竖直角测量方法及竖盘指标差的影响与检验

由前面可知竖直角是由倾斜方向与在同一铅垂面内的水平线构成的,而倾斜方向可能向上,也可能向下,所以竖直角要冠以符号。如果向上倾斜规定为正角,用“+”号表示,而向下倾斜规定为负角,用“-”号表示。

1.竖直角观测

因为水平视线的读数是固定的,所以只要读出倾斜视线的竖盘读数,即可计算出竖直角值,但为了消除仪器误差的影响,同样需要用盘左、盘右观测。其具体观测步骤如下:

(1)在测站上安置仪器,对中,整平。

(2)以盘左照准目标,如果是指标带水准器的仪器,必须用指标微动螺旋使水准器气泡居中,然后读取竖盘读数L,这称为上半测回。

(3)将望远镜倒转,以盘右用同样方法照准同一目标,使水准器气泡居中后,读取竖盘读数R,这称为下半测回。

如果用指标带补偿器的仪器,在照准目标后即可直接读取竖盘读数。根据需要可测多个测回。

2.竖直角计算

竖直角的计算方法因竖盘刻划方式的不同而异,但现在已逐渐统一为全圆分度,顺时针增加注字,且在视线水平时的竖盘读数为90°。现以这种刻划方式的竖盘为例,说明竖直角的计算方法。如遇其他方式的刻划,可以根据同样的方法推导其计算公式。

当在盘左位置且视线水平时,竖盘的读数为90°[图2-21(a)],如照准高处一点A[图2-21(b)],则视线向上倾斜,得读数L。按前述规定,竖直角应为“+”值,所以,盘左时的竖直角应为

当在盘右位置且视线水平时,竖盘的读数为270°[图2-21(c)],在照准高处的同一点A时[图2-21(d)],得读数R,则竖直角应为

取盘左、盘右的平均值,即一个测回的竖直角值,即

如果测多个测回,则取各个测回的平均值作为最后成果。(www.xing528.com)

观测结果应及时记入手簿,竖直角观测手簿的格式见表2-2。

表2-2 竖直角观测手簿

3.竖盘指标差

如果指标不位于过竖盘刻划中心的铅垂线上,如图2-22所示,视线水平时的读数不是90°或270°,而相差x,这样用一个盘位测得的竖直角值即含有误差x,这个误差称为竖盘指标差。为求得正确角值α,需要加入指标差改正,即

图2-21 竖直角观测

(a)盘左视准轴水平;(b)盘左瞄准视点P;(c)盘右视准轴水平;(d)盘右瞄准视点P

解式(2-6)、式(2-7)可得:

从式(2-8)可以看出,取盘左、盘右结果的平均值时,竖盘指标差x的影响已自然消除。将式(2-4)和式(2-5)代入式(2-9),可得:

即利用盘左、盘右照准同一目标的读数,可按式(2-10)直接计算竖盘指标差x。如果x为正值,说明视线水平时的读数大于90°或270°,如果为负值,则情况相反。

以上各公式是按顺时针方向注字的竖盘推导的,同理也可推导出逆时针方向注字竖盘的计算公式。

在竖直角测量中,常用竖盘指标差来检验观测的质量,即在观测的不同测回中或观测不同的目标时,竖盘指标差的较差应不超过规定的限值。如用DJ6级经纬仪作一般工作时,竖盘指标差的较差要求不超过25″。另外,在单独用盘左或盘右观测竖直角时,按式(2-6)或式(2-7)加入竖盘指标差x,仍可得出正确的角值。