氣壓高程測量

氣壓高程測量是一種低精度高程差測量方法。即根據大氣壓力隨高程變化的規律，用氣壓計進行高程測量的一種方法。由於大氣壓力受氣象變化的影響較大，因此氣壓高程測量的精度遠低於水準測量和三角高程測量的精度。主要用於低精度的高程測量。但它的優點是使用方便、經濟、迅速 ^[2]  ；不需要點與點之間通視，也不需要點與點間有較平緩的地勢就可直接測定二點的高差，或點的高程；一般説它也不受高程限制 ^[3]  。通常用空盒氣壓計和水銀氣壓計，前者便於攜帶，多用於野外作業，後者常用於固定測站或檢驗前者。

地球外部空間的大氣受着地面上各種物理要素（如氣壓、熱、重力、濕度等）的作用，因而在不同高程的地面點上，產生了不同的大氣壓力，這種壓力在總的趨向上來説是隨着地面點高程的增高而逐漸變小的 ^[3]  。

大氣壓力常以水銀柱高度表示，温度為0℃時 ，在緯度45°處的平均海面上大氣平均壓力約為760毫米水銀柱。 每升高約11米，大氣壓力減少1毫米水銀柱。一般氣壓計讀數精度可達0.1毫米水銀柱，約相當於1米的高差。由於大氣壓力受氣象變化的影響較大，氣壓高程測量精度低於水準測量和三角高程測量，主要用於高差較大的丘陵地和山區的勘測工作 ^[4]  。

利用氣壓測高程，其主要的理論依據在假設大氣為理想氣體，並且大氣温度不隨高度變化而變化的條件下才成立。並且在符合國際標準大氣各項規定的前提下才能成立的。俗話也説“天有不測風雲”，這表明氣象數據的變化是隨機的，有很多偶然的因素在裏面，實際的大氣條件是很難完全符合標準大氣的各項規定的，理想條件與實際環境之間存在的差異，必然導致計算出的高度數據會有誤差 ^[5]  。修正氣壓高度模型可減少原理性誤差。

大氣的壓力、温度、密度三者緊密相關。任何1個參數的改變，勢必會導致其他參數的變化。同一高度上，在不同的時間，其氣壓值也是波動的。氣壓的變化與氣温的變化具有明顯的相關性，整體趨勢是氣温升高，氣壓降低；氣温降低，氣壓升高。單位體積內的空氣密度是影響氣壓的另一個重要因素，如果空氣的温度高，則單位體積內的空氣密度就會小，質量就小，壓力自然變小，温度低則反之。此外，氣壓數據具有隨機性。氣壓值的變化曲線，氣壓的波動較大，相鄰的日均氣壓之間沒有必然的聯繫，但同一地點的氣壓數據變化則具有明顯的週期性。綜合分析，由於外界環境的影響，測量所得的氣壓值是變化的，計算出的高度數據也必然是波動的 ^[5]  。為了最大限度的消除環境對測量的影響，可行的方案是利用待測點附近的已知高度點的温度、氣壓數據對測量值進行修正。

氣壓傳感器是將大氣壓轉換成與氣壓線性相關的電信號，也就是傳感器輸出的電壓與大氣壓成比例，再通過放大電路放大，模數轉換電路的轉換，最後輸出，從氣壓的測量到結果的輸出，整個過程都會產生誤差，這就是傳感器誤差 ^[5]  。測量過程中不可避免的會產生噪聲干擾，要濾除干擾噪聲，就需要運用濾波技術。

確定地面點高程的測量工作，稱為高程測量。地面上一點的高程一般是指這點沿鉛垂線方向到大地水準面的距離，又稱海拔或絕對高程，以H表示。

高程測量是確定地面點高程的測量。有水準測量、三角高程測量和氣壓高程測量等。偶爾也採用流體靜力水準測量方法，主要用於越過海峽傳遞高程。水準測量和三角高程測量主要用於各種等級的高程控制網，以滿足各種比例尺地形測圖和工程測圖。氣壓高程測量是低精度的高程測量，常用於地理野外考察等 ^[6]  。

水準測量是測定兩點間高差的主要方法，也是最精密的方法，主要用於建立國家或地區的高程控制網。除了國家等級的水準測量之外，還有普通水準測量。它採用精度較低的儀器（水準儀），測算手續也比較簡單，廣泛用於國家等級的水準網內的加密，或獨立地建立測圖和一般工程施工的高程控制網，以及用於線路水準和麪水準的測量工作。

三角高程測量是確定兩點間高差的簡便方法，不受地形條件限制，傳遞高程迅速，但精度低於水準測量。主要用於傳算大地點高程。在山區或地形起伏較大的地區測定地面點高程時，採用水準測量進行高程測量一般難以進行，故實際工作中常採用三角高程測量的方法施測。三角點的高程主要是作為各種比例尺測圖的高程控制的一部分。一般都是在一定密度的水準網控制下，用三角高程測量的方法測定三角點的高程。