大地高、海拔高地心纬度、大地纬度/地理纬度

2024-04-08 15:38:56

大地测量学模型所表示的地球表面，所有点的当地重力矢量都垂直于该表面，即一个“等位面”；这种形状称为大地水准面！
但是由于表面及其不规则，见如下图：

真实的地球据说如下：

地球真实不是一个正球体，而是一个极半径略短、赤道半径略长，北极略突出、南极略扁平，近于梨形的椭球体

鉴于地球重力表面的不规则，不能用作确定空间坐标的表面，因此，使用了一种更接近于大地水准面模型的几何学形状——椭球体！（简单将，就是绕椭圆短半轴旋转而成的三维形体）

以下是秦永元《惯性导航》第七章

简单讲：

地球表面某一点的天文纬度：指的是通过该点，且垂直于大地水准面上该点的切线，即法线和赤道表面的夹角

地球表面某一点的地心纬度：指的是通过该点和地球中心的直线与赤道表面的夹角；

地球表面某一点的大地纬度 / 地理纬度：是指通过该点，且垂直于参考椭球上该点的切线，即法线和赤道表面的夹角；（《捷联惯性导航技术》P35、P39，图3.30）

比如说WGS-84坐标系下输出的纬度为：地理纬度/地理纬度、大地高！

Geodetic latitude 大地纬度 geographic latitude地理纬度

geocentric latitude 地心纬度

海拔高度/绝对高程为：目标点到大地水准面之间的距离；

卫星导航接收机输出高度/ 大地高：目标点到参考旋转椭球体距离（比如WGS84框架下）

ellipsoidal height ：

geodetic height ：

王慧麟等编著的《测量与地图学》（南大出版社，2004年）中对这两个概念有明确表述：

点位沿椭球面的法线至椭球面的高度称“大地高”；

点位沿铅垂线至大地水准面的高度称海拔高，也称作“正高”。

在实践中，地形图上标出的高度是海拔高，GPS读出的高度是大地高。

参考：

地理纬度

大地纬度

大地水准面

https://baike.baidu.com/item/%E5%A4%A7%E5%9C%B0%E6%B0%B4%E5%87%86%E9%9D%A2/4305092?fr=aladdin

正常高、大地高、海拔高的测绘概念

GIS干货分享 | 最为详尽的坐标系统知识分享

参考论文：

高程现代化问题魏子卿

GPS测定正高的方法及误差分析

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