海拔怎么测?地理高度计算方法详解
时间:2026-02-08 17:15:54 498浏览 收藏
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需依据统一基准与多种技术测定地点海拔:一、水准测量法以黄海平均海平面为基准,逐站传递高差并修正;二、GPS大地水准面精化法将椭球高减大地水准面差距得正高;三、气压法依气压衰减反推,精度较低;四、三角高程法用垂直角与斜距解算;五、激光测距法结合点云与大地水准面改正。

如果您需要获取某地点相对于平均海平面的垂直距离数值,则需依据统一的起算基准与多种技术手段进行测定。以下是实现该目标的具体路径:
一、水准测量法
该方法以国家高程基准面为起点,通过精密水准仪逐段传递高差,最终推算出目标点海拔。其核心在于利用重力方向上的铅垂线构建连续高程传递链,确保结果符合大地水准面定义。
1、选取青岛验潮站长期观测所得黄海平均海平面作为零高程基准面。
2、从水准原点出发,沿选定路线每35米设立一个测站,使用水准仪读取前后视标尺读数。
3、计算各测站间高差,累加获得总高程变化量。
4、在关键节点进行往返测量,校核闭合差是否满足限差要求。
5、对整条水准路线施加重力场修正,将几何高差转换为正高系统下的海拔值。
二、GPS大地水准面精化法
此方法依托卫星定位获取椭球高,并结合区域地球重力场模型将其转化为实际海拔(正高)。它规避了传统水准测量的物理路径限制,适用于大范围快速高程建模。
1、架设GNSS接收机于待测点,连续观测至少2小时以获取稳定三维坐标。
2、提取WGS84或CGCS2000坐标系下的椭球高数值。
3、调用国家测绘地理信息局发布的EGM2008或CQG2015等大地水准面模型文件。
4、将椭球高减去对应位置的大地水准面差距(N值),得到正高即海拔高度。
5、在山区或地质构造复杂区,需引入局部重力异常数据进一步优化N值精度。
三、气压高程推算法
基于大气压力随海拔升高呈指数衰减的物理规律,通过实测气压反推海拔。该方式无需通视条件,但受温度、湿度及天气系统影响显著,仅适用于精度要求不高的野外作业场景。
1、使用经校准的数字气压计,在目标点静置5分钟待示值稳定后记录当前气压P。
2、同步获取当地气温T(单位:开尔文)与标准海平面气压P₀(通常取1013.25 hPa)。
3、代入公式 h = (P₀ − P) × T × R / (M × g × ln(P₀/P)) 进行计算,其中R为通用气体常数,M为空气摩尔质量,g为当地重力加速度。
4、若缺乏实测温度,可采用标准大气模型中对应海拔的理论温度值替代。
5、在阴雨或锋面过境期间,应暂停使用该方法或叠加网络定位数据进行动态校正。
四、三角高程测量法
利用已知高程控制点与目标点之间的垂直角和斜距,依据三角函数关系解算高差。该法适合地形起伏剧烈、水准路线难以布设的区域,但需精确测定仪器高与目标高。
1、在已知海拔A点架设全站仪,整平并对中,输入仪器高i。
2、瞄准目标点B处棱镜中心,测量垂直角α与斜距S。
3、读取棱镜高v,按公式 Δh = S × sinα + i − v 计算两点高差。
4、将A点海拔加上Δh,得出B点近似海拔。
5、为削弱地球曲率与大气折光影响,应在A、B两点对向观测并取均值。
五、激光测距高程法
通过发射短脉冲激光并接收地表反射信号,精确测定传感器至地面的垂直距离。配合高精度姿态控制系统与IMU数据,可实现移动平台下的实时海拔解算。
1、将激光雷达设备安装于无人机或车载平台,完成初始姿态标定。
2、启动扫描系统,采集目标区域点云数据,记录每个点的三维坐标。
3、剔除植被、建筑等非地面点,提取数字地形模型(DTM)表面。
4、将DTM格网点Z坐标统一转换至CGCS2000坐标系下椭球高。
5、加载对应区域的大地水准面格网模型,执行逐点高程改正运算。
今天带大家了解了的相关知识,希望对你有所帮助;关于文章的技术知识我们会一点点深入介绍,欢迎大家关注golang学习网公众号,一起学习编程~
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