如何测量海拔高度?


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根据我声称可以测量高度的手表,据我所知,在瑞典斯德哥尔摩,海拔高度为170米,但这是正确的吗?我们如何确切地知道Bangladeh的0高度与Stockholm的0高度相同?

Answers:


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高度计使用大气压力来测量高度或海拔。您的手表可能使用了Baro-Altimeter。这样做的问题是,气压也会随着天气而变化。随着大气压的下降,即使您稳固在地面上,海拔表也会认为您的海拔在上升。

为了使这种手表的高度计能够正常工作,您需要每天(或在您希望其精确时)校准手表的高度计。这是通过了解您所在的海拔高度(通常是早晨)并将手表的高度表设置为该已知高度/海拔高度来完成的。然后,当您在当天旅行时,手表的高度计将保持接近正确的水平,因为它会感知到由于海拔或海拔的变化而引起的压力变化(环境或“天气”大气压在一天中也会有所变化,从而导致手表的高度计在一天中会偏离校准范围)。

你怎么知道你的海拔是多少?您可能需要参考出版物或地图。如果您在家中,则可以通过各种方式找出房屋的海拔高度,并使用它进行校准。某些人甚至计算出他们夜间站立在街道高度之上的高度,以获取非常准确的信息。这很麻烦,但这是使用气压高度计的现实。

您现在还可以在您所在的城镇使用已知的大气压力设置,如果无法计算出起点的确切海拔高度,也可以在手表的高度表中进行设置。

这就是我们作为飞行员要做的。我们要么获得当前的大气压力并相应地设置高度计,要么在较小的机场将高度计设置为我们所在机场的已知高度。

当您从一个压力梯度飞行到另一个压力梯度或当地天气和压力变化时,随着整个行程中气压的变化,飞行员在飞行过程中还必须继续重置高度表。

但是,使用手表的气压高度计测量高度时,总会出现一些校准误差和固有的误差。超出+ -50英尺(或如果您确实希望安全的话+100英尺)时,不要相信飞机高度计。

(前军方和公司喷气机飞行员-ATP航空运输飞行员等级)


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即使将孟加拉国的0高度定义为等于海平面,也可能与瑞典的0高度不完全相同。这是因为海平面在每个地方都不相同。这相当复杂。作为解释,我显示了维基百科关于垂直基准的内容

垂直基准用于测量海平面上的点的高程。垂直基准为:潮汐,基于海平面;基于大地水准面的重量分析;或大地测量,基于用于计算水平基准的地球相同的椭球模型。

在通常情况下,海拔高度通常是指海拔高度,尽管“海拔”实际上意味着的问题比起初想象的要复杂得多:在任何地方和时间的海面高度都是由于各种影响,包括波浪,风和海流,大气压力,潮汐,地形,甚至由于山脉的存在而引力强度的差异等。

为了测量陆地上物体的高度,通常使用的基准是平均海平面(MSL)。这是一个潮汐数据,被描述为特定19年周期内每小时水位升高的算术平均值。该定义将潮汐的高点和低点(由太阳和月亮的引力作用引起)和短期变化进行平均。它不会消除局部重力强度的影响,因此,相对于大地基准,MSL的高度将在世界范围内甚至在一个国家/地区变化。

下图显示了欧洲不同的垂直基准。(来源:Hans Erren在欧洲的垂直参考资料

汉斯·埃伦(Hans Erren)在欧洲的垂直参考文献(http://en.wikipedia.org/wiki/Geodetic_datum#mediaviewer/File:Vertical_references_in_Europe.svg)

海平面定义的差异可能非常明显。在2003年建造一条连接瑞士和德国的莱茵河上的桥梁时,这被认为是错误的,并且由于两国的垂直基准面(阿姆斯特丹对马赛)相差27厘米,因此必须对桥梁的一侧进行校正在施工完成之前。


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简化答案

请参见,高程(海拔)是基准面与特定点之间的距离。该数据 -是地球形状的数学模型。您可以假设其形状就像是在各大洲下延伸的静海。因此,给定相同的基准,无论在何处精确测量,相同的高程值都将彼此相等。但是有一个以上的基准,因此使用不同基准测量的相同高程值将不相等。

如果您需要更多详细信息,请从上面提供的链接的“垂直基准”部分开始。


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我觉得作为基准来测量高程的基准面一词具有误导性,即使没有错。它应该是大地水准面或至少一个垂直基准面。
thelastray 2013年

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@thelastray,坦白的说。但是对于这种特殊情况,这种解释很简单,我认为不需要关于大地测量学的详细讲座。
SS_Rebelious

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零海拔并非在地球上的每个确切时间都是一个固定的数字。正如其他人指出的那样,它基于标准大气中的海平面数据。标准大气是在15摄氏度时等于760毫米汞柱的压力单位。此外,基准点是基于每日两次潮汐变化的全球海洋表面的平均值或平均值。因此,当您在海平面上并且大气压力不是760 mmHg时,温度也不是15摄氏度,并且它的涨潮或低潮-未经校正的高度计不会读数为零(0)。

您的手表可能会因温度和当地气压变化而调整。它极不可能针对每日的海洋潮汐波动,与潮汐有关的每日大气压变化,湿度水平,大气理论温度的变化速率变化,全球压力变化等进行调整。我亲眼看到海上的飞机高度计如果未针对本地气压进行持续调节,则液位会变化+/- 30m。我相信有海平面高度变化到100米的历史记录。

另一个要注意的是,当海拔高度仅基于海平面和高度计的使用时,“海拔高度”是更同义词。随着我们离开这个基准面并开始使用GPS和数学大地基准面,事实证明方差很大。举一个极端的例子,如果您将手表固定在珠穆朗玛峰的顶部(可能略微超出其范围)和精确的GPS,则您会看到手表全天报告着不同的海拔高度。但是,GPS将报告8850m或在其精度范围内更稳定的海拔。即使有了GPS,由于大地基准面的改善,我们也看到了变化。NAD27和NAD83基准之间的差异在10米的范围内。但是,NAD83基准的新版本之间的差异;NAD83(1986),NAD83(1997),NAD83(2007)和NAD83(2011)逐渐变小了。最新版本的cm范围与以前的版本不同。

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