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垂準測量的傳統(tǒng)方法是采用掛錘球、經(jīng)緯儀投影和激光鉛垂儀法來傳遞坐標，但這幾種方法均受施工場地及周圍環(huán)境的制約，當視線受阻，超過一定高度或自然條件不佳時，施測就無法進行。隨著科技的進步，新一代垂準經(jīng)緯儀的問世，從而解決了傳統(tǒng)垂準測量方法中的難題，能在各種困難條件下進行施測，使垂準測量方法進一步完善。天頂法垂準測量的基本原理，是應用經(jīng)緯儀望遠鏡進行天頂觀測時，經(jīng)緯儀軸系間必須滿足下列條件：①水準管軸應垂直于豎軸；②視準軸應垂直于橫軸；③橫軸應垂直于豎軸。則視準軸與豎軸是在同一方向線上。當望遠鏡指向天頂時，旋轉儀器，利用視準軸線可以在天頂目標上與儀器的空間畫出一個倒錐形軌跡。然后調動望遠鏡微動手輪，逐步歸化，往復多次，直至錐形軌跡的半徑達到最小，近似鉛垂。天頂目標分劃上的呈像，經(jīng)望遠鏡棱鏡通過90°折射進行觀測。
1．使用儀器及附屬設備
上海第三光學儀器廠的DJK-6普通經(jīng)緯儀和上海第三光學儀器廠于1985年研制成的DJ6-C6垂準經(jīng)緯儀；其他國產(chǎn)的J6、J2經(jīng)緯儀（但望遠鏡要短，能置于天頂）；附屬設備與儀器望遠鏡目鏡相配的彎管棱鏡組或直角棱鏡；目標分劃板（可以根據(jù)需要設計制作）。
2．施測程序及操作方法
先標定下標志和中心坐標點位，在地面設置測站，將儀器置中、調平，裝上彎管棱鏡，在測站天頂上方設置目標分劃板，位置大致與儀器鉛垂或設置在已標出的位置上。將望遠鏡指向天頂，并固定之后調焦，使目標分劃板呈現(xiàn)清晰，置望遠鏡十字絲與目標分劃板上的參考坐標X、Y軸相互平行，分別置橫絲和縱絲讀取x和y的格值GJ和CJ或置橫絲與目標分劃板Y軸重合，讀取x格值GJ。轉動儀器照準架180°，重復上述程序，分別讀取x格值G'J和y格值C'J。然后調動望遠鏡微動手輪，將橫絲與560)this.width=560">格值重合，將儀器照準架旋轉90°，置橫絲與目標分劃板X軸平行，讀取y格值C'J，略調微動手槍，使橫絲與560)this.width=560">格值相重合。所測得560)this.width=560">；560)this.width=560">的讀數(shù)為一個測回，記入手簿作為原始依據(jù)。
3．數(shù)據(jù)處理及精度評定
一測回垂準測量中誤差的精度評定，目前是參照國際標準“ISO/TC172/SC6N8E《垂準儀》野外測試精度評定方法”進行計算的，采用DJ6-C6儀器測試時按下列公式計算：
560)this.width=560">（4-64）

式中V――改正數(shù)；
N――測站數(shù)；
n――測回數(shù)；
m――垂準點位中誤差；
r――垂準測量相對精度；
ρ"＝206265"。
如上海賓館施工中使用天頂法，在J2級經(jīng)緯儀上安裝彎管目鏡，實測結果在65m高度上，誤差為±2mm，即豎向誤差±6"。

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