针对毛乌素沙漠地区大气垂直折光及垂线偏差大且变化不规律,造成单站和中间设站三角高程测量精度低等问题,提出一种精密三角高程测量方法。该方法基于几何水准测量方法,采用经改装后双台高精度自动照准全站仪进行对向观测,以消除毛乌素沙漠大气垂直折光和垂线偏差的影响。通过在毛乌素沙漠地区的矿区控制测量中的实践,验证该方法的可行性及可靠性。测量结果表明,该方法的测量精度可达到二等水准测量的精度要求,满足矿区建设要求。