测量工作当中最核心的基准面是大地水准面，我国高程测量统一以大地水准面作为高程起算基准面，也就是我们常说的海拔零点，平面测量相关计算还会配套使用参考椭球面作为数学基准面，大地水准面是由平均海水面延伸穿过陆地形成的封闭重力等位面，它不是规则的几何曲面，而参考椭球面是人为定义的规则数学椭球曲面，外业实地高程测量以大地水准面作为起算依据，内业坐标解算投影计算一般使用参考椭球面，两个基准面用途不一样，不能混淆，工程测量地形测量控制测量所有高程成果，本质都是相对于大地水准面的高差累加得到海拔高程。

区分这两个基准面的原因，首先真实地球表面起伏不规则，还有高山海洋，没办法直接拿来做统一计算基准，大地水准面贴合重力场，符合水准测量重力特性，适合外业高程起算。但是大地水准面形状不规则，不能用数学公式精准表达，所以内业计算的时候，需要构造规则的参考椭球面来模拟地球形状，方便进行坐标换算和投影计算。其次测绘规范要求全国测量成果统一基准，如果没有统一基准面，不同地区测量数据无法拼接，成果不能通用，会造成工程坐标高程错乱。

两种基准面对比表格

相关基础要点

大地水准面对应的铅垂线，就是外业测量仪器整平瞄准的基准方向，水准测量的视线始终和大地水准面平行。

我国现行高程系统，是以青岛验潮站长期观测得到的平均海水面确定大地水准面，对应的原点就是水准原点。

参考椭球面会存在椭球定位参数，不同国家会选用不同椭球参数，我国常用的有 2000 国家大地坐标系对应的椭球。

大地水准面和参考椭球面之间存在差距，这个差值叫做大地水准面差距，做高精度测量的时候必须进行这项改正。

实际工作应用逻辑

第一步 外业开展水准测量，仪器依据铅垂线整平，测量两点之间高差。

第二步 把高差从已知水准原点开始累加，得到测点相对于大地水准面的正常高也就是海拔高程。

第三步 进行平面坐标解算的时候，把地面点投影到参考椭球面，再经过高斯投影得到平面直角坐标。

第四步 高精度项目，要计算大地水准面差距，完成高程系统之间转换。

总结，测量工作高程基准核心就是大地水准面，平面解算的数学基准是参考椭球面，工程上口头说测量基准面，一般默认指大地水准面，学习和考试当中这个是必考核心概念，理解两个基准面的差异，才能看懂控制测量和坐标转换相关原理。

【常见问题】

问题 1 测量工作的基准面是什么 为什么不是海平面本身

回答 1 测量工作的基准面是大地水准面，不是单纯海面，因为海面受潮汐风浪影响一直在变动，需要取长期平均海水面，并且延伸到陆地内部形成完整封闭曲面，才可以作为全国统一测量工作的基准面。

问题 2 测量工作的基准面是什么 参考椭球面和它有什么区别

回答 2 测量工作的基准面大地水准面是重力形成的不规则曲面，参考椭球面是人工设计的规则数学曲面，大地水准面用于高程起算，参考椭球面用于坐标数学计算，二者在高精度测量工作的基准面转换当中需要做差值改正。

问题 3 测量工作的基准面是什么 更换基准面高程会变吗

回答 3 测量工作的基准面如果更换，高程数值会发生变化，因为起算零点改变，同一测点相对于新的测量工作的基准面高程会产生差值，工程使用成果前必须确认采用的是哪一套基准面。

【免责申明】

本内容仅为测绘基础知识学习参考，不同规范和新坐标系更新之后参数会有调整，正式工程作业请以现行国家测绘规范以及项目设计书要求为准。