3.4　水平角測量

水平角觀測方法一般根據觀測的精度和觀測目標的多少而進行選擇。常用的方法有測回法和方向觀測法。前者用于單角測量，后者用于多角測量。為了減少儀器誤差的影響，角度觀測時，無論使用何種觀測方法，都要求用正鏡（又稱盤左）和倒鏡（盤右）分別進行觀測。

3.4.1　測回法

當所測的角度只有兩個方向時，通常使用測回法觀測。如圖3-15所示，欲測OA、OB兩方向之間的水平角∠AOB時，在角頂O點安置儀器，在A、B處設立觀測標志，A為起始目標。經過對中、整平儀器以后，即可按下述步驟觀測。

①經緯儀置于盤左位置（豎盤在望遠鏡視線方向的左側時稱盤左位置，或正鏡位置），照準左方起始目標A，讀取該方向上的讀數，記入觀測手簿中，見表3-1。

②松開照準部及望遠鏡的制動螺旋，順時針方向轉動照準部，照準右方目標B，讀取該方向上的水平度盤讀數，記錄，并計算盤左所得角值為：。

以上稱為上半測回觀測。

③松開照準部制動螺旋和望遠鏡制動螺旋，將望遠鏡縱轉180°，改為盤右位置（豎盤在望遠鏡右側，或稱為倒鏡位置）。重新照準右方目標B，并讀取水平度盤讀數。然后順時針方向轉動照準部，照準左方目標A。讀取水平度盤讀數，則盤右所得角值為

兩個半測回角值之差不超過規定限值時，取盤左盤右所得角值的平均值，即為一測回的角值。根據測角精度的要求，可以測多個測回而取其平均值，作為最后成果。觀測結果應及時記入手簿，并進行計算，看是否滿足精度要求。

手簿的格式和計算如表3-1所示。

值得注意的是，為了提高測角精度，需進行n個測回觀測時，一個測回只能在盤左觀測起始目標時才能設置度盤讀數。第一測回的讀數一般配置略大于0°處，其他各測回的起始讀數，每測回依次遞增180°/n（n為測回數），其目的是為了減少度盤分劃誤差的影響。另外，上下兩個半測回所得角值之差，應滿足有關測量規范規定的限差，對于DJ₆級經緯儀，限差一般為40″；DJ₂級經緯儀則為20″。如果超限，則必須重測。如果重測的兩半測回角值之差仍然超限，但兩次的平均角值十分接近，則說明這是由于儀器誤差造成的。取盤左盤右角值的平均值時，儀器誤差可以得到抵消，所以各測回所得的平均角值是正確的。

計算角值時始終應以右目標讀數減去左目標讀數。如果右目標讀數小于左目標讀數，則應先加360°后再減。測得的角度是∠AOB還是∠BOA，與照準部的轉動方向無關，與先測哪個方向也無關，而是取決于用哪個方向的讀數減去哪個方向的讀數。

在下半測回時，仍要順時針轉動照準部，是為了消減度盤帶動誤差的影響。

3.4.2　方向觀測法（全圓測回法）

方向觀測法又稱為全圓測回法，適用于一個測站上有兩個以上觀測方向。它的直接觀測結果是各個方向相對于起始方向的水平角值，也稱為方向值。相鄰方向的方向值之差，就是它的水平角值。與測回法不同的是，在每半個測回依次觀測各方向后，還要再次觀測起始方向。每觀測一個目標，均記錄其度盤讀數，在半測回中兩次瞄準起始方向的讀數差，稱為半測回歸零差。其值不得超過限差規定（見表3-2），否則，各半測回要重新測。

如圖3-16所示，設在O點有OA、OB、OC、OD四個方向，其觀測步驟如下。

①在O點安置儀器，對中、整平。

②選擇一個距離適中且影像清晰的方向作為起始方向，設為OA。

③盤左照準A點，并安置水平度盤讀數，使其稍大于0°，用測微器讀取兩次讀數。

④以順時針方向依次照準B、C、D諸點。最后再照準A，稱為歸零。在每次照準時，都用測微器讀取兩次讀數。以上稱為上半測回。

⑤倒轉望遠鏡改為盤右，以逆時針方向依次照準A、D、C、B、A，每次照準時，也是用測微器讀取兩次讀數。這稱為下半測回，上下兩個半測回構成一個測回。

⑥如需觀測多個測回時，為了消減度盤刻度不勻的誤差，每個測回都要改變度盤的位置，即在照準起始方向時，改變度盤的安置讀數。為使讀數在圓周及測微器上均勻分布，如用DJ₂級儀器作精密測角時，則各測回起始方向的安置讀數依式（3-2）計算

　　（3-2）

式中，為總測回數；為該測回序數。

每次讀數后，應及時記入手簿。手簿的格式如表3-3所示。

表3-3中，第5欄2c為同一方向上盤左盤右讀數之差，即2倍的照準差，它是由于視線不垂直于橫軸的誤差引起的，因為盤左、盤右照準同一目標時的讀數理論上相差180°，所以。第6欄是同一方向盤左、盤右讀數的平均值，在取平均值時，也是盤右讀數加上或者減去180°后再與盤左讀數平均，以盤左讀數為準。起始方向讀數取兩次觀測結果的平均值作為起始方向值。第7欄為歸零后的方向值，即從各個方向的盤左盤右平均值中減去起始方向A的平均值，將A方向化為0°00'00″，即得各個方向的方向值。第8欄為各測回歸零方向值平均值，即將第8欄各測回中同一方向的歸零后的方向值取平均值，同一方向值各測回互差應在限差值范圍內。第9欄為觀測角值，即將第8欄相鄰兩方向值之差。

為避免錯誤及保證測角的精度，對各項操作都規定了限差，如表3-3所示的規定。