スマートフォンでランニングを追跡している場合は、高さの定義方法はあなたにとっては重要でないかもしれません。しかし、たとえばオランダなど、海水面の上昇が洪水を引き起こす可能性について心配している場合、これは非常に重要です。重要な問いは、何に相対する高さかということです。言い換えれば、手元にあるデータはどのようなものでしょうか？ たとえば、海図のコンテキストでは、固定構造物の光の標高は平均満潮位（MHW）より上の高さである一方、大型の航海ブイの光の標高は平均潮位（MSL）より上の高さです。林冠の高さは通常、局所的な地面の標高の上の高さに対して参照され、パイロットは、航空機の地面からの高度（AGL）高度と、そのMSL高度を見分けます。
MSLは一次制御検潮所で19年の期間に渡って観測された、海面の毎時高さの算術平均として定義できます。19年は、太陽と地球に対して、月がそのサイクルの考えられるすべての組み合わせを通過するのにかかる時間です。しかし、MSLはすべての場所で同じという訳ではありません。これは、海面の地形は局部温度、密度、塩分、海流、風、およびその他の物理的力の影響を受けるためです。さらに、このデータを内陸、つまり大陸の中央まで送信するのは極めて困難です。
このため、今日の測量、GISおよびGNSSの世界では、私たちは、その他の3種類の高さ、つまり楕円体高さ（h、別名、測地高さ）、ジオイド高さ（N、別名、ジオイド起伏）、および海抜高度高さ（H）について言及します。これらの3種類の高さは、方程式H = h - Nによって関連づけられます。
楕円体高さ
GNSSレシーバーは、地球の形状モデルである基準楕円体または平らな球体からの高さを測定します。楕円体高さは、楕円に垂直な線に沿って測定された座標ペアによって示されたこの楕円上の点と、地球表面上の対応する点の間の距離です。所定の場所で、基準楕円体が地球表面の下にある場合、楕円体高さは正の符号を持ちます。地球表面の上である場合、楕円体高さは負の符号を持ちます。
楕円体高さは物理的力の影響を受けません。これは、楕円体は仮説に基づく等電位重力表面に基づいた形状を持つ滑らかな数学的構造であるためです。言い換えれば、これは地球の重力場がスムーズかつ連続的であることを前提とします。
測定は楕円体に垂直な線に沿っているため、装置を使ってこの線の方向を測定するのは不可能です。しかし、楕円体の高さはGPSレシーバーによって簡単に計算できます（逆に、これは1980年代のGPSの出現前は簡単に判断できませんでした）。
世界中には多数の水平データがあり、それぞれ特定の基準楕円体を利用します。これらの基準楕円体は、わずかに異なる形状および/または原点を持ちます。このため、どの水平データを使用しているかも指定しなければ、楕円体高さという言葉はあいまいになります。たとえばGPSは、その水平データとして1984年の世界測地系（WGS84）を使用します。入れ替わりに、GPSデータは、たとえば、楕円体の中心を地球の質量の実際の中心に近づけることで、WGS84の強化に役立ってきました。この地球の中心は、すべての衛星の軌道の原点、この軌道から抽出された測定の原点、および3Dデカルト座標X、Y、およびZの原点であり、GPS観測の表現によく使用されます。
GPSレシーバーのメーカーは、GPS由来のWGS84楕円体高さを（低精度の）標高に変換するのに使用する、おおよそのグローバルジオイドモデルを使ってこれらを読み込みます。
ジオイド高
ジオイドとは、潮流と海流がない場合の、惑星周囲の海面が重力の地理的変異に伴い上がっている、または下がっていることを示すものです。陸上の複雑な計算と重力測定値を使って、測量技士は大陸全体のこの想像線を広げます。地球の一様でない形状と質量の分配を反映するジオイドは、近年重量ステーションと衛星の高度測量ミッションによって支援されている、物理測地学の研究の絶え間なく進化する産物となっています。
ジオイド高さは、楕円体からジオイドまでの、基準の楕円体に垂直な線に沿って測定される距離です。これは、所定の場所にある楕円体がジオイドの上または下にあるかによって、正数または負数になります。同一の広がりを持つ米国全体で、ジオイドは楕円体の下にあります。
精確な標高を得るために、測量技士は、RTK収集ソフトウェアまたは静的後処理ソフトウェア 内に適切なジオイドモデルを設定しました。
海抜高度
海抜高度（より一般的には標高と呼ばれる）は、ジオイドから地球表面上の点への測鉛線に沿って測定されます。
ジオイドベースの垂直データへの移行
カナダと米国は共に、ジオイドベースの垂直データへ移行しています。2012年春、この2か国は、2022年までに共通のジオイドモデルに基づいて共通の垂直データを定義、認識および保守し、太平洋、大西洋、および湾岸に沿って北米の沿岸MSLを表す等電位面62,636,856.00 m2s-2によってこの垂直データを定義することに同意しました。
