)管旁邊的觀察窗，使兩端氣泡影 像線符合，如右下圖像線符合，如右下圖），讀取豎盤讀數(shù)L。 （3）盤右照準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)氣泡、讀數(shù)R。 以上

23、為一測(cè)回的觀測(cè)。若需觀測(cè)多個(gè)測(cè)回，則重復(fù)上述 步驟。 豎直角觀測(cè)也可與水平角觀測(cè)同時(shí)進(jìn)行。 豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微 動(dòng)螺旋動(dòng)螺旋 三三. 豎直角與指標(biāo)差的計(jì)算豎直角與指標(biāo)差的計(jì)算 （一）指標(biāo)線位置正確時(shí)豎直角的（一）指標(biāo)線位置正確時(shí)豎直角的 計(jì)算計(jì)算 設(shè)豎直角用表示，則有： 盤左觀測(cè)值 左 90o L 盤右觀測(cè)值 右 R 270o 一測(cè)回平均值： （ 左 右）/2 （RL 180o）/2 （二）（二）指標(biāo)差的概念指標(biāo)差的概念 望遠(yuǎn)鏡視線水平時(shí)豎盤讀數(shù)與設(shè)計(jì)常數(shù)之差叫指標(biāo)差指標(biāo)差。 由于某種原因（水準(zhǔn)管氣泡未嚴(yán)格居中；或氣泡雖然居中但水準(zhǔn)管氣泡未嚴(yán)格居中；或氣泡雖然居中但 指標(biāo)線與水準(zhǔn)

24、管軸不垂直；或豎盤安裝時(shí)存在偏差等指標(biāo)線與水準(zhǔn)管軸不垂直；或豎盤安裝時(shí)存在偏差等），當(dāng)望 遠(yuǎn)鏡視線水平、豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，豎盤讀數(shù) 并不是所設(shè)計(jì)的應(yīng)有常數(shù)（ 90或270）, 而是相差了一個(gè)小角， 這個(gè)小角便是豎盤指標(biāo) 差，用x表示。見右圖。 （三）存在指標(biāo)差時(shí)，豎直角的計(jì)算（三）存在指標(biāo)差時(shí)，豎直角的計(jì)算 （1）按盤左觀測(cè)值計(jì)算： （2) 按盤右觀測(cè)值計(jì)算： （3）一測(cè)回平均值： （ 左 右）/2（RL180）/ 2 xL 90 左 指標(biāo)差： x ( L + R 360）/ 2 因已考慮了指標(biāo)差影響，故按（1）、 （2）、（3）式計(jì)算的結(jié)果完全相同。 可采用任何一個(gè)進(jìn)行計(jì)算，但仰角用仰角用 （2 2）式、俯角用（）式、俯角用（1 1）式）式計(jì)算最計(jì)算最簡(jiǎn)便簡(jiǎn)便。 xR 270 右 （四）算例（四）算例 例例1：L8323 12 ，R 27637 18 。求x和。 解：先計(jì)算指標(biāo)差 x （LR360）/ 2 15 按公式（1）計(jì)算垂直角 左 90o