luda 8848米，什么高度？
大家最近看到《攀登者》了吗？今天我们来谈谈珠穆朗玛峰是8848米还是8844米高。这个“高”意味着什么高度？珠穆朗玛峰是地球上最高的山吗？
我们从小就知道地球上最高的山是8844米/8848米的珠穆朗玛峰，但可能不知道这个“最高”其实是海拔最高的，也就是比海平面高8844米/8848米。
但是海拔只是地球上许多海拔测量方法中的一种。
地球上的海拔标准
各种高度测量的最大差异之一是高程基准，即高度的起始面不同。
地球的高程基准面主要可以转换为两种类型：参考椭球体和大地水准面。
参考椭球体将地球的形状大致替换为一个(或无数个)椭球体。也就是说，这是纯几何的基准面。
定义高程起始面后，每个点的实际高程是相对于参考椭球体的高程与此起始面(称为椭球体高度)之间的差值。
对于有河流、湖泊和海洋生物活动的地球行星来说，这个标准在现实生活中不太好。——几何高度低的地方的重力位有时比几何高度高的地方更高，所以在一些地方可以看到我们能看到的“水流向高处”的奇观。
所以在实际测量中，我们需要更多的物理标准——。那就是大地水准面。
大地水准面本质上是(或无数)重力等位面。也就是说，如果能准确地知道地球(或恒星)的全球重力场，就能估算出重力等位面。
相对于海平面的高程称为正数。
但事实上，地球没有这样做。一方面，全球重力场的获取在重力卫星面前非常困难，更重要的是，地球拥有天然重力等位面——地球静止平均海平面(MSL)。
地球上的海洋是相互联系的，所以理论上这个静止的平均海平面是唯一的，但每个地区的平均海平面可能仍然略有不同，为了进行不同图片之间的海拔比较，必须统一。(约翰f肯尼迪)。
在实际运营中，不同的国家将在自己的境内选择便于长期观测的海平面作为本国的大地水准面起点。例如，中国自1956年以来统一采用的黄海平均海平面，以青岛剑潮站1950-1956年潮汐观测数据计算的平均海平面为高度标准进行了规定。这个起点在1985年又更新了，以青岛剑潮站1952年至1979年的潮汐观测资料为依据，被称为“1985国家海拔标准”。新旧两个系统略有不同：1985年的国家海拔=1956年的黄海公路-0.029米。
海拔8844米的珠穆朗玛峰是以1985国家海拔面为基准的海拔/正海拔(2005年中国国家测绘局测量的岩面高度，尼泊尔将传统雪盖高度8848米提高到珠穆朗玛峰海拔8848米，从2010年开始，两国当局承认了彼此的测量数据)。
如上所述，珠穆朗玛峰是世界上海拔最高的山，但根据海拔体系或海拔标准，它并不总是“最高的”。
如果从顶峰到地心最远(参考椭球体使用球体的话，相当于椭球体高度)，那么地球上最高的山就是位于南美洲的钦博拉索山(Chimborazo)。当然，这座山位于赤道附近，因为地球的“两极略平，赤道略鼓”
从海底山脚计算，世界上最高的山峰是位于夏威夷的Mauna Kea火山(Mauna Kea)，高10203米。
地球高度的测量方法
传统的高程测量采用水平仪高程传递的方式。一点一点累积测量目标点和基准点的高度差，如果想测量哪个点，测量水平仪去哪里。不用说，这种方式显然既费时又费力，覆盖率和更新都很差。
另一方面，在高海拔地区，严格的情商测量是不现实的，在实际工程中，往往测量正常高度，比如海平面，这里就不多说了。
水平高度传输。资料来源：[3]
随着GPS和测高卫星的广泛应用，可以获得高精度的全球适用的地球高程信息，从椭球到高程的转换更加实用。2005年，中国国家测绘局测量的珠峰高度是经典测量与GPS测量相结合的技术方案。使用GPS和海拔测量卫星测量海拔，意味着首先要依靠参考椭球体。
的几何坐标系统，然后才能进行空间直角坐标/大地坐标系到正高系统的转化。以比较通用的几何坐标系统，世界坐标系统WGS84（World Geodetic System）为例，其定义是：
以地球质心为坐标原点，以过原点垂直于地球自转轴的大圆为0°纬线，以国际地球自转服务（IERS）维护的本初子午线为0°经线，以此定义了XYZ轴
这一坐标系统虽然最初建立于1984年，但在2004年已经更新过一次了（除了2004年的大修之外，WGS84系统也一直有更新，并逐渐与其他坐标参考系如ITRF保持一致，两者最新的模型差距只有几厘米）。
WGS84坐标系统的XYZ轴定义。来源：维基。
于是，地球上某个点的坐标就可以通过空间直角坐标系（X, Y, Z）或者大地坐标系（B, L, H）来表示（B为大地纬度，L为大地经度，H为大地高），前者是GPS的观测解算坐标，后者就是我们日常读地图或者定位自己位置的时候最常用的经纬度坐标了。
也就是说，当我们想通过GPS和测高卫星这样的手段来获取全球高精度覆盖、实时更新的高程信息的时候，我们首先得到的是基于参考椭球面的空间直角坐标或者大地高H，然后才可以转化为正高。
地球以外的其他天体怎么办？
对于其他天体，尤其是月球火星这种已经有海量探测器数据的天体，我们已经拥有全球覆盖的重力场数据了，所以就像上文所说的，如果我们想要在其他天体上建立高程系统，我们完全可以通过重力场信息来构建出具有物理意义的大地水准面。
但实际操作中，我们也没有这么做。因为：
1) 绝大多数其他天体没有液态海洋，没有天然的等位面起点，而且就算通过理论计算给出具有物理意义的正高，实际操作中目前也没啥用处；
2) 既然用处不大，等位面的获取也不是那么便利，更重要的是每个绝对高程点减掉一个几何上参差不齐的参考面，操作起来也有点麻烦，视觉效果看着也不直观。
所以一般来说体积比较大（形状也会比较圆）的天体的高程系统都是以参考椭球面为基准的椭球高，而且一般是看做球面，参考半径与重力场球谐模型的参考半径R0统一（每个星体的重力场球谐模型中都会给出这个参考半径值的，直接拿来用就可以了）。
例如，火星统一采用的参考半径是R0 = 3396 km，去掉这个统一的参考半径之后才有下面这样的地形图。在这样的高程系统下，火星最高的山，奥林帕斯山的标高约有22 km。
火星的高程图和奥林帕斯山。来源：MOLA
如果是和地球一样表面有海的天体，那就又不一样了，目前位置太阳系只有一个这样的例子，那就是土卫六。
总 结
禅师：现在知道最高的山是哪座了么？
青年：知道知道！海拔最高的山是珠穆朗玛峰，从地心量起最高的山是南美洲的钦博拉索山，从山脚量起最高的山是夏威夷的冒纳凯阿火山！
禅师：不对，是火星的奥林帕斯山和灶神星上雷亚西尔维亚陨石坑的中央峰，我有说是地球上的山么？
青年：%￥…&@%￥! 还有这种操作？！吐血三升，卒！
参 考
[1] 封面图来自Pexels。
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[7] https://dawn.jpl.nasa.gov/multimedia/dawn_vesta_image_PIA14711.html