高程系统及其转换

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高程系统

高程系统主要有大地高系统、正高系统、正常高系统、力高系统等。我国的高程系统采用正常高系统,其起算面为似大地水准面。

由于铅垂线是野外测量仪器架设的基准线，水准野外测量视线与水准面相切，故水准测量的基准面大地水准面(或似大地水准面)是外业测量的基准面，与之对应,铅垂线是外业测量的基准线。

大地高

大地高是指从一地面点沿过此点的参考椭球面的法线到地球椭球面的距离。
因 GNSS测量是以地球质心为原点直接测量得到大地坐标，故可以直接测量大地高。另外，大地高也可以用天文重力法、卫星测高法测量。

正高

正高是以大地水准面为基准面的高程,地面上某点的正高即该点到大地水准面上的铅垂距离(与大地水准面正交)，又称绝对高程或者海拔。

大地水准面与平均海水面重合并延伸到整个地球的水准面,是一个特殊的水准面/重力等位面。

正常高

因地球内部质量不均匀不可精确求得，为了方便计算，高程测量基准面改用似大地水准面,叫做正常高系统。

似大地水准面是由地面沿正常重力线向下量取正常高所得的点形成的连续曲面,它不是水准面,只是用于计算的辅助面。由于海面上同一位置点的重力与正常重力相等,在海面上大地水准面与似大地水准面重合,所以大地水准面的高程原点对似大地水准面也同样适用

力高

高程系统转换

外业测量数据归算到参考椭球面时，需要计算大地高，也就是大地坐标系中的高程系统。

• 大地高 = 正高 + 大地水准面差距
• 大地高 = 正常高 + 高程异常
• 正高与正常高之间海面上相等。海拔越大差异越大，如平原地区差异较小；测点附近质量越大差异越大，如山区差异较大。

大地水准面差距是指从大地水准面上的点沿地球椭球法线到地球椭球的距离，常用N表示。
高程异常是似大地水准面与参考椭球面之间的高差，其表示为ξ（高程异常值可在国家测绘部门存有的高程异常图中查取）。