正常高系统
正高计算公式中的平均重力值很难精确求得,用平均正常重力代替平均重力值来计算能方便计算,即为正常高。
正常高的方向为似大地水准面上的铅垂线方向。
由垂线方向或正常重力线方向向下量取高程只在角度上有非常小的差异,在高程上基本无差异,故在进行正常高测量的时候我们可以忽略其与正高方向不同造成的高差误差。
从正高和正常高概念上我们可知,正常高系统是正高系统的实际应用,两者存在一定差值,在海面上,正常高等于正高,故以海平面作为起算面定义的海拔适用于两个高程系统。
似大地水准面
似大地水准面是由地面沿正常重力线向下量取正常高所得的点形成的连续曲面,它不是水准面,只是用于计算的辅助面。
由于海面上同一位置点的重力与正常重力相等,在海面上大地水准面与似大地水准面重合,所以大地水准面的高程原点对似大地水准面也是同样适用。
计算A、B两点间的正高的公式为: H=W/γ
式中 H——A、B两点间的正常高; W——A、B间重力位差; γ——任意点平均正常重力。
正常重力计算
由于正常重力椭球是一个规则的几何体,地球平均正常重力值可以通过正常重力椭球常数求得,任意点的正常重力值可以通过公式计算得出,这样就用正常高系统代替了正高系统应用于高程测量,使很难精确获得的平均重力值计算改为容易获得的平均正常重力值计算。
平均正常重力计算公式为:
γ=γ-0.3086H
式中 γ——任意点平均正常重力; γ——地球平均正常重力; H——地面点高度。