高程
height
定義:地面點到高度起算面的垂直距離。
學科:測繪學_大地測量學與導航定位
相關名詞:正高 正常高 大地高 大地水準面
珠穆朗瑪峰高程測量紀念碑 圖片來源:視覺中國
【延伸閱讀】
在地理學和日常生活中,對陸地或山岳的高度使用海拔高程來表示。海拔是以海平面為基準來度量陸地或山岳等所得的高度,為陸地高出平均海平面的垂直距離,即海拔高程或絕對高程。在測繪學中的高程,概念更為寬泛,是指地面點到高度起算面的垂直距離,也就是說海拔是高程常用的一種。
高度起算面是高程的基準面,根據基準面的不同,高程有正高、正常高、大地高三種高程系統。
正高的基準面為大地水準面。大地水準面是一個與靜止的平均海水面密合并延伸到大陸內部的封閉的不規則的重力等位面。地面上某點的正高是從該點出發,沿該點與基準面間各個重力等位面的法線所量測出的距離。需要指出的是,重力中的內在變化將引起垂線平滑而連續的彎曲,因而在一段垂直距離上,與重力正交的物理等位面并不平行。
正常高的基準面為似大地水準面。雖然正高系統具有明確的物理定義,但是由于難以直接測定沿垂線從地面點至大地水準面之間的平均重力值,所以實際上很難確定地面點的正高。為了解決這一問題,蘇聯的莫洛金斯基提出了正常高的概念,即用平均正常重力值來替代平均重力值,從而得到正常高。似大地水準面是由各地面點沿正常重力線向下量取正常高后所得到的點構成的曲面。與大地水準面不同,似大地水準面不是一個等位面,它沒有確切的物理意義,但與大地水準面較為接近,并且在遼闊的海洋上與大地水準面一致。實際上,確定基準面是取驗潮站長期觀測結果計算出來的平均海面,依據平均海面測量和起算的高程、海拔,也就是正常高系統,如我國1985國家高程基準,是以青島港驗潮站的長期觀測資料推算出的黃海平均海面作為中國的水準基面,即零高程面。
大地高的基準面為參考橢球面。地面上某點的大地高是該點沿通過該點的參考橢球面法線至參考橢球面的距離。大地高也稱為橢球高。大地高是一個純幾何量,不具有物理意義。它是大地坐標的一個分量,與基于參考橢球的大地坐標系有著密切的關系。大地高與大地基準有關,同一個點在不同的大地基準下,具有不同的大地高。
不同基準面間存在一定的差異,大地水準面與參考橢球面之間的高差稱為大地水準面差距,似大地水準面與參考橢球面之間的高差稱為高程異常。
高程測量的方法有水準測量、三角高程測量、GNSS高程測量和物理高程測量。精密測定高程的主要方法為水準測量,水準測量是利用能提供水平視線的儀器(水準儀),測定地面點間的高差,推算高程的一種方法。
(延伸閱讀作者:中國鐵路設計集團有限公司正高級工程師、注冊測繪師 張冠軍)
責任編輯:張鵬輝