Поняття про фігуру землі

Рівневої називають таку поверхню, яка в кожній своїй точці перпендикулярна до напрямку прямовисної лінії і має постійний потенціал Fтяж.

Уровенних поверхонь може бути скільки завгодно. У загальному випадку рівень поверхні не паралельні один одному. Рівень поверхні ніколи не перетинається. Кожна рівень поверхні утворює замкнуту фігуру без розривів і складок, яка має на стільки складну конфігурацію, що математично не виражає.

Основна (середня) рівень поверхні - поверхня збігається із середньою поверхнею світового океану.

Геоид - освічена основний рівної поверхнею замкнута фігура приймається за узагальнену поверхню Землі.

Для точного визначення поверхні геоїда будь-якої точки необхідно виконати комплекс вимірювань, безпосередньо на поверхні геоїда. Що практично не можливо, або у відповідній точці на фізичній поверхні Землі з урахуванням розподілу мас в цьому місці, що також не надається можливим. З цієї причини було запропоновано замість поверхні геоїда використовувати квазігеоїда. - поверхню близька до поверхні геоїда, яка визначається тільки за результатами вимірів на земній поверхні без залучення даних по розподілу мас.

Максимальне відхилення квазігеоїда від геоїда 4 м, але більшість вважає, що 2 м.

# 1.2. Загальземного еліпсоїд і референц-еліпсоїд

Через складність геоїда ця поверхню математично не виражається тому на ній не можна вирішувати геодезичні завдання. Для вирішення таких завдань замість поверхні геоїда приймають поверхню еліпсоїда обертання - близькою за формою геоїда, але математично правильної поверхні, на яку можна перенести результати вимірювань виконаних на фізичній поверхні Землі.

Земний еліпсоїд - еліпсоїд обертався навколо малої осі.

Щоб на поверхні можна було працювати, необхідно знати його основні параметри:

a - велика піввісь, a = OE

b - мала піввісь, b = OP

# 945; - полярне стиснення, # 945; = (A-b) / a

Для визначення цих параметрів виконуються градусні вимірювання, які спочатку зводилися до визначення довжини дуги меридіана в 1 0 градус, а в даний час перетворилися в складний комплекс астрономо-геодезичних, гравіметричних та супутникових вимірювань з залученням даних з інших суміжних наук.

Розрізняють загальземного еліпсоїд. який найкращим чином узгоджується з поверхнею геоїда в цілому і референц-еліпсоїд. який найкращим чином узгоджується з геоидом на обмеженої частини його поверхні.

Вимоги до загальземного еліпсоїда:

1) центр повинен збігатися з центром мас Землі

2) Площина екватора повинна збігатися з площиною земного екватора

3) Обсяг повинен бути дорівнює обсягу геоїда

Вимоги до референц-еліпсоїда:

1) Вісь обертання повинна бути II осі обертання Землі

2) Площина екватора повинна бути II площині земного екватора

3) # 931; h 2 = min, # 931; U 2 = min - для обмеженої території

Обсяг може бути не дорівнює обсягу геоїда

# 1.3. Основні лінії і площини земного еліпсоїда

Нормаль - перпендикуляр до поверхні даної точки (еліпсоїда).

Всі площини проходять через нормаль називаються нормальними площинами. а перетин ними поверхні еліпсоїда - нормальним перетином.

Всі перетини не є нормальними називаються похилими перерізами.

Нормальна площина # 9524; площині меридіана називається площиною 1-го вертикала.

1-вертикалі органів - площину перпендикулярна до меридіану

Меридіан і 1-вертикалі органів - головні нормальні перетину.

У загальному випадку поверхня геоїда і поверхня еліпсоїда НЕ II між собою.

Ухиленням прямовисній лінії називається кут «u» утворений при розбіжності прямовисній лінії проведеної в точці на земній поверхні # 9524; но геоїда з проведеної в цій же точці # 9524; но до еліпсоїда нормаллю.

Ухиленням прямовисній лінії від нормалі до загальземного еліпсоїда називається абсолютним. а від нормалі до референц-еліпсоїда - відносним.

Ухилення стрімких ліній «u» в будь-якій точці для практичних цілей зазвичай розглядають не цілком, а в проекції на площину меридіана # 958; і на площину 1-го вертикала # 951 ;.

Координати - кутові і лінійні величини однозначно визначають положення точки на будь-якої поверхні або в просторі щодо прийнятого їхні рахунки.

На сферичної поверхні найбільш зручними є географічні координати (широта і довгота) відлічувані від поверхні екватора і початкового меридіана в вигляді дуг, яким відповідають центральні кути.

Через неправильності форм Землі і нерівномірності розподілу мас в ній географічні координати не підходять для використання в геодезичних роботах. Оскільки в загальному випадку стрімка лінія в даній точці не збігається з нормаллю, площину меридіана проходить через прямовисну лінію паралельна осі обертання Землі і не збігається з площиною геодезичного меридіана, що проходить через нормаль і вісь обертання еліпсоїда.

В результаті цієї розбіжності розрізняють астрономічну і геодезичну системи координат.

Астрономічні координати точки визначаються з безпосередніх спостережень небесних тіл, виконаних на цій точці абсолютно і незалежно від інших точок.

Астрономічної широтою точки називається кут, відлічуваний від площини екватора в площині астрономічного меридіана до прямовисної лінії в цій точці, або дуга астрономічного меридіана від екватора до точки.

Астрономічної довготою точки називається двогранний кут, відлічуваний від площини Гринвічем астрономічного меридіана до площини астрономічного меридіана даної точки, або дуга екватора між цими меридіанами.

Астрономічним азимутом напряму називається двогранний кут, відлічуваний від північної частини площині астрономічного меридіана даної точки за годинниковою стрілкою до вертикальній площині містить даний напрямок.

Геодезичні координати точки виходять за коштами передачі їх від якогось вихідного пункту через геометричні побудови на поверхні еліпсоїда.

геодезичної широтою # 946; називається кут, відлічуваний від площини екватора в площині геодезичного меридіана до нормалі проведеної точки, або дуга геодезичного меридіана від екватора до точки.

Геодезичної довготою L називається двогранний кут, відлічуваний до площини геодезичного меридіана точки від площини геодезичного меридіана прийнятого за початковий, або дуга екватора між цими меридіанами.

Геодезичним азимутом напряму називається двогранний кут, відлічуваний від північної частини площині геодезичного меридіана точки за годинниковою стрілкою до нормальної площині містить даний напрямок.

Зв'язок геодезичних координат з астрономічними здійснюється через складові відхилення схилу в даній точці:

Висотою точки називається її отстояние від поверхні прийнятої за початкову.

У вищій геодезії три основні системи висот:

Ортометричною висота точки - її отстояние від поверхні геоїда по прямовисній лінії.

Геодезична висота точки - її отстояние від поверхні референц-еліпсоїда по нормалі.

Нормальна висота точки - її отстояние від поверхні квазігеоїда по нормалі.

Роботи виконуються тільки в ортометричною системах висот.