分层随机采样是在质量基采样和时间基采样划分的质量或时间间隔内随机采取一个子样。它不是以相等的时间或质量间隔采取子样，而是在先划分的时间或质量间隔内以随机时间或质量采取子样。分层随机采样中，两个分属于不同的时间或质量间隔的子样很可能非常靠近，因此初级采样器的卸煤箱应该至少能容纳两个子样。