天顶距

精品文档

精品文档

实验二方向观测法测水平角和竖直角测量

一．实验目的

1．掌握方向观测法测水平角的方法。

2．掌握竖直角测量的方法。

3．弄清归零、归零差、归零方向值、2c变化值的概念。

4．在每个半测回中，起始方向首末两次读数之差（即归零差）≤18''。

5．同一方向值各测回互差≤24''

二．实验仪器

经纬仪1台，三角架1个，记录板1个，铅笔1支。

三．仪器介绍

1．构造

正面背面

正面背面

精品文档

精品文档

2．键盘功能与信息显示

精品文档

精品文档

四．测量前的准备

1．仪器的安置、对中与整平

安置三脚架和仪器

⑴选择坚固地面放置脚架之三脚，架设脚架头至适当高度，以方便观测操作。

⑵将垂球挂在三脚架的挂钩上，使脚架头尽量水平地移动脚架位置并让垂球粗略对准

地面测量中心，然后将脚尖插入地面使其稳固。

⑶检查脚架各固定螺丝固紧后，将仪器置于脚架头上并用中心联接螺丝联结固定。

使用光学对中器对中

⑴调整仪器三个脚螺旋使圆水准器气泡居中。通过对中器目镜观察，调整目镜环，使

对中分划标记清晰。

⑵调整对中器的调焦手轮，直至地面测量标志中心清晰并与对中分划标记在同一成像平

面内。

⑶松开脚架中心螺丝（松至仪器能移动即可），通过光学对中器观察地面标志，小心地

平移仪器（勿旋转），直到对中十字丝（或圆点）中心与地面标志中心重合。

⑷再调整脚螺旋，使圆水准器的气泡居中。

⑸再通过光学对中器，观察在面标志中心是否与对中器中心重合，否则重复（3）和（4）

操作，直至重合为止。

⑹确认仪器对中后，将中心螺丝旋紧固定好仪器。

●仪器对中后不要再碰三脚架的三个脚，以免破坏其位置。

用长水准器精确整平仪器

⑴旋转仪器照准部让长水准器与任意两个脚螺旋连线平行，调整这两个脚螺旋，使长水

准器气泡居中。调整两个脚螺旋时，旋转方向应相反（如图）。

⑵将照准部转动90°，用另一脚螺旋使长水准器气泡居中。

⑶重复⑴和⑵，使长水准器在该两个位置上气泡都居中。

⑷在⑴的位置将照准部转动180°，如果气泡居中并且照准部转动至任何方向气泡都居

中，则长水准器安置正确且仪器已整平。

●注意观察脚螺旋的旋转方向与气泡移动方向的关系。

●●在⑷中，气泡若不居中，应校正长水准器，请参阅后面（8.1）的校正方法。

2望远镜目镜调整和目标照准

精品文档

精品文档

目镜调整

⑴取下望远镜镜盖。

⑵将望远镜对准天空，通过望远镜观察，调整目镜环，使分划板十字丝最清晰。

●观察目镜时，眼睛应放松，以免产生视差和眼睛疲劳。

当光亮度不足难以看清十字丝时，按照明键（）照明。

目标照准

⑴用粗瞄准器的准星对准目标。

⑵调整望远镜调焦手轮，直至看清目标。

⑶旋紧水平与垂直制动手轮，微调两微动手轮，将十字丝中心精确照准目标，只时眼睛左右

上下轻微移动观察，若目标与十字丝两影像间有相对移位现象，则应该再微调望远镜调焦手

轮，直至两影像清晰且相对静止时止。

●对较近目标调焦时，顺时针转动调焦手轮。较远目标则逆时针方向旋转。

●若⑶未调整好，则视差会歪曲目标与十字丝中心的关系，从而导致观测误差。

●用微动手轮对目标作最后精确照准时，应保持手轮顺时针方向旋转。如果转动过头，

最好返回再重新按顺时针方向旋转手轮进行照准。

●即使不测竖直角，我们仍建议尽量用十字丝中心位置照准目标。

3打开或关闭电源

按键式电源开关

操作显示

按住[PWR]键至显示屏显示全部符号，电源

打开。

2秒后显示出水平角值，即可开始测量水平

角

。

按[PWR]键大于2秒至显示屏显示OFF符

号后松开，显示内容消失，电源关闭。

●开启电源显示的水平角为仪器内存的原角值，若不需要此值时，可以“水平角置零”

●若设置了“自动断电”功能，30或10分钟内不进行任何操作，仪器会自动关闭电源

并将水平角自动存储起来。

五．角度测量

精品文档

精品文档

1盘左/盘右观测

“盘左”是指观测者对着望远镜时竖盘在望远镜的左边；“盘右”指的是观测者对着望远

镜目镜时竖盘在望远镜的右边（如图所示）。取盘左和盘右读数的平均数作为观测值，可以

有效地消除仪器相应的系统误差对成果的影响。因此，在进行水平和竖直角观测时，要在完

成盘左观测之后，中转望远镜180°再完成盘右观测。

2水平角置“0”（OSET）

将望远镜十字丝中心照准目标A后，按[0SET]键两次，使水平角读数为“0º00′

00″”。显示为“

照准目标A显示HR50º10′20″→按两次[0SET]键→显示目标A方向为

HR0º00′00″

●[0SET]键只对水平角有效。

●除已锁定[HOLD]键状态外，任何时候水平角均可置“0”。若在操作过程中误按[0

SET]键盘，只要不按第二次就没关系，当鸣响停止，便可继续以后的操作。

3水平角与竖直角测量（HR、V或HL、V）

（1）设置水平角右旋与竖直角天顶为0测量方式（HR．V）。

顺时针方向转动照准部（HR），以十字丝中心照准目标A，按两次[0SET]键，目标A

的水平角度设置为0º00′00″，作为水平角起算的零方向。照准目标A时的具体步骤及显

示为：

顺时针方向转动照准部（HR），以十字丝中心照准目标B时显示为：

按[R/L]键后，水平角设置成左旋测量方式（HL．Ｖ）。

逆时针方向转动照准部（HL），以十字丝中心照准目标A，按两次[0SET]键将A方

精品文档

精品文档

向水平角置“0”。步骤和显示结果与（1）之A目标相同。

逆时针方向转动照准部（HL），以十字丝中心照准目标B时显示为：

●[R/L]键对竖直角无效。

●再按[R/L]键，水平角又由左旋转为右旋方式。

●B方向观测完后可继续照准以后各方向，以获得各方向相应的水平角与竖直角值。

●（1）和（2）仅列举了盘左观测时的步骤，接着应中转望远镜完成盘右的观测。

4．竖直角的零方向设置

竖直角在作业开始前就应依作业需要而进行初始设置，选择天顶方向为0º或水平方向

为0º。（方法参阅初始设置说明），天顶距与垂直角的测量：

⑴天顶距：如竖直角选择天

顶方向为0°,测得（显示）

的竖直角V为天顶距，如图。

天顶距=（L+360-R）/2

指标差=（L+R-360）/2

⑵垂直角：如竖直角选择水

平方向为0°，则测得（显示）

的竖直角V为垂直角，如图。

垂直角=（L±180-R）/2

指标差=（L+R—180°540°）/2

六．水平角和垂直角测量原理

1．水平角测量原理

水平角是指过空间两条相交方向线所作的铅垂面间所夹的二面角，角值为0°～360°。

空间两直线OA和OB相交于点O，将点A，O，B沿铅垂方向投影到水平面上，得相应的

投影点A′，O′，B′，水平线O′A′和O′B′的夹角β就是过两方向线所作的铅垂面间的夹角，

即水平角。

水平角的大小与地面点的高程无关。

2．垂直角的测量原理

垂直角是指在同一铅垂面内，某目标方向的视线与水平线间的夹角α，也称竖直角或

高度角；垂直角的角值为0°～±90°。

视线与铅垂线的夹角称为天顶距，天顶距z的角值范围为0°～180°。

当视线在水平线以上时垂直角称为仰角，角值为正；视线在水平线以下时为俯角，角

值为负。

精品文档

精品文档

八．实验任务

1．方向观测法测水平角。

步骤：

1．在指定的地面点安置仪器。在测站周围确定4个目标。

2．进行对中，整平并配置度盘起始读数。观测二个测回。

3．盘左：瞄准起始方向目标读数，顺时针方向依次瞄准各方向目标读数，转回至起始方向

仍瞄准目标读数。检查归零差是否超限。

4．盘右：瞄准起始方向目标读数，逆时针方向依次瞄准各方向目标读数，转回至起始方向

仍瞄准目标读数。检查归零差是否超限。

5．计算：同一方向两倍照差2C=盘左读数－盘右读数±180°；各方向的读数平均值=1/2[盘

左读数+盘右读数±180°]；归零后的方向值。

6．测完各测回后，计算各测回同一方向的平均值，并检查同一方向值各测回互差是否超限。

计算水平角。

记录表格：

测

站

测

回

数

目

标

水平度盘读数

2C

(″)

方向值

（°′″）

归零方向值

（°′″）

各测回平均方向

值

（°′″）

盘左

（°′″）

盘右

（°′″）

精品文档

精品文档

数据计算公式：

同一方向两倍照差2C=盘左-(盘右



180°)，方向值=（盘左+盘右



180°)/2，半侧回归零差Δ=（第二次起始方向读数平均值-第一次起始方向

读数平均值）/2，归零方向值=每个测回的同名方向值-Δ，各测回归零方向平均

值=取各测回同名方向平均值

此次试验中有关差要求有如下，半侧回归零差18″，同一测回2C误差

60″，各测回同一方向值较差24″。

2．竖直角测量。

方法与步骤：

1．在指定地点安置经纬仪，并进行对中、整平转动望远镜，观察竖直读数的变

化规律。写出竖直角的计算公式。

2．盘左：瞄准目标，用十字丝横线切于目标某一部位（事先确定好）；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，计算竖直角。

3．盘右：同法观测、记录、计算。

4．计算上、下半测回竖直角的平均值。检查各测回竖直角互差是否超限。计算

同一目标各测回竖直角的平均值。

记录表格：

竖盘位

置

竖盘读数半测回竖直角一测回竖直角

测点目标（°′″）（°′″）（°′″）