地球物理勘探时，为了进行各种外部改正，需测定所有测点和基点的高程，以确定它们相对于总基点的高差。根据地球物理勘探任务、测区地形情况、高程控制点的分布情况及地球物理勘探对高程测量的精度要求等，确定高程测量的方法。一般可以采用水准测量、三角高程测量、全站仪垂距测量等方法。随着GPS技术的普及，GPS高程拟合法也成了物化探高程测量的一种有效方法。当高程测量精度要求不高时，可以根据地形图上的勘探网的位置按等高线直接读取高程。在高精度金属勘探时，要求高程测量容许误差为±0.1m。这样的精度要求，一般用水准测量方法才能满足。在山区进行高程测量较为困难，加之考虑目前重力仪精度提高，高程测量的精度可放宽至±0.2m。而在地球物理预查和普查阶段，高程测量的精度可以降低至±0.5m或±1.0m。这时就可以采用地形图上直接读取高程的方法。实测高程时，应从一已知高程点出发附合到另一已知高程点上，或采用闭合高程路线进行检查。下面重点介绍水准测量方法应用于基线和测线高程测量工作。
(一)基线水准测量
基线水准测量采用S3级水准仪按四等水准测量模式进行，基线水准路线布设成起闭与同一基线点的闭合水准路线。进行四等水准测量的外业施测工作时，在一测站上水准仪照准双面水准尺的顺序为:
(1)照准后视尺黑面，读取上下丝与中丝读数;
(2)照准前视尺黑面，读取上下丝与中丝读数;
(3)照准前视尺红面，读取中丝读数;
(4)照准后视尺红面，读取中丝读数。
以上顺序简称为后—前—前—后。注意:每次中丝读数之前，必须使附合水准器气泡居中，并应保证前后视距大致相等，以消除或减小水准管轴不平行于视准轴产生的误差及地球曲率和大气折光的影响。观测与读数要求见表2-2-3。
表2-2-3 物化探基线与测线水准测量限差表
(二)测线水准测量
测线水准测量采用S3级水准仪按等外水准测量模式进行，每条测线水准路线布设于两基线点之间构成附合水准路线，不必要把每个测线点都连接进水准路线中，测线点的高程可通过插前视方法进行。进行等外水准测量的外业施测工作时，在一测站上水准仪照准双面水准尺的顺序为:
(1)照准后视尺黑面，读取上下丝与中丝读数;
(2)照准后视尺红面，读取中丝读数;
(3)照准前视尺黑面，读取上下丝与中丝读数;
(4)照准前视尺红面，读取中丝读数。
以上顺序简称为黑—黑—红—红。注意:每次中丝读数之前，必须使附合水准器气泡居中，并应保证前后视距大致相等，以消除或减小水准管轴不平行于视准轴产生的视差及地球曲率和大气折光的影响。观测与读数要求见表2-2-3。