水平角的測量方法，一般是根據測角的精度要求，所使用的儀器以及觀測方向的數目而定。常用的觀測方法有測回法和方向觀測法。

測回法適用於觀測只有兩個方向的單角；

方向觀測法適用於一個測站上需要觀測兩個以上的方向時。如圖1-2，將儀器安置在O點上，用測回法觀測水平角∠AOB，具體步驟如下：

(1)盤左位置，鬆開水平制動螺旋和望遠鏡制動螺旋，用望遠鏡上的準星、照門或粗瞄器瞄準左邊的目標A，旋緊兩制動螺旋，進行目鏡和物鏡對光，使十字和目標成像清晰，消除視差，再用水平微動螺旋和望遠鏡微動螺旋精確瞄準目標的下部，讀取水平度盤讀數a1(0°01"12")，記入記錄手簿( 表1-2)。鬆開水平制動螺旋，轉動照準部，以同樣方法瞄準右邊的目標B，讀取水平度盤數b1 (57°18"48")，記入手簿。

上半測回所測角值為

(2)倒鏡成為盤右位置，先瞄準右邊的目標B，讀取水平度盤讀數b2(237°18"54")，記入手簿。再瞄準左邊的目標A，讀取數a2( 180°01"06")，記入手簿。

下半測回所測角值為

DJ6級光學經緯儀盤左、盤右兩個“半測回”角值之差不超過40"時，取其平均值即一測回角值

由於水平度盤註記是順時針方向增加的，因此在計算角值時，無論是盤左還是盤右，均應用右邊目標的讀數減去左邊目標的讀數，如果不夠減，則應加上360°再減。

當觀測幾個測回時，為了減小度盤分劃誤差的影響，各測迴應根據測回數n，按180°/n 變換水平角度位置。例如觀測三個測回，180°/3=60°，第一測回盤左觀測時起始方向的讀數應配置在0°稍大些。第二測回盤左觀測時起始方向的讀數應配置在60°左右。第三測回盤左觀測時起始方向的讀數應配置在 60°+60°= 120°左右。

全站儀和經緯儀水平角觀測方法共分為以下三種：

（1）測回法：只有兩個方向時採用。測站應檢核的限差有，半測回較差，測回間較差。

（2）方向觀測法：用於三、四等三角網或二等低標三角網，測站應檢核的限差有，半測歸零差，一測回內2C 互差，同一方向各測回互差。C 指的是視準軸不平行於水平軸誤差，2C即2 倍視準軸誤差。方向觀測法包括普通方向觀測法、全圓方向觀測法、分組方向觀測法。

方向觀測法

普通方向觀測法觀測流程：選擇目標清晰的方向為零方向，上半測回在盤左觀測，先照準零方向，然後順時針依次照準其他方向。下半測回用盤右逆時針觀測各方向，上下半測回合稱一測回。

全圓方向觀測法觀測流程：上半測回依次觀測了各方向之後再觀測一次零方向。當觀測方向數大於 3 時應採用全圓方向觀測法。

分組方向觀測法：大於 6 個方向時必須採用。每組包含的方向數應大致相等；組之間要聯測兩個共同方向，其中一個方向應是共同的零方向。

（3）全組合測角法：是高精度水平角觀測中必須採用的方法，應用在一等三角觀測或高標上的二等三角觀測。 指在測站周圍應測的n個方向中， 每次取兩個方向組成單角，用相同的測回數觀測任意兩個方向所能組成的全部單角的角度觀測方法。組合角個數：K=n(n-1)／2 （n為方向數）