《控制測量》精密測角儀器

昆明冶金高等?？茖W(xué)校測繪學(xué)院第六講精密測角儀器[內(nèi)容提要]第一部分精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造第二部分經(jīng)緯儀的幾項(xiàng)檢校[習(xí)題]精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造主要由照準(zhǔn)部、垂直軸系統(tǒng)和基座組成

按精度等級的高低:

分為J07，J1，J2，J6等規(guī)格。J是經(jīng)緯儀漢語拼音的第一個字母，其數(shù)字表示儀器的精度指標(biāo)，即檢定時水平方向觀測一測回的中誤差。返回本章首頁第一部分精密光學(xué)經(jīng)緯儀的基本構(gòu)造1—豎盤反光鏡；2—豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管觀察鏡；3—豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管微動螺旋；4—光學(xué)對中器目鏡；

5—水平度盤反光鏡；6—望遠(yuǎn)鏡制動螺旋；7—光學(xué)瞄準(zhǔn)器；8—測微輪；9—望遠(yuǎn)鏡微動螺旋；

10—換像手輪；11—水平微動螺旋；12—水平度盤變換手輪；13—中心鎖緊螺旋；14—水平制動螺旋；

15—照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管；16—讀數(shù)顯微鏡；17—望遠(yuǎn)鏡反光板手輪；18—腳螺旋

控制測量中，需用經(jīng)緯儀進(jìn)行大量的水平角和垂直角觀測。使用經(jīng)緯儀進(jìn)行角度觀測，最重要的環(huán)節(jié)是：儀器整平、照準(zhǔn)和讀數(shù)。我們圍繞這三個環(huán)節(jié)，對光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造和使用方法作如下介紹。精密光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造及使用方法1.水準(zhǔn)器

由前節(jié)可知，測角時必須使經(jīng)緯儀的垂直軸與測站鉛垂線一致。這樣，在儀器結(jié)構(gòu)正確的條件下，才能正確測定所需的角度。要滿足這一要求，必須借助于安裝在儀器照準(zhǔn)部上的水準(zhǔn)器，即照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器。照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器一般采用管狀水準(zhǔn)器。管水準(zhǔn)器是用質(zhì)量較好的玻璃管制成，將玻璃管的內(nèi)壁打磨成光滑的曲面，管內(nèi)注入冰點(diǎn)低，流動性強(qiáng)，附著力較小的液體，并留有空隙形成氣泡，將管兩端封閉，就成為帶有氣泡的水準(zhǔn)器，如圖所示。

1）水準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)器軸：

為了便于觀察水準(zhǔn)器的傾斜量，在水準(zhǔn)管的外壁上刻有若干個分劃，分劃間隔一般為2mm，其中間點(diǎn)稱為零點(diǎn)。水準(zhǔn)器安置在一個金屬框架內(nèi)，并安裝在經(jīng)緯儀照準(zhǔn)部支架上，所以把這種管狀水準(zhǔn)器稱為照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器。照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器框架的一端有水準(zhǔn)器校正螺旋，通過校正螺旋，使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)器軸與儀器垂直軸正交。

所謂水準(zhǔn)器軸，就是過水準(zhǔn)器零點(diǎn)O，水準(zhǔn)管內(nèi)壁圓弧的切線，如圖所示：

2）水準(zhǔn)器格值：

由于水準(zhǔn)器軸與儀器的垂直軸正交，若氣泡偏離水準(zhǔn)器分劃零點(diǎn)n個格，當(dāng)水準(zhǔn)器格值已知時，就可以按下式計(jì)算出儀器垂直軸傾斜的角度V：即垂直軸傾斜角度等于氣泡偏離水準(zhǔn)器零點(diǎn)的格數(shù)乘以水準(zhǔn)器格值。2.望遠(yuǎn)鏡

如前所述，望遠(yuǎn)鏡構(gòu)成視準(zhǔn)軸，在照準(zhǔn)目標(biāo)時形成視準(zhǔn)線，以便精確地照準(zhǔn)目標(biāo)。也就是說，望遠(yuǎn)鏡的作用有二：一是將不同距離的遠(yuǎn)方目標(biāo)，通過成像，放大視角，以便更清晰地看到目標(biāo)；二是用望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸精確照準(zhǔn)目標(biāo)，以確定目標(biāo)的視準(zhǔn)線方向。

望遠(yuǎn)鏡由物鏡和目鏡組成，來自目標(biāo)的光線經(jīng)過透鏡折射成像，如圖所示，目標(biāo)AB經(jīng)物鏡成像

。

另外，為了能夠照準(zhǔn)目標(biāo)，在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)安裝十字絲網(wǎng)，十字絲網(wǎng)的形狀如圖所示。十字絲的豎絲應(yīng)垂直，橫絲應(yīng)水平。觀測水平角時，當(dāng)目標(biāo)恰被夾在豎絲中，就算照準(zhǔn)了目標(biāo)。這是測量望遠(yuǎn)鏡與一般望遠(yuǎn)鏡的區(qū)別。

十字絲的中心與物鏡光心的連線稱為視準(zhǔn)軸。所謂照準(zhǔn)，就是使視準(zhǔn)軸指向目標(biāo)，即視準(zhǔn)軸與目標(biāo)在一條直線上。為了能夠正確照準(zhǔn)目標(biāo)，要求目標(biāo)成像恰好落在十字絲網(wǎng)面上。這樣在照準(zhǔn)時，觀測者的眼睛稍微左右移動時，目標(biāo)與十字絲網(wǎng)的相對位置才不會改變。否則，就會因觀測者眼睛位置不同而產(chǎn)生照準(zhǔn)誤差，稱為視差。

為了使目標(biāo)恰好落在十字絲面上，消除視差，在望遠(yuǎn)鏡的物鏡與目鏡之間，安裝一個調(diào)焦透鏡。調(diào)焦透鏡可以前后移動，從而改變目標(biāo)像A′B′的位置。這樣，不同的視力，先調(diào)整目鏡，使十字絲清晰，再調(diào)整調(diào)焦透鏡，使目標(biāo)像清晰(即目標(biāo)像落在十字絲網(wǎng)面上)，則視差被消除。綜上所述，望遠(yuǎn)鏡由物鏡、目鏡、十字絲網(wǎng)和調(diào)焦透鏡四部分組成。物鏡和目鏡起放大目標(biāo)像的作用，十字絲與物鏡光心構(gòu)成視準(zhǔn)軸供照準(zhǔn)目標(biāo)用；調(diào)焦透鏡用來調(diào)整目標(biāo)像的位置，起消除視差的作用。其結(jié)構(gòu)如圖：3.水平度盤和測微器

經(jīng)緯儀的水平度盤和測微器是用以量度水平角的重要部件，它們二者之間以一定的關(guān)系結(jié)合起來，就能讀出照準(zhǔn)目標(biāo)后的水平角或水平方向值。

1）水平度盤：

光學(xué)經(jīng)緯儀的水平度盤都是用玻璃制成的，安置在儀器基座的垂直軸套上，當(dāng)儀器照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動時，要求水平度盤不得轉(zhuǎn)動和移動。在水平度盤圓周邊上精細(xì)地刻有等間隔分劃線，全周刻360度，每度一標(biāo)記，按順時針方向增值，每度間隔內(nèi)再等間隔刻有若干個小分劃，相鄰小分劃的間隔值就是該水平度盤的最小分格值。如威特T3經(jīng)緯儀，在每度間隔內(nèi)刻有十五個分格，顯然，每個分格值為

。

由于水平度盤的周長有限，所以度盤的分格很小，只有借助顯微鏡才能看清分劃線。即使這樣，也只能估讀到1／10格，這遠(yuǎn)不能滿足精確測角的要求。因此，需要安置顯微測微器，以精確量取不足一格之值。

2）光學(xué)測微器及測微原理

：a.雙平板測微器主要由兩塊平行玻璃板、測微盤及其他部件構(gòu)成，見圖。由幾何光學(xué)知：當(dāng)光線通過兩個折射面互相平行的玻璃板時，方向不會產(chǎn)生變化，僅產(chǎn)生平行位移，其位移量與入射角有關(guān)。如圖所示，當(dāng)光線垂直于平行玻璃板的折射面(即入射角為零)入射時，并不產(chǎn)生折射、平移。當(dāng)光線的入射角i(即不垂直于折射面)時，出射光線方向雖然不變，但其位置卻平移了h。入射角改變時，平移量h也隨之改變。對于一定厚度的平行玻璃板，當(dāng)入射角很小時，光線的平移量h與其入射角成正比，這就是平行玻璃板的特性。

雙平行玻璃板測微器

平行玻璃板行傾斜使光線平移

對于雙平行玻璃板測微器，當(dāng)將兩塊平行玻璃板相對轉(zhuǎn)動時（即一順時針轉(zhuǎn)動，另一逆時針轉(zhuǎn)動），度盤對徑兩端分劃也就作相對移動。如果將刻有分劃的測微盤與轉(zhuǎn)動平行玻璃板的機(jī)構(gòu)連在一起，而且，當(dāng)轉(zhuǎn)動平行玻璃板使度盤分劃線像相對移動一格時（即各移動半格），測微盤正好從零分劃轉(zhuǎn)動到最末一個分劃，根據(jù)這種關(guān)系，測微器就起到量度度盤上不足一格的值的作用。b.光楔式測微器主要由光楔和測微尺組成。由幾何光學(xué)知道，光楔能使光線向光楔的底面偏折，偏折角的大小與光楔的楔角成正比。雙光楔對光線的平移如圖：

如圖所示，將兩組光楔分別安置在度盤對徑分劃的光路中，下面一塊K1為固定光楔，上面一塊K2為活動光楔。這樣，沿直線移動活動光楔，便可使度盤對徑兩端的分劃光線作相向或相背移動。把活動光楔與測微尺L固定在一起，裝在一齒條上，用測微螺旋上的齒輪帶動它，轉(zhuǎn)動測微螺旋時，活動光楔。與測微尺便一起運(yùn)動，度盤對徑兩端分劃光線相對移動一格，測微尺相應(yīng)從零分劃移至末端的最后一個分劃。這樣，測微尺就可量度出度盤上不足一格的值來。光楔式測微器測微原理

3）讀數(shù)方法

如前所述，使用經(jīng)緯儀進(jìn)行角度測量，讀數(shù)是三個環(huán)節(jié)之一，又由測微器和度盤的作用可知，經(jīng)緯儀照準(zhǔn)目標(biāo)之后，其讀數(shù)就是度盤讀數(shù)和測微器讀數(shù)之和。那么，只要會讀取度盤讀數(shù)和測微器讀數(shù)，經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法即被掌握。由光學(xué)經(jīng)緯儀光路和測微器結(jié)構(gòu)原理可知，現(xiàn)代精密光學(xué)經(jīng)緯儀一般都采用對徑分劃同時成像，通過測微器使度盤對徑分劃線作相向移動并作精確重合，用測微盤量取對徑分劃像的相對移動量，這種讀數(shù)方法叫做重合讀數(shù)法。重合讀數(shù)法的基本方法步驟是：a先從讀數(shù)窗中了解度盤和測微盤的刻度與注記，確定度盤的最小格值。度盤對徑最小分格值

測微盤的格值

b轉(zhuǎn)動測微螺旋，使度盤正倒像分劃線精確重合。讀取靠近度盤指標(biāo)線左側(cè)正像分劃線的度數(shù)。c讀取正像分劃線到其右側(cè)對徑的倒像分劃線(即±)之間的分格數(shù)

n。±d讀取測微盤上的讀數(shù)c，c等于測微盤零分劃線到測微盤指標(biāo)線的總格數(shù)乘測微盤格值T。綜上所述，可得如下的讀數(shù)公式：DJ2光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法最小分劃值為20′，左圖小窗中為測微尺影像，左側(cè)注記為分，右側(cè)注記為秒。從0′刻到10′，最小分劃值1″，可估讀到0.1″先轉(zhuǎn)動測微輪，使正、倒像分劃線精確地重合，然后找出正像在左、倒像在右，且相距最近相差180°的一對度盤分劃線，按正像注記讀出度數(shù)，并數(shù)出兩條相差180°的分劃線之間的格數(shù)，將此格數(shù)乘以度盤分劃值的一半10′)，即得到應(yīng)讀的整10′數(shù)。讀數(shù)為：62°28′51.0″讀數(shù)分別為：74°47′16.0″和94°12′44.6″T2光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)方法3.垂直度盤與垂直角

垂直角是照準(zhǔn)目標(biāo)的視準(zhǔn)線與相應(yīng)的水平視線的夾角。為此，要測定垂直角，需要解決兩個問題：一要求出視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)；二要求出相應(yīng)的水平視線在垂直度盤上的讀數(shù)。

為了得到視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)，在設(shè)計(jì)經(jīng)緯儀時，將望遠(yuǎn)鏡、垂直度盤均固定在水平軸上，并使水平軸與垂直度盤正交且通過其中心。這樣，視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)為一已知的定數(shù)；為了得到水平視線在垂直度盤上的讀數(shù)，在垂直度盤上安置一個讀數(shù)指標(biāo)。用讀數(shù)指標(biāo)把水平視線在垂直度盤上的位置標(biāo)示出來。這時，讀數(shù)指標(biāo)在垂直度盤上的讀數(shù)就是水平視線在垂直度盤上的讀數(shù)。由此可見，當(dāng)俯仰望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)后，其視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)與其水平視線在垂直度盤上的讀數(shù)之差，就是要測定的垂直角。這就是利用垂直度盤測定垂直角的基本原理。

由于垂直度盤、望遠(yuǎn)鏡均固定在水平軸上，當(dāng)垂直度盤的刻度確定之后，不論望遠(yuǎn)鏡如何俯仰，照準(zhǔn)目標(biāo)后視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)都是固定不變的。也就是說，視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)取決于垂直度盤的刻劃方法。

1）垂直度盤刻劃垂直度盤的刻劃方法隨經(jīng)緯儀類型不同而不同，刻劃方法大致可分為兩類：第一類，是在度盤的全周上沿逆時針方向由0°到360°，且使90°到270°分劃線的連線與望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸平行。第二類，是從55°到125°，對徑刻劃(即相差180°的刻劃)注記相同。望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸與對徑讀數(shù)均為90°的刻劃線平行。即不論盤左或盤右，視準(zhǔn)線在垂直度盤上的讀數(shù)永為90°

。J2級經(jīng)緯儀垂直度盤測角示意圖

T3經(jīng)緯儀垂直度盤測角示意圖2）垂直度盤的指標(biāo)水準(zhǔn)器、自動歸零裝置如前所述，水平視線在垂直度盤上的讀數(shù)，是用讀數(shù)指標(biāo)把水平視線在垂直度盤上的正確位置確定下來。把讀數(shù)指標(biāo)在垂直度盤上的正確位置確定下來的方法目前有兩種：符合水準(zhǔn)器或自動歸零裝置。

a垂直度盤指標(biāo)水準(zhǔn)器

符合水準(zhǔn)器原理b垂直度盤指標(biāo)自動歸零裝置近代一些先進(jìn)的經(jīng)緯儀，為了既保證垂直角觀測的精度，又提高效率，采用指標(biāo)自動歸零(或稱自動補(bǔ)償)裝置代替指標(biāo)水準(zhǔn)器。其目的仍然是：在進(jìn)行垂直度盤讀數(shù)時，使垂直度盤的讀數(shù)指標(biāo)保持水平狀態(tài)。各種垂直度盤讀數(shù)指標(biāo)自動歸零裝置都是利用重力使懸吊物體自然下垂，或使液面保持水平的原理，通過光學(xué)折射補(bǔ)償?shù)姆椒?，達(dá)到垂直度盤讀數(shù)指標(biāo)自動歸零的目的。目前采用的自動歸零裝置有三類：吊絲式自動歸零裝置、簧片式自動歸零裝置和液體式自動歸零裝置。帶有垂直度盤讀數(shù)指標(biāo)自動歸零裝置的儀器，在測量垂直角時，因無須調(diào)整指標(biāo)水準(zhǔn)器符合，顯得方便快捷多了。垂直角、指標(biāo)差計(jì)算公式計(jì)算公式：第二部分經(jīng)緯儀的幾項(xiàng)檢校一般檢視

一、腳螺旋的檢視與調(diào)整二、微動螺旋的檢視與調(diào)整三、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器軸與垂直軸正交的檢校

四、望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦及視差的消除

五、垂直度盤指標(biāo)差的檢查校正六、光學(xué)對點(diǎn)器的檢校

儀器的設(shè)計(jì)和制造不論如何精細(xì)，各主要部件之間的關(guān)系也不可能完全滿足理論要求。另一方面，在儀器使用過程中，由于震動、磨損和溫度變化的影響，也會改變各部件之間的正確關(guān)系。為此，應(yīng)在使用儀器之前，對儀器進(jìn)行檢驗(yàn)和校正。本節(jié)先介紹經(jīng)緯儀的幾項(xiàng)一般性的調(diào)整與校正，其他有關(guān)項(xiàng)目的檢驗(yàn)和校正將結(jié)合儀器誤差討論，在下節(jié)加以介紹。

將儀器取出，整置在腳架上，按照《規(guī)范》要求對儀器進(jìn)行一般性檢視，然后對儀器的各主要螺旋進(jìn)行檢查和調(diào)整。

一、腳螺旋的檢視與調(diào)整

檢查三個腳螺旋松緊是否適度，腳螺旋過松，儀器基座穩(wěn)定性差，儀器照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)時，可能使基座產(chǎn)生位移和偏轉(zhuǎn)，給水平角觀測結(jié)果帶來系統(tǒng)誤差；過緊，腳螺旋轉(zhuǎn)動困難。當(dāng)腳螺旋松緊度不合適時，可轉(zhuǎn)動腳螺旋上的小調(diào)整螺旋，直到腳螺旋松緊合適為止。另外，腳架上的螺絲也要檢查，它們應(yīng)是固緊的，不能稍有松動。否則，會使腳架松動，給觀測帶來影響。二、微動螺旋的檢視與調(diào)整

微動螺旋(包括水平微動螺旋、垂直微動螺旋、指標(biāo)水準(zhǔn)器微動螺旋)是與彈簧共同起作用的。在使用微動螺旋的過程中，若微動螺旋旋人過多，使彈簧過分壓縮，彈力過強(qiáng)；若旋入過少，彈簧過分伸張，彈力不足。這兩種情況下，都容易產(chǎn)生“后效”作用，給觀測帶來誤差影響。另外，對于舊儀器，其微動螺旋的彈簧由于長期的壓縮和銹蝕，容易產(chǎn)生彈力不足問題，應(yīng)注意檢查其彈力，若彈力不足，應(yīng)及時修理。三、照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器軸與垂直軸正交的檢校

使經(jīng)緯儀的乖直軸與測站鉛垂線一致，是獲得垂直照準(zhǔn)面和水平切面(水平面)，從而測得水平角和垂直角的基本前提條件。使經(jīng)緯儀的垂直軸與測站鉛垂線一致的過程，叫做整平儀器。整平儀器是借助于照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器進(jìn)行的。當(dāng)照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器軸與垂直軸正交時，將給整平儀器帶來方便。由于外界溫度變化及震動等原因，二者的正交常不能保持。所以，觀測前應(yīng)進(jìn)行二者正交的檢查和校正。檢查和校正應(yīng)在整平儀器后進(jìn)行。

1.整平儀器及照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器軸與垂直軸正交的檢查當(dāng)照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器軸與垂直軸不正交或不知道二者是否正交時，整平儀器的方法是：（1）轉(zhuǎn)動照準(zhǔn)部，使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器與任意兩個腳螺旋的連線平行（設(shè)這兩個腳螺旋分別為A、B，另一個腳螺旋為C），并設(shè)垂直度盤位于A端，同時對向轉(zhuǎn)動A和B兩個腳螺旋，使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器氣泡居中。（2）將照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)動90°，使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器與A、B兩個腳螺旋的連線正交(垂直度盤置于C端)，轉(zhuǎn)動腳螺旋C，使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器氣泡居中。（3）先重復(fù)（1）款再重復(fù)（2）款的操作。

（4）在（3）操作的基礎(chǔ)上，將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)180。（此時照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器仍與A、B兩個腳螺旋的連線正交，垂直度盤位于C腳螺旋的另一側(cè)），這時若照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器氣泡仍位于刻劃中心，說明照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器軸與垂直軸正交；否則，說明二者不正交，應(yīng)轉(zhuǎn)動腳螺旋C，改正氣泡偏離量的一半。（5）再將照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)90°（此時照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器與A、B兩個腳螺旋的連線平行，垂直度盤在B端），此時，若照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器軸與垂直軸正交，氣泡不偏離刻劃中心；否則，將偏離刻劃中心，這時，可同時對向轉(zhuǎn)動A、B兩個腳螺旋，改正氣泡偏移量的一半。至此，儀器已被整置水平，儀器水平的標(biāo)志是：不論儀器照準(zhǔn)部轉(zhuǎn)到什么位置，氣泡偏離水準(zhǔn)管刻劃中心的格數(shù)及氣泡在水準(zhǔn)管上的位置保持不變。2．照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器軸與垂直軸正交的校正經(jīng)過上述的整平與正交檢查，如果照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器軸與垂直軸不正交(即儀器整平后氣泡仍不居中)，如圖所示，應(yīng)緊接著進(jìn)行校正。由圖可以看出只要用改針改正照準(zhǔn)部水準(zhǔn)器一端的改正螺旋，使氣泡居中，此時水準(zhǔn)器軸即處在正確位置，與垂直軸正交。

四、望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦及視差的消除

望遠(yuǎn)鏡是用來精確照準(zhǔn)目標(biāo)的。為此，目標(biāo)在望遠(yuǎn)鏡中的成像必須清晰，且成像于十字絲面上，為了達(dá)到這兩個目的，觀測之前，應(yīng)轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦環(huán)（或調(diào)焦螺旋），使目標(biāo)清晰地成像于十字絲面上，這個過程叫做調(diào)焦，或叫對光，調(diào)焦的方法是：（1）將望遠(yuǎn)鏡指向天空，轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡目鏡，直到十字絲十分清晰為止。（2）選擇一個距離適中的目標(biāo)，將望遠(yuǎn)鏡指向目標(biāo)，轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡的調(diào)焦環(huán)(或調(diào)焦螺旋)，使目標(biāo)在望遠(yuǎn)鏡中的成像清晰為止。五、垂直度盤指標(biāo)差的檢查校正

由垂直角測定原理知道，垂直度盤指標(biāo)水準(zhǔn)器的氣泡居中時，垂直度盤的讀數(shù)指標(biāo)與測站鉛垂線垂直（或平行），并通過垂直度盤的分劃中心，或者說，垂直度盤的讀數(shù)指標(biāo)線應(yīng)垂直（或平行）于指標(biāo)水準(zhǔn)器軸。如果指標(biāo)水準(zhǔn)器的氣泡居中時，垂直度盤的讀數(shù)指標(biāo)線的實(shí)際位置偏離正確位置一個角度i，這個角度稱為垂直度盤指標(biāo)差。一般規(guī)定，當(dāng)讀數(shù)指標(biāo)的實(shí)際位置使垂直度盤讀數(shù)偏大時，i為正；反之為負(fù)。

檢查指標(biāo)差的方法是：在盤左和盤右位置上用中絲照準(zhǔn)同一目標(biāo)，并在指標(biāo)水準(zhǔn)器氣泡居中后，讀出垂直度盤讀數(shù)L和R，用指標(biāo)差計(jì)算公式：

(J2級儀器)或(J07、J1級儀器)計(jì)算出該儀器的指標(biāo)差，如果指標(biāo)差的絕對值超出《規(guī)范》規(guī)定的限值；應(yīng)進(jìn)行指標(biāo)差校正。

校正指標(biāo)差的基本方法：

（1）對于J2級儀器，用公式算出垂直度盤的正確讀數(shù)，對于J07、