正倒垂线系统主要用于监测坝体水平位移，一般在大坝变形监测中应用较为成熟。正倒垂线系统一般布置在混凝土坝中，对大型水利水电工程，一般垂线布置不少于3条，对于中、小型水利水电工程，一般垂线布置不少于2条。在高边坡中，有时也采用倒垂线观测水平位移；在土石坝两坝端，有时布置倒垂线，以便为其他水平位移观测方法（如引张线、激光准直等）提供基准点变形值。

    垂线法的基准线是一条一端固定的、铅直张紧的、直径为1.5mm~2mm的不锈钢丝（垂线）。它一般安装在竖井、竖管、空腔、钻孔或预留孔中，通过测出沿垂线不同高程的测点相对于垂线固定点的水平投影距离，来求算出各测点的水平位移值。由于沿高程的水平位移反映了观测对象挠曲情况，故也称挠度观测。

    垂线的观测方法有两种：一点支承多点观测法和多点支承一点观测法。一点支承多点观测法是指设置一条垂线，在垂线不同高程设置多个观测点进行观测，该方法正垂线和倒垂线均适用，在工程中应用广泛；多点支承一点观测法是指在同一垂直剖面的不同高程设置悬挂点，布置多条正垂线，在同一高程对每条正垂线进行观测，该方法只适用于正垂线，目前在工程中应用较少。

在垂线观测中，正垂线所测得的是相对位移，倒垂线所测得的是绝对位移，因此，工程中一般正垂线和倒垂线联合使用，将倒垂线的顶部观测点与正垂线的底部观测点置于同一高程（可称为正倒垂线“关联测点”），通过倒垂线来获得正垂线最低点的绝对位移，然后将正垂线上的各观测点的相对位移转化为绝对位移。