Сведения о фигуре и размерах Земли

ИЗОБРАЖЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ НА ПЛОСКОСТИ

Под общей фигурой Земли понимают фигуру, ограниченную физической поверхностью Земли.

71% поверхности Земли занимают океаны и моря, 29% – суша. Средняя глубина мирового океана 3800 м, средняя высота суши – 850 м. Таким образом, суша – маленький низкий остров в огромном и глубоком океане. Поверхность океана в спокойном состоянии называют средней уровенной поверхностью. Продолжим эту поверхность под материки. Тело, ограниченное средней уровенной поверхностью, называют геоидом.

Из-за неравномерности распределения масс в земной коре поверхность геоида волнистая (нерегулярная) и не описывается простыми, точными уравнениями. Однако к поверхности геоида очень близка поверхность эллипсоида вращения с малым полярным сжатием – сфероида. Для обработки результатов геодезических измерений в качестве фигуры Земли используют фигуру эллипсоида вращения, на поверхность которого (поверхность относимости) нормалями переносят точки физической поверхности Земли.

Размеры земного эллипсоида определяли по-разному и принимали разными в разных странах. Эллипсоид заданных размеров, определенным образом ориентированный в теле Земли и принятый в стране для установления системы геодезических координат, называется референц-эллипсоидом,а система геодезических координат, основанная на таком эллипсоиде, называется референцной системой.

Y   b a X   Рис. 2.1

Эллипсоид вращения получается вращением эллипса вокруг его поляр-ной оси и характеризуется размерами его меридианного эллипса

где a и b – большая (экваториальная) и малая (полярная) полуоси
меридианногоэллипса (рис. 2.1).

В России и во всех прилегающих к ней странах для обработки геодезических измерений с 1946 г. использовался эллипсоид Ф.Н. Красовского с размерами большой полуоси a и сжатия 1/f

a = 6 378 245ми 1/f = (a - b)/a = 1:298,3 .

Наблюдения за движением искусственных спутников Земли (ИСЗ) позволили определить размеры общего, наиболее подходящего к геоиду в целом, земного эллипсоида (для системы ПЗ-90):

a = 6 378 136м и 1/f = 1:298,257 839 303.

Центр его совмещен с центром масс Земли, ось вращения совпадает с направлением на Условный Земной полюс, принятое Международной службой вращения Земли, а плоскость нулевого меридиана параллельна плоскости начального астрономического (Гринвичского) меридиана, как было установлено Международным Бюро Времени.

Геометрические параметры общего земного эллипсоида приняты рав-ными параметрам уровенного эллипсоида вращения, а их поверхности – совпадающими между собой. За уровенный эллипсоид принята внешняя поверхность нормальной Земли, масса и угловая скорость вращения которой задаются равными массе и угловой скорости вращения Земли.

Сжатие Земли достаточно мало, разность полуосей всего 20 км. В работах малой точности считают Землю шаром со средним радиусом 6371 км.

Точное положение поверхности геоида относительно поверхности референц-эллипсоида определить нельзя. Для преодоления этого затруднения используют квазигеоид– фигуру, положение поверхности которой по отношению к поверхности референц-эллипсоида можно точно вычислить.

Изучение фигуры Землисостоит в определении отступлений поверхности квазигеоида от поверхности принятого эллипсоида вращения. С этой целью на территории страны создана государственная гравиметрическая сеть, на пунктах которой измеряют ускорение силы тяжести.

Основными геодезическими работами: установлением системы геоде-зических координат и картографированием всей территории страны – за­ни-мается ФСГиК – Федеральная служба геодезии и картографии России.