什么是海拔？1800 多年前古人如何测量山的高度？

科技 2024-11-09 08:00 北京

高程 height

定义：地面点到高度起算面的垂直距离。

学科：测绘学_大地测量学与导航定位

相关名词：正高正常高大地高大地水准面

穆朗玛峰高程测量纪念碑（摄影：依依）

【延伸阅读】

在地理学和日常生活中，对陆地或山岳的高度使用海拔高程来表示。海拔是以海平面为基准来度量陆地或山岳等所得的高度，为陆地高出平均海平面的垂直距离，即海拔高程或绝对高程。在测绘学中的高程，概念更为宽泛，是指地面点到高度起算面的垂直距离，也就是说海拔是高程常用的一种。

高度起算面是高程的基准面，根据基准面的不同，高程有正高、正常高、大地高三种高程系统。

正高的基准面为大地水准面。大地水准面是一个与静止的平均海水面密合并延伸到大陆内部的封闭的不规则的重力等位面。地面上某点的正高是从该点出发，沿该点与基准面间各个重力等位面的法线所量测出的距离。需要指出的是，重力中的内在变化将引起垂线平滑而连续的弯曲，因而在一段垂直距离上，与重力正交的物理等位面并不平行。

正常高的基准面为似大地水准面。虽然正高系统具有明确的物理定义，但是由于难以直接测定沿垂线从地面点至大地水准面之间的平均重力值，所以实际上很难确定地面点的正高。为了解决这一问题，苏联的莫洛金斯基提出了正常高的概念，即用平均正常重力值来替代平均重力值，从而得到正常高。似大地水准面是由各地面点沿正常重力线向下量取正常高后所得到的点构成的曲面。与大地水准面不同，似大地水准面不是一个等位面，它没有确切的物理意义，但与大地水准面较为接近，并且在辽阔的海洋上与大地水准面一致。实际上，确定基准面是取验潮站长期观测结果计算出来的平均海面，依据平均海面测量和起算的高程、海拔，也就是正常高系统，如我国1985国家高程基准，是以青岛港验潮站的长期观测资料推算出的黄海平均海面作为中国的水准基面，即零高程面。

大地高的基准面为参考椭球面。地面上某点的大地高是该点沿通过该点的参考椭球面法线至参考椭球面的距离。大地高也称为椭球高。大地高是一个纯几何量，不具有物理意义。它是大地坐标的一个分量，与基于参考椭球的大地坐标系有着密切的关系。大地高与大地基准有关，同一个点在不同的大地基准下，具有不同的大地高。

不同基准面间存在一定的差异，大地水准面与参考椭球面之间的高差称为大地水准面差距，似大地水准面与参考椭球面之间的高差称为高程异常。

高程测量的方法有水准测量、三角高程测量、GNSS高程测量和物理高程测量。精密测定高程的主要方法为水准测量，水准测量是利用能提供水平视线的仪器（水准仪），测定地面点间的高差，推算高程的一种方法。

（延伸阅读作者：中国铁路设计集团有限公司正高级工程师、注册测绘师张冠军）

来源：科普中国

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