为了计算高差，在设站安置好仪器后，首先要量取仪器高和觇标高。仪器高是测站标志顶面至望远镜旋转轴的垂直距离，觇标高是望远镜照准点至被测目标点标志顶面的垂直距离。垂直角观测方法有中丝法和三丝法，三丝法要求用十字丝的三根横丝去照准目标读数，一般只在较高等级的高程控制测量中使用。中丝法只以十字丝中横丝瞄准目标读数，是最为常用的垂直角观测方法。
一般来说，水平角测量时尽量用竖丝瞄准目标的底部，且尽量使目标靠近横丝。垂直角测量则必须用横丝瞄准目标的顶部，而且尽量靠近竖丝（见图4-32）。全站仪测量，一般用望远镜十字丝中心去瞄准反射棱镜的中心。做控制测量（如导线支点）时，如果棱镜杆较高无法立直，观测水平角就要尽量瞄准目标底部；测垂直角还是应该瞄准棱镜的中心，因为此时的觇高是从棱镜杆脚尖底量取至棱镜中心。无论是何种觇标，工作前后均要仔细用小钢尺测量核对觇标高度。
图4-32 垂直角测量瞄准
垂直角观测步骤通常如下。
（1）在测站点O安置仪器，对中、整平，用小钢尺量出仪器高i。
（2）盘左瞄准目标A，使望远镜十字丝的中丝切于目标A某一位置（如测钎或花杆顶部，或水准尺某一分划，或觇牌中心），读取垂直度盘读数L（L=86°43′24″），记入表4-5第4栏。松开制动旋钮，同样方法瞄准其他目标读数、记录，完成上半测回（盘左）观测。
（3）松开制动旋钮，将垂直度盘调整至盘右状态，依次瞄准目标，使望远镜中丝切于各目标的与盘左相同位置，读取垂直度盘读数R，记入表4-5第5栏，完成下半测回（盘右）观测。(www.xing528.com)
以上为一个测回观测。如需观测多个测回，则按上述步骤重复进行。
两个方向、两个测回的垂直角测量记录、计算见表4-5。
表4-5 垂直角观测记录手簿
表中的指标差对于同一仪器在同一时段内通常是一个固定值。但是，由于观测中不可避免地含有各种误差（主要为盘左盘右间的瞄准误差），使得各方向计算出的指标差互不相同。对此，国家有关测量规范进行了相应规定。GB 50026—2020规定了垂直角测量的指标差互差和垂直角测回较差，如图4-33所示。对照表4-5数据，可发现表中指标差互差超限（应返工），不过最后的测回较差未超限。
图4-33 GB 50026—2020《工程测量标准》节选
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