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水准测量又名“几何水准测量”，是高程测量中精度较高且最常用的方法，通过水平视线和水准尺测定两点高差，进而推算未知点高程。水准测量通常由水准原点或已知高程控制点出发，沿既定水准路线逐站测定各测站点高程。

水准测量所使用的仪器叫水准仪，配套工具有水准尺和尺垫。水准仪按精度分为DS05、DS1、DS3和DS10四个等级，“D”和“S”是“大地测量”和“水准仪”汉语拼音首字母，下标为水准仪每千米测量能达到的精度，以毫米计。国家一、二等水准网需使用DS1、DS05级，一般的土建工程常使用DS3级。水准仪按结构分为光学水准仪和电子水准仪。电子水准仪相比光学水准仪，速度更快、操作更简单、自动化和智能化程度更高，数据存储、通信和信息处理功能更强。

水准测量精度等级分为国家一、二、三、四等，而工程测量中的水准测量精度等级分为二、三、四、五等，一般将国家一、二等水准测量称为精密水准测量。衡量水准测量精度的主要指标有高差闭合差、每千米水准测量高差偶然中误差和全中误差。影响水准测量精度的主要因素有仪器、观测者和外界条件。

水准测量的工作流程：首先是技术方案设计、收集资料等，然后是外业选点埋石、测量，最后是数据处理、检查验收及成果提交。在技术方案设计时需确定高程基准、精度等级、水准路线布设形式及水准点密度等。外业测量的主要步骤有仪器检校、安置整平、立尺及瞄准水准尺、读数、测站检核、迁站。水准测量数据处理，首先将原始测量数据传输至电脑并进行预处理，然后检查其合格性、观测精度，对于精密水准测量来说，根据需要对高差进行尺长、温度、正常水准面不平行、重力异常、固体潮等改正，再计算高差闭合差，当闭合差在容许范围内时，进行平差调整配赋，求出改正后的高差，最后计算出待定水准点的高程。