絕對高度測量方法

絕對高度一般通過氣壓式高度表進行測量，測量原理如下：

氣壓式高度表假定大氣中氣壓隨高度下降的規(guī)律是按下列公式得到：

式中，

式中，T——相當(dāng)于高度H的大氣溫度；

按照上述規(guī)律可得出大氣壓力公式如下：

解上述公式, 可得標準大氣壓力與高度H 的公式為：

上述公式，假定標準大氣內(nèi)的溫度遞減率

式中，

普通氣壓式高度表所指示的高度只是和大氣氣壓具有一定的函數(shù)關(guān)系而和大氣的溫度變化無關(guān)。只有在標準的大氣溫度及標準海平面氣壓情況下，高度表才能正確側(cè)出絕對高度的數(shù)植 。

絕對高度也叫“海拔”。高出平均海平面（又稱大地水準面）的垂直高度叫做絕對高度。在地圖上表示的高度都是絕對高度。由于海平面不是一個標準的水準面，因此各國在繪制地圖時盡量使其標準面接近水準面。我國各地的絕對高度以青島黃海水準原點（即黃海平均海水面）為起算點。

絕對高度標準氣壓高度

又稱重力勢高度、壓力高度。根據(jù)飛行中測出的大氣壓力值，由標準大氣表查得相應(yīng)的高度。飛行器中的高度表就是按照標準大氣表中的大氣壓力值和高度值的對應(yīng)關(guān)系而刻制的。若把氣壓高度表的氣壓刻度調(diào)到標準大氣狀態(tài), 則這時的氣壓高度表所指示的高度稱為標準氣壓高度。航空器在遠航、分層飛行時, 為了防止相撞, 均使用標準氣壓高度。

絕對高度真實高度

(幾何高度)

真實高度又稱為幾何高度或卷尺高度。飛行中飛行器沿鉛垂線到地球表面上的高度(距離)。通常，可用無線電高度表、雷達測高儀、激光高度表或照像經(jīng)緯儀測得。航空器在執(zhí)行起飛、著陸、超低空飛行、轟炸、偵察、搜索、救援和農(nóng)林作業(yè)等任務(wù)，以及無人機、飛航導(dǎo)彈在進行超低空、掠海飛行時需要知道幾何高度。

絕對高度絕對高度

在很多情況下，不僅不同海平面的大氣壓力、氣溫等參數(shù)各不相同，而且同一海平面的大氣參數(shù)在不同季節(jié)和不同時間也在不斷變化。因此，氣壓式高度表一般不能指示相對實際海平面的高度。飛行中，飛行器相對于平均海平面的高度， 即飛行器到平均海平面的垂直距離稱為絕對高度，絕對高度亦稱為海拔高度。

絕對高度相對高度

一般氣壓式高度表也不能反映非標準海平面狀況以及相對于某指定地點(如機場, 導(dǎo)彈發(fā)射場、試驗靶場)的高度。飛行器相對于某指定地點并用重力勢高度或氣壓高度表示的高度稱為相對高度。注意， 相對高度也不同于真實高度。反艦導(dǎo)彈，如蘇聯(lián)的П-15 導(dǎo)彈, 它們的原型都用氣壓式高度表，其飛行高度分為三檔，即100m，200m，300m。這些高度就是導(dǎo)彈發(fā)射之前在技術(shù)陣地或發(fā)射陣地裝訂的，因而是相對該處的高度， 即相對高度。這時，要預(yù)先裝訂氣壓式高度表的輸出零位 。

絕對高度高度的關(guān)系

飛行器的飛行高度是它在空中距某一基準面的垂直距離。測量飛行器高度的基準面不同，得出的飛行高度也將不同。

由關(guān)系圖可見，飛行器在平飛時，相對高度、絕對高度保持不變，真實高度將隨飛行器正下方地標高度的變化而改變。因為大氣壓力經(jīng)常發(fā)生變化，標準氣壓平面也將隨著大氣壓力的變化而改變，所以，標準氣壓高度將隨飛行器正下方標準氣壓平面位置的變化而改變。若標準氣壓平面正好與海平面重合， 則標準氣壓高度與絕對高度相等。絕對高度與相對高度的基準面之間的垂直距離為機場(或靶場)標高，它們之間的關(guān)系可用下式表示：

絕對高度=相對高度 機場(靶場)標高

標準氣壓高度與相對高度的基準面之間的垂直距離為機場(或靶場)標準氣壓高度，它們之間的關(guān)系可用下式表示：

標準氣壓高度=相對高度 機場(靶場)標準氣壓高度

絕對高度與真實高度的基準面之間的垂直距離為地點標高，它們之間的關(guān)系可用下式表示：

絕對高度=真實高度 地點標高

由上述關(guān)系可見，在飛行中，如果已知機場(靶場)標高、地點標高和機場(靶場)標準氣壓高度，則由儀表的指示，可推算出所要知道的另一種高度。如果分別用氣壓高度表和無線電高度表測得飛行器的絕對高度和真實高度， 則可按下式計算當(dāng)?shù)氐牡乇砗０胃叨?高程)，因而提供地形匹配的原始資料：

地點標高=絕對高度-真實高度2100433B

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氣壓高度計是在航空物探測量時，安置在飛機中，利用氣壓與高度的關(guān)系，通過觀測氣壓測量飛機飛行海拔高度（又稱絕對高度）的儀器。

大家都知道水中的壓強僅由水深決定，P=ρgh。大氣壓與此類似，是由地表空氣的重力所產(chǎn)生的。隨著海拔高度的上升，地表的空氣厚度減少，氣壓下降。于是可以通過測量所在地的大氣壓，與標準值比較而得出高度值，這就是氣壓高度計的基本工作原理。設(shè)海平面處大氣壓為P0，所在地大氣壓為P，則海拔高度h=(P0-P)/(ρ*g)。大氣隨著海拔高度的增加，溫度壓強都逐漸降低，導(dǎo)致密度下降，不考慮這一點的公式是沒有實用價值的。

假設(shè)密度隨高度均勻下降，海平面處h=0，ρ=ρ0，大氣層外邊界處h=r(大氣層厚度)，ρ=0，故有ρ=ρ0（h0-h）/h0，則海拔h處的大氣壓是對h0到h處的大氣質(zhì)量求和，因為是線性關(guān)系，用等差數(shù)列的知識就可以求出海拔h處的大氣壓應(yīng)為 P(h)=ρ0(h0-h)^2/(2h0)，而海平面處的標準大氣壓P0和空氣密度ρ0均是已知的，取P0=101kPa，空氣密度ρ0=1.2kg/m^3,可由此算出h0=8400米，于是海拔高度的表達式應(yīng)修正為 h=h0-sqrt(P/P0)。

其實對地表大氣壓有貢獻的氣體厚度確實只有幾十公里的量級，更確切的說，大氣質(zhì)量的99%集中在地表30km以內(nèi)，其中5.6公里內(nèi)的就占到了50%，100km之上的高層大氣雖然對地球環(huán)境有重要影響，但其密度已經(jīng)相當(dāng)?shù)土恕?

當(dāng)然，這種線性關(guān)系的假設(shè)只是很粗糙的近似而已，由流體靜力學(xué)平衡條件可以得出，大氣密度是隨海拔升高呈指數(shù)式下降的，不過，這句話也只在大氣靜態(tài)穩(wěn)定時才近似成立，NASA在此基礎(chǔ)上給出了近地大氣溫度和壓力的經(jīng)驗公式，所有的氣壓式高度計都是利用機械或電路來再現(xiàn)這些氣壓與高度間的對應(yīng)關(guān)系，但是由于氣候變化所造成空氣密度差異就完全無法估計了，這是此類高度計的通病。因此在需要高度精確值的場合還是用基于立體幾何的GPS好了。2100433B

大地測量控制為所有地理數(shù)據(jù)建立坐標提供共同的參考系統(tǒng)，它提供把所有地理特征聯(lián)系到共同的、廣泛使用的水平和垂直坐標系統(tǒng)的方法。大地測量控制信息的主要特征是大地測量控制站。這些永久點（有時是GPS控制站）有精確測量的水平和垂直位置，作為確定其他點的位置的基礎(chǔ)。框架的大地測量控制包括大地測量控制站和相關(guān)的信息：名字、特征標識碼、經(jīng)緯度、絕對高度和橢球高度，以及每個站的元數(shù)據(jù)。

大地測量控制信息在開發(fā)所有的框架數(shù)據(jù)和用戶應(yīng)用數(shù)據(jù)中扮演著重要的角色。因為它提供了登記所有其他空間數(shù)據(jù)的空間參考源。另外，大地測量控制信息可用于規(guī)劃測繪、評估數(shù)據(jù)質(zhì)量、規(guī)劃數(shù)據(jù)收集和轉(zhuǎn)換，使新的數(shù)據(jù)區(qū)域適合已存在的覆蓋層。用于解決大地測量學(xué)學(xué)科問題和在廣大地區(qū)內(nèi)為建立平面和高程控制網(wǎng)所進行的精密測量。測量時，通常應(yīng)顧及地球形狀、大小和重力場因素。它是建立國家和區(qū)域大地控制網(wǎng)的基本手段，也是地形測量和其他各種工程測量的基礎(chǔ)工作，并為研究和測定地球形狀和大小、空間目標坐標和方位，以及地殼變形等提供資料。