我們首先看一下三角高程測量的步驟：1、在測站上安置儀器（經緯儀或全站儀），量取儀高；在目标點上安置觇标（一種測量用的标志，架設在被觀測點上作為觀測、瞄準的目标。如标杆或棱鏡），量取觇标高。2、采用經緯儀或全站儀采用測回法觀測垂直角，取平均值為最後計算取值。3、采用全站儀或測距儀測量兩點之間的水平距離或斜距。4、采用對向觀測，即儀器與目标杆位置互換，按前述步驟進行觀測。5、應用推導出的公式計算出高差及由已知點高程計算未知點高程。
步驟1會産生儀器高和視标高的誤差。在同一鉛垂面内，觀測視線與水平線之間的夾角，稱為垂直角，步驟2會産生垂直角誤差。步驟3需要測量兩點之間的水平距離或斜距，因此會産生距離誤差。因為熱空氣密度小，冷空氣密度大，所以大氣總的分布趨勢是上稀下密，光線通過地表的大氣時，必然産生連續性的向地面一側的偏折，光線的路徑為弧線。即視線不是直線而是弧線，視線這種彎曲還可以這樣形象的理解：當一束光線在上稀下密的空氣中傳播時，由于在上層稀空氣中運行，速度快，下層密空氣中運行，速度慢，必然産生向下的慢轉彎現象，也就是說視線彎向空氣密度大的一側。由于大氣物理性質和光線的傳播特性，測量過程中會産生大氣垂直折光誤差。視線偏折的距離就稱為大氣垂直折光差，簡稱氣差。
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