水平角观测技巧和注意事项

水平角的观测方法有多种，现仅介绍工程测量中最常用的两种方法，即测回法和方向观测法。

测回法观测水平角

1.测回法

测回法是测角的基本方法，常用于两个方向之间的水平角观测。如图3-3-15所示，设O点为测站点（待测水平角的顶点），A、B点斜为两个观测目标。用测回法观测OA、OB所成水平角的步骤如下：

图3-3-15　水平角观测

（1）仪器安置。在待测水平角顶点O（称为测站点）上安置全站仪，对中、整平。同时，在A、B点分别竖立棱镜。

（2）盘左观测。使仪器处于盘左状态，即当观测者面对望远镜目镜时竖盘位于望远镜的左侧，此种仪器状态又称为正镜。观测时，先照准待测角左方目标A，并通过键盘置零操作，将望远镜照准该方向时水平度盘的读数设置为0°00′00″，记为ɑ左，并记入记录手簿（表3-3-3）。然后松开照准部制动螺旋，转动望远镜照准右方目标B，读取水平度盘的读数，记为b左（如32°13′10″），并记入记录手簿（表3-3-3）。以上观测称为盘左半测回，又称上半测回。其水平角值按下式计算：

表3-3-3　测回法观测记录手簿

（3）盘右观测。纵转望远镜，使仪器处于盘右状态，即当观测者面对望远镜目镜时竖盘位于望远镜的右侧，此种仪器状态又称为倒镜。观测时，先照准待测角右方目标B，读取水平度盘的读数，记为b右（如212°13′16″），并记入记录手簿（表3-3-3）。然后松开照准部制动螺旋，转动望远镜照准左方目标A，读取水平度盘的读数，记为ɑ右（如180°00′02″），并记入记录手簿（表3-3-3）。以上观测称为盘右半测回，又称下半测回。其水平角值按下式计算：

需要指出的是，在应用式（3-3-2）和式（3-3-3）时，若b左（或b右）小于ɑ左（或ɑ右），则应在b左（或b右）上加360°。

（4）取平均值，求水平角。盘左、盘右两个半测回合称为一个测回。在一般工程测量中，通常要求两个半测回角值之差不得超过12″（即），否则应重测。在满足要求的情况下，可取两个半测回角值的平均值作为一个测回的角值，即

当测角精度要求较高，需要对一个角观测若干个测回时，为了减少度盘分划误差的影响，在各测回之间应进行水平度盘的设置。当观测n个测回时，将度盘位置依次变换为180°/n。例如，若观测两个测回，第一测回盘左起始方向应设置为0°00′00″；而第二测回盘左起始方向的度盘应设置为90°00′00″。

2.方向观测法

方向观测法通常用于一个测站上照准目标多于3个的观测。如图3-3-16所示，设O为测站点，A、B、C、D为目标点，在此情况下通常采用方向观测法，水平角方向观测法的技术要求见表3-3-4。

图3-3-16　测站点与目标点

方向观测法

表3-3-4　水平角方向观测法的技术要求(www.xing528.com)

（1）方向观测法的观测步骤。

1）安置全站仪于测站点O上，对中、整平后使仪器处于盘左状态。照准起始方向（又称零方向）A，将水平度盘配置在0°附近（如0°01′32″），读取读数，并记入记录手簿（表3-3-5），松开水平制动螺旋。

表3-3-5　方向观测法观测记录手簿

2）按顺时针旋转照准部，照准目标B，读取水平度盘的读数（如52°18′32″），并记入记录手簿（表3-3-5）；同样依次观测目标C、D，并读取照准各目标时的水平度盘读数（如114°30′16″、197°15′26″）记入记录手簿；继续顺时针转动望远镜，最后观测零方向A，并读取水平度盘的读数（如0°01′26″）记入记录手簿，此照准A称为归零。此次零方向的水平度盘读数与第一次照准零方向的水平度盘读数之差称为归零差，若归零差满足要求，即完成了上半测回的观测。

3）纵转望远镜使仪器处于盘右状态，再按逆时针方向依次照准目标A、D、C、B、A，称为下半测回。同上半测回一样，照准各目标时，分别读取水平度盘的读数，并记入记录手簿。下半测回也存在归零差，若归零差满足要求，下半测回也告结束。上、下半测回合称为一个测回。

为了提高测量精度，有时要观测若干个测回，各测回的观测方法相同。但是，应与测回法一样，需要将各测回盘左起始方向读数进行设置，依次变换180°/n（n为测回数）。

（2）方向观测法的角值计算。观测完成后，需要进行角值计算，以下结合表3-3-5说明方向观测法的计算步骤。

1）计算两倍照准误差2C值。

式中，盘左读数大于180°时取“＋”号，盘左读数小于180°时取“－”号。按各方向计算出2C值后，填入表3-3-5中的第6栏。2C变动范围是衡量观测质量的一个指标。

2）计算各目标的方向值的平均读数。照准某一目标时，水平度盘的读数，称为该目标的方向值。

方向值的平均读数＝[盘左读数＋（盘右读数±180°）]/2（式中的加减号取法同前）

将计算的结果填入表3-3-5中的第7栏。

需要说明的是，起始方向有两个平均值，应将这两个平均值再次进行平均，所得结果作为起始方向的方向值的平均读数，填入表3-3-5中的第7栏的上方，并括以括号，如本例中的0°01′31″和90°00′37″。

3）计算归零后的方向值（又称归零方向值）。将起始目标的方向值作为00°00′00″，此时其他各目标对应的方向值称为归零方向值。计算方法为可以将各目标方向值的平均读数减去起始方向值的平均读数（括号内的数），即得各方向的归零方向值，填入表3-3-5中的第8栏。

4）计算各测回归零方向值的平均值。当测回数为两个或两个以上时，从理论上讲，不同测回的同一方向归零后的方向值应相等，但由于误差的原因导致各测回之间有一定的差数，如该差数在限差之内，则可取其平均值作为该方向的最后方向值，填入表3-3-5中的第9栏。

5）计算各目标间的水平角值。在表3-3-5中的第9栏中，显然，后一目标的平均归零方向值减去前一目标的平均归零方向值，即两目标之间的水平角之值，填入表3-3-5中的第10栏。