经纬仪垂直角的测量原理：垂直角是指在同一铅垂面内，某目标方向的视线与水平线间的夹角α，也称竖直角或高度角；垂直角的角值为0°～±90°。
视线与铅垂线的夹角称为天顶距，天顶距z的角值范围为0°～180°。
当视线在水平线以上时垂直角称为仰角，角值为正；视线在水平线以下时为俯角，角值为负。
由此可知测角仪器经纬仪还必须装有一个能铅垂放置的度盘——垂直度盘，或称竖盘。
经纬仪的发明与航海有着密切的关系。在十五 十六世纪，英国、法国等一些发达国家，因为航海和打仗的原因，建筑测绘仪器，需要绘制各种地图、海图。早期绘制地图使用的是三角测量法，就是根据两个已知点上的观测结果，求出远处第三点的位置，但由于没有合适的仪器，导致角度测量手段有限，精度不高，由此绘制出的地形图精度也不高。而经纬仪的发明，提高了角度的观测精度，同时简化了测量和计算的过程，也为绘制地图提供了更精l准的数据。后来经纬仪被广泛地使用于各项工程建设的测量上。
除了常用的电子经纬仪，还有某些具有特殊功能的经纬仪，例如，带有光学测距装置的视距经纬仪；利用磁针定磁北方位的罗盘经纬仪；将陀螺仪和经纬仪组合，能测定真北方位的陀螺经纬仪（见矿山测量）；利用激光形成可见视准轴，能进行导向、定位和准直测量的激光经纬仪；进行地面摄影的摄影经纬仪；自动跟踪测量的电影经纬仪；自动测角和记录的电子经纬仪；以及将电子经纬仪、电磁波测距装置、微型信息处理机和记录器等综合成单体整机的电子速测仪。
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