测绘百科▏大地水准面与平均海面
文/《中国海军百科全书（第二版）》编委会
大地水准面(geoid)与理想的平均海面重合并伸展到大陆内部形成的重力等位面。平均海水面是海水涨落的平均位置，通过验潮方法获得；重力等位面是处处与重力方向正交的曲面，同一水准面上的重力位相等。当海水处于理想的静止状态时，其表面就是水准面。地球空间处处都有重力存在，通过不同高度的点就有不同的水准面。人们将大地水准面作为高程的起算面，即研究地球自然表面形状的基准面；还将大地水准面作为地面天文经纬度、天文方位角和重力值归算的基准面。 地球表面的70%以上为海洋面，而大陆高出海洋的平均高度为800米，大致是地球半径的万分之一。这就是说，大地水准面很接近地球自然表面，同时大地水准面又具有长期稳定性，因此采用大地水准面来代替地球形状是很自然的。 大地水准面形状是综合利用地面和空间大地测量技术确定的。地面大地测量技术包括重力测量、天文大地测量、GPS/水准测量等；空间大地测量技术包括卫星测高、卫星激光测距、卫星重力测量等。表征大地水准面形状的模型有数学模型和数字模型。数学模型是采用球谐/椭球谐函数来表示大地水准面与地球椭球面的差距；数字模型则以网格形式将一定范围内大地水准面与地球椭球面的差距作离散化数字表示。 平均海面(mean sea level)一定期间内海水面的平均位置，是在一定程度上滤除了潮汐、海浪影响的近似理想的海洋表面状态。又称平均海水面。平均海面的研究和确定一般采用卫星测高数据及其与验潮站平均水位数据的集成或融合，构建平均海面高模型。在验潮站处，可通过逐时水位观测资料以算术平均法求取不同天文周期的平均值，对应于不同的天文周期分别有日、月、年和多年平均海面。多年平均海面以18.6年(潮汐天文周期)或更长时间的连续观测资料算得较为准确。验潮站平均海面值可以水尺零点为基准表达，或通过与验潮站水准点的联测数据，在国家高程基准中进行表达。 平均海面在整个海洋或局部海域的分布可由卫星测高数据计算。平均海面是确定全球或局部高程基准的基本参考面。1956年后，中国统一规定以青岛验潮站的1950～1956年潮汐观测资料算得的平均海面作为高程起算面，并命名为“1956黄海平均海水面”。1987年，中国公布正式启用“1985国家高程基准”，它比1956高程基准高出0.0289米。平均海面还是海图深度基准面的参考面。平均海面存在着以上升为主的长期趋势性变化。 ■致谢：本文来自中国大百科全书出版社出版的《中国海军百科全书（第二版）军事海洋环境门类分册》，刊发在《海洋测绘》2015年第4期内。由海司编研部主编，《海洋测绘》编辑部提供，在此万分感谢《海洋测绘》编辑部对我微信公众平台的支持与厚爱！其他公众平台如若想转发本文，请备注出处。