3.4 水平角观测

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。

图3.4.1 测回法示意图

3.4.1 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3.4.1所示，设要测水平角∠AOB，在O点（测站点）安置经纬仪（对中、整平）。

1.观测方法、步骤

（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_左，记入观测手簿（表3.4.1）中。

（2）松开水平制动螺旋，顺时针转动照准部瞄准B点，同法精确照准目标，并读取水平度盘读数，设为b_左，记入观测手簿中。

以上两步称为盘左半测回或上半测回，所测得角值为

若算得的值为负，则计算值加上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B点，同法精确照准目标，并读取水平度盘读数，设为b_右，记入观测手簿中。

（4）松开水平制动螺旋，逆时针转动照准部瞄准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。

以上两步称为盘右半测回或下半测回，所测得角值为

若算得的值为负，则计算值加上360°为下半测回角值，并将结果记入观测手簿中。

由于存在测量误差，上、下两半测回角值不相等，它们之差称为半测回差，若半测回差符合要求，取上半测回和下半测回角值的平均值，作为一测回角值，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，此时为减低由于度盘刻划误差的影响，各测回的零方向的读数要进行配置，其公式为

式中 n——测回数；

i——测回序号。

例如：需要测量2测回取平均值时，第1、2测回盘左零方向度盘配置读数分别为

第1测回：

第2测回：

零方向读数的配置具体操作为：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3.4.1，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：

（1）半测回角值：

(5)=(2)-(1)

(6)=(3)-(4)

若上两式的计算值为负时，其得数应加上360°方可为上、下半测回的角值。

（2）一测回角值：

（3）各测回平均角值：

（8）=所有测回的一测回角值的连加和，再除以测回数n的得数

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±40″；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。

3.4.2 方向观测法

当观测方向数为三个或多于三个以上时，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、呈像稳定、距离适中的方向，作为起始零方向。

1.观测方法、步骤

当观测方向数为三个时（图3.4.2），其步骤如下：

图3.4.2 方向观测法

（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3.4.2），称上半测回。

（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、下半测回合称一测回，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。当观测的方向数多于三个时（图3.4.3），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。

（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3.4.3），最后还要回到起始方向A进行归零，读数并记录，称上半测回。

（3）倒镜，用盘右位置按逆时针方向依次观测A、D、C、B、A方向，读数并记录，称下半测回。

图3.4.3 全圆观测法

上、下半测回合称一测回，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3.4.2，表内括号的号码为记录和计算的顺序，其中（1）～（6）为记录数据，其余为计算所得。

表3.4.2有关计算说明：

1）两倍照准误差2C值：

2C=L-(R±180°)

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：即取同一方向各测回的归零方向值平均值。

“+”、“-”的取舍可根据盘右的读数来定，若盘右读数R≥180°时，取“-”号，若盘右读数R＜180°时，则取“+”号。

（2）观测方向数多于三个的记录和计算示例见表3.4.3。

表3.4.3有关计算说明：

1）半测回归零差：即盘左或盘右的零方向两次读数之差。例如表3.4.3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

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：即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。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，若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。