水平角测定即运用角度测量仪器测量地面上三点以某点为顶点的水平角度值。如图2-16所示,测量点A、B、O三点所成水平角。具体测量步骤如下。
图2-16 水平角测定
1.观测前仪器对中、整平
在测量角度以前,首先要将经纬仪安置在设置有地面标志的测站上。所谓测站,即仪器架设位置,水平角的测站为所测角的顶点。安置工作包括对中、整平两项。
(1)仪器对中。在安置仪器以前,首先将三脚架打开,抽出架腿,并旋紧架腿的固定螺旋,然后将三个架腿安置在以测站为中心的等边三角形的角顶上。这时架头平面即约略水平,且中心与地面点约略在同一铅垂线上。
从仪器箱中取出仪器,用附于三脚架头上的连接螺旋将仪器与三脚架固连在一起,然后即可精确对中。
根据仪器的结构,可用垂球对中,也可用光学对中器对中。
用垂球对中时,先将垂球挂在三脚架的连接螺旋上,并调整垂球线的长度,使垂球尖刚刚离开地面。再看垂球尖是否与角顶点在同一铅垂线上。如果偏离,则将角顶点与垂球尖连一方向线,将最靠近连线的一条腿沿连线方向前后移动,直到垂球与角顶对准,如图2-17(a)所示。这时如果架头平面倾斜,则移动与最大倾斜方向垂直的一条腿,从高的方向向低的方向划一个以地面顶点为圆心的圆弧,直至架头基本水平,且对中偏差不超过1~2 cm为止。最后将架腿踩实,如图2-17(b)所示。为了精确对中,可稍稍松开连接螺旋,将仪器在架头平面上移动,直至准确对中,最后再旋紧连接螺旋。
图2-17 仪器对中(www.xing528.com)
如果使用光学对中器对中,可以先用垂球粗略对中,然后取下垂球,再用光学对中器对中。在使用光学对中器时,仪器应先利用脚螺旋使圆水准器气泡居中,再看光学对中器是否对中。如有偏离,仍在仪器架头上平行移动仪器,在保证圆水准器气泡居中的条件下,使其与地面点对准。如果不用垂球粗略对中,则一面观察光学对中器一面移动脚架,使光学对中器与地面点对准。这时仪器架头可能倾斜很大,则根据圆水准器气泡偏移方向,伸缩相关架腿,使气泡居中。伸缩架腿时,应先稍微旋松伸缩螺旋,待气泡居中后,立即旋紧伸缩螺旋。因为光学对中器的精度较高,且不受风力影响,应尽量采用。待仪器精确整平后,仍要检查对中情况,因为只有在仪器整平的条件下,光学对中器的视线才居于铅垂位置,对中才是正确的。
(2)仪器整平。经纬仪整平的目的是使竖轴居于铅垂位置。整平时要先用脚螺旋使圆水准器气泡居中,以粗略整平,再用水准管精确整平。
如图2-18(a)所示,由于位于照准部上的水准管只有一个,可以先使它与一对脚螺旋连线的方向平行,然后双手以相同速度向相反方向旋转这两个脚螺旋,使水准管气泡居中,再将照准部平转90°,用另外一个脚螺旋使气泡居中。这样反复进行,直至水准管在任一方向上气泡都居中为止。在整平后还需检查光学对中器是否偏移,如果偏移,则重复上述操作方法,直至水准管气泡居中,对中器同时也对中为止。
图2-18 仪器整平
2.观测读数
(1)读取起始边的后视水平角读数值。仪器对中整平后,转动望远镜精确瞄准后视点A,从仪器读数窗口中读出起始边的水平角读数值,记为a。
(2)读取终边的前视水平角读数值。完成起始边的观测后,转动望远镜瞄准前视点B,从仪器读数窗口中读出终边的水平角读数值,记为b。
(3)计算水平角度值。水平角可按式(2-1)计算:
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