大地高、正高和正常高及高程异常

测量学习过程中，这几个高程或许曾困扰过许多人（其中也包括我），希望我能在这里把这些说清楚。

可以简单地理解，高程其实就是某点到某个基准面的距离。

这么算下来，对于这几个高程的理解就是怎么理解相对应的基准面的问题。

1.大地高
大地高就是地面上某点到沿通过该点的椭球面法线，到参考椭球面的距离。

这个概念应该很好理解，由于地球并不规则，人们为了研究的方便，于是引入一个参考椭球，

其中，P点为假想的地面点，那P点到参考椭球面的距离Hp就是大地高。
（这里也可以看出大地坐标系与空间直角坐标系的关系，主要是没找到合适的配图）

2.正高
正高系统是以大地水准面为基准面的高程系统。地球上某点的正高就是该点到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离。

这个正高就不是那么好理解了，原因是中间出现了几个新名词。

首先来看第一个新名词，大地水准面。

从百度百科解释来看:

大地水准面是指与平均海水面重合并延伸到大陆内部的水准面。

是正高的基准面。

在测量工作中，均以大地水准面为依据。

因地球表面起伏不平和地球内部质量分布不匀，故大地水准面是一个略有起伏的不规则曲面。

大地水准面是重力等位面，即物体沿该面运动时，重力不做功（如水在这个面上是不会流动的）。

大地水准面的确定是通过确定它与参考椭球面的间距–大地水准面差距来实现的。

我相信，上面的解释并不能让大家明白，反而会更困惑，

延伸？怎么延伸？

尽管解释了原因，但为什么大地水准面是一个略有起伏的不规则曲面，还是不能理解。

如果说是重力等位面，是不是有好多个，这又是什么？

在这里我尝试解释一下:

可以想像自己手中端了一碗水，在保持手中水面平静的同时与平均海平面在同一水平线上，然后，绕地球行走一周，这样形成的曲面，就是大地水准面。

大地水准面是重力等位面，就像上面说的，尽管你绕地球行走了一周，但是手中的水始终平静，也就是没有做功。

由于地球内部质量分布不均匀，这个应该很好理解，地球表面坑坑洼洼嘛，那，质量分布不均，会造成重力分布不均，原则上来说，重力就是地球的引力，也就是说，地球表面各个地方引力方向不同，引力方向与水准面垂直，因此，大地水准面是一个略有起伏的不规则的曲面。

重力等位面确实有好多个，可以这么想，你从地球不同位置开始行走，绕地球一周，行成的曲面不同，所以重力等位面有好多个，但是大地水准面只有一个，因为大地水准面是跟平均海平面平行的一个面。

大地水准面与椭球面之间的距离叫大地水准面差距。

3.正常高
你可能会困惑，有正高不就行了，为什么还要有一个正常高？

确切地说，正高有完整的物理意义，对于测量来说意义重大，但有一个致命的问题，就是没办法测量出来。

原因是引力常数没法确定，也就是重力加速度g未知。高中物理所学的是9.8，但这是个平均数，测量要求的是精确，每个地方的引力常数没办法精确测量，于是人们为了方便计算起见，引入了一个跟大地水准面极为类似的面，这就是似大地水准面。

正常高系统是以似大地水准面为基准的高程系统。某点的正常高是该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点之间的距离。

似大地水准面指的是从地面点沿正常重力线量取正常高所得端点构成的封闭曲面。

这里需要注意的是，似大地水准面严格说不是水准面，但接近于水准面，只是用于计算的辅助面。

它与大地水准面不完全吻合，差值为正常高与正高之差。

似大地水准面与大地水准面在海洋上是重合的，仅在地面上略有不同，而且越高的地方差异越大，像在西部高海拔地区，差异有3米多，因为水准面就是水静止条件下的一个面，地球上的真水准面就叫大地水准面，是不可求的，似大地水准面是拟合出来的大地水准面的最或然值。海洋上认为水的密度质量变化起伏很小，本身也就是水平的，所以在海上的重合的，向内陆延伸，地球质量不均匀，拟合出来的精度不够了，所以在海上两人面是重合的，在内陆不重合，并且越是起伏大的地方差异越大。

最后的最后，可以用一幅图来解释，大地高，正高，正常高之间的关系。

大地高=正常高+ξ（ξ为似大地水准面和参考椭球面之何的高程差，称为高程异常）

一、大地高：地面上某点到沿通过该点的椭球面法线，到参考椭球面的距离。大地高一般用符号H表示。

二、海拔高（正常高）：指地面某个地点高出海平面的垂直距离，是某地与海平面的高度差，通常以平均海平面做标准来计算。某点的海拔高是该点到通过该点的铅垂线与似大地水准面的交点之间的距离。

1、N为大地水准面与参考椭球面之间的高程差，称为大地水准面差距，ξ为似大地水准面和参考椭球面之何的高程差，称为高程异常。这两者都可通过天文水准或天文重力水准的方法求定。

H大=H正+N

H大=H常+ξ

2、大地高H大，同正高H正，或同正常高H常之间，通过N或ξ联系了起来而可互相换算。但因正高的精确值不能得到，故严格地说，大地高只能通过正常高求得。由此可见，大地高高差可以从几何水准测量的结果中算出。

大地高、正高和正常高及高程异常相关推荐

GPS，RTK，PPS及网络RTK科普
目录基本概念 GPS GPS发射的信号 GLONASS GALILEO 北斗 GPS定位的误差源与GPS有关的因素与传播途径有关的因素与接收机有关的因素其他 GPS测量中坐标系统转换过程 G ...
什么是RTK？GPS导航和RTK的基本原理有什么不同？
极飞科技XAG在 2015 年开始自营作业,当时使用的是单点 GPS, 遇到了各种罗盘干扰.航迹偏移.起降需人工干预等问题:2015 年下半年开始做 RTK 相关的研发,努力实现全自主飞行.极飞的 P ...
[复试——大地测量学]第一章节——2022/12/30
PART 1 大地测量学的定义是在一定的时间和空间的参考系中,测量和描绘地球形状及其重力场并监测其变化,为人类活动提供地球空间信息的一门学科. 大地测量学的作用 1.建立地面控制网 2.精确测定大地 ...
地理空间框架（二）：大地水准面、似大地水准面、参考椭球面
大地水准面(Geoid)是一个假想的由地球自由静止的海水平面,扩展延伸而形成的闭合曲面.但是由于重力分布的不同,大地水准面和完美椭球体有一定出入. 大地水准面通常是被认为是地球真实轮廓,它所包围的形体 ...
【转】似大地水准面精化
大地高是指以参考椭球面作为高程基准面的高程系统,是地面点沿法线到参考椭球面的距离. 正高是地面点沿重力线到大地水准面的距离. 正常高是指从一地面点沿过此点的正常重力线到似大地水准面的距离.似大地水准面 ...
坐标系统概念（转载）
坐标系统概念(转) (2010-03-09 22:22:02) 转载标签: 杂谈一:需要用到的几个基本概念-------- 球面坐标系 1. 几个常涉及到的名词的中英文对照:地形面(Topo ...
经纬高坐标系-ECEF坐标系-ENU坐标系
无人机搭载的RTK获得的经纬高坐标要转换为东北天坐标,才能用于局部的导航和定位.为了这个目的,查阅资料,越查越懵逼,竟然这么多的坐标系,略懂之后,将学到的信息记录如下,很多跟我的目的:"RT ...
Gps高程拟合matlab代码,几种GPS高程拟合方法分析与比较.doc
几种GPS高程拟合方法分析与比较几种GPS高程拟合方法分析与比较摘要:文章论述了几种常用的GPS高程拟合的方法,并在MATLAB中编制了相应的程序,建立了相应的GPS高程拟合模型,并通过实例数据 ...
三、GNSS两种基本定位原理（3）
目录 3.9RTK定位技术 01 RTK的概念 02 RTK的工作原理 03 RTK的应用 RTK的外业操作步骤: RTK的应用优势: 3.10CORS系统 01 CORS系统的概念 02 CORS系 ...
CAD-Cass小结（7）——由高程点生成剖面图（含批量修改高程值）
1.利用eps或野外实测得到目标剖面线的沿线高程点. 注意:eps点击(也可以通过点云和剖面线自动提取,不过应该在工作空间中添加点云,在二维点云模式下提取,不可在三维模式下根据剖面线)获取GCD时需要 ...

大地高、正高和正常高及高程异常

大地高、正高和正常高及高程异常相关推荐

最新文章

热门文章