一、测回法水平角观测
（一）经纬仪的安置和瞄准
用经纬仪观测水平角时，必须首先在欲测的水平角顶点安置经纬仪。安置仪器包括对中和整平两项内容。仪器安置好后，即可进行观测。
1．对中
使经纬仪水平度盘中心与角顶点置于同一铅垂线上，这种工作称为对中。欲观测之水平角的顶点一般又称为测站。对中时，先将三脚架放在测站点上，架头大致水平，高度适中。再在连接中心螺旋的钩上悬挂锤球，移动三脚架，使锤球尖大致对准测站点，将三脚架的各脚稳固的踩入地中。然后将经纬仪安装在三脚架上，旋紧连接中心螺旋。若垂球尖偏离测站点较大，需平移脚架，使锤球尖对准测站点，再踩紧三脚架；若偏离较小，可略松连接螺旋，将仪器在三脚架头上的圆孔范围内移动，使锤球尖端精确地对准测站点，再拧紧连接螺旋。在地形测量中，对中误差一般应小于3 mm。 对中也可用光学对中器进行。光学对中时，先要对光，然后将仪器在架头上平移，交替对中和整平，直至测站点的像在对中器圆圈中央，达到既对中又整平的目的。最后将中心连接螺旋拧紧。
对中时应注意：
（1）打开三脚架后，应拧紧架腿固定螺旋；三脚架应约成等边三角形；安置脚架前要了解所观测的方向，避免观测时跨在架腿上； （2）在地面坚硬的地区观测时，脚架应用绳子绑住或用石头等物顶住，防止脚架滑动。
（3）对中后，必须重新检查中心螺旋和脚架固定螺旋是否拧紧；
（4）脚架高度要适当，脚架跨度也不要太大，以便观测和仪器安全。
交联剂
2．整平
整平的目的是使仪器的竖轴竖直，从而使水平度盘处于水平位置。其步骤如下：
（1） 使照准部水准管平行于任意两个脚螺旋连线方向，如图2-2-1（a）所示；
（a） 图2-2-1 （b）
（2）两手同时向内或向外旋转脚螺旋1、2，使气泡居中；
（3）将照准部旋转90°，使水准管垂直于1、2两脚螺旋连线方向，如图2-2-1（b）所示，然后用第三个脚螺旋使气泡居中。
依上述步骤反复多次，直至照准部转到任意位置，气泡偏离中央均不超半格为止。
整平时应注意：
（1）三个脚螺旋高低不能相差太大，如脚螺旋因高低相差太大而移动不灵，或已经旋转到极限而气泡仍然无法居中时，不得用力转动，应重新调整架头的水平，再进行对中整平。
（2）当仪器转动90°后，只能转动第三个脚螺旋使气泡居中，不能同时转动第三个和前两个脚螺旋中的一个。
对中和整平往往互相影响，尤其是使用光学器时，必须反复进行，直至两个目的同时达到为止。
3、使用光学对中器作经纬仪的对中和整平
操作如下：固定三脚架的一条腿于适当位置，两手分别握住另外两条腿。在移动这两条腿的同时，从光学对中器中观察，使对中器对准标志中心。此时脚架顶部并不水平，调节三脚架的伸缩连接处，使脚架顶部大致水平（若经纬仪带有圆水准器，可使其气泡居中）。其现象可作如下分析：图2-2-2中的A、B、C三点为三脚架支于地面的三个点，在支于C点的三脚架腿伸长时经纬仪的运动将以AB连线为轴旋转。当脚架顶面大致水平时，倾斜的光学垂线将基本位于铅垂位置。倾斜光学垂线与地面标志的重合点F亦将旋转至F¹位置。由于DF¹之长等于DO之长，故铅垂位置的光学垂线将不再通过0点，而与0点相差一个距离d。设ABC构成等边三角形，且边长为1m，则DO=DF¹=0.4m。此时d可用下式求得：
式中,为调整C点脚架长度时仪器偏转的角度。当=10º时，d=6mm。可见，整个仪器的对中状态变化并不大。
脚架顶部大致水平之后，即可用脚螺旋调平水准管整平仪器。经检查，若对中器十字丝已偏离标志中心，则平移（不可旋转）基座使精确对中。再检查整平是否已被破坏，若已破坏则用脚螺旋整平，此两项操作应反复进行，直到用水准管整平了仪器，而光学垂线仍对准标志为止。
由于结构和操作上的原因，用光学对中器进行经纬仪对中的精度约为1mm～2mm，显然高于用垂球对中的精度。
图2-2-2
当三脚架顶部倾斜较大时，用垂球对中的精度将受到一定的影响。设经纬仪基座脚螺旋伸长长度之差有10mm，则此时三脚架顶部、平面的倾斜角约为6º。这时连接经纬仪的中心螺旋也偏离竖直位置约6º。设中心螺旋长为50mm，则螺旋上下两端在水平方向上将相差5mm。实际上这就是由脚架顶面不水平而产生的对中误差。
4．瞄准
调节目镜使十字丝最清晰，然后用望远镜上准星和照门（或用粗瞄准器），先从镜外到目标，当在望远镜内看到目标的像后，拧紧水平制动螺旋。消除视差，最后调节水平微动螺旋，精确用十字丝瞄准目标。
进行水平角观测时，应尽量瞄准目标底部，如图2-2-3所示。当目标较近，成像较大时，用十字丝竖丝单丝，平分目标。当目标较远，成像较小时，可用十字丝竖丝与目标重合或将目标夹在双竖丝中央。
图2-2-3 图2-2-4
（二）测回法水平角观测
水平角的观测方法一般根据目标的多少而定。常用的有测回法和方向观测法两种。本单元介绍测回法。测回法只适用于观测两个目标方向的单角。如图2-2-4所示，设要测的水平角为∠AOB，先在A、B两点竖立标杆，经纬仪安置在测站O上，分别照准A、B两点的目标并进行读数，两读数之差即为水平角∠AOB的角值。但为了消除经纬仪的某些误差，一般需用盘左及盘右两个位置进行观测。所谓盘左，即观测者对着望远镜的目镜时，竖直度盘处
于望远镜左侧时的位置，盘左又叫正镜。所谓盘右，即观测者对着望远镜的目镜时，竖直度盘处于望远镜右侧时的位置，盘右又叫倒镜。
回法的观测步骤如下：
1.盘左位置
（1）松开照准部和望远镜的制动螺旋，转动照准部，由望远镜上方通过照门和准星观察，粗略瞄准目标A，拧紧照准部和望远镜制动螺旋。仔细对光，用望远镜与照准部的微动螺旋，精确瞄准目标A，读取水平度盘读数，设为a左，记入观测手薄，如表2-2-1中0°01′12″。
表2-2-1 测回法水平角观测手薄
测站 | 盘位 | 目标 | 水平度盘读数 | 半测回角值 | 平均角值 | 顺德大部制各测回平均方向值 | 备注 |
| | | ° | ′ | ″ | ° | ′ | ″ | ° | ′ | ″ | ° | ′ | ″ | |
O | 盘左 | A | 0 | 01 | 12 | 84 | 26 | 24 | 84 | 26 | 27科技奥运 | | | | 一测回 |
B | 84 | 27 | 36 |
盘右 | A | 180 | 01 | 30 | 84 | 26 | 30 |
B | 264 | 28 | 00 |
O | 盘左 | A | 90 | 01 | 18 | 84 | 26 | 06 | 84 | 26 | 09 | 84 | 26 | 18 | 二测回 |
B | 174 | 27 | 24 |
盘右 | A | 270 | 01 | 24 | 84 | 26 | 12 |
B | 354 | 27 | 36 |
| | | | | | | | | | | | | | | |
（2）松开照准部和望远镜制动螺旋，顺时针转动照准部，用同样方法瞄准右目标B，读、记水平度盘读数b左〔84°27′36″〕。
以上两步称上半测回，测得角值为
β左=b左-a左
2.盘右位置
（1）松开照准部和望远镜制动螺旋，倒转望远镜，逆时针方向转动照准部，瞄准B点，读、记水平度盘读数B右（264°28′00″）。
（2）再松开照准部和望远镜制动螺旋，逆时针方向转动照准部，瞄准A点，读、记水平度盘读数a右（180°01′30″）。
以上两步称下半测回，又测得∠AOB角值为
β右=b右-a右
上、下两个半测回构成一测回。当两个半测回角值之差不超过规定时，则取它们平均值作为一测回的最后角值，即β=(β左+β右)／2。测角精度要求较高时，需要观测几个测回，为减小水平度盘刻划不均匀误差的影响，在每一测回观测之后，要跟据测回数n，将度盘读数改变180°/n，再开始下一回的观测。为便于记算，通常在瞄准第一个方向时，把度盘配置在0°00′或稍大于0°00′的位置。如果需要观测两测回时，则n=2，每一测回第一个方向（又称起始方向）之差为180°/2=90°，即两个测回的起始方向读数应依次配置在0°00′、90°00′或稍大的读数处，表2-2-1为测回法两测回观测水平角的记录格式。
（三） 测回法水平角观测限差
用测回法观测时，通常有两项限差，一是两个半测回角值之差，二是各测回角值之差，这两项限差在测量有关规范中，根据不同要求，都有其明确规定。用J6级经纬仪，在进行图根水平角观测时，第一项限差为±35″，第二项限差为±25″。
二、方向观测法水平角观测
方向观测法适用于在一个测站上，有两个以上的观测方向时，需要测量多个角的情况。如图2-2-5所示，测站O 上有四个方向，即OA、OB、OC、OD。其观测步骤，记录记算方法如下： （一）观测步骤
（1）在测站O上安置仪器并对中、整平。
（2） 盘左位置观测（上半测回）。 图2-2-5
将水平度盘安置在0°01′左右读数处。先选择一明显目标作为起始方向，如以A为起始方向。再按顺时针方向依次观测B，C，D各方向，并将各方向的水平度盘读数依次记入观测手薄（表2-2-2）中。若方向数超过3个，最后还要继续顺时针方向转动经纬仪照准部，照
准起始方向A，再读一次水平度盘读数并记入观测手薄。该次观测称为“归零”。归零的目的是为了检查观测过程中水平度盘是否发生变动。上述全部工作称为上半测回。
表2-2-2 水平角观测手薄（方向观测法）
测站：O 观测日期： 观测者： 记录者：
照准目标 | 读 数/（°′＂） | 左-右（2c） /（＂） | /（＂） | 方向值 城市规划论坛/（°′＂） | 各测回平均方向值 /（°′＂） |
盘左 | 盘右 |
A | 0 02 36 | 180 02 36 | 00 | 36 | 0 00 00 | 0 00 00 |
B | 70 23 36 | 250 23 42 | -06 | 文迪雅事件39 | 70 21 05 | 70 21 00 |
C | 228 19 24 | 48 19 30 | -06 | 27 | 228 16 53 | 228 16 48 |
D | 254 17 54 | 74 17 54 | 00 | 54 | 254 15 20 | 254 15 16 |
A | 0 02 30 | 180 02 36 | -06 | 33 | | |
| 归零差： △左= -06＂ △右=00＂ |
A | 90 03 12 | 270 03 12 | 00 | 12 | 0 00 00 | |
B | 60 24 06 | 340 24 12 | -06 | 09 | 70 20 55 | |
C | 318 20 00 | 138 19 54 | +06 | 57 | 228 16 43 | |
D | 344 18 30 | 164 18 24 | +06 | 27 | 254 15 13 | |
A | 90 03 18 | 270 03 12 | +06 | 15 | | |
归零差： △左=+06＂ △右=00＂ |
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（3）盘右位置观测（下半测回）。
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