高程系统是地理信息领域中用于描述地面点垂直位置的标准体系，其核心特点如下：

一、基准面多样性

高程系统根据基准面的性质不同进行划分，主要分为以下三类：

大地水准面

作为正高和力高的基准面，是地球重力场中与平均海水面重合的虚拟面。该面受地球内部质量分布影响，难以精确测量。

似大地水准面

以平均正常重力场为基准，通过数学拟合得到的与大地水准面接近的平面。该面可精确计算，但与大地水准面存在微小差异。

参考椭球面

以地球椭球体为基准面，常用于全球定位系统（如GPS）。该面简化了地球曲率的影响，但无法反映地形起伏。

二、主要高程类型

正高

指地面点沿铅垂线至大地水准面的距离，具有唯一性，但受重力场不均匀性影响，无法精确测量。

正常高

以似大地水准面为基准，克服了正高无法精确计算的问题。通过平均正常重力场计算，适用于工程测量和地形分析。

力高

在正高系统中，力高是正高与重力改正后的值，用于消除重力异常对高程测量的影响。

大地高

指地面点沿椭球面法线至参考椭球面的距离，可通过卫星技术（如GPS）直接测量。

三、应用与差异

工程测量：

中国等地区采用正常高系统，将高程与大地水准面关联；全球定位则依赖大地高。

地形分析：似大地水准面因接近大地水准面，误差较小，适合精密工程。

全球统一性：WGS84椭球面提供全球统一的高程基准，便于跨国界测量。

四、基准面选择原则

精度要求：工程测量优先选择正常高或大地高；地形测绘可选大地水准面或似大地水准面。

技术条件：GPS定位需依赖椭球面高程系统。

综上，高程系统的核心在于基准面的选择与高程类型的定义，不同系统因基准面差异导致同一位置的高程值存在变化。