矿山测量教案(精).doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流矿山测量教案(精).精品文档.矿山测量教案河南工程技术学校2007.5课程教学说明一、课程的性质 矿山测量是采矿专业学生的一门必修课程，属于采矿类专业的一门技术性课程。主要为学习后续专业课程和将来从事矿井技术管理工作奠定基础。对采矿专业而言，虽然不需要我们直接到井下去测量，但是我们且要利用测量资料去分析和解决开采技术和管理问题，因此，了解测量工作的基本原理、基本方法、矿图绘制及精度要求是必要的。特别是具备矿图识图和用图基本知识尤为重要。各类工程设计（包括毕业设计）、了解生产、指挥生产、制定生产计划、确定开采方案等都需要借助于矿图来进行。二、课程任务与教学目标 本课程的主要任务是：学习测量学和矿山工程测量的基本内容，具备必需的矿山测量技术的基本知识和基本技能；为学习专业知识和职业技能提高全面素质、增强适应职业变化的能力打下一定的基础。学生通过学习应达到下列目标：1了解矿山测量技术中的基本概念和基本原理；2熟悉测量仪器的结构与使用方法；3能用经纬仪导线法布设图根控制点和井下导线点，掌握测回法测量水平角、竖直角和用水准仪进行等外水准测量的方法，并能用计算器完成坐标和高程计算，会整理测量成果； 4初步掌握大比例尺地形图的测绘方法和巷道施工中线、腰线的标定方法，能正确阅读和使用各种矿图和测绘资料。能够用岩层与地表移动资料合理留设保护煤柱；5具有热爱科学、实事求是的学风和创新意识、创新精神。 三、教学环节总课时： 4*12=48 学时授课： 34学时实训： 10学时 复习总结：2学时机动： 2学时 2周教学实习考试。四、学习要求及学习方法略。第一章 测量基本知识第一节 点位的表示方法测量工作的实质：确定地面点的空间位置。数学上是在空间坐标系里用三维坐标来表示点的空间位置的，如图11。图11 点的空间坐标 图1测量坐标 图13 数学坐标一、测量常用坐标系统1地理坐标系地理坐标系是一球面坐标系。在地理坐标系中，地面点在球面上的位置用经度和纬度表示的称为地理坐标。在图14中，PP1 为椭球的旋转轴，P表示北极，P1表示南极， O表示球心。通过椭球旋转轴的平面称为子午面，而其中通过英国格林尼治天文台的子午面称为起始子午面。子午面与椭球面的交线称为子午线。通过椭球中心且与椭球旋转轴正交的平面称为赤道面，赤道面与椭球面的交线称为赤道。与赤道面平行的平面和椭球表面的交线称为纬线。起始子午面和赤道面是确定地面某一点地理坐标的基准面。图14中，L点的经度是该点的子午面与首子午面所构成的二面角，以 表示。经度由首子午面起向东、向西度量，各由0180°，在首子午面以东者称为东经，以西者称为西经。 L点的纬度是通过该点的铅垂线与赤道面之间的夹角，以表示。纬度以赤道平面为基准，向北、向南各由090°，在赤道以北者称为北纬，以南者称为南纬。例如，北京的地理坐标（、）为东经116°23、北纬39°54。2、高斯平面直角坐标系我国采用高斯投影法。由高斯提出的横圆柱正形投影理论经克吕格补充研究完成的高斯克吕格坐标就是建立在高斯投影面上的直角坐标。椭球面是一个不可展曲面，将椭球面上的图形转换为平面必然产生一定的变形，为了控制由曲面正形投影到平面时引起的长度变形，高斯投影采取了分区分带的投影方法，使带内最大的变形控制在测量允许的范围内。现仅从几何关系上作简要说明。为了研究方便把地球作为一个圆球看待，如图15所示，设想将一个平面卷成圆柱 图15 高斯投影形，把它套在地球外面，使圆柱面恰好与地面上的某一子午线相切（图中与PO P1相切），这条子午线称中央子午线或轴子午线。如果在球面上以不同的子午线分别与圆柱面相切，并以地心为投影中心，把地球表面分别投影到圆柱面上，则可以把地球表面分成若干个瓜瓣形地带。例如每隔经差6°为一带(如图18)。然后将圆柱的母线剪开展呈平面，即为高斯投影平面，如图15b所示。 我国的分带投影是按照经度将地球划分为60个6°带，从0°子午线开始每隔经度差6°划分为一带，即0° 6°，6° 12°，12° 18°.分带带号N自西向东依次为160如图19 。位于图18 各带边上的子午线称为分带子午线，位于各带中央的子午线称为中央子午线，各带中央子午线的经度可按下式计算： 6= 6°n3° （11）投影时每带独立进行，将投影平面与中央子午线相切，按中央子午线投影为直线，且长度不变形，赤道投影为直线的条件进行投影。投影后，展开投影面，即高斯投影面。在高斯平面上除中央子午线与赤道的投影构成两条相互垂直的直线外，其余子午线均为对称于中央子午线的曲线，而且距离中央子午线愈远，长度变形愈大，如分带子午线的变形就大于带内其它子午线的变形（图15b ）。为了控制变形，满足大比例尺测图和精密测量的需要也可采用3°带。由图16可知，3° 带是在6° 带的基础上划分的，3°带是从东经1.5°开始，自西向东每隔3°为一带，带号n依次为1 120带。各带中央子午线的经度可按下式计算： 3 = 3°n （12） 图16 投影带例如，首都北京位于东经116°23，所在6°带和3°带的中央子午线经度为6= 3=117°，则由式（1-1）和（1-2）得：N=（6+3°）÷6°=（117°+3°）÷6°= 20,n= 3 ÷3°=117°÷3°= 39,可见北京的6°带号为20，3°带号为39。 采用分带投影后，取各带的中央子午线为x轴，赤道为y轴，其交点为原点，从而建立起每个投影带独立的高斯克吕格坐标系。这样就可把地面上的点位按高斯克吕格投影公式将球面坐标转换为平面坐标。我国位于北半球，x坐标值为正，横坐标值y则有正有负，中央子午线以东为正，以西为负。这种以中央子午线为纵轴的坐标值，称为自然坐标值。图110 高斯平面直角坐标为了使横坐标值不出现负值，规定每带坐标纵轴向西平移500km（如图110） 计算坐标。在横坐标值之前加注投影带带号，此时的坐标称为国家坐标，该坐标系称为国家统一坐标系。 例 设A点位于19带，其自然坐标值为：x = 4687km，y = 178km.换算为国家通用坐标值为：X=4687km，Y=39678km。设B点也位于19带，自然坐标值为; x = 4128km，y = -183km.换算为国家通用坐标值为：X=4128km，Y=39317km。由于我国境内6°带带号在1323之间，而3°带带号则在2445之间，没有重复带号，故根据某点的通用值，便可知道投影带是6°带还是3°带。3、独立平面直角坐标系在小区域内进行测量工作，为了避免坐标出现负值，通常将平面直角坐标系的原点选在测量区域（测区）的西南某点上，以北方向为纵坐标轴。由于这里介绍的平面直角坐标系未与国家统一坐标系相联系，故称为任意坐标系或独立坐标系。三、高程系地球表面的形状十分复杂，海洋占71%，而陆地仅占29%，珠穆朗玛峰，海拔8844.43m；位于太平洋西部的马利亚纳海沟，则低于海平面11022m，两者之间的高度差近20000m。尽管有这样大的起伏，但从宏观上看，这些高低差异与巨大的地球半径（平均为6371km）相比，可以忽略不计。因此，地球总的形体可视为由海水面穿过陆地所包围的形体。水准面：假象静止的海水面向大陆内部无限延伸形成一个闭合的曲面，把这个闭合的曲面成为水准面。大地水准面：海水有潮汐，忽高忽低，水准面有无数个，把其中通过平均海水面的水准面称为大地水准面。绝对高程：地面点到大地水准面的铅垂距离，称为该点的绝对高程或海拔、标高，简称高程，以H表示。相对高程：地面点到假定水准面的铅垂距离称为该点的相对高程或假定高程。新中国成立后，我国的绝对高程以设在山东青岛市的国家验潮站1950年到1956年观测的验潮资料推算的黄海平均海水面作为全国高程的起算基准面，以此基准的高程为零而建立的高程系统，称为“1956年黄海高程系”，为了明显而稳固地表示高程起算面的位置，国家于1956年在青岛建立了一个与平均海水面相联系的水准点，称为水准原点，其高程为72289，作为布设国家高程控制网的高程起算点。20世纪80年代初国家又根据青岛验潮站1953年到1979年的观测资料，重新计算水 准原点的高程为722604，称为 “1985年国家高程基准”，该基准已于1985年1月1日起执行。 高程值有正有负，在基准面以上的点其高程值为正，反之为负。高差：相邻两点的高程之差称为高差，用表示。A点到B点的高差为：如果为正，表示地面上B点高于A点，是上坡；为负，表示B点低于A点，是下坡。第二节 测量工作的内容与原则一、 测量工作的内容测量工作本质内容两大类，即地形图测绘（测定）和施工放样（测设）。地形：地物和地貌。地物：地面上的自然物体和人工建（构）筑物称为地物，如房屋、道路、桥梁、湖泊、森林、草地等；地貌：地球表面各种高低起伏的形态称为地貌，如高山、深谷、陡坡、悬崖和雨裂冲沟等。地物和地貌总称为地形。地形图测绘是指将地面所有地物和地貌，使用测量仪器，按一定的程序和方法，根据地形图图式所规定的符号，并依一定的比例尺测绘在图纸上的全部工作。施工放样则是根据图上设计好的厂房、道路、桥梁、井筒、巷道等的位置、尺寸及高程等，算出各征点与控制点之间的距离、角度、高差等数据，将其如实地标定到实地上。二、 测量工作应遵循的原则测量工作必须遵循两项原则，一是“由整体到局部、从高级到低级、先控制后碎部”，二是“步步要检核”。三、 测量工作概述（一） 控制测量控制点：在测量工作中，将这些有控制意义的点称为控制点。控制网：由控制点所构成的几何图形称为控制网。控制测量：精确测定控制点点位的工作称为控制测量。控制测量包括：平面控制测量和高程控制测量。平面控制测量常采用三角测量、三边测量、导线测量、GPS测量等方法建立；高程控制测量常采用水准测量方法建立。选点-组网-测量-平差计算-坐标和高程（二） 碎部测量碎部点：一般将表示地物形态变化的点称为地物特征点，也叫碎部点。碎部测量：测量工作中将测定碎部点的工作，称为碎部测量。因此测定碎部点的位置通常分两步进行：先进行控制测量，再进行碎部测量。 图112 碎部测量综上所述，无论是控制测量还是碎部测量，其实质都是确定地面点的位置，也就是先测定三个元素水平角、水平距离S和高差。所以说，水平角测量、距离测量和高差测量是测量的基本工作，观测、计算和绘图是测量工作者的基本技能。测量工作：外业、内业 第三节 测量误差的概念一、测量误差的概念及来源测量误差：在各观测值相互之间或各观测值与其理论上应有值之间存在的差异称为测量误差。误差的产生的原因有三个方面：1、仪器误差2、照准、读数误差3、外界条件影响误差在测量中产生误差是不可避免的。二、误差的种类测量误差按其性质分为：系统误差和偶然误差。系统误差：在相同的观测条件下，对某量作一系列观测，如果观测误差在大小、符号上表现出一致性，或按一定的规律变化着，或者保持常数，那么这类误差就称为系统误差。偶然误差：在相同的观测条件下对某量作一系列观测，如果测量误差在大小、符号上都不表现出一致性，即每个误差的大小或符号上从表面上来看，没有任何规律性，这种误差称为偶然误差。 三、偶然误差的特性偶然误差从表面上看似乎没有规律性，但对于同一个量进行多次观测，大量的偶然误差就呈现出一定的统计规律性，且观测次数越多，这种规律性就越明显。例如，在相同的观测条件下观测了162个三角形的内角，由于观测值存在偶然误差，所以测得的每个三角形的内角和L都不等于180°，其差值称为真误差（观测值与理论值之差），即 = L180° （13）由式（13）算出162个三角形内角和的真误差，再按照绝对值的大小，分区间统计误差个数，并列于表11中。偶然误差有如下规律：1偶然误差的绝对值不会超过一定的限值；2绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多；3绝对值相等的正、负误差出现的机会近于相等；4偶然误差的算术平均值，随着观测次数的无限增加而趋近于零，即式中 = 1 + 2 + 3 + + n 表11 误差分类表误 差 区 间正 误 差 负 误 差 总 和/（É）个数/个百分比/ %个数/个百分比/ %个数/个百分比/%00.20.20.40.40.60.60.80.81.01.01.21.21.41.41.61.6以上211915119511013.011.79.36.85.63.00.60.621191298632013.011.77.45.64.93.71.91.2042382720171143026.023.416.712.410.56.72.51.80总 和8250.68049.4162100 由偶然误差的特性可知，当对某量有足够的观测次数，其正、负误差可互相抵消，因此，我们可以采用多次观测结果的算术平均值作为最终观测结果。二、算术平均值算术平均值称为最或然值，或者说最可靠的值。三、评定精度的标准评定精度的标准，常用的有：中误差、相对误差和极限误差三种。（一）中误差 概念：在相同 的观测条件下，对一个未知量进行n 次观测，其观测值分别为 、 、 ，相应的真误差为 1、2 n ，则中误差为 m=± 1- 5 式中 =12+22+n2中误差越小，精度越高；反之，精度越低。例某个三角网分别由两个作业组进行观测，各组测得的三角形闭合差为一组：-2，+5，-8，-3，+9，-5，+2；二组：-1，-3，+4，0，+9-13-4。由式（1-5）计算各组观测值中误差为 m1= ±=±5.5 m2= ±=±6.4上例表明，第一组的观测值精度比第二组高，测量成果的质量比第二组好。式（1-5）是用真误差计算中误差的公式。在通常情况下，观测值的真值是不知道的，因此，也就无法根据真误差计算中误差。但是，我们可以根据算术平均值与观测值之差，即最或然误差 （ = x ），按下式来计算观测值的中误差。即m = ± （16） 设对线段AB丈量五次，其结果列于表12中。试求每次丈量距离的中误差。 表12 观测值中误差计算 观 测 次 数观 测 值（m）最或然误差v（mm）v v12345121.361121.330121.344121.352121.368-10+21+7-1-17100441491289总 和=606.755v=0vv=880解：为使计算成果清晰，计算的全部数据列于表12中 算术平均值 x = = = 121.351 m观测值中误差 m = ± ± = ± = ±14.8 mm 根据误差理论得知，算术平均值的中误差为 M = ± = ± （1-7） 例如，根据例3表13已经求得观测值的中误差 m = ±14.8mm,现在根据（1-7）式计算距离AB的算术平均值的中误差为 M =± = ± = ± 6.6mm（二）相对中误差在某些情况下，仅仅知道中误差还不能够完全反映出观测值精度的好坏。例如，丈量了两段距离，一段距离为100m，中误差m1为±2cm，另一段距离为200m，中误差m2也为±2cm。虽然两段距离的中误差相等，但不能说明两段距离丈量的精度相同，因为距离丈量的误差与距离的长短有关。为此，引入相对中误差作为评定精度的另一种标准。相对中误差：中误差的绝对值与观测值之比，并将分子化为1，分母取整数，称为相对中误差，即 K = = （18） 在上例中，如按相对中误差来评定精度，则有： K1 = = K2 = =K1 K2 ，表明前者的精度低于后者，所以说相对误差能够确切表达距离丈量的精度。相对中误差不能用于评定测角的精度，因为角度误差与角度大小无关。在一般距离丈量中，为了计算方便，通常用往返各丈量一次，取往返丈量之差与往返丈量的距离平均值之比，将分子化为1，分母取整数来评定距离丈量的精度。称为相对误差。 （三）极限误差极限误差：又称为允许误差，或最大误差。由偶然误差的第一个特性可知，在一定的观测条件下，偶然误差的绝对值不会超过一定的限值，如果，在测量过程中某一量的观测值的误差超过了这个限值，我们就认为这次观测值不符合要求，应该舍去 。测量上就把这个限值叫做极限误差。误差理论和测量实践表明：在一系列等精度的观测误差中，绝对值大于二倍中误差的偶然误差出现的个数约占总数的5%，；绝对值大于三倍中误差的偶然误差出现的个数仅占总数的3。因此，在观测次数不多的情况下，可以认为大于三倍中误差的偶然误差实际上是不可能出现的。所以通常以三倍中误差作为偶然误差的极限误差，即限 = 3 m (19) 在实际工作中，有的测量规范规定以2倍中误差作为极限误差，即 限 = 2 m (110)超过极限误差的被认为是粗差，应舍去重测。 第四节 测量常用的计量单位在测量中，常见有长度、面积和角度三种计量单位。一、长度单位 国际通用长度单位为m（米），我国规定采用米制。 1m（米）=100（厘米）=1000（毫米）=(微米)=（纳米） 1000m（米）=1（公里）二、面积单位 面积单位为（平方米），大面积用K（平方公里）。三、角度单位 测量上常用到的角度单位有三种：60进位制的度，100进位制的新度和弧度。60进位制的度：1圆周角=360°（度）1°（度）=60（分）1（分）=60（秒）100进位制的新度：1圆周角=400g（新度）1g（新度）=100c（新分）1c（新分）=100cc（新秒）弧度角度按弧度计算等于弧长与半径之比。与半径相等的一段弧长所对的圆心角作为度量角度的单位，称为一弧度，用表示。按度分秒计算的弧度为：1圆周角=2弧度=360°°=57.3°=3438=2062654。被错用作单位符号的2个英文缩写词PPm全称为Parts Per million ,原意为10-6PPhm全称为Parts Per hundred million, 原意为10-8 23 复习思考题1、测量工作的实质是什么？2、什么叫大地水准面？何谓绝对高程、相对高程、高差？3、某点的坐标值为:X=6070Km,Y=19307Km,H=568m,试说明其坐标值的含义。4、某点的坐标值为X=4287Km，Y=38607Km，求该点的自然坐标值。5、某地面上A、B、C三点的相对高程分别为4.753m、9.246m、7.892m,现测得B点的绝对高程为47.529m，试推算A、C两点的绝对高程。6、何谓系统误差？何谓偶然误差？它们对测量成果的影响各有什么特点？7、测量工作的基本原则是什么？在测量工作中应采用怎样的工作程序？第二章 角度测量角度测量是测量的基本工作之一。角度测量包括水平角测量和竖直角测量。角度测量的主要仪器是经纬仪。第一节 角度测量原理一、 水平角及其测量原理 水平角：空间两条相交直线（ 测站点至两目标的方向线）垂直投影到水平面上所成的角称为水平角。通常用表示。二、 竖直角及其测量原理竖直角：观测目标的方向（视线）与同一竖直面内的水平线之间的夹角，称为该方向线的竖直角，又称垂直角、倾角。通常用表示。竖直角分为：仰角，其角值为正；俯角，其角值为负。第二节 光学经纬仪光学经纬仪的类型很多，按其精度划可分为DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15等级系列。D: 大地测量J:经纬仪,汉语拼音第一个字母。“07”、“1”、“2”等阿拉伯数字代表该仪器的精度指标，数字愈小，精度愈高。这里重点介绍DJ6级光学经纬仪的构造和使用方法。一、J6级光学经纬仪的构造 光学经纬仪由照准部、基座、轴系组成。（一）照准部 照准部的主要部件有望远镜、水准器、转动控制装置、读数设备、度盘等。1.望远镜 望远镜的作用是照准和看清目标，使远近不同的目标成象清晰，以保证观测者能精确照准目标并读数。按成象的效果，望远镜可分为正像和倒像两类，现今生产的测量仪器多为正像望远镜；按调焦方式不同分内对光和外对光两类，现代经纬仪的望远镜都采用内对光望远镜。内对光望远镜主要由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板四部分组成(如图23)。视准轴：物镜光心与十字丝中心的连线称为视准轴。视差：目标的影象与十字丝平面不重合的现象称为视差。消除视差的方法： 将望远镜朝向天空或一明亮的物体，转动目镜筒，直至看清十字丝。 将望远镜照准目标，转动调焦透镜使目标清晰地成象在十字丝平面上。 2.水准器水准器：圆水准器、管水准器 。圆水准器用于粗略整平仪器，管水准器用于精确整平仪器。3.转动控制装置水平制动螺旋和水平微动螺旋；上下制动螺旋和上下微动螺旋；作用：精确地瞄准目标水平度盘转动的控制装置，作用：改变水平度盘位置。4度盘光学经纬仪度盘为玻璃制成的圆环，在其圆周上刻有等角距的分划线，由0º360º顺时针注记。度盘上相邻分划线间弧长所对的圆心角，称为度盘分划值。通常有30、1º等几种。水平度盘用来测量水平角；竖直度盘用来测量竖直角。（二）基座基座是支撑仪器的底座。基座上有三个脚螺旋，可根据水准器的指示来整平仪器。仪器通过与水平度盘相连的外套插入基座的套轴内，由轴套；固定螺旋将其固定在基座上，通过中心螺旋和三脚架相连。（三）轴系二、DJ6级光学经纬仪的读数设备和读数方法光学经纬仪的读数设备包括水平度盘、竖直度盘、光路系统及测微器。水平度盘和竖直度盘上的分划线，通过一系列棱镜和透镜成象在望远镜旁的读数显微镜内，通过显微镜放大读数。目前我国生产的DJ6级光学经纬仪按测微装置的不同，读数方法分为两种。1.分划尺测微器及其读数方法读数窗视场，注有“水平”、“H”或“”字样的是水平度盘读数窗，注有“竖直”、“V”或“|”字样的是竖直度盘读数窗。每个读数窗口中均有60小格的测微尺，其长度相当于度盘上1°的两根分划线在读数窗中的影象长度。因此，测微尺上的一小格的分划值为1，可估读到0.1，每10小格注记一个数字，从06表示10的整倍数值。读数时先读出落在分划尺上度盘分划线的度数，然后，读出这根分划线在分划尺上的分数，分以下的读数可估读至0.1，将度、分、秒相加即得度盘读数。例如：图2-6中水平度盘读数为206°5106，竖直度盘读数为37°1218。2.单平板玻璃光学测微器及其读数方法所示为单平板玻璃光学测微器读数窗影象。位于图中上部的小窗格为测微器读数窗，中窗格为竖直度盘读数窗，下窗格为水平度盘读数窗。窗格中间的一条单竖线和两条双竖线分别为分划尺读数指标线和度盘读数指标线。该仪器度盘分划值为30，逢度注记。分划尺的读数分划共30个大格，每格代表1，每大格又分成三小格，每一小格代表20，每5大格注记一数字。转动测微轮，分划尺上的读数分划从0移到30，度盘分划影象恰好移动一格。读数时先转动测微轮，使度盘上某一分划精确地移到双指标线中央，读取双指标线所夹度盘的数值，再读测微器窗格单指标线所指的分、秒值，最后估读不足20的秒值，三者相加即得度盘读数。该类仪器的测微尺是水平度盘和竖直度盘共用的，因此，不能同时读取水平度盘和竖直度盘上的读数。读水平度盘读数时，使水平度盘分划线夹在双指标线正中央；读竖直度盘读数时，使竖直度盘分划线夹在双指标线正中央即可。例如：图2-7中的水平度盘读数为199°30+1330=119°4330。第三节 水平角观测方法一、经纬仪的安置安置：对中、整平（一）对中对中的目的：使经纬仪水平度盘中心位于测站点标志中心的铅垂线上。对中方法有两种：用锤球对中和用光学对中器对中。1.用锤球对中先张开三脚架，按观测者适合的高度调整架腿长度。安置三脚架在测站上，目估架头大致水平，使架头中心大致对准测站点标志，踩紧三脚架。然后从箱中取出经纬仪并安置到三脚架上，适度旋紧中心连接螺旋，挂上锤球，在架头上移动仪器，直至使锤球尖精确对准测站点，误差不超过1.5mm，将连接螺旋拧紧。2.用光学对中器对中（1）在测站点安放三脚架，目估架头大致水平且初步对中；（2）转动光学对中器目镜对光螺旋，推拉对中镜筒使地面标志点影像清晰；（3）旋转脚螺旋，使测站点的影像位于对中标志中的圆圈中心；（4）运用三脚架的伸缩来调平圆水准气泡，再旋转脚螺旋使管水准气泡精确居中；（5）检查一下测站点是否仍位于圆圈中心，若相差很小，可稍微松连接螺旋，在架头上平移仪器，使其精确对中。（二）整平整平的目的：使仪器竖轴处于铅垂位置，从而使水平度盘水平。整平的方法：首先使照准部水准管平行于任意两个脚螺旋中心的连线方向，两手同时相向旋转脚螺旋使气泡居中，然后转动照准部90°，使水准管垂直两脚螺旋连线的方向，转动第三个脚螺旋使气泡居中。如此重复进行，直到照准部转到任意位置，气泡偏离中央均不超过一格为止。二、水平角观测方法1.测回法如图2-9示，欲测水平角 ，先在点安置经纬仪，在、点竖立觇标，以盘左及盘右两个位置进行观测。所谓盘左又称正镜，是指当观测者对着望远镜目镜时，竖盘位于望远镜左侧时的位置。所谓盘右又称倒镜，是指当观测者对着望远镜目镜时，竖盘位于望远镜右侧时的位置。具体观测步骤如下： （1）置望远镜于盘左位置，松开照准部和望远镜制动螺旋，转动照准部，用望远镜粗瞄器照准起始方向，制动照准部和望远镜制动螺旋，转动目镜对光螺旋看清十字丝，转动物镜对光螺旋使目标成像清晰，转动水平微动螺旋和望远镜微动螺旋精确瞄准目标，读取水平度盘读数= 0°2342。记入观测手薄。 （2）松开照准部和望远镜制动螺旋，顺时针转动照准部，用相同的方法瞄准第二目标，读取水平度盘读数= 60°2732。记入观测手薄。以上过程称上半测回，测得角值为。 表2-1 水平角观测记录表（测回法） 记录者： 观测者：测站目标盘位水平度盘读数º 半测回角值º 平均角值º 备注左0 23 4260 03 5060 03 48 60 27 32右180 23 4860 03 46240 27 34（3）松开照准部和望远镜制动螺旋，纵转望远镜成盘右位置，按逆时针方向转动照准部，瞄准目标，读取水平度盘读数=240°2734。记入观测手薄。（4）松开照准部和望远镜制动螺旋，按逆时针方向转动照准部，瞄准目标，读取水平度盘读数=180°2348。以上过程称为下半测回，测得角值为 。上半测回与下半测回合起来称为一个测回，一测回角值为60 º 0348观测记录格式见表2-1。2.方向观测法当测站上需要观测两个以上方向时，通常采用方向观测法。如图2-10中，为测站点，、为四个观测目标。观测步骤如下： （1）在点安置仪器，选择最清晰的目标为起始方向，用盘左位置使度盘读数略大于零，瞄准目标，读取读数，记入手薄，见表2-2。 表2-2 水平角观测记录 记录： 观测：测站目标读数左-右（2 C）左+右2归零方向值各 测 回平均方向值盘左盘右12345678º º º º （24）0 00 20180 00 18+2190 00 0031 42 18211 42 24-62131 41 5775 16 48255 16 42+64575 16 21107 51 12287 51 18-615107 50 510 00 32180 00 26+629 归零差 左=12 右=12（2）松开照准部和望远镜制动螺旋，按顺时针方向依次瞄准、各点。每瞄准一点，都读记方向值。最后再瞄准点读记读数，称为归零。从而完成上半测回。两次瞄准起始方向的读数差，称为归零差。（3）松开制动螺旋，倒转望远镜成盘右位置，按逆时针方向转动照准部，依次瞄准目标、，每瞄准一点，都读记方向值。最后再瞄准点读记读数，又得一归零差。从而完成下半测回。上、下两个半测回合称一个测回。表2-2为方向法观测水平角的记录格式。 第四节 竖直角测量 一、竖直度盘的构造经纬仪的竖盘即竖直度盘，固定在望远镜横轴的一端，竖盘的平面与横轴垂直。当望远镜瞄准目标而在竖直面转动时，竖盘随望远镜一起转动。作为读数用的读数指标与指标水准管固定连接在一起，不随望远镜转动，它只能通过转动指标水准管微动螺旋，使读数指标与指标水准管一起作微小转动。在正常情况下，当竖盘指标水准管气泡居中时，读数指标应处于正确的读数位置。竖盘刻划常见的注记方式为全圆式注记，即从0°360°注记。注记形式为全圆顺时针和全圆逆时针两种。二、竖直角计算盘左：竖盘读数L，其竖直角值为： （2-1）盘右：竖盘读数R，其竖直角值为： （2-2） 三、竖盘指标差当竖盘指标水准管与竖盘读数指标关系不正确时，使得视线水平时的竖盘读数与应有读数间产生一个小的角度差，称为竖盘指标差。 盘左时，测得竖直角： （2-3）盘右时，测得竖直角： （2-4）取盘左、盘右竖直角的平均值： （2-5）可见取盘左、盘右竖直角的平均值，可以消除竖盘指标差的影响。将（2-3）式与（2-4）式相减，并除以2得到竖盘指标差公式 （2-6）四、竖直角观测方法（1）将仪器安置在测站上，对中、整平，并量取仪器高。（2）在盘左位置用望远镜照准目标A，通过制动调焦微动，使十字丝横丝精确切准目标顶