方向观测法的观测顺序具体可按以下顺序来操作：
安置经纬仪于测站点O上，对中、整平后使仪器处于盘左状态，照准起始方向（又称零方向）A，将水平度盘配置为所需要的读数，精确照准后读取水平度盘读数a左（如0°02′42″），并记入记录表格。
松开水平制动螺旋，按顺时针旋转照准部，瞄准目标B，读取水平度盘读数b左（如60°18′42″），并记入记录表格。
同样依次观测目标C、D，并读取照准各目标时的水平度盘读数（如116°40′18″，185°17′30″）记入记录表格。
继续顺时针转动照准部，最后再观测零方向A，并读取水平度盘读数（如0°02′30″）记入记录表格，此照准A称为归零。
倒转望远镜使仪器处于盘右状态，再按逆时针方向依次照准目标A、D、C、B、A，称为下半测回。同上半测回一样，照准各目标点时，分别读取水平度盘读数并记入记录表格。下半测回也存在归零差，若归零差满足要求，下半测回也告结束。上下半测回合称为一个测回。
计算两倍照准误差2C（不同盘相，同目标）值，2C=盘左读数-（盘右读数±180°）上式中，盘左读数大于180°时取“+”号，盘左读数小于180°时取“-”号。
计算各目标的方向值的平均读数。照准某一目标时，水平度盘读数，称为该目标的方向值。方向值的平均读数=〔盘左读数+（盘右读数±180°）〕/2（式中的加减号取法同前）。 需要说明的是：起始方向有两个平均值，应将此两个平均值再次取平均，所得值作为起始方向的方向值的平均读数。
计算归零后的方向值（又称归零方向值）。将起始目标的方向值作为0°00′00″，此时其他目标对应的方向值称为归零方向值。计算方法可将各目标方向值的平均读数减去起始方向方向值的平均读数（括号内的数值），既得各方向的归零方向值。
计算各测回归零方向值的平均值。当测回数为两个或两个以上时，从理论上讲，不同测回的同一方向归零后的方向值应相等，但由于测量误差的原因导致各测回之间有一定的差值，如果该差值在限差（DJ6为24″，DJ2为12″）之内，可取其平均值作为该方向的最后方向值。
计算各目标间的水平角。后一目标的平均归零方向值减去前一目标的平均归零方向值，即为两目标间的水平角。
精度要求：归零差（同旁相，同目标）满足要求DJ6限定为18″，DJ2限定为8″。
