Понятия о высотах, принятых в геодезии, и о высоте, которая может быть вычислена по результатам спутниковых измерений.

В результате геометрического нивелирования определяются нормальные или ортометрические высоты, необходимые для решения большинства практических задач.

Нормальная высота определяется от поверхности геоида или квазегеоида. Геоид (квазегеоид) является одной из семейства эквипотенциальных или уровенных поверхностей гравитационного поля Земли. Гравитационный вектор или направление вертикали в любой очке перпендикулярен к геопотенциальной поверхности, проходящей через эту точку (рис.)

Нормальная высота имеет более распространенное физическое значение, чем эллипсоидальная или геодезическая высота, отсчитываемая от поверхности эллипсоида.

Информация об ортометрической (нормальной) высоте необходима при выполнении высокоточных инженерных работ, таких как строительство дамб, трубопроводов, тоннелей и других сооружений, связанных с жидкостями и их течением.

Соотношение между геодезической (эллипсоидальной) и нормальной (ортометрической) высотами определяется следующей формулой:

Где H – геодезическая высота, - нормальная высота, – высота геоида (квазегеоида).

Эта формула является достаточно точной для всех практических приложений.

Угол ε характеризует уклонение между линией отвеса и нормалью к поверхности эллипсоида. Для большинства регионов этот угол не превышает 30″.

С помощью спутниковых измерений мы получаем значение геодезической высоты (из координат XYZ).

Таким образом, для получения нормальных высот с помощью спутниковых измерений необходимо с высокой точностью знать высоты геоида и квазегеоида в каждой определяемой точке.

Поскольку спутниковые координатные определения, выполняемые с геодезической точностью, являются относительными, то и определение нормальных и геодезических высот следует рассматривать как относительные определения. В этом случае основное уравнение связи высот будет выглядеть следующим образом:

Где - разность нормальных высот, - разность геодезических высот, - разность высот геоида (квазегеоида).

Использование метода относительных определений для передачи нормальны высот без учета разностей высот квазегеоида может привести к значительным погрешностям. Средние квадратические погрешности неучета высот геоида составляют до 1 м на расстоянии до 50 км и до 5 м на расстоянии до 200 км.

Наиболее массовый способ передачи высот при использовании спутниковых координатных определений является одномерное трансформирование высот с использованием нормальных высот опорных точек.