高程基準(zhǔn)

世界各國采用的國家高程系統(tǒng)為正高系統(tǒng)或正常高系統(tǒng)。正高系統(tǒng)以大地水準(zhǔn)面為參考基準(zhǔn)面，地面一點(diǎn)的正高高程，為該點(diǎn)沿鉛垂線至大地水準(zhǔn)面的距離，大地水準(zhǔn)面理論上是與全球平均海面最接近的重力等位面；正常高系統(tǒng)以似大地水準(zhǔn)面為參考基準(zhǔn)面，地面一點(diǎn)的正常高高程，為該點(diǎn)沿正常重力線到參考橢球的距離為對(duì)應(yīng)地面點(diǎn)高程異常形成的曲面（地面點(diǎn)的高程異常，等于該點(diǎn)的重力擾動(dòng)位除以沿正常重力線到似大地水準(zhǔn)面之間的平均正常重力。）在海洋區(qū)域，似大地水準(zhǔn)面與大地水準(zhǔn)面重合；在平原或丘陵地區(qū)，似大地水準(zhǔn)面與大地水準(zhǔn)面近似；在山區(qū)，兩者之差隨地形海拔高程增大，可達(dá)米級(jí)。?

各國或地區(qū)都是以各自的驗(yàn)潮平均海面做高程基準(zhǔn)面定義采用的高程系統(tǒng)，而非理論上的全球大地水準(zhǔn)面或似大地水準(zhǔn)面。中國采用正常高系統(tǒng)，以青島大港驗(yàn)潮站確定的黃海平均海面為高程基準(zhǔn)面。利用精密水準(zhǔn)測(cè)量驗(yàn)潮平均海面與青島市觀象山國家水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程，作為國家水準(zhǔn)網(wǎng)水準(zhǔn)測(cè)量的起算基準(zhǔn)點(diǎn)。1957年采用青島大港驗(yàn)潮站1950～1956年驗(yàn)潮記錄確定的1956年黃海平均海面，作為國家高程基準(zhǔn)的基準(zhǔn)面，稱為1956年國家高程基準(zhǔn)?；?956年國家高程基準(zhǔn)，1976年中國完成了第一期水準(zhǔn)網(wǎng)的觀測(cè)，包括約6萬千米一等水準(zhǔn)路線和1.3萬千米二等水準(zhǔn)路線。1987年利用青島驗(yàn)潮站記錄的長達(dá)28年的黃海平均海面，作為1985國家高程基準(zhǔn)，同時(shí)測(cè)定了國家水準(zhǔn)原點(diǎn)的高程為72.2604米?；?985國家高程基準(zhǔn)，1999年完成了第二期國家一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)更高精度的復(fù)測(cè)和全部內(nèi)外業(yè)工作，成為中國基于傳統(tǒng)水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)的高程基準(zhǔn)框架。?

由于衛(wèi)星重力探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，特別是衛(wèi)星測(cè)高反演的高分辨率全球海洋重力數(shù)據(jù)，20世紀(jì)末美國研發(fā)的360階次30′×30′分辨率重力位模型，被國際上廣泛采用作為精化高階局部重力場(chǎng)和大地水準(zhǔn)面的參考場(chǎng)。21世紀(jì)初美國和歐盟成功實(shí)施了新一代衛(wèi)星重力探測(cè)任務(wù)（CHAMP、GRACE和GOCE衛(wèi)星），衛(wèi)星重力數(shù)據(jù)聯(lián)合全球地面重力數(shù)據(jù)，美國主持研發(fā)了超高階（2160階次，5′×5′分辨率）重力場(chǎng)模型EGM08。包括中國在內(nèi)的許多國家以EGM08為參考場(chǎng)，利用本國5′×5′地面重力數(shù)據(jù)，研制5′×5′（或更高分辨率）重力（似）大地水準(zhǔn)面數(shù)值格網(wǎng)模型，稱為數(shù)字高程基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了基于大地測(cè)量定位提供的大地高聯(lián)合（似）大地水準(zhǔn)面數(shù)值模型直接確定測(cè)點(diǎn)的海拔高（正高或正常高），即全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）代替水準(zhǔn)，精度已達(dá)到厘米級(jí)或更優(yōu)，GNSS代替水準(zhǔn)直接測(cè)量海拔高有望逐步代替水準(zhǔn)測(cè)量。