布测全国统一的
高程控制网,首先必须建立一个统一的
高程基准面,所有
水准测量测定的高程都以这个面为零起算,也就是以高程基准面作为零高程面。
高程基准面就是地面点高程的统一起算面,由于
大地水准面所形成的体形——
大地体是与整个地球最为接近的体形,因此通常采用大地水准面作为高程基准面。
大地水准面是假想海洋处于完全静止的
平衡状态时的海水面延伸到大陆地面以下所形成的闭合曲面。事实上,海洋受着潮汐、风力的影响,永远不会处于完全静止的平衡状态,总是存在着不断的升降运动,但是可以在海洋近岸的一点处竖立水位
标尺,成年累月地观测海水面的水位升降,根据长期观测的结果可以求出该点处海洋水面的平均位置,人们假定大地水准面就是通过这点处实测的
平均海水面。
根据各地的验潮结果表明,不同地点
平均海水面之间还存在着差异,因此,对于一个国家来说,只能根据一个验潮站所求得的平均海水面作为全国高程的统一起算面——
高程基准面。
新中国成立后的1956年,我国根据基本验潮站应具备的条件,认为
青岛验潮站位置适中,地处我国海岸线的中部,而且青岛验潮站所在港口是有
代表性的
规律性半日潮港,又避开了江河入海口,外海海面开阔,无密集岛屿和浅滩,海底平坦,水深在l0m以上等有利条件,因此,在1957年确定青岛验潮站为我国基本验潮站,
验潮井建在地质
结构稳定的
花岗石基岩上,以该站1950年至1956年7年间的潮汐资料推求的平均海水面作为我国的高程基准面。以此高程基准面作为我国统一起算面的高程系统名谓“
1956黄海高程系统”。
“1956黄海高程系统”的
高程基准面的确立,对统一全国高程有其重要的历史意义,对国防和经济建设、
科学研究等方面都起了重要的作用。但从潮汐变化周期来看,确立“1956黄海高程系统”的
平均海水面所采用的验潮资料时间较短,还不到潮汐变化的一个周期(一个周期一般为18.61年),同时又发现验潮资料中含有
粗差,因此有必要重新确定新的国家高程基准。
新的国家高程基准面是根据青岛验潮站1952~1979年27年间的验潮资料计算确定,根据这个高程基准面作为全国高程的统一起算面,称为“
1985国家高程基准”。
为了长期、牢固地表示出高程基准面的位置,作为传递高程的起算点,必须建立稳固的水准原点,用精密水准
测量方法将它与
验潮站的
水准标尺进行联测,以高程基准面为零推求水准原点的高程,以此高程作为全国各地推算高程的依据。在“
1985国家高程基准”系统中,我国水准原点的高程为72.2604m。
“
1985国家高程基准”已经国家批准,并从1988年1月1日开始启用,以后凡涉及
高程基准时,一律由原来的“1956年黄海
高程系统”改用“1985国家高程基准”。由于新布测的国家一等水准网点是以“1985国家高程基准”起算的,因此,以后凡进行各等级
水准测量、
三角高程测量以及各种工程测量,尽可能与新布测的国家一等水准网点联测,也即使用国家一等水准测量成果作为传算高程的起算值,如不便于联
测时,可在“1956年黄海高程系统”的高程值上改正一固定数值,而得到以“1985国家高程基准”为准的高程值。
必须指出,我国在解放前曾采用过以不同地点的
平均海水面作为
高程基准面。由于高程基准面的不统一,使高程比较混乱,因此在使用过去旧有的高程资料时,应弄清楚当时采用的是以什么地点的平均海水面作为高程基准面。