[科普中国]-似大地水准面

定义

似大地水准面——从地面点沿正常重力线量取正常高所得端点构成的封闭曲面。

似大地水准面严格说不是水准面，但接近于水准面，只是用于计算的辅助面。它与大地水准面不完全吻合，差值为正常高与正高之差。

正高与正常高的差值大小，与点位的高程和地球内部的质量分布有关系。在我国青藏高原等西部高海拔地区，两者差异最大可达3米，在中东部平原地区这种差异约几厘米。在海洋面上时，似大地水准面与大地水准面重合。

在大地坐标系中，点的位置用（L，B）表示。如果点的位置不在椭球面上，则还需要附加另一项参数——大地高H，它同正常高 及正高 有如下关系：

ξ（高程异常）

（大地水准面差距）

显然，如果点在椭球面上， 。

由上两式可知，大地高由两部分组成：地形高部分（含正高或正常高）及大地水准面（或似大地水准面）高部分。地形高基本上确定着地球自然表面的地貌，大地水准面高度又称大地水准面差距，似大地水准面高度又称高程异常，它们基本上确定着大地水准面或似大地水准面的起伏1。

性质在正常高系统中，一点A的大地高为2：

HA=HγA+ζA

HγA=

式中：γ、g分别是正常重力和重力值；O是大地水准面上一点（通常为高程起算点)，是地面点A的正常高，它是从椭球面上点QO沿正常重力线至近似地形面上点Q的长度；γm是该线段上的平均正常重力值；Q点满足下面的定义：

Wo、WA分别是大地水准面和A点的重力位；Uo、UQ分别是椭球面（U = Uo）和Q点的正常重力位。ζA为A点的高程异常，它与A点的扰动位TA之间有以下关系：

ζA=

式中，ζ‘’m 是沿A 到Q点正常重力的平均值。

高程异常为A点至Q点的距离。若从椭球面向上量取高程异常得到一点A'o，将对应于地面每一点的A'o连成一个曲面，这个曲面就是似大地水准面。因为从似大地水准面到地面点A的高程就是正常高，它可以看作是正常高系统中地面高程的起算面（类似于正高系统中的大地水准面）。显然，似大地水准面只是一个几何曲面，而非是一个实际的水准面，因为它并不具备水准面的性质。

精度要求城市似大地水准面的分辨率应不低于2.5′×2.5′，其精度应不低于±0.05m。

城市似大地水准面的相邻高程异常控制点，其高程异常差的精度不低于±0.05m。3

省级似大地水准面的分辨率应不低于5′×5′，其精度要求：平地、丘陵地应不低于±0.1m，山地及高山地应不低于±0.3m。

省级似大地水准面的相邻高程异常控制点，其高程异常差的精度在平地、丘陵地不低于±0.1m，在山地、高山地不低于±0.3m。

国家似大地水准面的分辨率应不低于15′×15′，其精度要求：平地、丘陵地应不低于±0.3m，山地及高山地应不低于±0.6m。

国家似大地水准面的高程异常控制点，其坐标和高程精度应不低于国家二等大地控制网点和国家二等水准网点的精度。