Pengukuran Kerangka Dasar Vertikal

Kerangka dasar vertikal merupakan teknik dan cara pengukuran kumpulan titik - titik yang telah diketahui atau ditentukan posisi vertikalnya berupa ketinggiannya terhadap bidang rujukan ketinggian tertentu.

Bidang ketinggian rujukan ini biasanya berupa ketinggian muka air laut rata - rata (mean sea level - MSL) atau ditentukan lokal. 

1. Metode sipat datar prinsipnya adalah Mengukur tinggi bidik alat sipat datar optis di lapangan menggunakan rambu ukur.
2. Pengukuran Trigonometris prinsipnya adalah Mengukur jarak langsung (Jarak Miring), tinggi alat, tinggi, benang  tengah rambu, dan  suclut Vertikal  (Zenith atau Inklinasi).
3. Pengukuran Barometris pada prinsipnya adalah mengukur beda tekanan atmosfer.

Metode sipat datar merupakan metode yang paling teliti dibandingkan dengan metode trigonometris dan barometris. Hal ini dapat dijelaskan dengan menggunakan teori perambatan kesalahan yang dapat diturunkan melalui persamaan matematis diferensial parsial.

Metode Pengukuran Sipat Datar Optis

Metode sipat datar prinsipnya adalah Mengukur tinggi bidik alat sipat datar optis di lapangan menggunakan rambu ukur. Hingga saat ini, pengukuran beda tinggi dengan menggunakan metode sipat datar  optis masih merupakan cara pengukuran beda tinggi yang paling teliti. Sehingga ketelitian kerangka dasar vertikal (KDV) dinyatakan sebagai batas harga terbesar perbedaan tinggi hasil pengukuran sipat datar pergi dan pulang.

Maksud pengukuran tinggi adalah menentukan beda tinggi antara dua titik. Beda tinggi h diketahui antara dua titik a dan b, sedang tinggi titik A diketahui sama dengan Ha dan titik B lebih tinggi dari titik A, maka tinggi titik B, Hb = Ha + h yang diartikan dengan beda tinggi antara titik A clan titik B adalah jarak antara dua bidang nivo yang melalui titik A dan B. Umumnya bidang nivo adalah bidang yang lengkung, tetapi bila jarak antara titik - titik A dan B dapat dianggap sebagai Bidang yang mendatar.

Untuk melakukan dan mendapatkan pembacaan pada mistar yang dinamakan pula Baak, diperlukan suatu garis lurus, Untuk garis lurus ini tidaklah mungkin seutas benang, meskipun dari kawat, karena benang ini akan melengkung, jadi tidak lurus. Bila diingat tentang hal hal yang telah di bicarakan tentang teropong, maka setelah teropong dilengkapi dengan diafragma, pada teropong ini di dapat suatu garis lurus ialah garis bidik. Garis bidik ini harus di buat mendatar supaya dapat digunakan untuk menentukan beda tinggi antara dua titik, ingatlah pula nivo pada tabung, karena pada nivo tabung dijumpai suatu garis lurus yang dapat mendatar dengan ketelitian besar.

Garis lurus ini ialah tidak lain adalah garis nivo. Maka garis arah nivo yang dapat mendatar dapat pula digunakan untuk mendatarkan garis bidik di dalam suatu teropong, caranya; tempatkan sebuah nivo tabung diatas teropong. Supaya garis bidik mendatar, bila garis arah nivo di datarkan dengan menempatkan gelembung di tengahtengah, perlulah lebih dahulu.

Garis bidik di dafam teropong, dibuat sejajar dengan garis arah nivo. Hal inilah yang menjadi syarat utama untuk semua alat ukur penyipat datar. Dalam pengukuran Sipat Datar Optis bisa menggunakan Alat sederhana dengan spesifikasi alat penyipat datar yang sederhana terdiri atas dua tabung terdiri dari gelas yang berdiri dan di  hubungkan dengan pipa logam. Semua ini dipasang diatas statif. Tabung dari gelas dan pipa penghubung dari logam di isi dengan zat cair yang berwarna. Akan tetapi ketelitian membidik kecil, sehingga alat ini tidak digunakan orang lagi. Perbaikan dari alat ini adalah mengganti pipa logam dengan slang dari karet dan dua tabung gelas di beri skala dalam mm. Cara menghitung tinggi garis bidik atau benang tengah dari suatu rambu dengan menggunakan alat ukur sifat datar (waterpass). Rambu ukur berjumlah 2 buah masing - masing di dirikan di atas dua patok yang merupakan titik ikat jalur pengukuran alat sifat optis kemudian di letakan di tengah - tengah antara rambu belakang danmuka. Alat sifat datar diatur sedemikian rupa sehingga teropong sejajar dengan nivo yaitu dengan mengetengahkan gelembung nivo.

Setelah gelembung nivo di ketengahkan barulah di baca rambu belakang dan rambu muka yang terdiri dari bacaan benang tengah, atas dan bawah. Beda tinggi slag tersebut pada dasarnya adalah pengurangan benang tengah belakang dengan benang tengah muka.
Berikut ini adalah syarat - syarat untuk alat penyipat datar optis :

• Garis arah nivo harus tegak lurus pada sumbu kesatu alat ukur penyipat datar. Bila sekarang teropong di putar dengan sumbu kesatu sebagai sumbu putar dan garis bidik di arahkan ke mistar kanan, maka sudut a antara garis arah nivo dan sumbu kesatu pindah ke arah kanan, dan ternyata garis arah nivo dan dengan sendirinya garis bidik tidak mendatar, sehingga garis bidik yang tidak mendatar tidaklah dapat digunakan untuk pembacaan b dengan garis bidik yang mendatar, haruslah teropong dipindahkan keatas, sehingga gelembung di tengah - tengah.
• Benang mendatar diagfragma harus tegak lurus pada sumbu kesatu. Pada pengukuran titik tinggi dengan cara menyipat datar, yang dicari selalu titik potong garis bidik yang mendatar dengan mistar - mistar yang dipasang diatas titiktitik, sedang diketahui bahwa garis  bidik adalah garis lurus yang menghubungkan dua titik potong benang atau garis diagframa dengan titik tengah lensa objektif teropong.
• Garis bidik teropong harus sejajar dengan garis arah nivo. Garis bidik adalah Garis lurus yang menghubungkan titik tengah lensa objektif dengan titik potong dua garis diafragma, dimana pada garis bidik pada teropong harus sejajar dengan garis arah nivo sehingga hasil dari pengukuran adalah hasil yang teliti dan tingkat kesaIahannya sangat keciI. Alat - alat yang biasa digunakan dalam pengukuran kerangka dasar vertikal metode sipat datar optis adalah:

1. Alat Sipat Datar
2. Pita Ukur
3. Rambu Ukur
4. Statif
5. Unting – Unting

Metode Pengukuran Barometris

Pengukuran Barometris pada prinsipnya adalah mengukur beda tekanan atmosfer. Pengukuran tinggi dengan menggunakan metode barometris dilakukan dengan menggunakan sebuah barometer sebagai alat utama.

Seperti telah di ketahui, Barometer adalah alat pengukur tekanan udara. Di suatu tempat tertentu tekanan udara sama dengan tekanan udara dengan tebal tertentu pula. Idealnya pencatatan di setiap titik dilakukan dalam kondisi atmosfer yang sama tetapi pengukuran tunggal hampir tidak mungkin dilakukan karena pencatatan tekanan dan temperatur udara mengandung kesalahan akibat perubahan kondisi atmosfir. penentuan beda tinggi dengan cara mengamati tekanan udara di suatu tempat lain 

yang dijadikan referensi dalam hal ini misalnya elevasi ± 0,00 meter permukaan air laut rata - rata

Keterangan :
p = massa jenis rasa air raksa (hidragirum)
g = gravitasi - 9.8 mJsZ - 10 m/s²
h = tinggi suatu titik dari MSL ( Mean Sea level )

Metode Pengukuran Trigonometris

Pengukuran kerangka dasar vertikal metode trigonometris pada prinsipnya  adalah perolehan beda tinggi melalui jarak langsung teropong terhadap beda tinggi dengan memperhitungkan tinggi alat, sudut vertikal (zenith atau inklinasi) serta tinggi garis bidik yang diwakili oleh benang tengah rambu ukur. Alat theodolite, target dan rambu ukur semua berada diatas titik ikat. Prinsip awal penggunaan alat theodolite sama dengan alat sipat datar yaitu kita harus mengetengahkan gelembung nivo terlebih dahulu baru kemudian membaca unsur - unsur pengukuran yang lain. Jarak langsung dapat diperoleh melalui bacaan optis benang atas dan benang bawah atau menggunakan alat pengukuran jarak elektronis yang sering dikenal dengan nama EDM (Elektronic Distance Measurement). Untuk menentukan beda tinggi dengan cara trigonometris diperlukan alat pengukur sudut (Theodolit) untuk dapat mengukur sudut sudut tegak.Sudut tegak dibagi dalam dua macam,ialah sudut miring m clan sudut zenith z, sudut miring m diukur mulai ari keadaan mendatar, sedang sudut zenith z diukur mulai dari keadaan tegak lurus yang selalu ke arah zenith alam.