Что такое поверхность относимости

Поверхность относимости. Эллипсоид вращения. Сфероид. Экватор. Геодезические меридианы и параллели

Одна из главных задач топографии – отображение земной поверхности и объектов, расположенных на ней, на плоскости в виде карт и планов. Но поскольку поверхность геоида, квазигеоида, а тем более физическая поверхность Земли математически неправильные, то с такими поверхностями практически невозможно работать. Поэтому поступают следующим образом.

1. Сначала определяют форму и размеры некоторой модели Земли, поверхность которой является относительно простой, хорошо изученной в геометрическом отношении, удобная для решения на ней геодезических и картографических задач и которая наиболее полным образом характеризует в первом приближении форму и размеры реальной Земли.

2. Затем, приняв поверхность этой модели за отсчетную, определяют относительно нее высоты точек реальной Земли.

Поверхность, которая соответствует принятой модели, называется поверхностью относимости. Т.е. реальная физическая поверхность Земли первоначально отображается на поверхность относимости.

При решении геодезических задач за такую модель Земли принимается эллипсоид вращения (рис. 4).

Эта фигура образуется вращением эллипса вокруг его малой оси , которая совпадает с осью вращения Земли

(2.1)

Эллипсоид вращения с малым сжатием называется сфероидом.

Линии пересечения поверхности сфероида плоскостями, проходящими через ось вращения , называются геодезическими меридианами и являются эллипсами.

Линии пересечения поверхности сфероида плоскостями, перпендикулярными оси вращения, называются параллелями и являются окружностями.

Параметры эллипсоида должны быть такими, чтобы он наилучшим образом подходил к геоиду. В том случае, когда эллипсоид наиболее близок к фигуре Земли в целом, его называют средним или общим земным эллипсоидом (рис. 4).

В некоторых странах или группе стран во время обработки геодезических измерений используют эллипсоиды с параметрами, полученными по результатам геодезических работ на территории данной страны или нескольких стран. Такие «рабочие» эллипсоиды называются местными эллипсоидами или референц-эллипсоидами (рис. 5). Референц-эллипсоид можно рассматривать как эллипсоид, который наилучшим образом подходит только для некоторой части поверхности Земли.

В Украине, как и в России, а также в бывшем СССР, в качестве отсчетного эллипсоида используется референц-эллипсоид Красовского, который характеризуется следующими параметрами:

Данный эллипсоид был принят в качестве рабочего в бывшем СССР в 1946 году.

Поскольку полярное сжатие референц-эллипсоида очень маленькое, то при решении многих задач за фигуру Земли принимают сферу, которая равна по объему земному эллипсоиду. Для референц-эллипсоида Красовского радиус такой сферы составляет 6371,11 км.

Источник

Поверхность относимости

Поверхность относимости (при базисных измерениях)

уровенная поверхность, совпадающая с поверхностью Мирового океана и используемая для редуцирования результатов измерений на физической поверхности Земли

Примечание: В системе Роскартографии начальному пункту базиса присваивается условная отметка 100,00 м; по превышению межу пунктами вычисляются отметки последующих пунктов базиса.

Смотреть что такое «Поверхность относимости» в других словарях:

поверхность — 34 поверхность: Двухмерный пространственный объект, образованный в своих границах набором значений функции двухмерных координат в виде непрерывного поля. Источник: ГОСТ Р 52438 2005: Географические информационные системы. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Координаты — I Координаты [от лат. co (cum) совместно и ordinatus упорядоченный, определённый], числа, заданием которых определяется положение точки на плоскости, на любой поверхности или в пространстве. Первыми вошедшими в систематическое… … Большая советская энциклопедия

Координаты (в геодезии) — Координаты в геодезии, совокупность трёх чисел, определяющих положение точки земной поверхности относительно некоторой исходной поверхности. Последняя, так называемая поверхность относимости, суть поверхность, заменяющая в некотором приближении… … Большая советская энциклопедия

МИ БГЕИ 40-03: Базисы эталонные. Методика поверки — Терминология МИ БГЕИ 40 03: Базисы эталонные. Методика поверки: Поверхность относимости (при базисных измерениях) уровенная поверхность, совпадающая с поверхностью Мирового океана и используемая для редуцирования результатов измерений на… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГРАВИМЕТРИЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ — раздел гравиметрии, посвященный использованию данных о поле силы тяжести для точного определения формы Земли геоида. Расстояние между поверхностью геоида и геометрически, правильной поверхностью эллипсоида вращения можно вычислить, если известно… … Геологическая энциклопедия

определение — 2.7 определение: Процесс выполнения серии операций, регламентированных в документе на метод испытаний, в результате выполнения которых получают единичное значение. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

высота — 3.4 высота (height): Размер самой короткой кромки карты. Источник: ГОСТ Р ИСО/МЭК 15457 1 2006: Карты идентификационные. Карты тонкие гибкие. Часть 1. Физические характеристики … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Селенодезия — (от греч. selene Луна и dáio делю, разделяю) научная дисциплина, посвященная изучению фигуры и размеров Луны. Селенодезические исследования проводятся обычно в трёх направлениях. Во первых, изучается эллипсоид инерции Луны, что даёт… … Большая советская энциклопедия

Источник

Форма и размеры Земли

Физическая поверхность Земли представляет собой сочетание бесконечно большого числа неровностей. Она состоит из океанов, морей и материков с островами. Поверхность океанов в их спокойном состоянии ровная, а суша, составляющая только 29 % от общей площади Земли, представляет собой сложные сочетания гор, возвышенностей, равнин и низменностей. Поэтому поверхность Земли не имеет математического выражения, хотя для решения задач науки и практики требуется знать пространственное положение ее точек. Устанавливать их удобно относительно вспомогательной поверхности, близкой к реальной (физической) поверхности Земли. Такую поверхность называют поверхностью относимости, за которую принимается основная уровенная поверхность Земли, в каждой точке которой нормаль совпадает с направлением отвесной линии (с направлением силы тяжести). Это поверхность воды океанов и открытых морей, находящаяся в спокойном состоянии и мысленно продолженная под материками так, что к ней отвесные линии перпендикулярны во всех точках на Земле. Выбор поверхности воды океанов и морей за уровенную поверхность Земли, объясняется тем, что поверхность открытых водных пространств занимает 71 % общей площади Земли.
В 1873 г. немецкий физик И. Б. Листинг назвал эту поверхность поверхностью геоида. Однако и фигура геоида сложна и строго неопределима, поскольку зависит от малоизученного распределения масс внутри Земли. Поэтому поверхность геоида не соответствует поверхности ни одной правильной математической фигуры, что не позволяет проводить расчеты, связанные с обработкой геодезических измерений на земной поверхности.

Элементы земного эллипсоида, рассчитанные Деламбром (1800), Бесселем (1841), Хейфордом (1909) и другими учеными неодинаковы, так как вычислены по геодезическим измерениям разных по протяженности дуг меридианов и параллелей.
Земной эллипсоид, принятый для обработки геодезических измерений и установления единой государственной системы координат называется референц-эллипсоидом.
На территории СССР пользовались эллипсоидом Ф. В. Бесселя до 1946 г. Однако этот эллипсоид был рассчитан в основном по данным Западной Европы. На Дальнем Востоке его поверхность сильно уклонялась от поверхности Земли.
Более точные результаты размеров земного эллипсоида были получены в 1940 г. Ф. Н. Красовским и А. А. Изотовым по результатам астрономо-геодезических работ, выполненных на территории СССР, Западной Европы и США. Размеры земного эллипсоида, получившего название «референц-эллипсоида Красовского», были приняты для геодезических и картографических работ на всей территории СССР. Отклонения поверхности референц-эллипсоида Красовского от поверхности геоида не превышают 150 м. Точкой ориентирования референц-эллипсоида Красовского является центр круглого зала Пулковской обсерватории, широта В0 и долгота L0 которого определены из астрономических наблюдений и приняты исходными, а поверхность эллипсоида совмещена со средним уровнем воды в Финском заливе и отмечена на Кронштадском футштоке.
В настоящее время основные геометрические параметры общеземного эллипсоида определяются более точными методами с использованием искусственных спутников Земли.
При картографических работах (составление карт мелких масштабов) Землю достаточно принимать за шар, объем которого равен объему земного сфероида. Исходя из размеров эллипсоида Красовского R = 6 371 110 м.

Методы определения формы и размеров Земли

Астрономо-геодезический метод. Определение формы и размеров Земли при помощи этого метода основано на использовании градусных измерений, суть которых сводится к определению линейной величины дуг меридианов и параллелей на разных широтах.
Первое известное в истории определение длины земного меридиана, выполненное в античное время в Египте принадлежит Эратосфену. По его определениям длина меридианной окружности, равнялась 39 500 км, то есть очень близко к действительной величине меридиана 40 009 км. Ряд допущений, сделанных Эратосфеном, и несовершенный метод линейных измерений (расстояние определялось по длине караванного пути, измеренное в египетских стадиях (1 стадия может быть приравнена к 157,5 м) привели к приближенным результатам. Однако значение выполненных работ заключается в том, что Эратосфен впервые применил геодезический метод определения размеров Земли и получил довольно удовлетворительные для того времени результаты.
Высокая точность измерения значительных по протяженности расстояний обеспечивается методом триангуляции, который был разработан в 1615 г. голландским ученым В. Снеллиусом. Триангуляция (от лат. triangulum – треугольник) – способ определения положения опорных геодезических пунктов А, В, С,… на местности путем построения сети примыкающих друг к другу треугольников, в которых измеряются все углы, а с помощью базиса аb определяется длина выходной стороны АВ в их ряду, длины же других сторон вычисляют по координатам этих пунктов (рис. 2.3).

Триангуляция являлась основным способом создания опорной геодезической сети и градусных измерений до развития и становления космического метода. Триангуляционные работы по определению длины дуг меридианов и параллелей проводились учеными разных стран.
Геофизический (гравиметрический) метод. Геофизика – это наука, изучающая физические свойства Земли в целом и процессы, происходящие в ее геосферах. Этот метод основан на измерении величин, характеризующих земное поле силы тяжести, и их распределение на поверхности Земли. Измерения потенциала силы тяжести, выполняемые на поверхности Земли, позволяют вычислять сжатие Земли с большей точностью, чем астрономо-геодезическим методом.
Преимуществом этого метода является то, что его можно использовать на акваториях морей и океанов, где возможности астрономо-геодезического метода ограничены. С именем французского ученого А. Клеро (1713–1765) связано применение гравиметрического метода. В 1743 г. предполагая, что Земля состоит из сфероидальных слоев с общим центром, плотность которых возрастает к центру.
Развитие космического метода относится к периоду освоения космического пространства с помощью ИСЗ. Этот метод основан на наблюдениях за ИСЗ и определении координат в заданный момент времени. Выявление отклонений реальных орбит ИСЗ от предвычисленных, вызванных неравномерным распределением масс в земной коре, позволяет уточнить представление о гравитационном поле Земли, а, следовательно, о ее форме и размерах.

Источник

1.5. Системы высот

1.5.1. Определение системы высот

Нивелирные сети

Геометрическое нивелирование

Геометрическим нивелированием называют процесс измерения разностей высот точек местности (превышений) с помощью горизонтального луча визирования геодезического прибора.

Уровенная поверхность

Уровенная поверхность в геодезии, поверхность, во всех точках которой потенциал силы тяжести имеет одинаковую величину. Направление нормали к У.п. совпадает с направлением силы тяжести, т.е. с линией отвеса. Примером У.п. является поверхность жидкости, находящейся в равновесии. У.п. гравитационного поля Земли, совпадающая со средним уровнем воды в океанах, называется геоидом и принимается за математическую поверхность Земли, или «уровень моря», от которого отсчитывают высоты точек земной поверхности. Форма У.п. весьма сложна и зависит от внутреннего строения Земли.

Проведем в точках А и М уровенные (эквипотенциальные) поверхности W_А=const и W_M=const. Уровенная поверхность, проходящая через точку А и совпадающая с уровнем моря, является геоидом. Следует иметь в виду, что топографическая поверхность моря в спокойном состоянии не является эквипотенциальной поверхностью. Несовпадение между ними может достигать 2.5 м. Проведем также силовые линии АА₀ и ММ₀ до их пересечения с эллипсоидом. Ортометрической высотой называется расстояние между геоидом и данной точкой, отсчитываемое по силовой линии, проходящей через точку. Ортометрическая высота для точки М может быть получена по формуле

От этого недостатка свободна предложенная М.С. Молоденским система нормальных высот, в которых высота точки может быть вычислена по формуле

Нормальная сила тяжести во внешнем пространстве находится по формуле

Источник

Космическая (спутниковая) геодезия

Первые наблюдения за небесными телам начались еще в 17 веке с изобретением первых телескопов. С развитием приборостроения и появлением новых оптических приборов и отсчетных механизмов для них, повышалась точность измерений, что в свою очередь давало людям возможность лучше понимать размеры и форму Земли, а также других объектов нашей Солнечной системы и даже целой Вселенной.

Благодаря началу гонки вооружений и развитию космической отрасли был запущен первый искусственный спутник Земли в 1957 г. Что дало возможность проведения измерений на ИСЗ как на точку в небе с известными координатами. Тяга человека к освоению космоса привела к запуску еще большего количества спутников, которые уже можно было не только измерять с Земли методами классической геодезии, но и сами спутники проводили измерения между собой и Землей. Это привело к появлению новых методы измерений, и в десятки раз увеличилась точность измерений. Вскрылись глубокие и обширные связи геодезии (ее задач и проблем) с другими науками о космическом пространстве и о Земле. Таким образом формировался раздел геодезии, получивший название космическая геодезия.

Космическая геодезия — это научная дисциплина, в которой для решения научных и практических задач геодезии используются результаты наблюдений искусственных спутников Земли (ИСЗ), космических аппаратов (КА) и Луны и звёзд.

В соответствии с этим в предмет изучения в рамках космической геодезии входят:
• теории движения небесных тел;
• разработка способов определения орбит небесных тел (прямая задача) и вычисления эфемерид (обратная задача);
• обоснование требований к геодезическим спутникам в отношении параметров их орбит и состава бортовой аппаратуры;
• обоснование требований к расположению станций наблюдения и их аппаратурного оснащения;
• изучение методов наблюдений и теории математической обработки наблюдений;
• интерпретация результатов наблюдений и их обработки.

Задачи космической геодезии

Задачи космической геодезии тесно связаны с проблемами картографирования Земли из космоса, с различными видами съемок ее поверхности, что весьма важно для получения планетарных характеристик Земли и изучения ее природных ресурсов. Наблюдение далеких небесных тел и расчёт их эфемерид помогает в освоении космоса и запусках космических кораблей.

1. Основной задачей КГ является определение размеров и формы Земли. Вместе с другими величинами, такими как гравитационная постоянная Земли, скорость вращения они образуют набор, называемый фундаментальными параметрами Земли. Используя методы КГ, геодезисты определили фундаментальные параметры не только для Земли, но и для Луны, Марса, Венеры и Меркурия.

2. Создание геоцентрической системы координат, которая подходила бы ко всей Земле. Такие системы у нас принято называть общеземными.

3. Определение положения и изменения со временем координат наземных пунктов, а также изменение траектории ИСЗ. Летая над поверхностью Земли ИСЗ испытывает на себе влияние гравитационных аномалий, из-за чего изменяется траектория его движения. Отсюда следует, что если получать его орбиту в разные моменты времени, то можно по изменению в орбите определить гравитационные аномалии и по ним найти положение геоида (или квазигеоида) над эллипсоидом. По изменению положения наземных пунктов можно измерять и моделировать геодинамические явления (например, движение полюсов Земли, определение характеристик вращения Земли – точного времени, движений литосферных плит).

Возникновение и развитие космической геодезии

Чтобы лучше понять, почему возникла необходимость в развитии методов космической геодезии, следует остановиться на некоторых моментах из истории геодезии.

Известно, что различные геодезические работы выполнялись людьми с глубокой древности. Одними из первых известных нам геодезистов были египтяне. Они использовали для восстановления разрушаемых разливами Нила границ земельных угодий опорные пункты, которые находились вдали от реки. Также важное значение имело ориентирование и определение местоположения в сухопутных и морских путешествиях.

По мере развития человечества повышались требования к точности геодезических работ, совершенствовались методы и техника измерений, способы обработки измерительной информации.

Важное значение для развития геодезии имело предложение голландского ученого Снеллиуса (1580-1626 гг.) использовать в качестве метода передачи координат триангуляцию. В 1615-1617 гг. Снеллиус выполнил в Голландии градусное измерение по дуге меридиана, состоящее из 33 треугольников и имеющее протяженность около 130 км.

В XX веке для создания геодезического обоснования, наряду с триангуляцией, стала применяться полигонометрия. Ее развитие стимулировало широкое внедрение в геодезическое производство радио- и светодальномеров. Их использование позволило создавать геодезические построения методом трилатерации (путем измерения длин сторон треугольников).

Традиционные геодезические построения создавались на отдельных, разделенных значительными водными преградами или государственными границами, территориях. По ним были образованы геодезические референцные системы. К их числу относятся референц-эллипсоиды Бесселя, Кларка, Красовского, Хейфорда и др. (всего более 10). Положение референц-эллипсоидов, образующих геодезические системы на разных континентах, относительно друг друга и центра масс Земли нельзя установить при помощи только триангуляции и полигонометрии.

Ограниченные возможности классических методов в смысле передачи координат обусловлены сравнительно небольшими предельными длинами сторон триангуляции и полигонометрии (20-30 км), а также требованием взаимной видимости между пунктами. Для этого пункты строились на вершинах гор, а на равнинной местности устанавливались специальные сигналы.

В 1768 году Иоган Эйлер (сын Леонарда Эйлера) опубликовал работу, в которой обосновал возможность определения параметров земного эллипсоида по одновременным измерениям зенитных расстояний Луны с пунктов, расположенных на одном меридиане и имеющих известные астрономические координаты.

С начала XX века внимание к так называемым «лунным» методам усилилось, и космическая геодезия стала оформляться как раздел геодезической науки. Предпринимались попытки использовать для решения геодезических задач результаты наблюдений моментов покрытий звезд Луной, солнечных затмений и фотографирования Луны на фоне звезд. Из-за значительного удаления Луны от Земли (в среднем 384 000 км) лунные методы не позволяют достичь требуемой в настоящее время для решения геодезических задач точности. Например, применение фотографирования Луны на фоне звезд (наиболее точного из названных методов) обеспечивает получение координат пунктов наблюдений с ошибкой примерно 100 м.

В 1946 г. финский геодезист Ю. Вяйсяля разработал принципы построения триангуляции путем фотографирования вспышек света на фоне звезд. Для этого источник света поднимали на значительную высоту самолетом, газовым баллоном или ракетой и по команде с Земли он давал кратковременные вспышки. С двух пунктов на поверхности земли выполнялось синхронное фотографирование двух и более вспышек света в различных вертикальных плоскостях, по результатам которого можно было с высокой точностью определить направление хорды, соединяющей пункты наблюдений. Если таким образом определить направления хорд, соединяющих все пункты наблюдений, то можно вычислить координаты последних. Для этого необходимо знать координаты хотя бы одного из пунктов и длину хотя бы одной хорды.

Проводившиеся в ряде стран эксперименты по созданию таких построений показали, что при сторонах 100-300 км звездная триангуляция позволяет получать результаты достаточно высокой точности (ошибка направления хорды составляет 0,5-1,5²). Однако расстояния между пунктами были ограничены высотой баллонов с лампами-вспышками, которые могли подниматься на высоту до 30-40 км.

С запуском в СССР 4 октября 1957 г. первого в мире искусственного спутника Земли появилась возможность создавать космические построения, основанные на наблюдениях ИСЗ. Измерения доплеровского сдвига частоты передатчика этого спутника на пункте наблюдения с известными координатами позволили определить параметры движения ИСЗ. Обратная задача была очевидной: по измерениям одного и того же доплеровского сдвига при известных координатах ИСЗ найти координаты пункта наблюдения.

Все системы координат, применяемые в космической геодезии

При решении задач космической геодезии приходится использовать различные системы координат, отличающиеся между собой:

1. Расположением начала отсчета координат
• планетоцентрические
• геоцентрические
• квазигеоцентрические (референцные)
• планетографические
• топоцентрические
• спутникоцентрические
• барицентрические
2. Ориентацией основной плоскости
• экваториальные
• горизонтальные
• орбитальные
3. Ориентацией начальной плоскости
• гринвичские
• равноденственные
4. Видом координатных систем
• прямоугольные
• полярные
• цилиндрические
• сферические
• сфероидические

В настоящее время наиболее распространенными являются прямоугольные системы координат в трехмерном евклидовом пространстве, для задания которых необходимо указать начало, масштаб и ориентировку осей.

Среди многочисленных систем координат, используемых для решения тех или иных задач, выделим две основные — инерциальную (равноденственную) и общеземную.
Для практической реализации этих систем координат используется косвенный метод, то есть системы координат задаются совокупностью реперов (звёзды, квазары, точки земной поверхности), положение которых определяется из специальных наблюдений.

Инерциальная система координат

Геоцентрическая общеземная система координат

Орбитальная система координат

Орбитальная система координат состоит из плоскости орбиты, эксцентрическая аномалия Е, девиация D и радиальное расстояние r₀. Девиация определяет угловое отклонение объекта в эпоху t от плоскости орбиты в начальную эпоху t₀ из-за возмущений в его движении. Для перехода от орбитальной системы координат в прямоугольную необходимо знание элементов орбиты. Элементы орбиты характеризуют положение орбиты в пространстве, ее размер и форму, а также положение небесного тела на орбите.

Объектоцентрическая система координат

Под объектоцентрической системой координат понимается система, отнесенная к центру масс ИСЗ с осями, направленными по радиусу-вектору и к точкам юга и востока в плоскости местного горизонта. Одна ко для анализа точности вычисления положения ИСЗ и остаточных уклонений измеренных величин чаще используется система координат, оси которой направлены вдоль радиуса-вектора и перпендикулярно к нему по движению ИСЗ в плоскости и поперек орбиты так, чтобы система оказалась правой.

Геодезические системы координат

Горизонтальная система координат

Большинство измерений на земной поверхности выполняются в горизонтальной системе координат, связанной с отвесной линией. В данной работе горизонтальной системой координат будет считаться система, вертикальная ось которой направлена по нормали к поверхности эллипсоида, а горизонтальные оси – по касательным к меридиану и параллели в сторону возрастания широт и долгот. Эта система координат отличается от системы, связанной с отвесной линией, на величины составляющих уклонения отвесной линии, поэтому в наблюдения необходимо вводить соответствующие поправки.

Плоские прямоугольные системы координат

В практике геодезических и картографических работ, как правило, используются плоские системы координат. Они получаются при отображении эллипсоида на плоскости с помощью формул картографических проекций. Наиболее употребительными из них являются проекции Гаусса и Ламберта. Существуют также условные плоские системы координат, которые отличаются нестандартными началами или приближенно аппроксимируют некоторую условную систему.
Поэтому геоцентрические координаты пунктов, определенные относительным методом, необходимо перевычислить в требуемую плоскую систему координат.

Эти перевычисления ведутся в следующей последовательности:

Методы создания геоцентрической системы координат

Гравиметрический метод

Гравиметрический метод состоит в изучении различными способами гравитационного поля Земли и представлении его в виде разложения по сферическим функциям.

Способы изучения гравитационного поля земли:

• гравиметрический наземный
• астрономо-геодезическим
• спутниковым альтиметрическим
• градиентометрическим и др.

Астрономо-геодезический метод

Астрономо-геодезический метод впервые был доведен до практического применения в работе И.Д. Жонголовича, где уравнение поправок для большой полуоси и координат центра общеземного эллипсоида x₀, y₀, z₀ относительно центра некоторого референц-эллипсоида

Рассматриваемый метод реализует следующую идею. Если достаточно точно определить фигуру квазигеоида и аппроксимировать ее эллипсоидом вращения при условии минимума отклонений фигуры квазигеоида от эллипсоида по методу наименьших квадратов, то этот эллипсоид и будет общеземным, а его центр будет совмещен с ЦМЗ. Но, как известно, результат такого решения зависит от точности и объема доступной гравиметрической информации. Использование этого метода в пределах некоторых стран и регионов привело к созданию множества референц эллипсоидов и национальных систем координат.

Метод разрабатывался в течение всего развития наземной геодезии, так как геодезисты всегда стремились изучать реальную физическую поверхность Земли, и только из-за ограниченности доступной измерительной информации получали референцную систему координат. В настоящее время опыт развития космической геодезии и нового уравнивания астрономо геодезической сети (АГС) СССР дает основания для уточнения некоторых постоянных, по уравнениям поправок градусных измерений предлагалось определить поправку к большой полуоси референц-эллипсоида Δа и координаты центра общеземного эллипсоида (ОЗЭ) Х_о, У_о, Z_o.
Речь должна идти о большем числе определяемых параметров.
При развитии геодезической сети на некоторой территории и обработке астрономо-геодезических данных предварительно принимается некоторый эллипсоид относимости, на который редуцируются все измерения. Его параметры ориентирования обычно задаются координатами исходного пункта, высотой геоида (квазигеоида) и исходным азимутом, которые, как правило, устанавливаются из астрономических определений. Для редукции измерений на эллипсоид относимости развиваются сети нивелирования и выполняется гравиметрическая съемка. Для исключения накопления ошибок измерений определяются пункты Лапласа с астрономическими координатами и азимутами, которые связаны не с эллипсоидом относимости, а с физической поверхностью Земли. На этом этапе предполагается, что это и есть ОЗЭ.

Спутниковые методы создания геоцентрической системы координат

Спутниковые методы создания геодезических сетей геометрический, орбитальный, динамический и навигационный, а также их сочетания и разновидности.
Например, метод коротких дуг является разновидностью орбитального метода. Геоцентрические системы координат создаются только орбитальным и динамическим методами.

При обработке любых наблюдений используется некоторая модель исследуемого объекта. Например, в наземных сетях совокупность координат исходных пунктов и предварительных координат определяемых является моделью создаваемой геодезической сети, которая затем оптимизируется методом наименьших квадратов под имеющиеся измерения.

В спутниковых сетях, кроме предварительных координат пунктов, используются модель сил, воздействующих на движение спутника, фундаментальные геодезические и геофизические постоянные и другие величины, совокупность которых составляет так называемую Стандартную Землю.

Отличие орбитального метода от динамического состоит в том, что в орбитальном методе модель движения ИСЗ и параметры ГПЗ считаются исходными, а определяемыми, кроме координат пунктов, являются только начальные условия орбитальных дуг. В динамическом методе, кроме неизвестных орбитального метода, определяются параметры ГПЗ. Однако это не означает, что в орбитальном методе не могут определяться некоторые дополнительные неизвестные (например, баллистический коэффициент или координаты полюса), а в динамическом методе нет никаких принятых за исходные величин. Деление на модельные и определяемые параметры весьма условно и главное отличие динамического и орбитального методов состоит все же в определении, прежде всего, параметров ГПЗ, но исходная модель Стандартной Земли в них одна и та же.

При создании КГС используется следующая общая технология :

— проектирование и создание космического геодезического комплекса;
— планирование и выполнение наблюдений ;
— предварительная обработка материалов наблюдений;
— интегрирование и предварительное уточнение начальных условий орбитальных дуг;
— общее орбитальное или динамическое решение;
— распространение полученных результатов на другие параметры Стандартной Земли и при необходимости повторение общего решения с уточнённой моделью Земли.

В проекте создания модели Стандартной Земли предусматривается проектная точность получения ее параметров, число намеченных к запуску геодезических ИСЗ, количество и расположение пунктов КГС, их оснащение измерительными средствами, длительность периода наблюдений, порядок и сроки обработки материалов и получения окончательных результатов.

После запуска ИСЗ и испытания функционирования бортовых систем в его управляющий процессор (БЦВМ) периодически закладывается программа работы бортовых систем, обеспечивающая включение и выключение бортовых передатчиков и другой аппаратуры в зонах видимости наблюдательных пунктов или при выходе из н их. Центральный пункт управления комплексом (ЦУП) осуществляет постоянный радиоконтроль орбиты ИСЗ, поэтому практически не возникает задачи предварительного определения параметров орбиты. Эфемериды ИСЗ могут быть рассчитаны на длительное время вперед и тем или иным способом доведены до наблюдателей.

Заключение

Космическая геодезия – это не только совокупность нетрадиционных космических методов, позволяющих решать научные и практические задачи геодезии как науки о Земле, ведь «гео» – это по-гречески (γ̃η) Земля! Космическая геодезия – это не только научная дисциплина, использующая естественные и искусственные космические объекты для решения геодезических задач. Мы стоим на пороге постановки и решения основной задачи космической геодезии (как самостоятельной научной дисциплины): создание единой координатной основы для работы в Солнечной системе. Это значит, что космическая геодезия, начав с глобального изучения Земли, как одной из планет, в перспективе поможет человечеству выйти на уровень освоения всей Солнечной системы.

Источник