方向观测法通常用于两个以上方向的水平角观测。其方法与测回法相同，所不同的是，方向观测结束后，最后还要回到起始方向，后一步称为归零。其目的是，为了检查水平度盘在观测过程中是否发生变动。垂直角观测中，有中丝法和三丝法两种，中丝法是用十字丝的中丝照准目标，进行正倒镜观测读数，三丝法是依次用上中下三根丝照准目标进行观测，由于上下两丝与中间丝所夹的视角约为17’，所以上下两丝观测值算的指标差，分别约为“十17”和“一17”。按三丝法算得相应竖角，最后以平均值为该虫角的角值。