1.基本原理
水平角是指地面上一点到两目标点连线在水平面上的垂直投影所形成的夹角，它也是过两条方向线的铅垂面所夹的两面角。水平角测量原理如图4.8所示，设A、B、C为地面上任意三点，将三点沿铅垂线方向投影到水平面上得到A1、B1、C1三点，则直线B1A1与直线B1C1的夹角β即为地面上BA与BC两方向间的水平角。为了测量水平角，应在过B点的上方水平安置一个有刻度的度盘，度盘的中心应位于过B点的铅垂线上，因此，测量水平角的仪器应具备的结构有：带刻线的度盘；使度盘水平且中心处于角顶点铅垂线上的对中及整平装置；能照准不同方向不同高度的目标的照准设备；读取度盘上的刻度的读数设备。
经纬仪就是根据上述基本要求设计制造的测角仪器。经纬仪按其读数种类不同，分为光学经纬仪和电子经纬仪；按其精度种类不同，我国将光学经纬仪分为DJ07型、DJ1型、DJ2型、DJ6型等几个级别，电子经纬仪一般有0.5s、1s、2s、5s等几个级别。
2.经纬仪的构造
经纬仪如图4.9所示，经纬仪的基本结构大致可分为照准部、水平度盘和基座3个部分。
图4.9 经纬仪
（a）光学经纬仪；（b）电子经纬仪
（1）照准部。照准部是指位于基座上方，能绕其旋转轴旋转部分的总称。照准部由望远镜、制动螺旋和微动螺旋、光学对点器、竖直度盘（竖直度盘用于测量竖直角，将在高差测量中介绍）、读数窗等组成。
（2）水平度盘。水平度盘是测量水平角的最关键部件。光学经纬仪的度盘系统由带有数字注记刻画的光学度盘以及一系列光学棱镜、透镜所组成的光学读数系统构成；电子经纬仪的度盘采用电子度盘以及由它和机、电、光器件组成的测角系统构成。水平度盘与照准部是分离的，观测水平角时，其位置相对固定，不随照准部一起转动，若需要改变水平度盘的位置，可通过照准部上的水平度盘变换手轮将度盘配置到需要的位置。
（3）基座。基座由轴座、脚螺旋、底板、三角压板组成。在经纬仪基座上，还有一个轴座固定螺旋，用来将照准部与基座固连在一起。利用基座的中心螺母和三脚架上的中心连接螺旋，可将仪器与三脚架固定在一起。(www.xing528.com)
3.经纬仪的使用与水平角测量
（1）安置仪器。用经纬仪测量角度，首先是在测站上安置经纬仪。经纬仪的安置包括对中和整平，其目的是使仪器中心与测站点的点位中心位于同一铅垂线上并保持水平度盘水平。
对中的方法一般是垂球对中和光学对中两种，有的电子经纬仪装有激光对中器。
整平是借助水准器或电子气泡，通过伸缩经纬仪的架腿或调整基座脚螺旋的高低使水平度盘处于水平位置。
（2）瞄准和读数。测量水平角用的照准标志，一般是竖立于测点的标杆、测钎或觇牌，测量时用望远镜十字丝竖丝照准目标。
光学经纬仪通过一系列棱镜和透镜将度盘的刻度成像在望远镜旁的读数显微镜内，故在经纬仪读数显微镜内可读出照准目标所对应的度盘读数。不同级别的经纬仪或同级别由不同厂家生产的经纬仪，其读数方法不尽相同。电子经纬仪则在仪器显示屏上直接以数字的形式显示读数，十分方便。
（3）水平角测量。水平角的观测方法一般根据观测的精度要求和目标的数目来确定。常用的测角方法有测回法和方向观测法。现以观测两个测回情况，分别列出测回法和方向观测法测量水平角记录（含计算）表，分别如表4.3和表4.4所示。
表4.3 测回法测量水平角记录表
表4.4 方向观测法测量水平角记录表
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