山峰高度怎么测量？

沐阳

2015年秋天，英国对境内第一高峰本尼维斯山重测峰高，测得实际高度为海拔1344.527米，比现在地图上普遍使用的1344米，升高了0.527米。能得到这么精确的结果，得益于GPS测量方法。

目前地球上大部分山峰的高度测值都不够精确，比如南美洲安第斯山脉的帕罗多斯山，在不同地图上高度被列为了4900米到5000米不等；喜马拉雅山脉的拉布吉康峰3号东坡高度未知，地图上只标注它超过7200米；甚至珠穆朗玛峰的高度也有争议，我国于2005年最新测量为海拔8844.43米，而尼泊尔则以8848米为准。

人类对平面距离有直观感受，没有工具也能分辨50米的远近，但是分辨50米的高度却很难。对人类来说，高度从来不是用简单工具测量的，高达数千米的山峰更是如此。

参照点

测量山峰高度，首先必须确定参照点，这是前提条件。然后，再确定所测量的山峰是相对高度，还是绝对高度。

绝对高度，俗称海拔高度，以海平面为参照点；相对高度，一般以地面、山脚等其他地方为参照点。两者必须区分清楚，不然就闹笑话了，比如青藏高原上随便一个土堆，比泰山、黄山都要高，这是事实（绝对高度），但说出来却让人发笑。

陆地上的点不方便计算，而且各个国家不统一。海洋包围着所有大陆和岛屿，海平面虽然有变化，但年平均海平面基本不变，而且全世界海平面的高度相差无几。所以，各国普遍把海平面作为测量高度的标准参照点，又称为零点。以零点为参照点的山峰高度，就是海拔高度，也是绝对高度。我国的零点是青岛黄海的平均海平面。

气压测量法

气压测量法是测量峰高最简单的方法，只需一个气压计，再懂得一点数学知识，任何人都可以计算出山峰的高度。

海平面大气压约是100千帕（101.3千帕四舍五入之后），它随海拔升高而降低。海拔3000米以下，每升高100米，气压下降约1千帕；3000-5000米，每升高100米，下降约0.8千帕，等等。

只要测出山峰的气压，就可以计算出山峰的近似海拔高度。另外，也可以利用水银柱换算。海平面气压等于760毫米汞柱压强，海拔每升高12米，大气压下降约1毫米汞柱（海拔3000米以下）。测出山峰气压为多少毫米汞柱，用760减去山峰气压的差值，乘以12，就是山峰的近似海拔高度了。

水沸点测量法

水的沸点与大气压有关，可以据此间接计算出山峰的高度，因为海拔升高，气压下降，水的沸点随之下降。一个标准大气压下，水的沸点是100 oC。当水的沸点下降1 oC，气压下降约3千帕，海拔升高约300米。

经过对比，就能从水的沸点计算出海拔高度。可以参考这三个数据：海拔3000米时，水沸点是91 oC；6000米时，沸点是80 oC；8848米时，沸点是72 oC。

温度测量法

在无热源、无遮护的情况下，空气温度随海拔增高而降低。一般情况下，海拔每升高100米，最高气温下降0.5oC，平均气温也下降0.5oC（海拔4000米以下）。

假如，某山峰测量温度为-1oC，山脚测得温度为7oC，则该山峰高度约为{[7-（-1）]÷0.5}×100=1600米。当然，这是山峰的相对高度。

三角测量法

三角测量法被广泛使用，它是利用三角形的数学知识，以山高为一条直角边，在地面上做出一组相似三角形，然后根据已知条件，计算山高。

从不同角度，可以做出多种类型的相似三角形，这里介绍一种简单实用的，只需两根相同的棍子和一卷皮尺就能测出一座山峰的高度。首先，假设要测量的山峰之顶为H，底为A；然后，测量两根棍子的长度，分别记作BC和DE，并间隔一定距离，将BC和DE竖直插在地上，保证A、B、D三点在一条直线上；再然后，在直线BD上找一点F，使H、C、F三点在一条直线上，在直线BD上再找一点G，使H、E、G三点在一条直线上，并分别测量BF和DG的距离。

这样，就能画出两组相似三角形△AHF∽△BCF和△AHG∽△DEG，其中AH是共同直角边。利用相似三角形原理，可以得出和两组等式，其中，。把已知条件套进等式里，得到和，利用二元一次方程解法，计算出AH和AB的数值，即可得到山峰高度AH。

当然，这也是相对高度。如果已知当地的地面海拔，只要两者相加，就知道山峰的海拔高度了。

水准测量法

水准测量是利用提供水平视线的仪器（如水准仪），测定地面不同点之间的高差，并以此推算高度的一种方法。

水准测量都要有一个最初的基准点，比如我国青岛海拔基本面，作为第一点，然后相隔一定距离设立第二点。在两点间安置水准仪，观测竖立在两点上的水准标尺，按标尺读数即可得出两点间高差。第一点是海拔基本面，高度为零，这个高差就是第二点的海拔高度。

然后再以第二点为参照，相隔一定距离设立第三点，用同样方法可得出第二点和第三点之间的高差。用这个高差，加上第二点的高度，就是第三点的海拔高度。以此类推，可以测量出地面上任何一点的海拔高度。

水准测量法一般耗时较长，但它能够把误差控制在每公里0.5毫米以内，这也是目前世界上最精确的测量方法之一。

GPS测量法

GPS就是全球定位系统，利用这个系统测定山峰高度，就是GPS测量法。要在山峰最高点安放GPS仪器，用以连接天上数颗GPS卫星，并传送信号，确定它准确的空间位置。

仪器只要安放好，几个小时就能完成测绘。山顶的GPS仪器接收并记录卫星发出的大量测绘信息，比如时间数据和信号波长数据。这些信息尽管以光速传送，但从卫星发射到山顶的GPS仪器仍要花费几微秒时间。这几微秒的延时，被GPS仪器上预设的程序记录。通过这段时间，科学家可以计算出GPS仪器的3D空间位置，以及它和太空卫星之间的确切距离。

得出GPS仪器的空间位置和距离后，再结合其他地形测量数据，就可以计算出山峰高度，即最为准确的海拔高度。目前GPS测量法精度已达到厘米量级，且应用越来越广。