Геоид. Квазигеоид. Эллипсоид. Рефиренц-эллипсоид

Задачи высшей геодезии

Главная задача – изучение фигуры (форма, размеры) и гравитационного поля Земли.

В основном эта задача решается посредством измерений – геодезических, гравиметрических, астрономических наблюдений и наблюдений с искусственных спутников Земли.

Решение этой задачи включают в себя:

- определение вида и размеров эллипсоида (простой поверхности) который бы достаточно хорошо представил фигуру Земли в целом.

- изучение действительной формы, фигуры Земли, т.е. определение геометрических величин отступления её от эллипсоида.

Изучение гравитационного поля происходит по такому же принципу – сначала определяют гравитационное поле эллипсоида, а затем величину отступления реального поля Земли от поля эллипсоида.

Следующая задача – это геодинамические исследования, т.е. изучение современных движений земной коры (движение земных полюсов, перемещение береговых линий морей и океанов, определение разностей уровней морей и океанов).

3) Создание опорных геодезических сетей обеспечивающих плановые и высотные координаты.

4) Разработка и совершенствование методов высотных измерений (углы, длины, нивелирование, астрономические наблюдения, наблюдений ИСЗ, гравиметрические.

5) Разработка методов математической обработки измерений указанных в п.4 (пример Куст).

Методами высшей геодезии определяются координаты отдельных точек земной поверхности (опорные пункты государственной сети), а затем эти координаты используются как исходные для детального изучения между ними формы Земли топографической съёмкой. Сама геодезическая съёмка опираясь на пункты ГГС не требует применения теорий высшей геодезии.

При решении задач высшей геодезии под фигурой Земли принимают физическую поверхность Земли.

Суша занимает 29%, она возвышается над уровнем моря в среднем на 900м, радиус Земли 6371км, т.е. суша возвышается на очень малую величину по сравнению с радиусом. 70% занято морями и океанами – это ровная поверхность по сравнению с сушей.

В первом приближении фигуру Земли можно представить в виде поверхности морей и океанов продолженной под сушей (материками) и так чтобы в любой точке этой поверхности отвесная линия была бы перпендикулярна поверхности. Такая фигура называется геоид.

Геоид не ровная поверхность т.к. гравитационное поле Земли в разных точках разное, следовательно, отвесные линии не параллельны, а геоид это поверхность, которая как бы подстраивается под отвесную линию.

Но гравитационное поле не возможно определить на поверхности эллипсоида т.к. поверхность проходит под материками.

Следовательно, гравитационное поле определяют на физической поверхности Земли и оно возможно будет отличаться от гравитационного поля геоида в данном месте! Но по-другому никак.

Геоид, построенный в результате продолжения поверхности морей и океанов под материками учитывающий гравитационное поле Земли на земной поверхности называется квазигеоид.

Общий земной эллипсоид – это эллипсоид вращения, центр которого совпадает с центром масс Земли, а параметры подобраны так, чтобы наилучшим образом соответствовать фигуре геоида (квазигеоида).

В отдельных странах (группе стран) применяют эллипсоиды размеры и ориентация которых наиболее приближённая к данному сектору геоида. Такой эллипсоид называется референц-эллипсоид.

В России используют эллипсоид Красовского.

4. GPS – системы

GPS – глобальная система позиционирования. С помощью GPS-приемников осуществляется определение координат точек на земной поверхности.

Вобще первый спутник Земли был запущен Советским Союзом в 1957г.

А работы по созданию GPS системы начались в 1973г. в США по заказу Министерства обороны США и только к июлю 1995г. было объявлено, что система в полной готовности 24 спутника (сейчас 32 – 24 работающих и 8 резервных). Американская система GPS называется NAVSTAR. Существует на сегодняшний день. Если первоначально система предназначалась исключительно для военного использования, то в 1983 году она была открыта для гражданских пользователей. Как известно, в тот год был сбит пассажирский самолет Корейских авиалиний с 296 пассажирами на борту, вторгшийся в воздушное пространство Советского Союза. После этого инцидента президент США Рональд Рейган разрешил частичное использование системы навигации для гражданских целей, но с искусственно заниженной точностью позиционирования. Ограничение точности было отменено указом президента США только в 2000 году. К тому моменту часть производителей сумели расшифровать алгоритм уменьшения точности, и это являлось их преимуществом перед другими производителями.

Работы по созданию Советской системы ГЛОНАСС «как ответ США» по заказу Министерства обороны СССР начались в 80х годах, в 1982г. – запущен 1ый спутник системы, в декабре 1995г. система имела 24 спутника, хотя было запущено 71 (малый срок службы аппаратов, неудачные запуски) из 71 «выжило» 24. НО уже в декабре 1998г. на орбите осталось 13 спутников (2000-8спутников, 2001-6спутников, 2002-7спутников, 2005-13спутников, вроде как началось возрождение системы…).

На сегодняшний день ГЛОНАСС обеспечивает непрерывно навигацию 26 спутников.

Несмотря на то, что система ГЛОНАСС изначально в 60-х годах прошлого столетия создавалась как система военного назначения, сейчас ГЛОНАСС находит широкое гражданское применение.

На сегодняшний день насчитывается четыре системы GPS.

Система Galileo – Совместный проект Европейского Союза и Европейского космического агентства, помимо стран Европейского союза в проекте участвуют: Китай, Израиль, Южная Корея, Украина и Россия. Система предназначена для решения геодезических и навигационных задач. Ныне существующие GPS-приёмники не могут принимать и обрабатывать сигналы со спутников. Галилео сейчас не работает. Ожидается, что система заработает в 2014-2016г.г.

Система Бэйдоу – китайская спутниковая система. На 26 октября 2012 года включает в себя 16 спутников, и обеспечивала определение географических координат в Китае и на соседних территориях. Планируется что на орбиту будет выведено 30-35 спутников (предположительно 30 работающих и 5 в резерве), сама система заработает уже в 2015 году, а на полную мощность выйдет к 2020 году. Слово «Бэйдоу» в переводе означает «Северный Ковш», это — китайское название созвездия Большой Медведицы.

Дата добавления: 2015-05-10