概念

　　在同一鉛垂面內(nèi)，觀測(cè)視線與水平線之間的夾角，稱為垂直角，又稱傾角，用α表示。其角值范圍為0?～±90?。如圖1所示，視線在水平線的上方，垂直角為仰角，符號(hào)為正(+α);視線在水平線的下方，垂直角為俯角，符號(hào)為負(fù)(-α)。

　　垂直角的作用

　　角度測(cè)量是確定地面點(diǎn)位的三項(xiàng)基本測(cè)量工作之一，包括水平角與豎直角的測(cè)量。豎直角測(cè)量用于測(cè)定高差或?qū)A斜距離轉(zhuǎn)化成水平距離。

　　豎直度盤構(gòu)造

　　DJ6光學(xué)經(jīng)緯儀豎直度盤的構(gòu)造包括豎直度盤、豎盤指標(biāo)、堅(jiān)都指標(biāo)水準(zhǔn)管和豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋。如圖2所示，豎直度盤固定在橫軸的一端，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，豎直度盤也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，度盤中心的讀數(shù)指標(biāo)與豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管連在一起，由豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋控制。調(diào)節(jié)豎盤指標(biāo)微動(dòng)螺旋，將豎直水準(zhǔn)管氣泡居中，使讀數(shù)指標(biāo)處于正確位置。讀數(shù)指標(biāo)一般在觀測(cè)過程中不動(dòng)，而是豎直度盤隨望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　垂直角測(cè)量原理

　　同水平角一樣，垂直角的角值也是度盤上兩個(gè)方向的讀數(shù)之差。望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)目標(biāo)的視線與水平線分別在豎直度盤上有對(duì)應(yīng)讀數(shù)，兩讀數(shù)之差即為垂直角的角值。所不同的是，垂直角的兩方向中的一個(gè)方向是水平方向。無論對(duì)哪一種經(jīng)緯儀來說，視線水平時(shí)的豎盤讀數(shù)都應(yīng)為90?的倍數(shù)。所以，測(cè)量垂直角時(shí)，只要瞄準(zhǔn)目標(biāo)讀出豎盤讀數(shù)，即可計(jì)算出垂直角。

　　垂直角計(jì)算公式

　　由于豎盤注記形式不同，垂直角計(jì)算的公式也不一樣。

　　以順時(shí)針注記的豎盤為例，推導(dǎo)垂直角計(jì)算的公式。盤左位置：視線水平時(shí)，豎盤讀數(shù)為90?。當(dāng)瞄準(zhǔn)一目標(biāo)時(shí)，豎盤讀數(shù)為L(zhǎng)，則盤左垂直角αL為： ;盤右位置：視線水平時(shí)，豎盤讀數(shù)為270?。當(dāng)瞄準(zhǔn)原目標(biāo)時(shí)，豎盤讀數(shù)為R，則盤右垂直角αR為： 。將盤左、盤右位置的兩個(gè)垂直角取平均值，即得垂直角α計(jì)算公式為： 。

　　對(duì)于逆時(shí)針注記的豎盤，用類似的方法推得垂直角的計(jì)算公式為：。

　　在觀測(cè)垂直角之前，將望遠(yuǎn)鏡大致放置水平，觀察豎盤讀數(shù)，首先確定視線水平時(shí)的讀數(shù);然后上仰望遠(yuǎn)鏡，觀測(cè)豎盤讀數(shù)是增加還是減少：

　　若讀數(shù)增加，則垂直角的計(jì)算公式為α=瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)豎直盤讀數(shù)-視線水平時(shí)豎直盤讀數(shù)。

　　若讀數(shù)減少，則垂直角的計(jì)算公式為α=視線水平時(shí)豎直盤讀數(shù)-瞄準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)豎直盤讀數(shù)。

　　垂直角觀測(cè)方法

　　(1)在測(cè)站點(diǎn)O安置經(jīng)緯儀，在目標(biāo)點(diǎn)A豎立觀測(cè)標(biāo)志，按前述方法確定該儀器垂直角計(jì)算公式。

　　(2)盤左位置：瞄準(zhǔn)目標(biāo)A，使十字絲橫絲精確地切于目標(biāo)頂端。轉(zhuǎn)動(dòng)豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動(dòng)螺旋，使水準(zhǔn)管氣泡嚴(yán)格居中，然后讀取豎盤讀數(shù)L，記入垂直角觀測(cè)手簿表相應(yīng)欄內(nèi)。

　　(3)盤右位置：重復(fù)步驟2，其讀數(shù)為R，記入表相應(yīng)欄內(nèi)。

　　(4)根據(jù)垂直角計(jì)算公式計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果分別填入表相應(yīng)欄內(nèi)。

　　有些經(jīng)緯儀，采用了豎盤指標(biāo)自動(dòng)歸零裝置，其原理與自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀補(bǔ)償器基本相同。當(dāng)經(jīng)緯儀整平后，瞄準(zhǔn)目標(biāo)，打開自動(dòng)補(bǔ)償器，豎盤指標(biāo)即居于正確位置，從而明顯提高了垂直角觀測(cè)的速度和精度。