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地面点的水平角、竖直角的测量

实验目的

掌握确定地面点水平角、竖直角的测量方法及所用仪器。

掌握光学经纬仪的工作原理、操作方法。

实验原理

水平角指一点至两目标的方向线在水平面上的投影所形成的夹角。地面上有高低不同的A、O、B三点，O为测站点，A、B为两目标点，OA、OB两方向线在水平面上的投影。OA、OB的夹角β即为两目标方向线的水平角。因此，水平角β也是过OA、OB方向线的两个竖直所夹的二面角。水平角的取值范围为0～360°C。假设在水平面设置一个可以度量角度的刻度圆盘，且刻度圆盘中心与0点位于同一铅垂直线上。

竖直角是指在同一竖直面由倾斜视线与水平线间的夹角。倾斜视线在水平线的上方，称为仰角，用正号表示；倾斜视线在水平线的下方，称为俯角，用负号表示。竖直角的取值范围为0～±90°C.

实验设备

光学经纬仪、标杆、记录本

实验步骤

确定好要测量的地面点和具体实物的点位

在事先设置好的点上安装光学经纬仪：将三脚架打开，高度适中，架头水平，将中心螺旋提起，通过中间的圆孔对准地上十字线，将仪器安装在上面。

铅垂对中：挂上铅垂若铅垂球尖偏离测站点中心十字线，可将中心螺旋稍松，平移仪器使垂球尖对准测站点中心十字线，再将其旋紧。

整平：首先，旋转照准部，是水准管轴与任意两个脚螺旋中心的连线平行，同时互为反向的旋转这两个脚螺旋，使水准管气泡居中，再将照准部旋转九十度，旋转；另外一个脚螺旋，使水准管气泡同样居中，再一次将仪器旋转回原位置，检查气泡位置，若有偏离，再旋转相应的脚螺旋。反复进行，直到照准部旋转到任一位置时气泡都居中。

光学对中：通过光学对中器观察地面测站点中心的十字线在视野中心，若不在则移动三脚架的位置使其在视野中心。

瞄准A点、B点的位置，测两个测回的水平角，并在第二个测回时测竖直角。

实验感想

通过本次实验，使我更加掌握了光学经纬仪的使用方法，也掌握了如何用光学经纬仪测量水平角、竖直角。对课本上所学的知识有了进一步的了解，深化了自己的知识。但是本次实验存在很多不足之处，首先在对中时耗费了很长时间，中间也出现顺序问题，其次在测量时由于第一个测回出现操作错误测完一个数值后改变了度盘读数，所测结果错误，导致数据少了一组，最后由于掌握不够熟练在测量竖直角时没有使用最快捷的方法，以致实验时间延长，通过这些教训经验，让我更加熟练的掌握了光学经纬仪的正确使用方法及读数方法。

实验数据处理

水平角测量数据记录表

测点

测回

度盘位置

目标

水平度盘读数

半测回角值

一测回平均角值

各测回平均角值

O点

1

左

A

0°0′0″

51°15′06″

51°15′06″

51°11′14″

B

51°15′06″

右

A

B

2

左

A

90°0′0″

51°16′54″

51°7′21″

B

141°16′54″

右

A

270°20′12″

50°57′48″

B

321°18′0″

竖直角测量数据记录表

测点

目标

度盘位置

竖度盘读数

半测回竖直角

一测回平均角值

指标差

各一测回平均角值

O点

A

左

96°49′06″

—6°49′06″

—7°26′36″

—0°37′30″

—8°04′06″

右

261°55′54″

—8°04′06″

B

左

83°07′30″

6°52′

30″

6°15′

0″

—0°37′30″

5°37′

30″

右

275°37′30″

5°37′

30″

原始数据记录表