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大地高

来自還阔以
大地高
英文 Geodetic Height / Ellipsoidal Height
符号 h
定义 地面点沿其法线到参考椭球面的距离
关联高程系统 正常高正高
测量技术 全球导航卫星系统 (GNSS)

大地高(Geodetic Height 或 Ellipsoidal Height),通常用符号 h 表示,是大地坐标系中的高程分量。它的严格定义是:地面上任意一点,沿着该点的椭球法线方向,到参考椭球表面的距离。

  • 如果点在椭球外面,大地高为正值
  • 如果点在椭球内部,大地高为负值

大地高是一个纯粹的几何量,它的大小取决于所采用的参考椭球。它与基于地球重力场定义的、具有物理意义的正高(Orthometric Height)或正常高(Normal Height)有本质的区别。

大地高的获取

在经典的大地测量中,大地高难以直接精确测量。但是,随着空间大地测量技术的发展,特别是GNSS(如GPS)的普及,情况发生了根本性的改变。

GNSS接收机直接测量得到的位置坐标(经度、纬度、高程)就是基于WGS-84大地坐标系的,其高程即为大地高。这使得大规模、高精度地获取大地高成为现实。

大地高与正高的关系

大地高(h)、正高(H)和大地水准面差距(N)之间存在一个近似的数学关系:

h ≈ H + N

  • h:大地高,由GNSS直接测得。
  • H:正高,即我们通常意义上说的海拔高度,是具有物理意义的高程。
  • N:大地水准面差距,也称大地水准面起伏,是大地水准面相对于参考椭球面的分离量。

这个关系式是高程系统转换的基础。通过精确的大地水准面模型,我们可以利用方便获取的GNSS大地高来计算实际工程和应用中需要的正高。

大地高与正常高的关系

类似地,大地高(h)、正常高(H*)和高程异常(ζ)之间也存在严格的数学关系:

h = H* + ζ

  • h:大地高。
  • H*:正常高,是另一种具有物理意义的高程系统,在很多国家被用作国家高程基准。
  • ζ:高程异常(Height Anomaly),也称似大地水准面差距,是地面点到似大地水准面的铅垂距离。

这个关系同样是实现不同高程系统转换的关键。

参见