任務2.4 測量水平角

觀測水平角的方法很多，一般根據目標的多少和等級要求而定，常用的方法有測回法和方向觀測法。

2.4.1 測回法

測回法是觀測水平角的一種最基本的方法，適合于觀測兩個目標之間的單個角值，如圖2.4.1所示，設要測水平角∠AOB，在p點（測站點）安置經緯儀（對中、整平）。

1.觀測方法、步驟

觀測方法按照準目標可歸納為四個字，即左—右—右—左。

（1）儀器處于盤左位置（豎直度盤在望遠鏡目鏡左側，也稱正鏡），旋轉照準部瞄準左方目標A點（一般將起始方向稱為零方向，通常選成像穩定、目標背景清晰為零方向），擰緊水平制動螺旋和望遠鏡制動螺旋，轉動水平微動螺旋和望遠鏡微動螺旋精確照準目標，并讀取水平度盤讀數，設為a，記入觀測手簿（表2.4.1）中。

（2）松開水平制動螺旋，順時針轉動照準部瞄準右方目標B點，同法精確照準目標，并讀取水平度盤讀數，設為b，記入觀測手簿中。

步驟（1）、（2）稱為盤左半測回或上半測回，所測得角值為

即 盤左所測水平角=右方目標讀數-左方目標讀數

若算得的值為負，則計算值+360°為上半測回角值，并將結果記入觀測手簿中。

（3）松開水平制動螺旋和望遠鏡制動螺旋，儀器倒鏡（豎直度盤在望遠鏡目鏡右側，也稱盤右），瞄準右方目標B點，同法精確照準目標，并讀取水平度盤讀數，設為C，記入觀測手簿中。

（4）松開水平制動螺旋，順時針轉動照準部瞄準左方目標A點，也以同法精確照準目標，并讀取水平度盤讀數，設為a右，記入觀測手簿中。

步驟（3）、（4）稱為盤右觀或下半測回，所測得角值為

即 盤右所測水平角=右方目標讀數-左方目標讀數

上半測回和下半測回合在一起稱為一測回，當半測回差符合要求，則兩個半測回角值的平均值作為一測圓角值，即

為提高測角的精度，往往水平角觀測需要多個測回取平均值，此時為降低由于度盤刻劃誤差的影響，各測回的盤左時左方目標的讀數要進行配置，其公式為

式中 n——需要測回數；

m——測回間的遞增值。

如n=2，m=90°，表示第1測回盤左照準左方目標時設置水平度盤讀數為0°-′-″，分、秒可以是任何值，盤右測量時不能動度盤；第2測回盤左照準左方目標時設置水平度盤讀數為90°-′-″，分秒不管。

零方向讀數的配置具體操作步驟為：盤左位置瞄準零方向后，轉動度盤變換手輪，使度盤讀數調整至某一測回零方向的配置值多一點處，并及時蓋上護蓋，按上述觀測過程進行水平角的觀測即可。

2.記錄與計算方法

測回法的記錄與計算示例見表2.4.1，表中帶括號的號碼為觀測記錄和計算的順序，其中（1）～（4）為記錄數據，其余為計算所得。

測站上的計算如下：

（1）半測回角值：

（5）=（2）-（1）

（6）=（3）-（4）

若上兩式的計算值為負，其得數應加上360°方可為上、下半測回的角值。

（2）一測回角值：

（3）各測回平均角值：

在觀測中，應注意兩項限差：一是兩個半測回角值之差；二是各測回間的角值之差。這兩項限差，對于不同精度的儀器，有不同的規范要求。DJ6型經緯儀要求半測回角值互差不得超過±36″；各測回間的角值互差不得超過±24″。若半測回角值互差超限應重測該測回；若各測回角值互差超限，則應重測某一測回角值偏離各測回平均角值較大的那一測回。

2.4.2 方向觀測法

當觀測方向數為三個或多于三個時，通常采用方向觀測法。為消減因望遠鏡調焦而產生的照準誤差，往往在觀測之前，應從幾個方向中選一個目標清晰、成像穩定、距離適中的方向，作為起始零方向。

1.觀測方法、步驟

（1）當觀測方向數為三個時（圖2.4.2），其步驟如下：

1）在測站O上安置經緯儀，對中、整平。

2）盤左位置，選定零方向A點瞄準，將度盤配置于0°稍大讀數處，再順時針轉動儀器依次觀測B、C方向，分別讀取每個方向的水平度盤讀數并記錄于觀測手簿中（表2.4.2）。稱上半測回。

3）倒鏡，用盤右位置按逆時針方向依次觀測C、B、A方向，分別讀取各方向盤右的水平度盤讀數并記錄于觀測手簿中。稱下半測回。

上、下兩個半測回合起稱一測回，余下的測回只需按規范規定的“方向觀測度盤表”的要求，對零方向進行度盤配置即可，其觀測、記錄與第一測回完全相同。

（2）當觀測的方向數多于三個時（圖2.4.3），應采用全圓方向觀測法，其操作步驟同上，只是在半測回結束時仍要回到起始零方向，稱為歸零。

具體的過程如下：

1）在測站O上安置經緯儀，對中、整平。

2）盤左位置，選定零方向A點瞄準，將度盤配置于0°稍大讀數處，再順時針轉動儀器依次觀測B、C、D各方向，分別讀取每個方向的水平度盤讀數并記錄于觀測手簿中（表2.4.3），最后還要回到起始方向A進行歸零，讀數并記錄，稱為上半測回。

3）倒鏡，用盤右位置按逆時針方向依次觀測A、D、C、B方向，讀數并記錄，稱為下半測回。

上、下兩個半測回合起稱一測回，余下的測回只需對零方向按要求進行度盤配置即可，其觀測、記錄與第一測回完全相同。

2.記錄與計算方法

（1）觀測方向數為三個的記錄和計算示例見表2.4.2，表內括號的號碼為記錄和計算的順序，其中（1）～（6）列為記錄數據，其余為計算所得。

有關計算說明如下：

1）兩倍照準誤差2C值為

式中 L——盤左讀數；

R——盤右讀數。

2）歸零方向值：先將零方向平均讀數化為0° 00′00 ″，其余各方向的平均讀數減去零方向的平均讀數，即得到相應方向的歸零方向值。

3）各測回歸零方向平均值：取同一方向各測回的歸零方向值平均值。

4）“+”“-”的取舍可根據盤右的讀數來定，若盤右讀數R≥180°，取“-”號；若盤右讀數R＜180°，則取“+”號。

（2）觀測方向數多于三個時采用全圓測回法觀測，記錄和計算示例見表2.4.3。

有關計算說明如下：

1）半測回歸零差：盤左或盤右的零方向兩次讀數之差。例如表2.4.3中的第一測回零方向（A）的盤左或盤右的半測回零差為

上半測回歸零差（6）=（5）-（1）=+6″

下半測回歸零差（12）=（7）-（11）=+6″

2）兩倍照準誤差2C值 2C=L-（R±180°）

3）平均讀數為［L+（R±180°）］／2。

4）歸零方向值：先取零方向平均讀數的平均值，注記在零方向平均讀數的上方，并將它化為0° 00′00 ″記在歸零方向值相應欄內，其余各方向的平均讀數減去零方向的平均讀數的平均值，即得到相應方向的歸零方向值。

5）各測回歸零后方向平均值：取同一方向各測回的歸零方向值平均值。

3.觀測限差及檢查

方向觀測法通常有三項限差：一是半測回的兩次零方向讀數之差，也稱半測回歸零差；二是一測回同方向盤左、盤右方向值差，也稱2C誤差；三是各測回同一方向的方向值之差，也稱測回差。對于以上三種限差，根據不同精度的儀器而有所不同，其中半測回歸零差對DJ6型經緯儀要求不得超過±18″；2C誤差在實際觀測中，應注意2C的變動范圍，對于DJ6型經緯儀僅供觀測者自檢，不作限差規定；測回差對DJ6型經緯儀要求不得超過±24″。

在觀測中應隨時檢查各項限差。上半測回測完后，立即計算半測回歸零差，若超限須重測，下半測回測完后，也應立即計算歸零差，若超限須重測整個測回；所有的測回測完后，計算測回差，若超限應具體地進行分析，一般來講，某一測回的幾個方向值與其他測回中該方向的方向值偏離較大，須重測該測回中這幾個方向的盤左和盤右值，但如果超限的方向數大于所有方向總和的1／3，則必須重測整個測回。