水平角观测(经纬仪原理)
一、水平角测角原理
如图3—9所示，A、B、C为地面三点，高程不相等。将这三点沿铅垂线方向投影到PQ水平面上，在水平面上得到A1、B1、C1三点，则水平成B1A1与BlC1夹角β定义为地面上直线BA和BC间的水平角。由此可见，地面任意两直线间的水平角度，为通过该两直线所作竖直面间的两面角。
为了能测出水平角的大小，可在此两竖直面的交线上任一高度0点水平地放置一刻度盘，通过BA和BC和一竖直面，与刻度盘的交线为0m、0n，在刻度盘上相应的读数为b和a，从而求得水平角。
β=a—b (3—1)
根据以上分析，测量水平角的经纬仪必须具备一个水平度盘，并设有能在刻度盘上进行读数的指标；为了瞄准不同高度的目标，经纬仪的望远镜不仅能在水平面内转动，而且还能在竖直面内旋转。
图3—4水平角测量
二、经纬仪原理
经纬仪有游标经纬仪、光学经纬仪和电子经纬仪三类。游标经纬仪一般为金属度盘、游标读数、锥形轴系，目前已很少使用。电子经纬仪尚未普及，而光学经纬仪具有读数精度高、体积小、重量轻、使用方便和密封性能好等优点被广泛使用，下面对光学经纬仪、电子经纬仪作简要介绍。
1．J6级光学经纬仪
如图3—5是北京光学仪器厂生产的红旗Ⅱ型经纬仪。各部件的名称均标注在图上。理论上，一测回测角中误差为6″，故称为6秒级经纬仪，它属于较低精度的经纬仪，一般用于五等以下的控制测量和其他较低精度的测量工作。
J6经纬仪是由基座水平度盘和照准部三部分组成的。
基座上有三个脚螺旋6用来整平仪器。5是轴座连接螺旋，拧紧它可以将仪器固定在基座上，该螺旋不要松动，以免仪器分离而坠落。
水平度盘外面看不见，它是一个玻璃制成的圆环，盘上按顺时针方向刻有分划，从0°—360°，用来测量水平角。
经纬仪主要用于测量水平角和竖直角两个角度，接下来就分别讲述其测量原理，水平角指从一点出发的两条空间直线在水平面投射出的两条投影线所成夹角，对水平角进行测量具两个前提条件：其一是仪器具有水平度盘；其二是具有望远镜；可通过对高低不同的两个目标的瞄准来测得水平角度数，竖直角指在一竖直面内，目标视线和水平线所成角，对竖直角进行测量具有一个前提条件，就是仪器要有竖直度盘，以对测量角度进行读取。经常会遇到一些客户问怎么使用它，今天小编给大家讲讲其使用：
一、安置经纬仪： 进行角度测量时，首先要在测站上安置经纬仪，即进行对中和整平。对中的目的是使仪器中心（或水平度盘中心）与测站点的标志中心位于同一铅垂线上；而整平则是为了使水平度盘处于水平位置，由于经纬仪的对中设备不同，对中和整平的方法步骤也不一样，现分述如下： 1、对中 ①打开三脚架放在测站点上方，目估使架头水平，高度适中，并使架头中心大致对准测站点标志中心； ②装上仪器，并随手拧紧连接仪器和三脚架的中心连接螺旋，挂上垂球，当垂球尖端离开测站点较远时，可平移三脚架使垂球尖端对准测站点；如果垂球尖端与测站点相距较近，可适当放松中心连接螺旋，在三脚架头上缓缓移动仪器，使垂球尖端精确对准测站点，对中完成后，应随手拧紧中心连接螺旋。 2、整平 ①先旋转脚螺旋使水准器气泡居中，然后，松开水平制动螺旋，转动照准部使照准部管水准器平行于任意两个脚螺旋的连线； ②根据气泡偏离方向，两手同时向内或向外旋转脚螺旋，使气泡居中（气泡移动方向与左手大拇指的转动方向一致）； ③转动照准部90°，旋转第三个脚螺旋使气泡居中，如此反复进行，直至照准部转到任何位置时，气泡都居中为止。 二、照准目标： 松开水平和望远镜制动螺旋，按照与水准仪照准标尺基本相同的步骤进行操作，即：调节望远镜目镜使十字丝清晰；利用望远镜上的准星或粗瞄器粗略照准目标并拧紧制动螺旋；调节物镜调焦螺旋使目标清晰并消除视差；利用水平和望远镜微动螺旋精确照准目标。 照准时应注意：水平角观测时要用竖丝尽量照准目标底部，目标离仪器较近时，成像较大，可用单丝平分目标；目标离仪器较远时，可用双丝夹住目标或用单丝和目标重合。竖直角观测时应用横丝中丝照准目标顶部或某一预定部位。
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