竖直角测量方法及经纬仪检校
实验06 经纬仪竖直角测量
姓名：班级：学号（短号）：实验六竖直角测量一、实验目的1、掌握竖直角的测量方法。
2、掌握竖直角及竖盘指标差的记录、计算方法。
二、实训设备及器件：DJ6经纬仪、三脚架、水准尺/标杆。
三、课时安排：2学时四、实验步骤及要求1、在实验场上选定一点作为测站A，在A点安置经纬仪，对中、整平后量取仪器高度（精确至0.01m）。
转动望远镜，观察所用仪器的竖盘注记形式（如顺时针或是逆时针刻画），确定竖直角的计算公式，并记入备注栏内。
2、盘左位置：照准目标B点，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡居中(符合气泡影像符合)后，读取竖直度盘的读数L。
记录者将读数值L记入竖直角测量记录表中。
根据竖直角计算公式，在记录表中计算出盘左时的竖直角a L。
4、盘右位置：照准目标B点，转动竖盘指标水准管微动螺旋，使水准管气泡居中(符合气泡影像符合)后，读取其竖直度盘读数R。
记录者将读数值R记入竖直角测量记录表中。
根据竖直角计算公式，在记录表中计算出盘右时的竖直角a R 。
5、按照上述步骤完成B点竖直角的二测回和三测回测量工作。
6、计算半测回竖直角值（1）顺时针刻画竖盘计算竖直角：a L ＝90°－L ，a R＝R－270°（2）逆时针刻画竖盘计算竖直角：a L ＝L－90°，a R＝270－R°7、一测回竖直角计算：x = （a L + a R）/ 28、竖直角测量的限差要求（1）竖盘指标差 x = （aL - aR）/ 2 = （L + R - 360°）/ 2 ＜ 60″（2）各测回指标差互差＜ 25″（3）同一竖直角各测回互差＜ 25″五、实验成果记录表1 竖直角观测成果记录六、实验误差计算（结果是否满足限差要求，并说明原因？）七、实验注意事项1、竖直角的观测是测量工作内容的另一个重要方面，该方法操作也必需严格按照操作步骤进行观测，否则观测的结果也无法利用仪器本身的原理检验所测量的结果的准确性和精确度。
3.2.2 竖直角测量
刻划：目镜0°，物镜180°
盘左: αL=90°－ L（上半测回）
盘右:
αR=R－270°（下半测回） α =（αL+αR）/2
=（R－L－180°）/2
一测回竖直角：
逆时针注记竖盘 刻划：目镜180° ，物镜0° 盘左: 盘右: αL= L－ 90° （上半测回） αR= 270°－R（下半测回） α =（αL+αR）/2
O
P＇
右
-6 18 51
αL=90°－ L x =（ αR － αL ）/2
αR=R－270° α =（αL+αR）/2
三、竖盘读数指标差
读数指标与正确位臵之间的小夹角x，称为 竖盘指标差。
X
X
指标差计算
如图：
盘左位臵，望
远镜上仰，读
数减小，竖盘
读数为L。则正
确的竖直角为：
α＝ 9பைடு நூலகம்°－L＋x＝αL＋x
3、仪器整平误差（精确整平，一测回内气泡偏离不
能超过2格，否则，测回间重新整平 ） 4、照准误差（消除视差，精确瞄准） 5、读数误差（消除视差，认真读数）
三、外界条件的影响
外界条件的影响比较复杂，应选择有利的观
测条件，尽量避免不利因素对测量的影响。
1、温度的影响（打伞遮阳） 2、大气折光的影响（选择良好的天气观测）
通过盘左、盘右竖直角取平均值，可以消除 指标差； 对于DJ6经纬仪，同一测站上不同目标的指 标差互差或同方向各测回指标差互差，不应 超过25"。 返回
课堂总结：
1、掌握竖直角的定义、角值范围、 测量原理 2、掌握竖直角观测方法、成果处理 课后作业： 书P49项目测试2题
§3.3.1 经纬仪的检验和校正 一、经纬仪应满足的几何条件
竖直角的观测方法
竖直角的观测方法竖直角观测方法一、引言竖直角观测方法是测量和确定地面上两点之间的高度差的一种常用方法。
在工程测量、地理测量和建筑测量中，竖直角观测方法被广泛应用。
本文将介绍竖直角观测方法的原理、仪器及操作步骤，并结合实际案例进行解析。
二、原理竖直角观测方法基于三角学原理，利用直角三角形的性质计算两点之间的高度差。
所谓竖直角，是指两条直线相交于一点，且相交角为90度。
在测量中，我们利用测站、目标点和视轴构成一个直角三角形，通过测量观测角度和测站与目标点之间的距离，就可以计算出两点之间的高度差。
三、仪器竖直角观测方法需要使用到以下仪器：1. 测量仪器：包括自动水平仪、测距仪、经纬仪等。
2. 辅助工具：包括三脚架、测量杆、标尺等。
四、操作步骤竖直角观测方法的操作步骤如下：1. 设置测站：选择一个平坦的地面作为测站点，使用三脚架将测量仪器稳定固定在上面。
2. 调平仪器：使用自动水平仪对仪器进行调平，保证测量的准确性。
3. 定位目标点：选择要测量高度差的目标点，并使用测量杆等工具将其固定在地面上。
4. 观测角度：通过经纬仪等仪器观测测站与目标点之间的角度，并记录下来。
5. 测量距离：使用测距仪等仪器测量测站与目标点之间的水平距离，并记录下来。
6. 计算高度差：根据观测角度和测量距离，利用三角学原理计算出两点之间的高度差。
五、实际案例为了更好地理解竖直角观测方法的应用，我们以建筑测量为例进行解析。
假设我们需要测量一座建筑物的高度，测站点为建筑物旁边的平坦地面，目标点为建筑物的顶部。
我们按照上述步骤进行操作，测量出测站与目标点之间的角度为75度，水平距离为50米。
根据三角学原理，我们可以计算出建筑物的高度差为50米*tan(75度)。
六、总结竖直角观测方法是一种常用的测量高度差的方法，通过观测角度和测量距离，可以计算出两点之间的高度差。
在实际应用中，我们需要选择合适的仪器，并按照操作步骤进行测量。
竖直角观测方法的应用范围广泛，涉及到工程测量、地理测量和建筑测量等领域。
水平角和竖直角测量实验报告
水平角和竖直角测量实验报告一、实验目的1、理解水平角和竖直角的概念及其测量原理。
2、掌握经纬仪的使用方法，能够正确地进行水平角和竖直角的观测和记录。
3、学会对测量数据进行处理和误差分析，提高测量精度。
二、实验仪器和工具1、 DJ6 型光学经纬仪 1 台。
2、标杆 2 根。
3、记录板 1 块。
4、铅笔、橡皮擦等。
三、实验原理1、水平角测量原理水平角是指地面上两条相交直线在水平面上的投影所夹的角度。
测量水平角时，将经纬仪安置在测站点上，对中、整平后，用望远镜瞄准目标，读取水平度盘的读数，通过计算得到水平角的值。
2、竖直角测量原理竖直角是指在同一竖直面内，视线与水平线之间的夹角。
竖直角的测量原理是通过测量视线在竖直度盘上的读数，结合竖盘指标差的校正，计算出竖直角的值。
四、实验步骤1、仪器安置（1）在测站点上安置经纬仪，对中：使仪器中心与测站点标志中心位于同一铅垂线上。
（2）整平：调节三脚架腿的长度，使圆水准器气泡居中，然后转动脚螺旋，使水准管气泡居中，使仪器大致水平。
2、水平角观测（1）盘左观测：瞄准左目标，读取水平度盘读数 a 左，顺时针转动照准部，瞄准右目标，读取水平度盘读数 b 左，计算上半测回水平角值β左＝ b 左 a 左。
（2）盘右观测：瞄准右目标，读取水平度盘读数 b 右，逆时针转动照准部，瞄准左目标，读取水平度盘读数 a 右，计算下半测回水平角值β右＝ b 右 a 右。
（3）计算一测回水平角值β ＝（β左＋β右）／ 2。
3、竖直角观测（1）在测站点上安置经纬仪，盘左位置，用望远镜瞄准目标，使十字丝横丝切于目标顶部，读取竖盘读数 L。
（2）盘右位置，同样方法瞄准目标，读取竖盘读数 R。
（3）计算竖直角α ＝（R L）／ 2 ，并根据竖盘注记形式判断竖直角的正负。
4、记录与计算将观测数据记录在记录表格中，进行相应的计算和误差分析。
五、实验数据记录与处理1、水平角测量数据记录与处理｜测回|目标|盘左读数|盘右读数|半测回角值|一测回角值|｜｜｜｜｜｜｜｜1|A|B|＿____|＿____|＿____|｜2|A|B|＿____|＿____|＿____|2、竖直角测量数据记录与处理｜测回|目标|盘左读数|盘右读数|半测回竖直角|一测回竖直角|｜｜｜｜｜｜｜｜1|A|B|＿____|＿____|＿____|｜2|A|B|＿____|＿____|＿____|六、误差分析1、仪器误差经纬仪本身存在的误差，如视准轴误差、横轴误差、竖轴误差等。
经纬仪使用教程讲解
经纬仪使用教程讲解经纬仪及角度测量角度测量是测量的三项基本工作之一，包括水平角测量和竖直角测量。
经纬仪是最常用的角度测量仪器。
水平角测量用于计算点的平面位置，竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离改算成水平距离。
一、水平角测量原理水平角是地面上一点到两目标的方向线投影到水平面上的夹角，角值范围0º～360 º。
为了测出水平角的大小，可以设想在测站点上方水平地安置一个带有顺时针刻画、注记的圆盘，并使其圆心在过测站点的铅垂线上。
观测水平角时，刻度盘中心应安放在过测站点的铅垂线上，直线在水平圆盘上的投影是om、on。
如果能读出om、on在水平圆盘上的读数m和n，那么水平角就等于m减去n，即水平角= m-n。
因此，用于测量水平角的仪器必须有一个能读数的度盘，并能使之水平。
经纬仪就是根据上述要求设计制造的一种测角仪器。
该度盘应能沿水平方向转动，也能高低俯仰。
当度盘高低俯仰时，其视准独应划出一竖直面，这样才能使得在同一竖直面内高低不同的目标有相同的水平度盘读数。
二、竖直角测量原理竖直角是同一竖直面内视线与水平线间的夹角。
角值范围为-90°～+ 90°。
竖直角与水平角一样，其角值也是度盘上两个方向读数之差。
不同的是竖直角的两个方向中必有一个是水平方向。
任何类型的经纬仪，制作上都要求当竖直指标水准管气泡居中，望远镜视准轴水平时，其竖盘读数是一个固定值。
因此，在观测竖直角时，只要观测目标点一个方向并读取竖盘读数便可算得该目标点的竖直角，而不必观测水平方向。
二、DJ6级光学经纬仪的构造DJ6级光学经纬仪是一种光学经纬仪，按编制了标准分类。
它由望远镜、度盘、水平盘、竖盘、支架等部分组成。
在观测时，需要将经纬仪放置在水平面上，然后通过望远镜观测目标点，读取度盘和竖盘上的读数，从而计算出水平角和竖直角的大小。
级光学经纬仪的构造简单，但功能也更为单一。
它主要由基座、水平度盘、照准部和读数装置组成。
竖直角的测量实验
一、目的
学会使用经纬仪测量竖直角 练习竖来自角和竖盘指标差的记录、计 算方法。
二、仪器和工具
DJ2（DJ6）经纬仪、三脚架
三、原理
和水平角一样，其角值是度盘上两个方向
的读数之差。不同的是竖直角的两个方向 中必有一个是水平方向。 任何类型的经纬仪，制作上都要求当数值 指标水准管气泡居中，望远镜视准轴水平 时，其竖盘读数是一个固定值。 观测竖直角时，只需要观测一个方向，并 读取竖盘读数，便可算得该目标点的竖直 角，而不必观测水平方向的竖直角。
180270指标线27090指标线二二竖直角计算公式竖直角计算公式r270故一测回竖直角四步骤四步骤11aa盘左精确瞄准盘左精确瞄准aa竖盘指标水准管居中竖盘指标水准管居中读取读取ll记录计算记录计算bb盘右精确瞄准盘右精确瞄准aa竖盘指标水准管居中竖盘指标水准管居中读取读取rr记录计算记录计算44取平均值取平均值比水平角少一个检验的步骤
180
0
(二)、竖直角计算公式
α左=90°-L α右=R-270°
故一测回竖直角 α=(α左+α右)/2
四、步骤
1、在测站上安置仪器
2、判断注记形式，确定计算公式
3、观测
a、盘左，精确瞄准A，竖盘指标水准管居中， 读取L，记录，计算 左 90 L 。 b、盘右，精确瞄准A，竖盘指标水准管居中， 读取R，记录，计算 右 R 270 。 4、取平均值
（一）竖直度盘
1、构造：包括:竖盘、 竖盘指标水准管及其 微动螺旋。 后两者在某些仪器中 用竖盘指标的自动归 零补偿器代替，只需 开关即可。
2、特点：读数指标线固定不动，而整个 竖盘随望远镜一起转动。
3、注记方式：天顶式顺指针注记。
竖直角观测及其操作方法
竖直角观测及其操作方法
竖直角观测是测量地面上两点之间的竖直角的一种方法，操作方法如下：
1. 准备工具：测距仪（如测距仪或经纬仪）、测角仪（如直角镜或经纬仪）和辅助测量工具（如三角板）。
2. 选取两个待测点：选择相距较远且能够观测到对方的两个点作为待测点。
3. 设置测距仪：将测距仪设置为水平状态，并将目标点对准其中一个待测点。
4. 测量距离：使用测距仪测量待测点之间的距离，记录下来。
5. 移动测距仪：将测距仪移动到另一个待测点处。
6. 重新设置测距仪：在第二个待测点处重新设置测距仪为水平状态，并将目标点对准另一个待测点。
7. 测量距离：再次使用测距仪测量待测点之间的距离，记录下来。
8. 计算竖直角：根据两个测得的距离和两个待测点之间的高差，利用三角函数计算得到竖直角的大小。
9. 重复测量：为了提高测量的准确性，可以多次进行以上操作，取多次测得的竖直角的平均值作为最终结果。
需要注意的是，在进行竖直角观测时，测量仪器的水平度和姿态要保持稳定。
同时，选取的待测点之间应尽量排除地形起伏和遮挡物的干扰，以保证测量的准确性。
经纬仪竖直角检定方法的研究
极气行 s 组观{6 天件不 犀 测回竖直 端 )4 . 气 (应 最后求4 昊的一 天进 组 条但 是 : 测 量
角 标 的平 值: 蒯角 准差 均
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D 17 3或 I018 7进 行检 定 . 82 S 25 由于 经纬 仪 竖 盘结 构 的
特 殊性 , 竖直 角 的检 定 设 备 和 检定 方 法过 去 一 直 是 一个 难题 . 时 , 同 由于 现 有 我 国 国 家 检 定 规 程 所 规 定 方 法 的
经 纬 仪 竖 直 角 测 角 标 准 差 的方 法 为采 用 德 国工 业 标 准
D N17 3 — 3 I 82 ,国 际 标 准 Io 3 2 — 4 S 82 ,国 际 标 准 IO 2 5 S 1 87—2和我 国 国家 计 量 检 定 规 程 JG 0 J 10—19 9 4或 JG 1 —19 J 4 4 9 4所 提 供 的检 定方 法 . 三 种方 法 为 野 外法 , 前 后 两 种 方 法 为 室 内 法 . 外 仪 器 生 产 厂 家 一 般 依 据 国
的 方 向线 与水 平 面 间 的夹 角 . 这两 个 相 似 的定 义 可 以 从
看 出 , 直 角 不 仅 包 含 了测 站 至 目标 的方 向 线 , 且 包 竖 而 含 了水 平 面 这 一 自然 基 准 . 因此 , 竖 直 角 测 角标 准 差 对 的检 定 , 仅 需 要 检 定 竖 直 方 向标 准 差 , 不 而且 还 需 检 定 仪 器 所 提供 的水 平 面这 一 自然 基 准 的 标 准 差 , 后 进 行 最
嘴 一 4 3 4 个野外目 不 要已 需 知 标, 这些目 标 不位于同一
水 上 平面
s 一一√ m m 午
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H L C V
H L
L’
L’
V
一、经纬仪轴线应满足的条
件
C
1、VV⊥LL ——照准部水准
管轴的检校。
H L
2、HH⊥十字丝竖丝——十字
丝竖丝的检校 3、HH⊥CC ——视准轴的检 校
H C V L
L’
L’
V
4．HH⊥VV
——横轴
C
的检校
5．竖盘指标差应为零 — —指标差的检校 6．光学垂线与VV重合 — —光学对中器的检校 7. LL∥VV——圆水 准器的检验与校正(次 要)
J6： x>1’；J2： x>30’’时，要进行校正。 (2)校正： 用指标水准管微动螺旋，使中丝对准（R- x）位 置，再有拨针使指标气泡居中。
6．光学对中器的检校
（1）检验：精密安置仪器后，将刻划中心在地
面上投下一点，再旋转照准部，每隔120°投
下一点，若三点不重合，则需校正。
（2）校正：用拨针使刻划中心向三点的外接圆 心移动一半。
2．特点：读数指标线固定不动，而整个
竖盘随望远镜一起转动。
3、竖盘的注记形式：有顺时针与逆时针两种。 （1）顺时针注记
盘左
270
盘右
90 180 指标线 270
180 指标线
0
0
90
（2）逆时针注记
盘左
270 180 指标线 90
盘右
90 0 指标线
0
180
270
二、竖直角(vertical angle)的计算公式
一般规范规定，指标差变动范围，J6≤25"、J2≤15 "。
四、竖直角的观测及记录
§3.5经纬仪的检验与校正
经纬仪的主要轴线: 1、竖轴VV(vertical axis) 2、水准管轴LL(bubble tube axis) 3、横轴HH(horizontal axis) 4、视准轴CC(collimation axis) 5 、圆水准器轴L’L’(circle bubble axis)
B1 B2 c 有： 4 OB
J6 ：2c>60"；J2 ：2c>30"时， 则需校正。
（2）校正：
方法：拨动十字丝左右两个校正螺丝，使十字丝交点由
B2点移至BB2中点B3。
4．横轴的检验与校正
（1）检验：在20~30m处的墙上选一仰角大于 30°的目标点P，先用盘左瞄准P点，放平望 远镜，在墙上定出P1点；再用盘右瞄准P点， 放平望远镜，在墙上定出P2点。
讲题：竖直角测量方法及 经纬仪检校
垂直角观测
§3.4竖直角测量 §3.5光学经纬仪的检验与校正
§3.6 水平角测量误差分析
§3.4 竖直角(vertical angle)测量
竖直角——在同一铅垂面内，瞄准目标的倾斜视 线与水平视线的夹角(也叫垂直角)。 =00900 ，仰角为正，俯角为负。
天顶
1、顺时针注记
α左=90°-L α右=R-270°
故一测回竖直角
α=（α左+α右）
/2
2、逆时针注记
问题：α左= ？
故有:α左= L -90°
α右=？
α右=270°- R
一测回竖直角: α=（α左+α右）/2
三、竖盘指标差(index error of vertical circle)
1、定义
由于指标线偏移，当视线水平时，竖盘读数不是恰好等于 90°或270°上，而是与90°或270°相差一个x角，称 为竖盘指标差。当偏移方向与竖盘注记增加方向一致时， x为正，反之为负。 盘左
7．圆水准器的检校 (次 要)
（1）检验：精平（水准管气泡居中）后，若
圆水准气泡不居中，则需校正。 （2）校正：用圆水准气泡校正螺丝使其居中。
H L
H
C V L’ L
V
L’
二、经纬仪的检验与校正
1．照准部水准管轴的检校
（1）检验：用任意两脚螺旋使水准管气泡居 中，然后将照准部旋转180°，若气泡偏离 1格，则需校正。 （2）校正：用脚螺旋使气泡向中央移动一半 后，再拨动水准管校正螺丝，使气泡居中。 此时若圆水准器气泡不居中，则拨动圆水 准器校正螺丝。
2．十字丝竖丝的检校
（1）检验：用十字丝交点对准一目标点，再 转动望远镜微动螺旋，看目标点是否始终 在竖丝上移动。 （2）校正：微松十字丝的四个压环螺丝，转 动十字丝环，使目标点始终在竖丝上移动。
Hale Waihona Puke 3．视准轴的检校（1）检验：在平坦地面上 选择一直线AB，约 60m～100m，在AB中 点O架仪，并在B点垂直 横置一小尺。盘左瞄准 A，倒镜在B点小尺上读 取B1；再用盘右瞄准A， 倒镜在B点小尺上读取 B2。
A
0°
270°
ZC
90 °
ZA
A
C
水平线
B
180°
铅 垂 线
C
一、竖直度盘(vertical circle)的构造
1．包括:竖盘(vertical circle) 、竖盘指标水准管 (vertical index bubble tube)、及其微动螺旋。
后两部分，多采用竖盘指标自动归零补偿器 (vertical index compensator)来替代。
P1 P2 i 有： 2D tg
J6 ：i>20"，则需校正。
（2）校正：
方法：用十字丝交点瞄准P1 P2的中点M，抬高望 远镜，并打开横轴一端的护盖，调整支承横轴的 偏心轴环，抬高或降低横轴一端，直至交点瞄准 P点。此项校正一般由仪器检修人员进行。
5．指标差的检校
(1)检验：用盘左、盘右先后瞄准同一目标，计 算指标差x=(L+R-360°)/2。
270 0
180
x
90
2、计算公式
1 （1）指标差: x ( L R 360) 2 1 或 x ( 右 左） 2
对于顺时针注记的：
正确的竖直角α=(90°+x) -L=α左+x
α=R-(270°+x)=α右-x （2）结论：取盘左盘右平均值，可消除指标差的影响。