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大地高、海拔高 & 地心緯度、大地緯度/地理緯度

大地測量學模型所表示的地球表面,所有點的當地重力矢量都垂直于該表面,即一個“等位面”;這種形狀稱為大地水準面!

但是由于表面及其不規則,見如下圖:

大地高、海拔高 & 地心緯度、大地緯度/地理緯度

真實的地球據說如下:

大地高、海拔高 & 地心緯度、大地緯度/地理緯度
地球真實不是一個正球體,而是一個極半徑略短、赤道半徑略長,北極略突出、南極略扁平,近于梨形的橢球體

鑒于地球重力表面的不規則,不能用作确定空間坐标的表面,是以,使用了一種更接近于大地水準面模型的幾何學形狀——橢球體!(簡單将,就是繞橢圓短半軸旋轉而成的三維形體)

以下是秦永元 《慣性導航》 第七章

大地高、海拔高 & 地心緯度、大地緯度/地理緯度
大地高、海拔高 & 地心緯度、大地緯度/地理緯度

簡單講:

地球表面某一點的天文緯度: 指的是通過該點,且垂直于大地水準面上該點的切線,即法線和赤道表面的夾角

地球表面某一點的地心緯度:指的是通過該點和地球中心的直線與赤道表面的夾角;

地球表面某一點的大地緯度 / 地理緯度:是指通過該點,且垂直于參考橢球上該點的切線,即法線和赤道表面的夾角;(《捷聯慣性導航技術》P35、P39,圖3.30)

比如說WGS-84坐标系下輸出的緯度為:地理緯度/地理緯度、大地高!

Geodetic latitude 大地緯度 geographic latitude地理緯度

geocentric latitude 地心緯度

海拔高度/絕對高程為:目标點到大地水準面之間的距離;

衛星導航接收機輸出高度/ 大地高:目标點到參考旋轉橢球體距離(比如WGS84架構下)

 ellipsoidal height :

geodetic height :

王慧麟等編著的《測量與地圖學》(南大出版社,2004年)中對這兩個概念有明确表述:

點位沿橢球面的法線至橢球面的高度稱“大地高”;

點位沿鉛垂線至大地水準面的高度稱海拔高,也稱作“正高”。

在實踐中,地形圖上标出的高度是海拔高,GPS讀出的高度是大地高。

大地高、海拔高 & 地心緯度、大地緯度/地理緯度

參考:

地理緯度

大地緯度

大地水準面

https://baike.baidu.com/item/%E5%A4%A7%E5%9C%B0%E6%B0%B4%E5%87%86%E9%9D%A2/4305092?fr=aladdin

正常高、大地高、海拔高的測繪概念

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參考論文:

高程現代化問題 魏子卿

GPS測定正高的方法及誤差分析

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