測量方法
面水準測量，通常採用如下兩種方法進行施測。
方格法
首先在所測的地面上建立方格網。方格的大小取決於地區的地貌特徵及面水準的用途，最小的方格邊長可為3～5m，最大的方格邊長可達200～250m。
布設方格時，可在測區巾心附近選擇一個點，通過此點標定兩條垂直的直線為主軸，定線時應儘可能考慮主軸線與施測地段的主要道路或建築物的方向平行，並存主軸等間隔點，然後過這些點作主軸的垂線。同樣在垂線上量取等間隔點，從而f構成基本格網。根據需要，還可在基本方格網的兩點間再進行更小的填充方格加密，所有方格頂點均打人木樁，並按順序編號。
整理面水準測量的成果時，應先從一個起始點開始，計算出第一個轉點的高程，並依次推算整個方格網轉點的高程，直至閉合到起始點為止，以求得水準路線的閉合差。若閉合差在允許範圍內，即可按距離配賦求得各轉點最後的高程。然後根據各轉點的高程推算各立尺樁點的高程。
平行線法
當用平行線法進行面水準測量時，應先在測區內選擇一條或若干條幹線，然後垂直於幹線以等間距測設一系列的平行線，並在這些平行線上根據地形情況用木樁標定若干地形特徵點。樁點的數量及間隔，根據地形及比例尺而定，樁距不一定相等。平行線間的距離可採用20~500 m範圍內的某個整數。當距離為100 m或更大時，在每條平行線上應設定橫斷面。
測量儀器
精密水準儀的基本構造與一般微傾式水準儀相同，也是由基座、望遠鏡、水準器三部分組成。其主要特點是：
(1)望遠鏡光學性能好，放大倍數大，解析度高，規範要求DS不小於38倍，DS不小於40倍；望遠鏡的物鏡有效孔徑大(不小於47 min)，亮度高；
(2)望遠鏡外表材料一般採用受溫度變化小的銦瓦合金鋼，以減小環境溫度變化的影響，儀器結構堅固，各軸線關係穩定；
(3)水準管分劃值為10”/2mm，精平精度高；
(4)採用平板玻璃測微器讀數，能直讀0.1mm，讀數誤差小；
(5)配備一副溫度膨脹係數很小的精密水準尺。
測量誤差
測量誤差主要由儀器誤差、觀測誤差和外界環境條件三個方面的影響而產生。下面對水準測量誤差的主要來源及其誤差大小進行分析，並對測量過程中採取何種借施來避免和減弱這些誤差進行研究。
要注意的是，以下諸項分析的誤差中，由於誤差產生的隨機性和誤差值的或正或負，其綜合影響將會相互抵消一部分。在一般情況下，觀測誤差是主要誤差，測量員要根據誤差產生的規律，採取相應的措施，儘可能消除和減弱各種誤差的影響，以提高測量精度。
儀器製造缺陷的誤差
儀器製造加工雖有精度要求，但不可能十分完善。在諸多儀器缺陷的誤差中，最主要的是調焦誤差。當轉動調焦螺旋調焦時，調焦透鏡可能產生非直線移動而改變視線位置，便產生調焦誤差。這是一個移動調焦透鏡的機械結構精度問題，如果望遠鏡在調焦時視準軸位置發生變動，就不能構想在不同位置的許多條視線都能夠與一條固定不變的水準軸平行。因此，這項誤差避免和減弱的措施是：儘量使儀器安置於前、後視等距處，後視完畢轉向前視時，不必重新調焦。
儀器的旋轉軸不嚴格豎直，可造成後、前視調平水準管氣泡的誤差。在前、後視讀數之前都必須用微傾螺旋將水準管氣泡居中，此時望遠鏡連同水準管必然作上下傾斜的運動。從水準儀的結構分析可知，這個上下傾斜運動的旋轉軸是在物鏡一端靠近水平微動螺旋之處。如果儀器的旋轉軸並非嚴格豎直，則由後視轉向前視並重新調平水準管氣泡之後，儀器旋轉軸處的望遠鏡高度將會產生微小的變化，即視準軸的高度發生了變化；也就是說後視的視準軸與前視的視準軸不構成一條直線，而是兩條相互平行的線。，這項誤差對於一個測站的觀測高差而言影響很小，可以忽略；對於一條水準路線的影響如何則要視具體情況而定。一般在圓水準器校正完善的條件下，上述誤差呈偶然性的機會多，否則將易於呈系統性影響，對測站數較多的水準路線的觀測成果是不利的。
儀器校正後的殘餘誤差
儀器雖經校正，但還會存在一些殘餘誤差，其中主要是水準管軸不平行於視準軸的誤差，即i角校正殘餘誤差。i角對讀數的影響與距離成正比，所以前、後視距不能過大i角對高差的影響與前、後視距爵距離差成正比，因此只要觀測時注意使前、後視距離大致相等，就可消除或減弱此項誤差的影響。
水準尺誤差
由於水準尺刻劃不準確、不均勻，尺長變化、尺面彎曲和尺底零點不準確或尺之底部有磨損等影響，水準尺必須經過檢驗才能使用。標尺的零點差可在一水準段中使測站為偶數的方法予以消除。
