3.4　水平角测量

水平角观测方法一般根据观测的精度和观测目标的多少而进行选择。常用的方法有测回法和方向观测法。前者用于单角测量，后者用于多角测量。为了减少仪器误差的影响，角度观测时，无论使用何种观测方法，都要求用正镜（又称盘左）和倒镜（盘右）分别进行观测。

3.4.1　测回法

当所测的角度只有两个方向时，通常使用测回法观测。如图3-15所示，欲测OA、OB两方向之间的水平角∠AOB时，在角顶O点安置仪器，在A、B处设立观测标志，A为起始目标。经过对中、整平仪器以后，即可按下述步骤观测。

①经纬仪置于盘左位置（竖盘在望远镜视线方向的左侧时称盘左位置，或正镜位置），照准左方起始目标A，读取该方向上的读数，记入观测手簿中，见表3-1。

②松开照准部及望远镜的制动螺旋，顺时针方向转动照准部，照准右方目标B，读取该方向上的水平度盘读数，记录，并计算盘左所得角值为：。

以上称为上半测回观测。

③松开照准部制动螺旋和望远镜制动螺旋，将望远镜纵转180°，改为盘右位置（竖盘在望远镜右侧，或称为倒镜位置）。重新照准右方目标B，并读取水平度盘读数。然后顺时针方向转动照准部，照准左方目标A。读取水平度盘读数，则盘右所得角值为

两个半测回角值之差不超过规定限值时，取盘左盘右所得角值的平均值，即为一测回的角值。根据测角精度的要求，可以测多个测回而取其平均值，作为最后成果。观测结果应及时记入手簿，并进行计算，看是否满足精度要求。

手簿的格式和计算如表3-1所示。

值得注意的是，为了提高测角精度，需进行n个测回观测时，一个测回只能在盘左观测起始目标时才能设置度盘读数。第一测回的读数一般配置略大于0°处，其他各测回的起始读数，每测回依次递增180°/n（n为测回数），其目的是为了减少度盘分划误差的影响。另外，上下两个半测回所得角值之差，应满足有关测量规范规定的限差，对于DJ₆级经纬仪，限差一般为40″；DJ₂级经纬仪则为20″。如果超限，则必须重测。如果重测的两半测回角值之差仍然超限，但两次的平均角值十分接近，则说明这是由于仪器误差造成的。取盘左盘右角值的平均值时，仪器误差可以得到抵消，所以各测回所得的平均角值是正确的。

计算角值时始终应以右目标读数减去左目标读数。如果右目标读数小于左目标读数，则应先加360°后再减。测得的角度是∠AOB还是∠BOA，与照准部的转动方向无关，与先测哪个方向也无关，而是取决于用哪个方向的读数减去哪个方向的读数。

在下半测回时，仍要顺时针转动照准部，是为了消减度盘带动误差的影响。

3.4.2　方向观测法（全圆测回法）

方向观测法又称为全圆测回法，适用于一个测站上有两个以上观测方向。它的直接观测结果是各个方向相对于起始方向的水平角值，也称为方向值。相邻方向的方向值之差，就是它的水平角值。与测回法不同的是，在每半个测回依次观测各方向后，还要再次观测起始方向。每观测一个目标，均记录其度盘读数，在半测回中两次瞄准起始方向的读数差，称为半测回归零差。其值不得超过限差规定（见表3-2），否则，各半测回要重新测。

如图3-16所示，设在O点有OA、OB、OC、OD四个方向，其观测步骤如下。

①在O点安置仪器，对中、整平。

②选择一个距离适中且影像清晰的方向作为起始方向，设为OA。

③盘左照准A点，并安置水平度盘读数，使其稍大于0°，用测微器读取两次读数。

④以顺时针方向依次照准B、C、D诸点。最后再照准A，称为归零。在每次照准时，都用测微器读取两次读数。以上称为上半测回。

⑤倒转望远镜改为盘右，以逆时针方向依次照准A、D、C、B、A，每次照准时，也是用测微器读取两次读数。这称为下半测回，上下两个半测回构成一个测回。

⑥如需观测多个测回时，为了消减度盘刻度不匀的误差，每个测回都要改变度盘的位置，即在照准起始方向时，改变度盘的安置读数。为使读数在圆周及测微器上均匀分布，如用DJ₂级仪器作精密测角时，则各测回起始方向的安置读数依式（3-2）计算

　　（3-2）

式中，为总测回数；为该测回序数。

每次读数后，应及时记入手簿。手簿的格式如表3-3所示。

表3-3中，第5栏2c为同一方向上盘左盘右读数之差，即2倍的照准差，它是由于视线不垂直于横轴的误差引起的，因为盘左、盘右照准同一目标时的读数理论上相差180°，所以。第6栏是同一方向盘左、盘右读数的平均值，在取平均值时，也是盘右读数加上或者减去180°后再与盘左读数平均，以盘左读数为准。起始方向读数取两次观测结果的平均值作为起始方向值。第7栏为归零后的方向值，即从各个方向的盘左盘右平均值中减去起始方向A的平均值，将A方向化为0°00'00″，即得各个方向的方向值。第8栏为各测回归零方向值平均值，即将第8栏各测回中同一方向的归零后的方向值取平均值，同一方向值各测回互差应在限差值范围内。第9栏为观测角值，即将第8栏相邻两方向值之差。

为避免错误及保证测角的精度，对各项操作都规定了限差，如表3-3所示的规定。