任务2.4 测量水平角
观测水平角的方法很多，一般根据目标的多少和等级要求而定，常用的方法有测回法和方向观测法。
2.4.1 测回法
测回法是观测水平角的一种最基本的方法，适合于观测两个目标之间的单个角值，如图2.4.1所示，设要测水平角∠AOB，在p点（测站点）安置经纬仪（对中、整平）。
1.观测方法、步骤
观测方法按照准目标可归纳为四个字，即左—右—右—左。
（1）仪器处于盘左位置（竖直度盘在望远镜目镜左侧，也称正镜），旋转照准部瞄准左方目标A点（一般将起始方向称为零方向，通常选成像稳定、目标背景清晰为零方向），拧紧水平制动螺旋和望远镜制动螺旋，转动水平微动螺旋和望远镜微动螺旋精确照准目标，并读取水平度盘读数，设为a，记入观测手簿（表2.4.1）中。
图2.4.1 测回法示意图
（2）松开水平制动螺旋，顺时针转动照准部瞄准右方目标B点，同法精确照准目标，并读取水平度盘读数，设为b，记入观测手簿中。
步骤（1）、（2）称为盘左半测回或上半测回，所测得角值为
即 盘左所测水平角=右方目标读数-左方目标读数
若算得的值为负，则计算值+360°为上半测回角值，并将结果记入观测手簿中。
（3）松开水平制动螺旋和望远镜制动螺旋，仪器倒镜（竖直度盘在望远镜目镜右侧，也称盘右），瞄准右方目标B点，同法精确照准目标，并读取水平度盘读数，设为C，记入观测手簿中。
（4）松开水平制动螺旋，顺时针转动照准部瞄准左方目标A点，也以同法精确照准目标，并读取水平度盘读数，设为a右，记入观测手簿中。
步骤（3）、（4）称为盘右观或下半测回，所测得角值为
即 盘右所测水平角=右方目标读数-左方目标读数
上半测回和下半测回合在一起称为一测回，当半测回差符合要求，则两个半测回角值的平均值作为一测圆角值，即
为提高测角的精度，往往水平角观测需要多个测回取平均值，此时为降低由于度盘刻划误差的影响，各测回的盘左时左方目标的读数要进行配置，其公式为
式中 n——需要测回数；
m——测回间的递增值。
如n=2，m=90°，表示第1测回盘左照准左方目标时设置水平度盘读数为0°-′-″，分、秒可以是任何值，盘右测量时不能动度盘；第2测回盘左照准左方目标时设置水平度盘读数为90°-′-″，分秒不管。
零方向读数的配置具体操作步骤为：盘左位置瞄准零方向后，转动度盘变换手轮，使度盘读数调整至某一测回零方向的配置值多一点处，并及时盖上护盖，按上述观测过程进行水平角的观测即可。
2.记录与计算方法
测回法的记录与计算示例见表2.4.1，表中带括号的号码为观测记录和计算的顺序，其中（1）～（4）为记录数据，其余为计算所得。
测站上的计算如下：
（1）半测回角值：
（5）=（2）-（1）
（6）=（3）-（4）
若上两式的计算值为负，其得数应加上360°方可为上、下半测回的角值。
表2.4.1 测回法观测记录手簿
（2）一测回角值：
（3）各测回平均角值：
在观测中，应注意两项限差：一是两个半测回角值之差；二是各测回间的角值之差。这两项限差，对于不同精度的仪器，有不同的规范要求。DJ6型经纬仪要求半测回角值互差不得超过±36″；各测回间的角值互差不得超过±24″。若半测回角值互差超限应重测该测回；若各测回角值互差超限，则应重测某一测回角值偏离各测回平均角值较大的那一测回。
2.4.2 方向观测法
当观测方向数为三个或多于三个时，通常采用方向观测法。为消减因望远镜调焦而产生的照准误差，往往在观测之前，应从几个方向中选一个目标清晰、成像稳定、距离适中的方向，作为起始零方向。
图2.4.2 方向观测法
1.观测方法、步骤
（1）当观测方向数为三个时（图2.4.2），其步骤如下：
1）在测站O上安置经纬仪，对中、整平。
2）盘左位置，选定零方向A点瞄准，将度盘配置于0°稍大读数处，再顺时针转动仪器依次观测B、C方向，分别读取每个方向的水平度盘读数并记录于观测手簿中（表2.4.2）。称上半测回。
表2.4.2 方向观测法记录手簿
3）倒镜，用盘右位置按逆时针方向依次观测C、B、A方向，分别读取各方向盘右的水平度盘读数并记录于观测手簿中。称下半测回。
上、下两个半测回合起称一测回，余下的测回只需按规范规定的“方向观测度盘表”的要求，对零方向进行度盘配置即可，其观测、记录与第一测回完全相同。
（2）当观测的方向数多于三个时（图2.4.3），应采用全圆方向观测法，其操作步骤同上，只是在半测回结束时仍要回到起始零方向，称为归零。
具体的过程如下：
1）在测站O上安置经纬仪，对中、整平。
图2.4.3 全圆观测法
2）盘左位置，选定零方向A点瞄准，将度盘配置于0°稍大读数处，再顺时针转动仪器依次观测B、C、D各方向，分别读取每个方向的水平度盘读数并记录于观测手簿中（表2.4.3），最后还要回到起始方向A进行归零，读数并记录，称为上半测回。
3）倒镜，用盘右位置按逆时针方向依次观测A、D、C、B方向，读数并记录，称为下半测回。
上、下两个半测回合起称一测回，余下的测回只需对零方向按要求进行度盘配置即可，其观测、记录与第一测回完全相同。
2.记录与计算方法
（1）观测方向数为三个的记录和计算示例见表2.4.2，表内括号的号码为记录和计算的顺序，其中（1）～（6）列为记录数据，其余为计算所得。
有关计算说明如下：
1）两倍照准误差2C值为
式中 L——盘左读数；
R——盘右读数。
2）归零方向值：先将零方向平均读数化为0° 00′00 ″，其余各方向的平均读数减去零方向的平均读数，即得到相应方向的归零方向值。
3）各测回归零方向平均值：取同一方向各测回的归零方向值平均值。
4）“+”“-”的取舍可根据盘右的读数来定，若盘右读数R≥180°，取“-”号；若盘右读数R＜180°，则取“+”号。
（2）观测方向数多于三个时采用全圆测回法观测，记录和计算示例见表2.4.3。
表2.4.3 全圆方向观测法记录手簿
有关计算说明如下：
1）半测回归零差：盘左或盘右的零方向两次读数之差。例如表2.4.3中的第一测回零方向（A）的盘左或盘右的半测回零差为
上半测回归零差（6）=（5）-（1）=+6″
下半测回归零差（12）=（7）-（11）=+6″
2）两倍照准误差2C值 2C=L-（R±180°）
3）平均读数为［L+（R±180°）］／2。
4）归零方向值：先取零方向平均读数的平均值，注记在零方向平均读数的上方，并将它化为0° 00′00 ″记在归零方向值相应栏内，其余各方向的平均读数减去零方向的平均读数的平均值，即得到相应方向的归零方向值。
5）各测回归零后方向平均值：取同一方向各测回的归零方向值平均值。
3.观测限差及检查
方向观测法通常有三项限差：一是半测回的两次零方向读数之差，也称半测回归零差；二是一测回同方向盘左、盘右方向值差，也称2C误差；三是各测回同一方向的方向值之差，也称测回差。对于以上三种限差，根据不同精度的仪器而有所不同，其中半测回归零差对DJ6型经纬仪要求不得超过±18″；2C误差在实际观测中，应注意2C的变动范围，对于DJ6型经纬仪仅供观测者自检，不作限差规定；测回差对DJ6型经纬仪要求不得超过±24″。
在观测中应随时检查各项限差。上半测回测完后，立即计算半测回归零差，若超限须重测，下半测回测完后，也应立即计算归零差，若超限须重测整个测回；所有的测回测完后，计算测回差，若超限应具体地进行分析，一般来讲，某一测回的几个方向值与其他测回中该方向的方向值偏离较大，须重测该测回中这几个方向的盘左和盘右值，但如果超限的方向数大于所有方向总和的1／3，则必须重测整个测回。