第三章經(jīng)緯儀及角度測(cè)量

1、第三章 經(jīng)緯儀及角度測(cè)量第一節(jié) 角度測(cè)量概述 角度觀(guān)測(cè)是測(cè)量工作的基本內(nèi)容之一。角度觀(guān)測(cè)包括：水平角觀(guān)測(cè)、垂直角觀(guān)測(cè)。要確定地面點(diǎn)的平面位置，一般需要觀(guān)測(cè)水平角；要確定地面點(diǎn)的高程位置或?qū)y(cè)得的斜距化算為平距時(shí)，一般需要觀(guān)測(cè)垂直角。 一、水平角及其測(cè)量原理一點(diǎn)到兩點(diǎn)的目標(biāo)方向線(xiàn)垂直投影在水平面上所夾的角稱(chēng)為水平角。 如圖4-1中，A，B，C為地面上高度不同的三個(gè)點(diǎn)，將這三點(diǎn)分別沿鉛垂線(xiàn)方向投影到水平面上，在水平面上得到相應(yīng)的a、b、c三點(diǎn)，則cab即為地面上AC和AB兩方向線(xiàn)間所夾的水平 角。這里應(yīng)注意，CAB不是水平角。 顯然，地面上任意兩方向線(xiàn)間的水平角值，就是過(guò)該兩方向線(xiàn)所作兩鉛垂面組成

2、的兩面角的大小。由此可知，水平角可以在與經(jīng)過(guò)A點(diǎn)鉛垂線(xiàn)相垂直的任一水平面上求得。 為了測(cè)定水平角值，可在角頂A點(diǎn)上方安置一臺(tái)經(jīng)緯儀，儀 圖4-1 水平角觀(guān)測(cè)原理 器上有一個(gè)能水平放置的刻度圓盤(pán)，即水平度盤(pán)，度盤(pán)上有0°360°的刻度，度盤(pán)中心O正好在經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的鉛垂線(xiàn)上。另外，經(jīng)緯儀上還裝有一個(gè)能夠瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)方目標(biāo)的望遠(yuǎn)鏡，望遠(yuǎn)鏡不但可以在水平方向上左右轉(zhuǎn)動(dòng)，而且還能在鉛垂面內(nèi)上下轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)望遠(yuǎn)鏡分別照準(zhǔn)高低不同的目標(biāo)C和B，就可得到實(shí)地AC和AB兩方向線(xiàn)在水平度盤(pán)上投影的相應(yīng)讀數(shù)方向值n和方向值m，則水平角就是這兩個(gè)讀數(shù)即兩個(gè)方向值之差，即這就是水平角的測(cè)量原理。 二、垂直角及

3、其測(cè)量原理 一點(diǎn)至觀(guān)測(cè)目標(biāo)的方向線(xiàn)與其在水平面上投影間的夾角稱(chēng)為垂直角，簡(jiǎn)稱(chēng)豎直角，亦稱(chēng)“高度角”，通常用表示。 如圖4-2所示，測(cè)站點(diǎn)A支目標(biāo)點(diǎn)B、C的方向線(xiàn)AB，AC與水平線(xiàn)之間的夾角、就是A點(diǎn)到B、C兩點(diǎn)的垂直角。顯然，垂直角是在包含方向線(xiàn)的鉛垂面內(nèi)，而且有正、負(fù)之分。目標(biāo)在水平面以上的稱(chēng)“仰角”，角值為正，如；目標(biāo)在水平面以下的稱(chēng)為“俯角”，角值為負(fù)，如。其角值自水平線(xiàn)起算，各從。 圖4-2 垂直角測(cè)量原理 另一種是目標(biāo)方向與天頂方向（即鉛垂線(xiàn)的反方向）所夾的角，稱(chēng)為天頂距。一般用Z表示。天頂距的大小從，沒(méi)有負(fù)值，如圖4-2所示。 為了測(cè)定垂直角，在經(jīng)緯儀的水平軸一端安裝上了一個(gè)刻有度

4、數(shù)的垂直圓盤(pán)，稱(chēng)為垂直度盤(pán)，亦稱(chēng)豎盤(pán)。垂直度盤(pán)平面與過(guò)視線(xiàn)的鉛垂面平行，其中心在過(guò)A點(diǎn)的水平線(xiàn)上；垂直度盤(pán)隨望遠(yuǎn)鏡的上下轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，其與視線(xiàn)平行的對(duì)徑分劃線(xiàn)為定值。對(duì)某種經(jīng)緯儀來(lái)說(shuō)，視線(xiàn)水平時(shí)的垂直度盤(pán)數(shù)為0°與90°的整倍數(shù)。故測(cè)量垂直角時(shí)只需要用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)，讀出垂直度盤(pán)上的讀數(shù)，即可算出垂直角。經(jīng)緯儀就是根據(jù)上述水平角和垂直角的測(cè)量原理設(shè)計(jì)制造的。第二節(jié) 光學(xué)經(jīng)緯儀光學(xué)經(jīng)緯儀簡(jiǎn)稱(chēng)經(jīng)緯儀，它是測(cè)量工作的主要測(cè)角儀器。國(guó)產(chǎn)經(jīng)緯儀按精度分為為普通經(jīng)緯儀。目前國(guó)內(nèi)常用的除國(guó)產(chǎn)經(jīng)緯儀外，還有多種型號(hào)的進(jìn)口經(jīng)緯儀。經(jīng)緯儀中的望遠(yuǎn)鏡有成倒像的，也有成正像的。經(jīng)緯儀的類(lèi)型雖然很多，

5、但由于它們的主要部件和結(jié)構(gòu)性能大致相同，所以，只要熟悉一種，其他類(lèi)型也可基本了解。本節(jié)主要介紹國(guó)產(chǎn)型(簡(jiǎn)稱(chēng))光學(xué)經(jīng)緯儀。一、經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)為了能夠測(cè)出可靠的水平角和垂直角，經(jīng)緯儀應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：第一儀器能夠使水平度盤(pán)和垂直度盤(pán)分別整置于水平位置和鉛垂位置；第二.能夠精確照準(zhǔn)任何方向不同、高度不同、遠(yuǎn)近不同的目標(biāo)；第三儀器照準(zhǔn)部的旋轉(zhuǎn)軸(垂直軸)應(yīng)與過(guò)測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線(xiàn)一致；第四.水平度盤(pán)應(yīng)水平，垂直度盤(pán)應(yīng)鉛垂，并能測(cè)出目標(biāo)的水平方向值和垂直角。按照上述要求，經(jīng)緯儀的基本結(jié)構(gòu)如圖4-3所示。從外形看可分為照準(zhǔn)部、基座、三腳架三大部分1照準(zhǔn)部 經(jīng)緯儀基座上部能繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的整體，稱(chēng)為照準(zhǔn)部，包括水平

6、軸、支架、望遠(yuǎn)鏡、讀數(shù)設(shè)備、垂直度盤(pán)、水平度盤(pán)及水準(zhǔn)器等，照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)的中心軸稱(chēng)為垂直軸，亦稱(chēng)“豎軸”或“縱軸”。觀(guān)測(cè)作業(yè)時(shí)要求垂直軸應(yīng)與過(guò)測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線(xiàn)一致，照準(zhǔn)部的施轉(zhuǎn)保持圓滑平穩(wěn)。望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)的中心軸稱(chēng)為水平軸，亦稱(chēng)“橫軸”或“望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)軸”。垂直軸和水平軸、水平軸和望遠(yuǎn)鏡的照準(zhǔn)軸應(yīng)互成正交關(guān)系。照準(zhǔn)部的旋轉(zhuǎn)可使望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)方向不同的目標(biāo)。 望遠(yuǎn)鏡、垂直度盤(pán)和讀數(shù)顯微鏡均固連在水平軸上，且與水平軸正交。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡繞水平軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，垂直度盤(pán)和讀數(shù)顯微鏡隨著轉(zhuǎn)動(dòng)，可以很方便的讀取水平方向值和測(cè)定垂直角。望遠(yuǎn)鏡上仰下俯可以照準(zhǔn)高度不同的目標(biāo)；通過(guò)望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦可以照準(zhǔn)遠(yuǎn)近不同的目標(biāo)。 水平軸兩端由支架支撐

7、著，支架下部安裝有管水準(zhǔn)器和水平度盤(pán)，通過(guò)管水準(zhǔn)器可將水平度盤(pán)置于水平位置。照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)時(shí)，水平度盤(pán)不動(dòng)，以便測(cè)出水平角。 2基座 照準(zhǔn)部下面是基座。通?；驼諟?zhǔn)部聯(lián)為一體，垂直軸套固定在基座上，通過(guò)軸和軸套將照準(zhǔn)部和基座連在一起。照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)時(shí)，基座不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)?；虏坑腥齻€(gè)腳螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋可使照準(zhǔn)部上的管水準(zhǔn)器氣泡居中，即管水準(zhǔn)軸水平，以此來(lái)整平儀器?；ㄟ^(guò)連接螺旋可將儀器固定在三腳架上。 3腳架 三腳架可以伸縮收合，架頭上的連接螺旋下端可懸掛垂球，便于使儀器垂直軸與過(guò)測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線(xiàn)一致。 二、型光學(xué)經(jīng)緯儀各部件名稱(chēng)及性能 國(guó)產(chǎn) 型光學(xué)經(jīng)緯儀，其外形和各部件的名稱(chēng)，如圖4-4所示。 三、讀

8、數(shù)設(shè)備及讀數(shù)方法 地形控制所用的經(jīng)緯儀，其讀數(shù)裝置多為測(cè)微尺及光學(xué)測(cè)微輪兩種。如圖4-5所示，為經(jīng)緯儀讀數(shù)窗內(nèi)所見(jiàn)到的度盤(pán)影像：上面為水平度盤(pán)及測(cè)微尺影像，下面為垂直度盤(pán)及測(cè)微尺影像。圖 4-4 型光學(xué)經(jīng)緯儀 度盤(pán)分劃線(xiàn)的間隔為1°，測(cè)微尺全長(zhǎng)正好與度盤(pán)分劃影像1°的間隔相等，并分為60小格，每一小格之值為1，可估讀到一小格的l/10(即0.1即6）。讀數(shù)時(shí)，以測(cè)微尺的0分劃線(xiàn)為讀數(shù)指標(biāo)線(xiàn)，先讀取度盤(pán)分劃的度數(shù)值，再讀取讀數(shù)指標(biāo)線(xiàn)到度盤(pán)分劃線(xiàn)之間的數(shù)值，即分、秒值，兩數(shù)之和即為度盤(pán)讀數(shù)。其中度盤(pán)上的哪個(gè)度落在測(cè)微尺060之間，則讀多少度，這個(gè)度分劃到讀數(shù)指標(biāo)線(xiàn)之間有多少格，

9、讀多少分，秒估讀至測(cè)微尺上一格的，如水平度盤(pán)35°0330 同樣道理，垂直度盤(pán)讀數(shù)為87°0712其中12為估讀0.2小格的值)。 因此，經(jīng)緯儀的最小讀數(shù)秒值，必須是6的整倍數(shù)。 第三節(jié) 光學(xué)經(jīng)緯儀的使用光學(xué)經(jīng)緯儀的使用包括經(jīng)緯儀的安置、調(diào)焦、照準(zhǔn)、對(duì)度盤(pán)等基本操作方法?，F(xiàn)分述如下。一、經(jīng)緯儀的安置 1.對(duì)中 對(duì)中的目的是使儀器中心安置在通過(guò)測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線(xiàn)上，即使儀器垂直軸與過(guò)測(cè)站點(diǎn)的鉛垂線(xiàn)一致。這是測(cè)量水平角和垂直角的基本要求。對(duì)中方法有用垂球?qū)χ泻陀霉鈱W(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中兩種。 (1)垂球?qū)χ?在測(cè)站點(diǎn)上，首先張開(kāi)三腳架，目估對(duì)中且使腳架頭大致水平、腳架高度適于觀(guān)測(cè)，將連接螺旋

10、置于架頭中心并懸掛垂球，調(diào)整垂球線(xiàn)長(zhǎng)度，平移踩緊腳架腿使垂球尖大致對(duì)準(zhǔn)地面點(diǎn)。然后將經(jīng)緯儀用連接螺旋連接在架頭上，稍許移動(dòng)儀器，使垂球尖對(duì)準(zhǔn)地面點(diǎn)位中心，從大約90°的兩個(gè)方向觀(guān)察，其偏離量小于規(guī)定限差為止（一般規(guī)定應(yīng)小于3mm)，再將連接螺旋擰緊即可。如果偏離量過(guò)大，而且儀器在架頭上平移仍無(wú)法達(dá)到限差要求時(shí)，應(yīng)移動(dòng)三腳架重新對(duì)中，直到符合要求為止。 (2)光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中 張開(kāi)三腳架，目估對(duì)中且使三腳架架頭高度適中、大致水平，并踩牢架腿。 將經(jīng)緯儀固定在三腳架上，調(diào)整光學(xué)對(duì)點(diǎn)器目鏡焦距，使對(duì)點(diǎn)器的圓圈標(biāo)志和測(cè)站點(diǎn)影像清晰。 轉(zhuǎn)動(dòng)儀器腳螺旋，使測(cè)站點(diǎn)影像位于圓圈中心；也可固定三腳架的一

11、條腿于適當(dāng)位置，兩手分別握往另外兩條架腿，在移動(dòng)這兩條架腿的同時(shí)，從光學(xué)對(duì)點(diǎn)器中觀(guān)察，使對(duì)點(diǎn)器圓圈中心對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志中心。 伸縮腳架腿，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。然后，旋轉(zhuǎn)腳螺旋，通過(guò)管水準(zhǔn)器整平儀器。 察看對(duì)中情況，若偏離不大，可稍松連接螺旋，將儀器在架頭上稍微平移，使圓圈套住測(cè)站點(diǎn)位，重新通過(guò)管水準(zhǔn)器整平儀器。若偏離甚大，應(yīng)重新整置三腳架，直到達(dá)到對(duì)中要求為止。 (3)注意事項(xiàng) 對(duì)中后應(yīng)及時(shí)固緊連接螺旋和架腿固定螺旋。 檢查對(duì)中偏差，應(yīng)在大約90°的兩個(gè)方向上觀(guān)察。 在堅(jiān)滑地面上設(shè)站時(shí)，應(yīng)將腳架腿用繩子纜住或用磚、石頂住，以防架腿滑動(dòng)。 在山坡上設(shè)站時(shí)，應(yīng)使腳架的兩個(gè)腿在下坡，一個(gè)腿在上坡，

12、以保障儀器穩(wěn)定、安全。 2. 整平 整平的目的是使儀器的垂直軸位于鉛垂位置，水平度盤(pán)、水平軸位于水平位置。整平分兩步進(jìn)行。 (1)粗平 旋轉(zhuǎn)三個(gè)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡居中，其體方法同水準(zhǔn)儀的整平。 (2)精確整平 精確整平的方法如圖4-8所示。圖4-8 精確整平的方法 旋轉(zhuǎn)儀器使照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)器與任意兩個(gè)腳螺旋的連線(xiàn)平行，用兩手同時(shí)相對(duì)或相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)這兩個(gè)腳螺旋(氣泡的移動(dòng)方向同左手拇指的旋轉(zhuǎn)方向)，使管水準(zhǔn)器氣泡居中。 將儀器旋轉(zhuǎn)90°，使管水準(zhǔn)器與前兩個(gè)腳螺旋連線(xiàn)方向垂直，轉(zhuǎn)動(dòng)第三個(gè)腳螺旋，使氣泡居中。如果管水準(zhǔn)器檢校正確，如此反復(fù)進(jìn)行二、三次即可達(dá)到精確整平的目的，即管水準(zhǔn)器轉(zhuǎn)到

13、任何方向時(shí)，水準(zhǔn)氣泡居中，或偏離不得超過(guò)1格。 (3)整平時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng) 轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋時(shí)不可過(guò)猛，否則氣泡不易穩(wěn)定。應(yīng)掌握氣泡移動(dòng)規(guī)律，即左手拇指運(yùn)動(dòng)方向就是氣泡的移動(dòng)方向，右手則相反。 當(dāng)三個(gè)腳螺旋高低相差過(guò)大，出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整腳架頭水平并對(duì)中，然后再整平，不可強(qiáng)行旋轉(zhuǎn)。第三個(gè)腳螺旋要單獨(dú)旋轉(zhuǎn)。若反復(fù)幾次難以整平，可能與管水準(zhǔn)器未校正好有關(guān)。這時(shí)應(yīng)按本章第六節(jié)介紹的方法校正管水準(zhǔn)器后進(jìn)行整平。用垂球?qū)χ袝r(shí)，對(duì)中和整平各自是獨(dú)立的互不影響；用光學(xué)對(duì)點(diǎn)器對(duì)中時(shí)，對(duì)中和整平互相有影響，因此整平主要靠升降腳架，最后用腳螺旋精確整平儀器后，應(yīng)再檢查對(duì)中情況，最后應(yīng)使對(duì)中、整平同時(shí)滿(mǎn)足要求為止。

14、儀器在使用之前，一定要進(jìn)行必要的檢驗(yàn)和校正，當(dāng)檢校合格后，按上述方法很快就可安置好儀器。二、照準(zhǔn) 角度測(cè)量時(shí)，地面的目標(biāo)點(diǎn)上必須設(shè)立照準(zhǔn)標(biāo)志，才能進(jìn)行瞄準(zhǔn)。測(cè)角時(shí)的照準(zhǔn)標(biāo)志一般是豎立于地面點(diǎn)上的標(biāo)桿（花桿）、測(cè)釬或架設(shè)于三腳架上的覘牌，如圖4-9所示。測(cè)釬適用于離測(cè)站較近的目標(biāo)，標(biāo)桿可適用于較遠(yuǎn)的目標(biāo)，覘牌為較理想的照準(zhǔn)標(biāo)志，遠(yuǎn)、近皆適用。懸掛垂球形成鉛垂線(xiàn)也可作為照準(zhǔn)標(biāo)志。用望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)的方法和步驟如下：目鏡調(diào)焦：將望遠(yuǎn)鏡對(duì)向明亮的背景（例如白墻、天空等），轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲最清晰。粗瞄目標(biāo)：松開(kāi)望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋和水平制動(dòng)螺旋，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡上的瞄準(zhǔn)器（缺口和準(zhǔn)星），旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)

15、，然后制緊制動(dòng)螺旋。物鏡調(diào)焦：轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦環(huán)，使目標(biāo)的像十分清晰，再旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡微動(dòng)螺旋和水平微動(dòng)螺旋，使目標(biāo)像靠近十字絲。照準(zhǔn)系用十字絲中心部位照準(zhǔn)目標(biāo)。故十字絲是照準(zhǔn)目標(biāo)的主要設(shè)備。如圖410所示，為型經(jīng)緯儀的十字絲分劃板。當(dāng)目標(biāo)較為粗大時(shí)，常用單絲平分（圖411（a）；若目標(biāo)較為細(xì)小時(shí)，則常用雙絲對(duì)稱(chēng)夾準(zhǔn)（圖411（b）。如果桿狀目標(biāo)（花桿或旗桿）歪斜時(shí)，應(yīng)盡量照準(zhǔn)其根部（圖411（c），以減少照準(zhǔn)偏差的影響。 圖4-10 十字絲分劃板 （a） 縱絲測(cè)水平角 （b）縱絲測(cè)水平角 （c）縱絲測(cè)水平角 （d）橫絲測(cè)垂直角（單絲平分） （雙絲夾準(zhǔn)） （照準(zhǔn)花桿底部） （橫絲切準(zhǔn)旗桿頂部） 圖4-

16、11 用十字絲的不同部位照準(zhǔn)目標(biāo) 橫絲用于測(cè)定垂直角。照準(zhǔn)時(shí)，目標(biāo)要靠近縱絲，切準(zhǔn)目標(biāo)的部位一定要明確，并記錄在手簿上，一般用水平橫絲切準(zhǔn)目標(biāo)的上沿，如圖411（d）所示。 另外還應(yīng)注意，無(wú)論測(cè)水平角或垂直角，照準(zhǔn)目標(biāo)的部位均應(yīng)接近十字絲為好。 照準(zhǔn)目標(biāo)有正鏡、倒鏡之分。當(dāng)用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，垂直度盤(pán)在望遠(yuǎn)鏡的左側(cè)稱(chēng)為盤(pán)左或正鏡；垂直度盤(pán)在望遠(yuǎn)鏡的右側(cè)稱(chēng)為盤(pán)右或倒鏡。 操作方法 松開(kāi)照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡的制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡，用粗瞄準(zhǔn)器使望遠(yuǎn)鏡大致照準(zhǔn)目標(biāo)，然后從望遠(yuǎn)鏡內(nèi)找到目標(biāo)并使其移動(dòng)到十字絲中心附近，固定照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋，在旋轉(zhuǎn)其微動(dòng)螺旋，便可準(zhǔn)確照準(zhǔn)目標(biāo)的固定部位，讀取水平度盤(pán)

17、或垂直度盤(pán)數(shù)值。 為了減少儀器的隙動(dòng)誤差，使用微動(dòng)螺旋精確照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，一定要用旋進(jìn)方向。測(cè)水平角時(shí)照準(zhǔn)部的旋轉(zhuǎn)一定要按規(guī)定的方向旋轉(zhuǎn)，以減少儀器的帶動(dòng)誤差。 四、配置度盤(pán) 配置度盤(pán)又稱(chēng)“對(duì)零”，其目的是為了減少度盤(pán)分劃不均勻帶來(lái)的誤差的影響和計(jì)算觀(guān)測(cè)方向值的方便。使起始方向（或稱(chēng)零方向）水平度盤(pán)讀數(shù)在0°附近（略大于0°），或某一指定位置，都稱(chēng)為配置度盤(pán)。 型儀器和其他大多數(shù)經(jīng)緯儀都是用度盤(pán)變換手輪配置度盤(pán)。度盤(pán)變換手輪控制水平度盤(pán)，可使之單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)。操作時(shí)，在整置儀器后，首先用盤(pán)左位置精確照準(zhǔn)起始方向目標(biāo)，而后轉(zhuǎn)動(dòng)度盤(pán)變換手輪，使水平度盤(pán)讀數(shù)為預(yù)定讀數(shù)即可。為防止觀(guān)測(cè)時(shí)碰到

18、度盤(pán)變換手輪，配置度盤(pán)后應(yīng)及時(shí)扣上保護(hù)蓋。 當(dāng)測(cè)角精度要求較高時(shí)，往往需要在一個(gè)測(cè)站上觀(guān)測(cè)若干測(cè)回。為了減弱度盤(pán)分劃誤差的影響，各測(cè)回零方向的起始數(shù)值，應(yīng)按下列公式計(jì)算。 （431） 式中，n為測(cè)回?cái)?shù)，i為測(cè)回序號(hào)。 例如，測(cè)兩個(gè)測(cè)回（n=2），第測(cè)回（i=1），零方向度盤(pán)讀數(shù)應(yīng)為略大于0°（如0°0212）；第 測(cè)回（i=2），零方向度盤(pán)讀數(shù)應(yīng)為略大于90°。第四節(jié) 水平角觀(guān)測(cè) 一、觀(guān)測(cè)前的準(zhǔn)備 到達(dá)測(cè)站點(diǎn)后，應(yīng)按下述次序做好準(zhǔn)備工作。 安置儀器（包括對(duì)中、整平） 尋找觀(guān)測(cè)目標(biāo)。根據(jù)設(shè)計(jì)圖上本站應(yīng)觀(guān)測(cè)的方向，依次目測(cè)或從望遠(yuǎn)鏡中找到應(yīng)測(cè)目標(biāo)，并記下目標(biāo)附近較明顯

19、的特征或背景，以便觀(guān)測(cè)時(shí)能迅速準(zhǔn)確地找到和照準(zhǔn)目標(biāo)。目標(biāo)不清晰的點(diǎn)，可加大測(cè)旗或加粗花桿等，以防測(cè)錯(cuò)目標(biāo)。 選定零方向。找到觀(guān)測(cè)目標(biāo)后，應(yīng)選擇目標(biāo)清晰、背景明亮、距離適中、易于照準(zhǔn)的目標(biāo)作為零方向（即起始方向）。目的是保證零方向的觀(guān)測(cè)精度，避免因零方向觀(guān)測(cè)超限而返工。 作好記錄準(zhǔn)備。記錄前，首先填寫(xiě)好表頭上的內(nèi)容，如測(cè)站名稱(chēng)、日期、觀(guān)測(cè)者和記錄者姓名、儀器編號(hào)、天氣、站點(diǎn)名稱(chēng)等，并繪出觀(guān)測(cè)方向略圖（按上北、下南、左西、右東方位繪制）。 二 、水平角觀(guān)測(cè) 1.測(cè)回法測(cè)回法是水平角觀(guān)測(cè)的常用方法之一，用于兩個(gè)方向的單角觀(guān)測(cè)。觀(guān)測(cè)方法如圖412所示。A，C為觀(guān)測(cè)目標(biāo)，B為測(cè)站點(diǎn)，欲測(cè)水平角。 (1)

20、觀(guān)測(cè)方法盤(pán)左位置(正鏡)，照準(zhǔn)左目標(biāo)A，配置度盤(pán)。讀取水平度盤(pán)讀數(shù)為，記入表41第（1）欄內(nèi)； 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，照準(zhǔn)右目標(biāo)C同樣讀取水平度盤(pán)讀數(shù)為，記入第(2)欄內(nèi)； 以上操作稱(chēng)為上半測(cè)回?？v轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡(倒鏡)盤(pán)右位置，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，照準(zhǔn)目標(biāo)C，讀取水平度盤(pán)讀數(shù)，記入第(3)欄內(nèi)；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，照準(zhǔn)目標(biāo)A，讀取水平度盤(pán)讀數(shù)，記入第(4)欄內(nèi)。以上操作稱(chēng)為下半測(cè)回。上、下兩個(gè)半測(cè)回合稱(chēng)為一測(cè)回。(2)計(jì)算方法水平角觀(guān)測(cè)的計(jì)算表格如表4-1所示，按下面介紹的步驟進(jìn)行計(jì)算。觀(guān)測(cè)方向略圖 表4-1水平角觀(guān)測(cè)記錄實(shí)例儀器：98520觀(guān)測(cè)者：甄實(shí)記錄者：鄭潔作業(yè)日期：測(cè)站：覘點(diǎn)讀 數(shù)半測(cè)回方向一測(cè)

21、回平均方向各測(cè)回平均方向附注盤(pán)左盤(pán)右123456789第測(cè)回（1）（4）（5）（8）（10）（2）（3）（6）（9）（11）（7）第測(cè)回1. 0 02 18180 02 160 00 000 00 000 00 002. 53 33 54233 33 3653 31 3653 31 2853 31 3220第測(cè)回1. 90 03 06270 03 120 00 000 00 002. 143 34 48323 34 4253 31 4253 31 3630上半測(cè)回的2個(gè)方向值均各自減去第(1)欄的方向值：(5)=(1)一(1)=0°0000； (6)=(2)一(1)。下半測(cè)回的2個(gè)方

22、向值均各自減去第(4)欄的方向值(4)一(4)=0°0000，同第(5)欄，則不用計(jì)算。其他計(jì)算為；(7)=(3)(4)，如第(7)欄度、分同第(6)欄一樣的可不寫(xiě)，只寫(xiě)秒值。(8)欄同第(5)欄；(9)=(6)+(7)。上、下半測(cè)回較差(6)一(7)滿(mǎn)足限差要求時(shí)，則可計(jì)算第(9)欄。 如觀(guān)測(cè)多個(gè)測(cè)回，則可計(jì)算各測(cè)回平均方向，即各測(cè)回的第(9)欄互差，不超限時(shí)，則取中數(shù)記入(11)欄。(10）=0°0000。具體計(jì)算可參見(jiàn)表41。在取中數(shù)時(shí)，遵循“小5舍，大5進(jìn)，奇進(jìn)偶不進(jìn)(正好是5時(shí)，前一位是奇數(shù)進(jìn)，是偶數(shù)則不進(jìn))”。 2. 方向觀(guān)測(cè)法 把兩個(gè)以上的方向合為一組依次進(jìn)行

23、觀(guān)測(cè)的方法，稱(chēng)為方向觀(guān)測(cè)法，簡(jiǎn)稱(chēng)方向法。這是觀(guān)測(cè)水平角的另一種方法。設(shè)測(cè)站上要觀(guān)測(cè)的方向?yàn)锳，B，C，N等目標(biāo)，在上半測(cè)回用望遠(yuǎn)鏡盤(pán)左位置順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部，從起始方向A(零方向)依次照準(zhǔn)各目標(biāo)并讀數(shù)；縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，下半測(cè)回用望遠(yuǎn)鏡盤(pán)右位置逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部，依次按逆時(shí)針的次序照準(zhǔn)各目標(biāo)并讀數(shù)。若上半測(cè)回照準(zhǔn)末方向N后，再繼續(xù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，重新照準(zhǔn)一次起始方向A(稱(chēng)為歸零)；下半測(cè)回也從A方向開(kāi)始，逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部觀(guān)測(cè)，最后仍閉合到起始方向A，這種半測(cè)回歸零的方法稱(chēng)為全圓方向法，通常觀(guān)測(cè)方向數(shù)多于3個(gè)時(shí)采用此法。 方向觀(guān)測(cè)法是一種程序簡(jiǎn)單、工作量小的觀(guān)測(cè)方法。此法多用于二等以下三角觀(guān)

24、測(cè)。 （1）全圓方向法的觀(guān)測(cè)方法 如圖413所示，P為測(cè)站點(diǎn)，在該站應(yīng)觀(guān)測(cè)的方向?yàn)锳，B，C，D等目標(biāo)在上半測(cè)回中，用望遠(yuǎn)鏡盤(pán)左位置，順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部，從零方向A(即起始方向)開(kāi)始(配置好度盤(pán)位置)，依次照準(zhǔn)A，B，C，D，A各目標(biāo)，并讀數(shù)、記簿，此為上半測(cè)回；縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤(pán)右位置，逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部，依相反次序照準(zhǔn)A，D，C，B，A，并讀數(shù)、記簿。此為下半測(cè)回。上、下兩個(gè)半測(cè)回合起來(lái)為一測(cè)回。 其余各測(cè)回，只需在上半測(cè)回照準(zhǔn)零方向時(shí)按要求變換零方向度盤(pán)位置，其觀(guān)測(cè)、記簿方法與第一測(cè)回完全相同。 在上、下兩個(gè)半測(cè)回中，都重復(fù)照準(zhǔn)零方向A并讀數(shù)、記簿(歸零)。半測(cè)回，零方向兩次觀(guān)測(cè)讀數(shù)之差

25、稱(chēng)為歸零差，分別用表示。當(dāng)上、下半測(cè)回歸零差都符合規(guī)定限差要求時(shí)，才能進(jìn)行后面的計(jì)算工作。 圖4-13 全圓方向觀(guān)測(cè)法 （2）記錄方法 在所選定的測(cè)站點(diǎn)上安置儀器，包括對(duì)中、整平。 盤(pán)左位置，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部照準(zhǔn)起始方向1(零方向)，打開(kāi)度盤(pán)變換手輪的護(hù)蓋，轉(zhuǎn)動(dòng)該手輪使水平度盤(pán)讀數(shù)為應(yīng)配置的度盤(pán)位置。 消除視差，轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋精確照準(zhǔn)1方向并讀取水平度盤(pán)讀數(shù)。記錄員復(fù)誦該讀數(shù)，觀(guān)測(cè)員不否認(rèn)，記錄于表4-2的(1)處。 松開(kāi)水平和垂直制動(dòng)螺旋，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部對(duì)準(zhǔn)2方向后制動(dòng)，用水平微動(dòng)螺旋精確照準(zhǔn)2方向并讀取水平度盤(pán)讀數(shù)，記錄員復(fù)誦后記錄于手簿(2)處。 按的操作照準(zhǔn)3方向并讀數(shù)，記于(3)

26、處。 按的操作照準(zhǔn)4方向并讀數(shù)，記于(4)處。 按的操作重新照準(zhǔn)1方向(歸零)并讀數(shù)，記于(5)處。以上為上半測(cè)回。記錄員應(yīng)立即由讀數(shù)(1)和(5)算上半測(cè)回歸零差記于(6)處并檢查其是否超限。若歸零差超限應(yīng)立即重測(cè)，不計(jì)“重測(cè)”數(shù)；若合格，繼續(xù)計(jì)算出零方向中數(shù)記于(7)處及半測(cè)回方向值分別記于(8)，(9)，(10)，(11)處。 松開(kāi)水平和垂直制動(dòng)螺旋，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，盤(pán)右位置逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，精確照準(zhǔn)1方向，讀取水平度盤(pán)讀數(shù)，記于(12)處。 松開(kāi)兩個(gè)制動(dòng)螺旋，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，精確照準(zhǔn)4方向，讀取水平度盤(pán)讀數(shù)，記于（13）處。 按的操作照準(zhǔn)3方向并讀數(shù)，記于(14)處。 按的操作照準(zhǔn)2方向

27、并讀數(shù)，記于(15)處。 按的操作重新照準(zhǔn)1方向(歸零)并讀數(shù)。記于(16)處。完成下半測(cè)回的操作，記錄員立即計(jì)算下半測(cè)回歸零差記入（17）處，并檢查是否超限，若合格繼續(xù)計(jì)算下半測(cè)回零方向中數(shù)計(jì)于（18）處和下半測(cè)回各方向值分別記于（19），（20），（21）處，并檢查上、下半測(cè)回同一方向值互差是否超限。若有超限應(yīng)重測(cè)，還要計(jì)算重測(cè)數(shù)。若不超限，則繼續(xù)計(jì)算一測(cè)回平均方向值，分別記于（22），（23），（24），（25）處。檢查各測(cè)回同方向的平均方向值互差，若不超限，則計(jì)算各測(cè)回同一方向平均方向值，記于(26)，（27），(28)，(29)欄。若超限方向數(shù)小于測(cè)回總方向數(shù)的時(shí)，如4個(gè)方向有一個(gè)方

28、向超艱，可按測(cè)回法只重測(cè)零方向和超限方向；若超限方向數(shù)大于測(cè)回總方向數(shù)的，則全測(cè)回重測(cè)，都計(jì)重測(cè)數(shù)。 (3)記算方法 表4-2中，(6)(5)一(1)，(17)=(12)一(16)，(7)=(5)+(1)， (18)= (12)+(16)，(8)=(22)=(26)=0°0000，(9)=(2)(7)， (10)=（3）一(7)，(11)=(4)(7)，(19)=(15)一(18)， (20)=(14)一（18），(21)=(13)一(18)，(23)= (9)+(19)， (24)= (10)+(20)，(25)= (11)+(21)（27），(28)，(29)三欄，均為各測(cè)回(2

29、3)，(24)，(25)在不超限時(shí)的平均值。表43 為按表42所示的手簿和上述記錄方法記錄的一測(cè)站兩個(gè)測(cè)回的示例。表43水平角觀(guān)測(cè)記錄示例（全圓方向法）觀(guān)測(cè)方向略圖儀器：98520觀(guān)測(cè)者：甄 實(shí)記錄者：閆 鴿梅山作業(yè)日期：測(cè)站：覘點(diǎn)讀數(shù)半測(cè)回方向一測(cè)回平均方向各測(cè)回平均方向附注盤(pán)左盤(pán)右123456789第測(cè)回1.梅山2.50 33 54230 33 1850 31 3650 31 2450 31 15123.115 27 06295 27 00115 24 48115 24 51115 24 50544.192 524212 52 30 192 50 24192 50 24192 50 262

30、41.梅山002241800206第測(cè)回1.梅山903224270322400000000002. 14103363210324503109503106033.205571825570611524511152448454.2832254103224819250271925027271.梅山9032302703218以上記錄格式僅適合用于單指標(biāo)讀數(shù)的經(jīng)緯儀（如經(jīng)緯儀）。雙指標(biāo)讀（即能在對(duì)徑分劃讀數(shù)）的經(jīng)緯儀記錄格式，與上述略有不同（具體差別是將表4-2中的第（6）欄改為2C。其觀(guān)測(cè)方法同前，記錄格式見(jiàn)表4-4。 （4）雙指標(biāo)讀數(shù)經(jīng)緯儀方向觀(guān)測(cè)記錄格式及計(jì)算步驟。 雙指標(biāo)讀數(shù)經(jīng)緯儀全圓方向法的記錄

31、手簿格式及記錄次序如表4-4，其計(jì)算步驟如下。 計(jì)算兩倍照準(zhǔn)軸誤差（2C）值 第4欄中，2C=盤(pán)左讀數(shù)-盤(pán)右讀數(shù)±180°。 各方向分別計(jì)算2C值。依次填入第4欄相應(yīng)位置（8），（11），（14），（17），（20）處。同一測(cè)回中，2C的最大值與最小值之差為“2C互差”。 計(jì)算各方向平均讀數(shù) 第5欄中，平均讀數(shù)=（盤(pán)左讀數(shù)+盤(pán)右讀數(shù)±180°）。盤(pán)左讀數(shù)小于,則盤(pán)右讀數(shù)減去；盤(pán)左讀數(shù)如大于，則盤(pán)右讀數(shù)加上。 各方向分別計(jì)算，計(jì)算結(jié)果依次填入第5欄相應(yīng)位置（9），（12），（15），（18），（21）處。零方向有兩個(gè)平均讀數(shù)，再次取平均值填入該欄（23）處

32、。歸零差計(jì)算同前。 計(jì)算各方向的方向值 第6欄中，將各方向的平均讀數(shù)減去零方向的平均讀數(shù)(23)，即得各方向的方向值。填入相應(yīng)位置(24)，(25)，(26)，(27)處。零方向的方向值為0。 計(jì)算各測(cè)回同方向值的平均值 當(dāng)各測(cè)回同一方向的方向值互差小于規(guī)定限差時(shí)，取其平均值記在第測(cè)回相應(yīng)方向的附注欄內(nèi)。三、限差規(guī)定及要求 1.限差規(guī)定 對(duì)于基本控制點(diǎn)的水平角觀(guān)測(cè)，如用型經(jīng)緯儀需觀(guān)測(cè)2個(gè)測(cè)回，用型經(jīng)緯儀需觀(guān)測(cè)4個(gè)測(cè)回。其限差規(guī)定分別為 型儀器 型儀器 半測(cè)回歸零差12 半測(cè)回歸零差18 各測(cè)回同方向值較差18 各測(cè)回同一方向值較差24 同測(cè)回2C互差12 同測(cè)回2C互差18 對(duì)于圖根點(diǎn)的水平角

33、觀(guān)測(cè)，采用型儀器，觀(guān)測(cè)1 測(cè)回，半測(cè)回歸零差24，兩個(gè)半測(cè)回同一方向較差(歸零后)36。2. 重測(cè)規(guī)定 觀(guān)測(cè)結(jié)果超出規(guī)定限差而需要重新進(jìn)行的觀(guān)測(cè)，稱(chēng)為重測(cè)。重測(cè)通常在本點(diǎn)的基本測(cè)回完成后進(jìn)行，其規(guī)定如下。 (1)凡超出上述限差規(guī)定的成果，均應(yīng)進(jìn)行重測(cè)。 (2)2c互差、兩個(gè)半測(cè)回同一方向值互差或各測(cè)回同一方向值互差超限時(shí)，均應(yīng)重測(cè)超限方向并聯(lián)測(cè)零方向。 (3)零方向的2c互差或上、下半測(cè)回同一歸零差超限，均應(yīng)重測(cè)該測(cè)回。方向觀(guān)測(cè)法一測(cè)回中，重測(cè)方向數(shù)超過(guò)該測(cè)回方向總數(shù)的時(shí)，該測(cè)回應(yīng)重測(cè)。 (4)采用方向觀(guān)測(cè)法時(shí)，每站基本測(cè)回中重測(cè)的方向測(cè)回?cái)?shù)，不應(yīng)超過(guò)全部方向測(cè)回總數(shù)的，否則重測(cè)該站。重測(cè)數(shù)的

34、計(jì)算：在基本測(cè)回觀(guān)測(cè)結(jié)果中，重測(cè)一個(gè)方向算作一個(gè)方向測(cè)回，對(duì)于有k個(gè)方向的測(cè)站，因零方向超限而重測(cè)的整個(gè)測(cè)回算作(k1)個(gè)方向測(cè)回。每站全部方向測(cè)回總數(shù)按(k1)·n計(jì)算。k為該站方向總教，n為測(cè)回?cái)?shù)。 因?qū)﹀e(cuò)度盤(pán)、測(cè)錯(cuò)方向、讀記錯(cuò)誤、上半測(cè)回歸零差超限、碰動(dòng)儀器、氣泡偏離過(guò)大以及其它原因未測(cè)定的測(cè)回，均可立即重新觀(guān)測(cè)，而不算作重測(cè)測(cè)回?cái)?shù)，稱(chēng)之為補(bǔ)測(cè)。補(bǔ)測(cè)數(shù)沒(méi)有限制。 (5)基本測(cè)回成果和重測(cè)成果，應(yīng)載入手簿。重測(cè)與基本測(cè)回結(jié)果不取中數(shù)，每一測(cè)回只取一個(gè)符合限差的結(jié)果。 3.原始觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)更改的規(guī)定 (1)讀記錯(cuò)誤的秒值不許改動(dòng)，應(yīng)重新觀(guān)測(cè)。讀記錯(cuò)誤的度、分值，必須在現(xiàn)場(chǎng)更改，但同一方

35、向盤(pán)左、盤(pán)右、半測(cè)回方向值三者不得同時(shí)更改兩個(gè)相關(guān)數(shù)字，同一測(cè)站不得有兩個(gè)相關(guān)數(shù)字連環(huán)更改，否則均應(yīng)重測(cè)。 (2)凡更改錯(cuò)誤，均應(yīng)將錯(cuò)誤數(shù)字、文字用橫線(xiàn)整齊劃去，在其上方寫(xiě)出正確數(shù)字或文字。原錯(cuò)誤數(shù)字或文字應(yīng)仍能看清，以便檢查。需重測(cè)的方向或需重測(cè)的測(cè)回可用從左上角至右下角的斜線(xiàn)劃去。凡劃改的數(shù)字或劃去的不合格成果，均應(yīng)在附注欄內(nèi)注明原因。需重測(cè)的方向或測(cè)回，應(yīng)注明其重測(cè)結(jié)果所在頁(yè)數(shù)。廢站也應(yīng)整齊劃去并注明原因。(3)補(bǔ)測(cè)或重測(cè)結(jié)果不得記錄在測(cè)錯(cuò)的手簿頁(yè)數(shù)之前面。 四、水平角觀(guān)測(cè)注意事項(xiàng) (1)外業(yè)觀(guān)測(cè)記錄必須在編號(hào)、裝訂成冊(cè)的手簿上進(jìn)行，已編號(hào)的各頁(yè)不得任意撕掉，記錄中間不得留下空頁(yè)。 (2

36、)觀(guān)測(cè)員讀數(shù)后，記錄員要復(fù)誦一遍，觀(guān)測(cè)員沒(méi)有提出疑問(wèn)后方可記入手簿中。 (3)儀器高度要和觀(guān)測(cè)者的身高相適應(yīng)；三腳架要踩實(shí)，儀器與腳架連接要牢固，操作儀器時(shí)不要手扶三腳架，走動(dòng)時(shí)要防止碰動(dòng)腳架。操作儀器要輕、穩(wěn)、準(zhǔn)，要有節(jié)湊，果斷。使用各種螺旋時(shí)用力要適當(dāng)，不可過(guò)猛、過(guò)大。 (4)對(duì)中要認(rèn)真、仔細(xì)，特別是對(duì)于短邊觀(guān)測(cè)水平角時(shí)，對(duì)中要求應(yīng)更嚴(yán)格。 (5)當(dāng)觀(guān)測(cè)目標(biāo)間高低相差較大時(shí)，更需注意儀器整平。 (6)觀(guān)測(cè)目標(biāo)要豎直；盡可能用十字絲中心部位瞄準(zhǔn)目標(biāo)(花桿或旗桿)底部；并注意消除視差。 (7)有陽(yáng)光照射時(shí)，要打傘遮光觀(guān)測(cè)；一測(cè)回觀(guān)測(cè)過(guò)程中，不得再調(diào)整照準(zhǔn)部管水準(zhǔn)器氣泡；若在一測(cè)回觀(guān)測(cè)中，氣泡偏

37、離中心超過(guò)1格時(shí)，應(yīng)重新整平儀器、重新觀(guān)測(cè)本測(cè)回；在成像不清晰的情況下，要停止觀(guān)測(cè)。 (8)一切原始觀(guān)測(cè)值和記事項(xiàng)目，必須在現(xiàn)場(chǎng)用鋼筆或鉛筆直接記錄在正式外業(yè)手簿中，字跡要清楚、整齊、美觀(guān)，不得涂改、擦改、重筆、轉(zhuǎn)抄。外業(yè)手簿或記錄用紙應(yīng)進(jìn)行編號(hào)。觀(guān)測(cè)的秒值，無(wú)論什么原因都不能更改。手簿中各記事項(xiàng)目，每一測(cè)站或每一觀(guān)測(cè)時(shí)間段的首末頁(yè)都必須記載清楚、填寫(xiě)齊全。方向觀(guān)測(cè)時(shí)，每站第測(cè)回應(yīng)記錄所觀(guān)測(cè)的方向序號(hào)、點(diǎn)名和照準(zhǔn)目標(biāo)，其余測(cè)回僅記錄方向序號(hào)即可。 （9）在一個(gè)測(cè)站上只有當(dāng)所有觀(guān)測(cè)結(jié)果全部計(jì)算、檢查合格后，方可遷站。 成果如果用袖珍計(jì)算機(jī)（電子手簿）記錄，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。第五節(jié) 垂直角觀(guān)測(cè) 一

38、、垂直度盤(pán)的結(jié)構(gòu)及注記形式 經(jīng)緯儀上的垂直度盤(pán)是用來(lái)測(cè)垂直角的。垂直度盤(pán)又稱(chēng)豎盤(pán)，它被固定在水平軸的一端，水平軸垂直于其平面且過(guò)其中心，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡繞水平軸上、下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，垂直度盤(pán)也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)。垂直度盤(pán)的讀數(shù)指標(biāo)線(xiàn)為讀數(shù)窗內(nèi)測(cè)微尺的零分劃線(xiàn)，垂直度盤(pán)分劃影像是通過(guò)光路傳遞到讀數(shù)窗內(nèi)測(cè)微尺上的，所以，在讀數(shù)窗內(nèi)可以進(jìn)行讀數(shù)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)指標(biāo)水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋時(shí)，可調(diào)整讀數(shù)指標(biāo)線(xiàn)與度盤(pán)分劃線(xiàn)的相對(duì)關(guān)系，故以指標(biāo)水準(zhǔn)器氣泡居中來(lái)顯示指標(biāo)處于正確位置（有自動(dòng)安平補(bǔ)償器則無(wú)此水準(zhǔn)器），此時(shí)的垂直度盤(pán)讀數(shù)才是正確讀數(shù)，以此才能求得垂直角。 垂直度盤(pán)的注記形式很多，常見(jiàn)的多為全圓式順時(shí)針或逆時(shí)針注記。如圖4-14（a）所

39、示，為等經(jīng)緯儀垂直度盤(pán)的注記形式；圖 4-14（b）所示為等經(jīng)緯儀垂直度盤(pán)注記形式；圖4-14（c）所示為蔡司等儀器的垂直度盤(pán)注記形式。為顯示直觀(guān)起見(jiàn)，將盤(pán)左望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)的垂直度盤(pán)正確讀數(shù)位置標(biāo)為指標(biāo)位置。因此，可以說(shuō)光學(xué)經(jīng)緯儀垂直度盤(pán)指標(biāo)多在下方鉛垂線(xiàn)位置，儀器的垂直度盤(pán)指標(biāo)則在水平位置。圖4-14 垂直度盤(pán)注記形式二、垂直角和指標(biāo)差的計(jì)算公式 在垂直角觀(guān)測(cè)中，照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)的垂直度盤(pán)讀數(shù)并非垂直角，而且盤(pán)左、盤(pán)右讀數(shù)也不一樣。由此可知，垂直角是根據(jù)盤(pán)左、盤(pán)右讀數(shù)經(jīng)過(guò)計(jì)算求得的。由于儀器垂直度盤(pán)的注記形式不同，其垂直角和指標(biāo)差的計(jì)算公式也不一致，應(yīng)根據(jù)垂直度盤(pán)的具體形式，推倒其相應(yīng)的計(jì)算公式，為

40、此應(yīng)先了解指標(biāo)差的概念。 垂直度盤(pán)讀數(shù)指標(biāo)線(xiàn)的實(shí)際位置與正確位置之差,稱(chēng)為指標(biāo)差。即當(dāng)指標(biāo)水準(zhǔn)器氣泡居中時(shí)，指標(biāo)線(xiàn)偏離正確位置的角度值。 由垂直度盤(pán)的注記形式知，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)軸水平且指標(biāo)水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí)，垂直度盤(pán)指標(biāo)的正確位置應(yīng)為90°處或270°處（少數(shù)儀器為0°或180°處）。但是，由于指標(biāo)安置和校正不完善等原因，使得指標(biāo)偏離了正確位置。指標(biāo)差一般用符號(hào)“i”表示，且有正、負(fù)之分，一般規(guī)定指標(biāo)偏在垂直度盤(pán)讀數(shù)增大的一方時(shí)為正，偏在讀數(shù)減小的一方時(shí)為負(fù)。對(duì)于某一臺(tái)經(jīng)緯儀來(lái)說(shuō)，在較短時(shí)間內(nèi)，指標(biāo)差變化很小，可視為“常數(shù)”，其對(duì)垂直角觀(guān)測(cè)的影響，將在盤(pán)左、

41、盤(pán)右兩個(gè)觀(guān)測(cè)結(jié)果的平均值中消去。但是，由于觀(guān)測(cè)、讀數(shù)、操作等常有誤差存在，往往使得同一目標(biāo)測(cè)回間指標(biāo)差互差有所不同。因此，指標(biāo)差互差的大小是衡量觀(guān)測(cè)結(jié)果精度高低的一個(gè)重要指標(biāo)。如果超出，則說(shuō)明觀(guān)測(cè)結(jié)果中有不可忽略的誤差存在，需進(jìn)行重測(cè)。 下面以南京型光學(xué)經(jīng)緯儀為例，推導(dǎo)其垂直角和指標(biāo)差的計(jì)算公式。 如圖4-15（a）所示，為盤(pán)左位置，照準(zhǔn)軸水平，指標(biāo)水準(zhǔn)器氣泡居中，指標(biāo)偏在讀數(shù)增大一方的情況。圖4-15(b)所示為盤(pán)左位置，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡上仰照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，垂直度盤(pán)隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)，使指標(biāo)水準(zhǔn)器氣泡居中后，指標(biāo)位置仍偏在讀數(shù)增大一方的情況。180900270090180270180090270(a)(c)(

42、b)圖 4-15 垂直角和指標(biāo)差的推算當(dāng)望運(yùn)鏡水平時(shí)，其盤(pán)左讀數(shù)L在90°附近。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡上仰照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)，L值比90°減小了。因望遠(yuǎn)鏡上仰其垂直角應(yīng)為“”，故仰角的“值”應(yīng)該為90°減去L。同時(shí)考慮到指標(biāo)差的影響，則盤(pán)左時(shí)正確的垂直角應(yīng)為 （451）式中，(Li)為盤(pán)左時(shí)的正確讀數(shù)。 如圖415（c）所示，倒鏡變?yōu)楸P(pán)右位置，并使指標(biāo)水準(zhǔn)器氣泡居中。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡水平時(shí)，其讀數(shù)R應(yīng)在270°附近。望遠(yuǎn)鏡上仰(垂直角仍為“”)照準(zhǔn)目標(biāo)后，其讀數(shù)R比270°增大了，故仰角的“值”應(yīng)該為R減去270°。同時(shí)考慮到指標(biāo)差的影響，則盤(pán)右時(shí)正確的垂直角應(yīng)為

43、 (452)式中：(Ri)為盤(pán)右時(shí)的正確讀數(shù)。 實(shí)際工作中是用它們的算術(shù)平均值作為垂直角的，即 (453) (453)式說(shuō)明，根據(jù)盤(pán)左、盤(pán)右讀數(shù)得到的垂直角與指標(biāo)差i的大小無(wú)關(guān)，即通過(guò)盤(pán)左、盤(pán)右觀(guān)測(cè)可以消除指標(biāo)差。說(shuō)明指標(biāo)差本身對(duì)求垂直角沒(méi)有影響，只是指標(biāo)差過(guò)大時(shí)心算不甚方便。另外和均有正負(fù)之分，計(jì)算時(shí)一定要帶“”、“”號(hào)。 根據(jù)(451)和(45)還可以得到計(jì)算指標(biāo)差的公式，將兩式相減，得 (454) 對(duì)于型經(jīng)緯儀，因其垂直度盤(pán)注記形式不同，按上述方法推導(dǎo)出的垂直角和指標(biāo)差的計(jì)算公式也略有不同，其最后結(jié)果為： (455) (456) 三、垂直角觀(guān)測(cè)及手薄的記錄與計(jì)算垂直角的觀(guān)測(cè)方法有兩種：一

44、是中絲法，二是三絲法。下面分別介紹其觀(guān)測(cè)、記簿及計(jì)算方法。 1.中絲法利用十字絲中絲(即水平長(zhǎng)絲)切準(zhǔn)目標(biāo)所進(jìn)行的垂直角觀(guān)測(cè)方法，稱(chēng)為中絲法。其操作步驟如下：(1) 在測(cè)站上將儀器對(duì)中、整平后，盤(pán)左位置照準(zhǔn)目標(biāo)，固定照準(zhǔn)部和望遠(yuǎn)鏡，轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋和垂直微動(dòng)螺旋，使十字絲的水平中絲精確切準(zhǔn)目標(biāo)的特定部位。如圖416所示，切準(zhǔn)旗桿頂端。(2) 旋轉(zhuǎn)垂直度盤(pán)指標(biāo)水準(zhǔn)器微動(dòng)螺旋，使其氣泡居中，重新檢查目標(biāo)切準(zhǔn)情況，確認(rèn)無(wú)誤后即可讀數(shù)，記入手簿(表45)中相應(yīng)位置，此為上半測(cè)回。對(duì)于有自動(dòng)安平補(bǔ)償器的經(jīng)緯儀，則無(wú)指標(biāo)水準(zhǔn)器，如上海、威特、蔡司020、新等均屬此類(lèi)儀器，它們的垂直度盤(pán)讀數(shù)指標(biāo)可自動(dòng)處于正確位置，故無(wú)此項(xiàng)操作，觀(guān)測(cè)時(shí)，切準(zhǔn)目標(biāo)后稍等片刻即可讀數(shù)。(3) 倒鏡，盤(pán)右照準(zhǔn)同一目標(biāo)的同一特定部位，按第項(xiàng)的操作并讀數(shù)，記入手簿中相應(yīng)位置，此為下半測(cè)回。 圖4-16 中絲法切準(zhǔn)目標(biāo) 以