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水准面是中国的一个科技名词。

汉字是世界上独一无二的方块字[1],是世界上最典雅、最俊美的文字。四角方方,大气承当。四平八稳,神州永昌。她讲究字体的间架结构,平衡布局。也讲求字形的沉稳厚重,大气端庄。横要平竖则直,切不可头重脚轻根底轻飘[2]

名词解释

水准面(Geoid)是指静止的水面,它是受地球表面重力场影响而形成的、特别的、一个处处与重力方向垂直的连续曲面,也是一个重力场的等位面。设想一个静止的海水面扩展到陆地部分,就成为大地水准面。

水在静止时,表面上的每一个质点都受到重力作用,在重力位相同的情况下,这下水分子便不流动而呈静止状态,形成一个重力等位面,这个面称为水准面。水准面是受地球表面重力场影响而形成的,是一个处处与重力方向垂直的连续曲面,因此是一个重力场的等位面。设想一个静止的海水面扩展到陆地部分。这样,地球的表面就形成了一个较地球自然表面规则而光滑的曲面,这个曲面被称为水准面。

性质

水准面是测量学中野外观测的基准面,与之正交的铅垂线(即重力线)是野外观测的基准线。

因为水准面是重力场的等位面,因此其形态必然受重力场分布的控制。重力场分布既受地球内部物质密度场分布及地球自转的影响,同时还受地外因素的影响主要是月球和太阳。由于受月球和太阳的影响,水准面会发生周期性变化。潮汐是其显著的体现现象。

确定过程

确定大地水准面的形状可分两步进行:第一步是确定地球的基本形状,第二步是确定大地水准面与基本形状或参考椭球面的偏差,即大地水准面的高度N——高程异常。斯托克斯首先证明:大地水准面与参考椭球面的偏差可以由重力的分布计算出来。

区别

大地水准面与参考椭球面的差异,反映在法线方向上的差异称为垂线偏差,反映在垂向距离的差异称为高程异常。大地水准面与参考椭球面差异的分布是不均匀的,最大的差异可达 117 m,它与地球表面地形以及地下物质分布有关。由于大多数地区大地水准面与参考椭球面差异不大,因此在很多情况下,可将两者视为相同,这时,天文纬度近似等于地理纬度。

参考文献