本发明公开了一种基于非均匀传输线的双回部分同塔线路零序参数测量方法。采用停电测量方式，将线路首末端三相短接，在一回线路首段施加单相电源，根据本发明给出的测量方式，同步测量双回输电线路首末两端的零序电压和零序电流，利用GPS同步授时功能，实现对线路双端电压和电流的同步采样；利用双端同步测量数据，利用本发明给出的计算方法计算得到双回部分同塔线路输电线路零序电阻、零序电感、零序电容。本发明方法根据双回部分同塔线路零序参数的特点，考虑线路参数的不均匀性，建立了基于非均匀传输线的分布参数模型，采用拉普拉斯变换方法，求解传输线方程，从而极大提高了测量精度。