更新时间:2023-01-21 23:22
垂直角,又称竖直角或高度角,指视准线与其水平视线之间的夹角,是仪器中轴线与观测点的垂直角度。
在同一铅垂面内,观测视线与水平线之间的夹角,称为垂直角,又称倾角,用α表示。其角值范围为0˚~±90˚。如图1所示,视线在水平线的上方,垂直角为仰角,符号为正(+α);视线在水平线的下方,垂直角为俯角,符号为负(-α)。
角度测量是确定地面点位的三项基本测量工作之一,包括水平角与竖直角的测量。竖直角测量用于测定高差或将倾斜距离转化成水平距离。
DJ6光学经纬仪竖直度盘的构造包括竖直度盘、竖盘指标、坚都指标水准管和竖盘指标水准管微动螺旋。如图2所示,竖直度盘固定在横轴的一端,当望远镜在竖直面内转动时,竖直度盘也随之转动,度盘中心的读数指标与竖盘指标水准管连在一起,由竖盘指标水准管微动螺旋控制。调节竖盘指标微动螺旋,将竖直水准管气泡居中,使读数指标处于正确位置。读数指标一般在观测过程中不动,而是竖直度盘随望远镜转动。
同水平角一样,垂直角的角值也是度盘上两个方向的读数之差。望远镜瞄准目标的视线与水平线分别在竖直度盘上有对应读数,两读数之差即为垂直角的角值。所不同的是,垂直角的两方向中的一个方向是水平方向。无论对哪一种经纬仪来说,视线水平时的竖盘读数都应为90˚的倍数。所以,测量垂直角时,只要瞄准目标读出竖盘读数,即可计算出垂直角。
由于竖盘注记形式不同,垂直角计算的公式也不一样。
以顺时针注记的竖盘为例,推导垂直角计算的公式。如图3所示,盘左位置:视线水平时,竖盘读数为90˚。当瞄准一目标时,竖盘读数为L,则盘左垂直角αL为: ;盘右位置:视线水平时,竖盘读数为270˚。当瞄准原目标时,竖盘读数为R,则盘右垂直角αR为: 。将盘左、盘右位置的两个垂直角取平均值,即得垂直角α计算公式为: 。
对于逆时针注记的竖盘,用类似的方法推得垂直角的计算公式为:;。
在观测垂直角之前,将望远镜大致放置水平,观察竖盘读数,首先确定视线水平时的读数;然后上仰望远镜,观测竖盘读数是增加还是减少:
若读数增加,则垂直角的计算公式为α=瞄准目标时竖直盘读数-视线水平时竖直盘读数。
若读数减少,则垂直角的计算公式为α=视线水平时竖直盘读数-瞄准目标时竖直盘读数。
(1)在测站点O安置经纬仪,在目标点A竖立观测标志,按前述方法确定该仪器垂直角计算公式。
(2)盘左位置:瞄准目标A,使十字丝横丝精确地切于目标顶端。转动竖盘指标水准管微动螺旋,使水准管气泡严格居中,然后读取竖盘读数L,记入垂直角观测手簿表相应栏内。
(3)盘右位置:重复步骤2,其读数为R,记入表相应栏内。
(4)根据垂直角计算公式计算,将计算结果分别填入表相应栏内。
有些经纬仪,采用了竖盘指标自动归零装置,其原理与自动安平水准仪补偿器基本相同。当经纬仪整平后,瞄准目标,打开自动补偿器,竖盘指标即居于正确位置,从而明显提高了垂直角观测的速度和精度。