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角度测量的基本概念
角度测量包括水平角测量和竖直角测量。水平角用于确定地面点的 平面位置,竖直角用于间接确定地面点的高程。经纬仪是进行角度测量的主要仪器。
一、水平角及其测量原理
地面上一点到两目标的方向线,垂直投影到水平面上所成的夹角称为水平角。
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A,O,B是地面上任意三点,通过OA和OB分别做两个竖直面,它们与水平面P的交线O1B1和O1A1的夹角β就是OA和OB之间的水平角,换句话说地面上任意两方向间的水平角就是过该两方向的二面角。
为了测出水平角β,可以设想在过角顶O点上方架设一台仪器,仪器上有一个水平安置的带有顺时针刻划、注记的圆盘,即水平度盘,并使其圆心O2在过O点的铅垂线上。从OA竖面与度盘的交线得读数a,再从OB竖面与度盘的交线得另一读数b,则b减a就是圆心角β即水平角∠A1O1B1:β=b−a。 |
二、竖直角及其测量原理
测站点到目标点的视线与水平线在竖直面内的夹角称为竖直角。视线AB与水平线AB´的夹角α,为AB方向线的竖直角。其角度值从水平线算起,向上为正,称为仰角;向下为负,称为俯角。范围为0—±90º。
视线与测站点天顶方向之间的夹角称为天顶距。图中以Z表示,其数值为0—180º,均为正值。显然,同一目标方向的竖直角α和天顶距Z之间有如下关系:
α=90º-Z
为了观测竖直角或天顶距,经纬仪上必须装置一个带有刻划注记的竖直圆盘,即竖直度盘,该度盘中心在望远镜旋转轴上,竖直度盘的读数指标线与竖盘指标水准管相连,当该水准管气泡居中时,指标线处于某一固定位置。显然,照准轴水平时的度盘读数与照准目标读数之差,即为所求竖直角α。 |
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光学经纬仪就是根据上述测角原理而设计制造的一种测角仪器。 |