竖直角是用经纬仪的竖直度盘来量度的，即当望远镜照准目标时的方向线以及水平线分别在竖直度盘上读得读数，两读数之差即为观测的竖直角。
3.4.1 竖直角计算公式
竖直角的计算公式可以按下述方法确定：将望远镜放在大致水平的位置，观察视线水平时的读数（90°或90°的整倍数），然后逐渐仰起望远镜，观测竖盘读数是增加还是减少。若读数增加，则竖直角的计算公式为：
α＝瞄准目标时的读数－视线水平时的读数
若读数减少，则
α＝视线水平时的读数－瞄准目标时的读数
图3.13为常用的DJ6型光学经纬仪的竖盘注记形式。设盘左时照准目标的读数为L，盘右时照准目标的读数为R。由图中可知，盘左位置，视线水平时竖盘读数为90°，当望远镜逐渐仰起时，读数逐渐减少；盘右位置，视线水平时竖盘读数为270°，当望远镜逐渐仰起时，读数逐渐增加。于是竖直角计算公式可写成
图3.13 DJ6光学经纬仪竖盘注记形式
盘左 αL＝90°－L （3－4）
盘右 αR＝R－270° （3－5）
平均竖角值为
3.4.2 竖直角观测方法
在测站上安置经纬仪，首先进行对中整平，然后进行竖直角观测。一个测回的观测程序如下：
①以正镜（盘左）中丝照准目标，读数、记录，即为上半测回。
②以倒镜（盘右）中丝照准目标，读数、记录，即为下半测回。
竖直角观测手簿如表3.6所示。观测完毕后，先根据预先确定的竖直角计算公式计算出盘左、盘右半测回竖直角值，记入表中相应栏目中。表3.6中所用竖直角的计算公式分别为（3－4）、（3－5）及（3－6）式。(www.xing528.com)
表3.6 竖直角观测手簿
和水平角观测相类似，为了提高观测结果的精度，竖直角也可以作多个测回的观测。对于DJ6级经纬仪，同一方向各个测回观测的竖直角值之差不应超过±24″。
3.4.3 竖盘指标差
在竖直角的计算中，认为当视准轴水平、竖盘指标水准管气泡居中时，竖盘读数是个定值，即90°的整倍数。但实际上这个条件往往不能满足，竖盘指标不是指在90°或270°上，它与90°或270°的差值x角，即为竖盘指标差（竖盘指标偏离正确位置的差值称为竖盘指标差）。
图3.14（a）、（b）为盘左位置，由于存在指标差，当望远镜照准目标时，读数大了一个x值，正确的竖直角为：
α＝90°－（L－x）＝α左＋x （3－7）
同样，图3.14（c）为盘右位置。在盘右位置用望远镜照准同一目标，读数仍然大了一个x值，则正确的竖直角值为：
α＝（R－x）－270°＝α右－x （3－8）
式（3－7）和式（3－8）相加，并除以2，得
此可知，在测量竖直角时，用盘左、盘右观测取平均值的办法可以消除竖盘指标差的影响。
将式（3－7）和式（3－8）相减得
式（3－10）为竖盘指标差的计算公式。
竖直角观测中，同一仪器观测各个方向的指标差应当相等，若不等则由于照准、整平和读数存在误差所致。其中最大指标差和最小指标差之差称为指标差的变动范围，对于DJ6级仪器，应不超过±24″。
图3.14 竖盘指标差示意图
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