气压高程测量误差分析及修正

气压高程测量原理性误差

利用气压测高程，其主要的理论依据在假设大气为理想气体，并且大气温度不随高度变化而变化的条件下才成立。并且在符合国际标准大气各项规定的前提下才能成立的。俗话也说“天有不测风云”，这表明气象数据的变化是随机的，有很多偶然的因素在里面，实际的大气条件是很难完全符合标准大气的各项规定的，理想条件与实际环境之间存在的差异，必然导致计算出的高度数据会有误差 。修正气压高度模型可减少原理性误差。

气压高程测量外界环境影响产生的误差

大气的压力、温度、密度三者紧密相关。任何1个参数的改变，势必会导致其他参数的变化。同一高度上，在不同的时间，其气压值也是波动的。气压的变化与气温的变化具有明显的相关性，整体趋势是气温升高，气压降低；气温降低，气压升高。单位体积内的空气密度是影响气压的另一个重要因素，如果空气的温度高，则单位体积内的空气密度就会小，质量就小，压力自然变小，温度低则反之。此外，气压数据具有随机性。气压值的变化曲线，气压的波动较大，相邻的日均气压之间没有必然的联系，但同一地点的气压数据变化则具有明显的周期性。综合分析，由于外界环境的影响，测量所得的气压值是变化的，计算出的高度数据也必然是波动的 。为了最大限度的消除环境对测量的影响，可行的方案是利用待测点附近的已知高度点的温度、气压数据对测量值进行修正。

气压高程测量传感器误差

气压传感器是将大气压转换成与气压线性相关的电信号，也就是传感器输出的电压与大气压成比例，再通过放大电路放大，模数转换电路的转换，最后输出，从气压的测量到结果的输出，整个过程都会产生误差，这就是传感器误差 。测量过程中不可避免的会产生噪声干扰，要滤除干扰噪声，就需要运用滤波技术。

地球外部空间的大气受着地面上各种物理要素（如气压、热、重力、湿度等）的作用，因而在不同高程的地面点上，产生了不同的大气压力，这种压力在总的趋向上来说是随着地面点高程的增高而逐渐变小的 。

大气压力常以水银柱高度表示，温度为0℃时 ，在纬度45°处的平均海面上大气平均压力约为760毫米水银柱。 每升高约11米，大气压力减少1毫米水银柱。一般气压计读数精度可达0.1毫米水银柱，约相当于1米的高差。由于大气压力受气象变化的影响较大，气压高程测量精度低于水准测量和三角高程测量，主要用于高差较大的丘陵地和山区的勘测工作 。

气压高程测量是一种低精度高程差测量方法。即根据大气压力随高程变化的规律，用气压计进行高程测量的一种方法。由于大气压力受气象变化的影响较大，因此气压高程测量的精度远低于水准测量和三角高程测量的精度。主要用于低精度的高程测量。但它的优点是使用方便、经济、迅速 ；不需要点与点之间通视，也不需要点与点间有较平缓的地势就可直接测定二点的高差，或点的高程；一般说它也不受高程限制 。通常用空盒气压计和水银气压计，前者便于携带，多用于野外作业，后者常用于固定测站或检验前者。

确定地面点高程的测量工作，称为高程测量。地面上一点的高程一般是指这点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，又称海拔或绝对高程，以H表示。

高程测量是确定地面点高程的测量。有水准测量、三角高程测量和气压高程测量等。偶尔也采用流体静力水准测量方法，主要用于越过海峡传递高程。水准测量和三角高程测量主要用于各种等级的高程控制网，以满足各种比例尺地形测图和工程测图。气压高程测量是低精度的高程测量，常用于地理野外考察等 。

水准测量是测定两点间高差的主要方法，也是最精密的方法，主要用于建立国家或地区的高程控制网。除了国家等级的水准测量之外，还有普通水准测量。它采用精度较低的仪器（水准仪），测算手续也比较简单，广泛用于国家等级的水准网内的加密，或独立地建立测图和一般工程施工的高程控制网，以及用于线路水准和面水准的测量工作。

三角高程测量是确定两点间高差的简便方法，不受地形条件限制，传递高程迅速，但精度低于水准测量。主要用于传算大地点高程。在山区或地形起伏较大的地区测定地面点高程时，采用水准测量进行高程测量一般难以进行，故实际工作中常采用三角高程测量的方法施测。三角点的高程主要是作为各种比例尺测图的高程控制的一部分。一般都是在一定密度的水准网控制下，用三角高程测量的方法测定三角点的高程。2100433B

导入高程测量，就是把地面坐标系统的高程，经过平硐、斜井或立井，传递到井下的高程起始点上。所以，又称高程联系测量。导入高程测量的方法，随开拓的方式不同而分为：通过平硐导入高程，可以用一般并下几何水准测量来完成，其测量方法和精度要求，与并下Ⅰ级水准相同；通过斜井导入高程，可采用三角高程测量来完成。其测量方法和精度要求，与并下基本控制导线三角高程测量相同；通过立井导入高程，采用一些专门的方法来完成。

高程测量（height determination） 确定地面点高程的测量工作。一点的高程一般是指这点沿铅垂线方向到大地水准面的距离，又称海拔或绝对高程。测量高程通常采用的方法有：水准测量、三角高程测量和气压高程测量。 偶尔也采用的流体静力水准测量方法，主要用于越过海峡传递高程。例如欧洲水准网中，包括英法之间，以及丹麦和瑞典之间的流体静力水准联测路线。

①水准测量是测定两点间高差的主要方法，也是最精密的方法，主要用于建立国家或地区的高程控制网。

②三角高程测量是确定两点间高差的简便方法，不受地形条件限制，传递高程迅速，但精度低于水准测量。主要用于传算大地点高程。

③气压高程测量是根据大气压力随高度变化的规律，用气压计测定两点的气压差，推算高程的方法。

精度低于水准测量、三角高程测量，主要用于丘陵地和山区的勘测工作。 2100433B