3. 全站仪导线水平角归算与方向值计算
水平角观测值的归算对象与限差链
全站仪盘左、盘右各照准一次同一目标，得到的是两个方向观测值；同一测回内各方向需统一归零到起始方向，才能得到可比较、可传递的方向值。本节要完成三件事：度盘配置检查（各测回起始方向读数是否按 180°/n 均匀错开）、测回间互差检核（同一方向各测回归零方向值之差是否在限差内）、方向值归算（把盘左盘右观测值合成一测回方向值并归零）。
归算的基本关系如下（以 J2 级全站仪、矿山导线常用四等要求为例，示例限差取半测回归零差 ±8″、一测回内 2C 互差 ±13″、测回间互差 ±9″，实际执行以项目技术设计书为准）：
- 2C = 盘左读数 − (盘右读数 ± 180°)，用于判断照准与读数质量；
- 一测回方向值 = [盘左读数 + (盘右读数 ± 180°)] / 2；
- 归零方向值 = 该方向一测回方向值 − 起始方向一测回方向值；
- 测回间互差 = 各测回归零方向值的最大值 − 最小值。
示例数据与归算过程
以测站 S1、目标 A（起始方向）、B、C 为例，J2 全站仪观测三测回，起始方向按 180°/3 = 60° 错开配置。下表为第 1 测回的盘左、盘右读数（示例数据，单位：度分秒）：
| 目标 | 盘左 L | 盘右 R | 2C = L−(R±180°) | 一测回方向值 |
|---|---|---|---|---|
| A（起始） | 0°00′12″ | 180°00′18″ | −6″ | 0°00′15″ |
| B | 42°18′21″ | 222°18′33″ | −12″ | 42°18′27″ |
| C | 96°05′37″ | 276°05′43″ | −6″ | 96°05′40″ |
| A（归零） | 0°00′18″ | 180°00′24″ | −6″ | 0°00′21″ |
第 1 测回半测回归零差 = |0°00′18″ − 0°00′12″| = 6″，小于 ±8″，合格。归零方向值：A = 0°00′00″，B = 42°18′27″ − 0°00′15″ = 42°18′12″，C = 96°05′40″ − 0°00′15″ = 96°05′25″。第 2、3 测回按同样方法计算，得到 B 方向三测回归零值分别为 42°18′12″、42°18′16″、42°18′09″，互差 7″ ≤ 9″，合格；取中数 42°18′12″ 作为 B 的最终方向值。
度盘配置检查的实用判据：第 i 测回起始方向读数应接近 180°/n × (i−1)。若偏差超过 1′，说明配置未按计划执行，该测回起始读数不可用，应重测。归零方向值只改变基准，不改变方向间的夹角，因此互差检核必须在归零后进行。
测回间互差超限时，不要简单剔除某一测回后取平均，应先检查该测回的 2C、归零差和照准记录，确认是观测质量问题还是目标偏心问题；若无法定位原因，该方向应单独重测，并在手簿中注明重测原因和重测结果。
可直接使用的水平角观测值表
归算完成后按下表格式整理，作为导线平差的输入。表中“最终方向值”取各测回合格值的中数，保留至秒。
| 测站 | 照准点 | 测回数 | 各测回归零方向值 | 互差 | 限差 | 最终方向值 | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| S1 | A | 3 | 0°00′00″ / 0°00′00″ / 0°00′00″ | 0″ | ±9″ | 0°00′00″ | 起始方向 |
| S1 | B | 3 | 42°18′12″ / 42°18′16″ / 42°18′09″ | 7″ | ±9″ | 42°18′12″ | 合格 |
| S1 | C | 3 | 96°05′25″ / 96°05′21″ / 96°05′28″ | 7″ | ±9″ | 96°05′25″ | 合格 |
该表可直接作为下一环节角度闭合差计算和导线平差的输入；若某方向互差超限，应在“备注”栏写明重测测回号和重测后的方向值，保持记录可追溯。