第六节　竖直角测量

一、竖直度盘和读数系统

如图3-16所示是DJ6级光学经纬仪的竖盘构造示意图。竖直度盘固定在望远镜横轴的一端，随望远镜在竖直面内一起作俯仰运动，竖盘的中心与横轴中心相交共点。竖盘指标水准管和光具组连为一体，它固定在竖盘指标水准管微动架上，竖盘水准管微动螺旋可使竖盘指标水准管做微小的俯仰运动，使水准管气泡居中，水准管轴水平，光具组的光轴即处于铅垂位置，作为固定的指标线，用以指示竖盘读数。

当望远镜视线水平、竖盘指标水准管气泡居中时，指标线所指的读数应为90°或90°的倍数，如图3-16为90°，此读数是视线水平时的读数，称为始读数，在已知始读数时，即可求得竖直角，但一定要在竖盘水准管气泡居中时才能读数。

目前国内外已生产了一种竖盘指标自动补偿装置的经纬仪，它没有竖盘指标水准管，而安置一个自动补偿装置。当仪器稍有微量倾斜时，它自动调整光路，使读数相当于水准管气泡居中时的读数。其原理与自动安平水准仪相似。故使用这种仪器观测竖直角，只要将照准部水准管整平，瞄准目标即可读取读数，从而提高了测量功效。

二、竖直角的计算

竖直角的角值是倾斜视线的读数与始读数之互差值，但如何判定并计算观测结果是仰角还是俯角。现以DJ6级光学经纬仪的竖盘注记形式为例，说明计算竖直角的一般法则。

图3-17的上半部分是DJ6经纬仪在盘左时的三种情况，如果指标与水准管的位置正确，当视准轴水平，指标水准管气泡居中时，指标所指的始读数L始＝90°。当视准轴上仰测得仰角时，读数比始读数小；当视准轴下俯测得俯角时，读数比始读数大。据此，盘左时的竖直角计算公式应为

图3-17的下半部分，是盘右的三种情况，始读数R始＝270°，与盘左时相反，仰角时，读数比始读数大，俯角时读数比始读数小。因此，盘右时竖直角的计算公式为

综上所述，可得计算竖直角的法则如下：

（1）当物镜上仰时，如读数逐渐增加，则

α＝读数－始读数

（2）当物镜上仰时，如读数逐渐减小，则

α＝始读数－读数

上述法则，不论始读数为90°、270°还是0°、180°，竖盘注记是顺时针还是反时针都适用。

三、竖直角观测

（一）安置仪器

如图3-18所示，将经纬仪安置于测站A，然后对中、整平。观测竖直角前，使望远镜物镜大致水平可知L始，后将物镜逐渐向上仰起，观察读数的增减，据此确定该台仪器的竖直角计算公式，然后按下述步骤观测。

（二）盘左观测

用盘左位置瞄准目标B，以十字丝横丝切于目标某一高度处。转动竖盘指标水准管微动螺旋，使指标水准管气泡居中，读取竖盘读数L（80°31′12″），记入表3-3，算得竖直角为＋9°28′48″。

（三）盘右观测

倒转望远镜，用盘右位置再次瞄准目标B，令竖盘指标水准管气泡居中，读取竖盘读数R（279°28′36″），算得竖直角为＋9°28′36″。

（四）计算最后结果

取盘左、盘右的平均值（＋9°28′42″），作为观测B点一测回的竖直角。中丝法取两个测回角值的均值为最后结果，测回差小于25″。

同样，依次观测C点，记录计算见表3-3。