第三节 直线定向
确定一条直线的方向称为直线定向。要确定直线的方向，首先要选定一标准方向线，作为直线定向的依据，然后，由该直线与标准方向线之间的水平角确定其方向。
一、标准方向
在测量中常以真子午线、磁子午线、坐标纵轴作为直线定向的标准方向。
（一）真子午线
通过地面上某点指向地球南北极的方向线，称为该点的真子午线。用天文观测的方法或陀螺经纬仪来测定。
（二）磁子午线
磁针在地球磁场的作用下自由静止时所指的方向，即为磁子午线方向。
由于地磁的南北极与地球的南北极并不重合，因此，地面上某点的磁子午线与真子午线也不一致，它们之间的夹角称为磁偏角δ（图4-17）。磁针北端所指的方向线偏于真子午线东的称为东偏，规定为正，偏于西的称为西偏，规定为负。磁偏角的大小随地点的不同而异，即使在同一地点，由于地磁经常变化，磁偏角的大小也有变化，我国磁偏角的变化在+6°（西北地区）和-10°（东北地区）之间。北京地区的磁偏角约为-6°。
（三）坐标纵轴
经过地球表面上各点的子午线收敛于地球两极。地面上两点子午线方向间的夹角称为子午线收敛角，用γ表示（图4-18）。它给计算工作带来不少麻烦，因此，在测量上常采用高斯-克吕格平面直角坐标（详见第十章）的坐标纵轴作为标准方向。优点是任何点的标准方向都平行于坐标纵轴。
图4-17 磁偏角图
图4-18 子午线收敛角
二、直线方向的表示方法
测量中常用方位角或坐标方位角来表示直线的方向。
（一）方位角
从直线一端的子午线北端开始顺时针方向至该直线的水平角，称为该直线的方位角，角值从0°～360°。如果以真子午线为标准方向，称为真方位角；以磁子午线为标准方向，称为磁方位角。如图4-19所示，A0-1、A0-2、A0-3、A0-4分别为直线01、02、03、04的真方位角；磁方位角以A′表示。
同一条直线的不同端点其方位角也不同，如图4-20所示，在A点测的方位角为Aab，在B点测的方位角为Aba，则有
图4-19 方位角
图4-20 正、反方位角
测量中常以直线前进方向为正方向，反之则为反方向。设A点为直线的起始端，B点为直线的终端，则Aab为正方位角，Aba为反方位角。
（二）坐标方位角
从坐标纵轴的北端顺时针方向到一直线的水平角，称为直线的坐标方位角，用α表示（图4-21）。因各坐标纵轴线互相平行，因此一直线的正、反坐标方位角相差180°，即
三、罗盘仪及其使用
罗盘仪是用来测定直线方向的仪器，它测得的是磁方位角，其精度虽不高，但具有结构简单，使用方便等特点，在普通测量中使用较为广泛。
（一）罗盘仪的构造
罗盘仪主要由磁针、刻度盘和望远镜等3部分组成（图4-21）。磁针位于刻度盘中心的顶针上，静止时，一端指向地球的南磁极，另一端指向北磁极。一般在磁针的北端涂以黑漆，在南端绕有铜丝，可以用此标志来区别北端或南端。磁针下有一小杠杆，不用时应拧紧杠杆一端的小螺丝，使磁针离开顶针，避免顶针不必要的磨损。刻度盘的刻划通常以1°或30′为单位，每10°有一注记，刻度盘按反时针方向从0°注记到360°。望远镜装在刻度盘上，物镜端与目镜端分别在刻划线0°与180°的上面（图4-22）。罗盘仪在定向时，刻度盘与望远镜一起转动指向目标，当磁针静止后，度盘上由0°逆时针方向至磁针北端所指的读数即为所测直线的磁方位角。
（二）用罗盘仪测定直线方向
为了测定直线AB的方向，将罗盘仪安置在A点，用垂球对中，使度盘中心与A点处于同一铅垂线上，再用仪器上的水准管使度盘水平，然后放松磁针，用望远镜瞄准B点，待磁针静止后，磁针所指的方向即为磁子午线方向，按磁针指北的一端在刻度盘上的读数，即得直线AB的磁方位角。
图4-21 罗盘仪
图4-22 罗盘仪刻度及读数
使用罗盘仪进行测量时，附近不能有任何铁器，并要避免高压线，否则磁针会发生偏转，影响测量结果。必须等待磁针静止才能读数，读数完毕应将磁针固定以免磁针的顶针被磨损。若磁针摆动相当长时间还不能静止，这表明仪器使用太久，磁针的磁性不足，应进行充磁。