1963年Fennel廠研制出了編碼經緯儀，加上20世紀40年代已經出現的電磁波測距技術和光電技術、計算機技術和精密機械的發展，到80年代已開始普遍使用電子測角和電子測距技術。然而，到80年代末水準測量還在使用傳統光學儀器。這是由于水準儀和水準標尺不僅在空間上是分離的，而且兩者的距離可以從1m多變化到100m，因此，在技術上造成了實現數字化讀數的困難。
為了現實水準儀讀數的數字化，人們進行了近30年的嘗試，如蔡司廠的RENl 002A已使測微器讀數能自動完成，但粗讀數還需人工讀出并按鍵輸入，與精讀數一起存入存儲器，因此還算不上真正的電子水準儀；又如利用激光掃乎儀和帶探測的水準標尺，可以使讀數由標尺自動記錄，由于這種試驗結果還不能達到精密幾何水準測量的要求，因此也沒有解決水準測量讀數自動化的難題。
直到1990年威特廠首先研制出數字水準儀NA2000。可以說，從1990年起，大地測量儀器已經完成了從精密光機儀器向光機電測一體化的高技術產品的過渡，攻克了大地測量儀器中水準儀數字化讀數的這一最后難關。
到1994年蔡司廠研制出了電子水準儀DiNi 10/20，同年拓普康廠也研制出了電子水準儀DL-101/102，隨后拓普康廠又研制出帶PCMClA卡槽的DL-101C/102C，索佳(SOK-KIA)研制了新型數字水準儀POWERLEVEL SDL 30。這意味著電子水準儀也將普及，但就其精度與穩定性電子水準儀是否能與光學水準儀相提并論，則有待實踐進一步證明。GPS技術只能確定大地高，大地高換算成工程上實用的正高，還需要知道高程異常，確定高程異常還少不了精密水準測量。這也是各廠家努力開發電子水準儀的原因之一。