Абсолютная высота: что это такое?

Абсолютная высота - один из важнейших параметров, определяющих положение точки на поверхности Земли. Но что именно означает этот термин и как его измеряют? Давайте разберемся.

Определение абсолютной высоты

Абсолютная высота - это расстояние по вертикали от данной точки до условной нулевой поверхности, которой принимают средний уровень Мирового океана. Иными словами, это высота точки над уровнем моря.

Не стоит путать абсолютную высоту с относительной . Если абсолютная высота отсчитывается от нулевого уровня океана, то относительная - от какой-либо другой точки на местности, взятой за нулевую отметку.

Для измерения абсолютной высоты используются такие методы, как геометрическое нивелирование, тригонометрическое нивелирование, спутниковые системы вроде GPS или ГЛОНАСС, а также барометрический метод.

Зачем нужно знать абсолютную высоту

Данные об абсолютной высоте находят широкое применение в различных областях:

• Картография и геодезия
• Проектирование и строительство дорог, мостов, туннелей, зданий и сооружений
• Моделирование опасных процессов вроде оползней, наводнений
• Военное дело, расчет траекторий полета ракет и самолетов

Без точных данных об абсолютной высоте местности невозможно создание подробных топографических и географических карт. Эти данные необходимы при проектировании любых инженерных сооружений - дорог, мостов, плотин, туннелей, чтобы обеспечить безопасность и устойчивость конструкций.

История термина

Впервые понятие абсолютной высоты появляется в работах французского ученого Пюиссана и знаменитого математика Пьера-Симона Лапласа. Они писали об этом еще в начале XIX века. Но по-настоящему разработал теорию и методы определения абсолютной высоты немец Фридрих Роберт Гельмерт.

Именно он правильно оценил влияние нецентральности земного гравитационного поля и непараллельности поверхностей потенциала.

В России была принята Балтийская система высот 1977 года. Здесь абсолютная высота поверхности отсчитывается от нулевой отметки Кронштадтского футштока, расположенного на Балтике.

Способы определения абсолютной высоты

Существует несколько основных методов, позволяющих определить абсолютную высоту точки на земной поверхности или другого объекта:

1. Геометрическое нивелирование с помощью нивелира – наиболее точный наземный метод
2. Тригонометрическое нивелирование при помощи теодолита или тахеометра
3. Использование GPS, ГЛОНАСС и других глобальных навигационных спутниковых систем
4. Барометрический метод на основе измерения атмосферного давления

Каждый из этих способов имеет свои преимущества и ограничения по точности.

Применение геометрического нивелирования

Геометрическое нивелирование считается наиболее надежным методом определения абсолютной высоты. Оно заключается в последовательных измерениях превышений между точками местности при помощи специального геодезического инструмента - нивелира.

Точность этого метода очень высока и может достигать 1-3 мм на 1 км. Однако геометрическое нивелирование трудоемко и занимает много времени, поэтому чаще применяется лишь для создания высотных опорных геодезических сетей.

Использование спутниковых технологий

В последние десятилетия все бóльшую популярность приобретает определение абсолютной высоты точек при помощи спутниковых радионавигационных систем вроде американской GPS или российской ГЛОНАСС.

Этот метод отличается высокой производительностью и не требует сложного дорогостоящего оборудования. Погрешности измерения абсолютной высоты составляют от 5 до 50 м в зависимости от типа используемого GPS-приемника.

Рекордные абсолютные высоты на Земле

Самая высокая точка на поверхности нашей планеты – это, конечно, вершина Джомолунгмы (Эвереста) в Гималаях с абсолютной высотой 8848 метров.

А вот самой низкой отметкой является дно Мертвого моря на Ближнем Востоке. Его поверхность располагается на 399 метров ниже уровня океана, так что абсолютная высота здесь отрицательная.

Перспективы определения абсолютной высоты

В будущем ожидается дальнейшее развитие и совершенствование спутниковых методов. Благодаря новым технологиям, таким как дифференциальная коррекция и спутниковые радионавигационные системы высокоточного позиционирования вроде Starlane, можно будет определять абсолютную высоту с ошибкой всего в несколько сантиметров.

Интересные факты о рекордных абсолютных высотах

Как мы уже говорили, самой высокой точкой на Земле является гора Эверест с отметкой 8848 метров над уровнем моря. Но если судить не только по абсолютной высоте над океаном, то в этом смысле есть и другие рекордсмены.

Гора Чимборасо – самая высокая от центра Земли

Из-за экваториального расплющения нашей планеты расстояние от ее центра до полюсов чуть меньше, чем на экваторе. Поэтому с точки зрения удаленности от центра Земли выше всех расположена вершина вулкана Чимборасо в Эквадоре – 6384,4 км.

Гавайский вулкан Мауна-Кеа – самый высокий от основания

Если же судить об относительной высоте горы, начиная отметку не с уровня океана, а от основания самой горы, то здесь абсолютный рекорд принадлежит Мауна-Кеа на Гавайях – ее высота от подножия составляет более 10 км.

Впадина под льдами Антарктиды – самая глубокая

А вот абсолютный мировой антирекорд по высоте принадлежит точке под антарктической ледяной шапкой – здесь зафиксирована глубина в 2,555 км ниже уровня океана.

Ошибки при определении абсолютной высоты

Даже при использовании современных точных геодезических методов всегда есть погрешность измерения абсолютной высоты. На точность влияют такие факторы:

• Неточность нулевого уровня отсчета
• Ошибки округления при математической обработке
• Рефракция световых лучей в атмосфере

Поэтому при указании абсолютной высоты всегда задается допустимая погрешность – от нескольких миллиметров для высокоточных измерений до нескольких десятков метров для грубых оценок местности.