高程系统是指相对于不同性质的起算面（大地水准面、似大地水准面、椭球面等）所定义的高程体系。
一、陆地
陆地高程系统根据采用不同的基准面表示地面点的高低，或者对水准测量数据采取不同的处理方法而产生不同的系统，分为正高、正常高、力高和大地高程等系统。高程基准面基本上有两种：一种是大地水准面，它是正高和力高的基准面；一种是椭球面，它是大地高程的基准面。此外，为了克服正高不能精确计算的困难还采用正常高，以似大地水准面为基准面，它非常接近大地水准面。
1、基准面
| 名称 | 含义 |
|---|---|
| 参考椭球面（surface of reference ellipsoid） | 处理大地测量成果而采用的与地球大小、形状接近并进行定位椭球体表面。其数学公式可精确表达。与大地水准面最接近的椭球为总地球椭球，与某个区域大地水准面最为密合的椭球为参考椭球。参考椭球面和法线是测量计算的基准面和基准线。 |
| 大地水准面（Geoid） | 与平均海水面重合并延伸到大陆内部的水准面。正高；不规则曲面；重力等位面；通过它与参考椭球面的间距——大地水准面差距来实现。 大地水准面和铅垂线是测量外野的基准面和基准线。 |
| 似大地水准面（Quasi-geoid） | 由地面点沿正常重力线向下截取各点的正常高，所得到的点构成的曲面，它是正常高的基准面。似大地水准面很接近大地水准面，在海洋上两者是重合的，在平原上两者相差不过几厘米，在高山地区两者最多相差2米。不是等位面；没有明确的物理意义；可精确计算；我国高程的统一基准（正常高）。 |
2、椭球
| 名称 | 含义 |
|---|---|
| 正常椭球（normal ellipsoid） | 表面的正常重力位等于常数的旋转椭球。正常椭球是大地水准面的规则形状，引入正常椭球后，真的地球重力位被分为正常重力位和扰动位两部分，实际重力也被分为正常重力和重力异常两部分。 正常椭球面所包围的形体，是大地水准画的规则形状。可有多个。一是个形状和质量分布规则，接近于实际地球的旋转椭球。它产生的重力场称为正常重力场。正常重力场的等位面称为正常水准面。因为正常椭球面是一个正常水准面，所以正常椭球又称水准椭球。 |
| (正常)水准椭球（normal level ellipsoid） | 正常水准椭球又称“水准椭球”。其表面为正常重力位水准面的旋转椭球，水准椭球面所包围的形体，是大地水准面的规则形状。 水准椭球面所包围的形体，是大地水准画的规则形状。仅有一个。 |
| 参考椭球（reference ellipsoid） | 大小与定位定向最接近于本国或本地区的地球椭球。在大地测量中，用来代表地球形状和大小的旋转椭球称为地球椭球，简称椭球，其球面称为参考椭球面。参考椭球是地球具有区域性质的数学模型，仅具有数学性质而不具物理特性。 |
| 总的地球椭球 | 总的地球椭球中心和地球质心重合。短轴与地球地轴重合，起始大地子午面和起始天文子午面重合，还要求总地球椭球与大地体最为密合。 |
3、差距(异常)
| 名称 | 含义 |
|---|---|
| 高程异常（height anomaly） | 似大地水准面到参考椭球面的距离。 |
| 大地水准面差距（geoid undulation） | 从大地水准面上的点沿地球椭球法线到地球椭球的距离。 |
| 重力异常（gravity anomaly） | 由于实际地球内部的物质密度分布非常不均匀，因而实际观测重力值与理论上的正常重力值总是存在着偏差，这种在排除各种干扰因素影响之后，仅仅是由于物质密度分布不匀而引起的重力的变化，就称为重力异常。 |
| 扰动重力（disturbing gravity） | 地面(或其他天体)同一点的实际重力值与该点的正常重力值之差。 |
| 垂线偏差（The deflection of the vertical） | 垂线偏差是指同一测站点上铅垂线与椭球面法线之间的夹角u。u通常用南北方向分量ζ和东西方向分量η表示。地面点的垂线同其在椭球面上对应点的法线之间的夹角，它表示大地水准面的倾斜。 |
4、高程(重力)系统
| 名称 | 含义 |
|---|---|
| 大地高（geodetic height） | 地面上某点到沿通过该点的椭球面法线，到参考椭球面的距离。 |
| 正高（orthometric height） | 地面上某点到通过该点的铅垂线与大地水准面的交点之间的距离。 |
| 正常高（normal height） | 正常高是指从一地面点沿过此点的正常重力线到似大地水准面的距离。我国规定采用的高程系统是正常高系统。 |
| 正常重力（normal gravity） | 正常椭球(水准椭球)面上的重力称为正常重力。正常重力值可由正常重力公式计算求得，正常重力值只与纬度有关，与经度无关，其极大值在两极，极小值在赤道。它是一个函数简单、不涉及地球形状和密度便可直接计算得到的地球重力的近似值的辅助重力。 |
总结如下图所示：
二、海洋
海洋高程系统先放放。
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