在分析了国内外测量仪器的现状和测量仪器数字化、智能化和集成化的发展趋势的基础上，本文着重论述了以双轴加速度传感器ADXL202为敏感元件的数字式电子水平仪的关键技术的研究，对数字式水平仪硬件电路、程序和信号处理分析等方面进行了详细论述。具体内容如下： 介绍ADXL202的基本工作原理和其作为水平仪敏感元件的优缺点，对它的各项技术参数进行了分析和选择，确定水平仪所能达到的测量精度。对硬件电路进行介绍，对干扰源进行了详细分析和研究，并提出相对应的解决措施。与传统仪器进行比较，阐述了虚拟仪器的特点和优势。介绍了软件系统的主要任务和总体思路，并分下位机和上位机两部分分别进行论述。下位机部分主要介绍采集数据和通信协议；上位机部分，设计出功能测试软件，实现了对水平仪的标定、结果显示、数据分析等功能。 针对传感器输入与输出的特性曲线非线性的情况，在比较了多种线性化方法后，采用精度较高的等误差直线逼近法进行插值，节点计算的迭代算法对采集信号进行补偿。对比了维纳滤波和卡尔曼滤波两种最佳滤波方式，决定采用适合时变系统数据分析的卡尔曼滤波来进行信号的处理分析。 在两种条件下进行实验，分别分析采集信号的两轴及滤波前后之间的自相关和互相关关系，并利用周期图法和现代谱分析技术对信号的功率谱进行分析，得到以下两条结论：一、数字式水平仪两轴信号有良好的自相关性；二、卡尔曼滤波滤除了噪声信号，并保持有用信号的波形。 综上所述，本文成功实现了数字式水平仪的各项功能，并为进一步的改进奠定了基础。