Форма и размеры Земли

Как отмечено ранее важнейшей задачей геодезии является изучение фигуры Земли, то есть определение размеров и формы Земли, а также определение внешнего гравитационного поля. В настоящее время под фигурой Земли понимают форму её поверхности на суше и невозмущенную волнениями поверхность океанов и морей.

Внешняя или физическая поверхность Земли на суше представлена сложнейшими геометрическими формами, и её непосредственное изучение представляет серьёзную проблему.

Водная поверхность мирового океана в условиях отсутствия волнений, ветровых нагонов и других возмущающих факторов является т.н. уровенной поверхностью, т.е. поверхностью, которая в каждой точке перпендикулярна направлению действия силы тяжести.

Эта поверхность, предложенная в 1873г. немецким геодезистом Листингом, носит название геоида (гео – Земля, эйдос – вид, геоид – землеподобный).

Поверхность геоида, как установлено по данным много-численных измерений, имеет сложную форму. Количественная оценка геометрии геоида по ряду причин затруднена, следовательно, сложная и, в общем, слабо изученная поверхность геоида не могла служить координатной поверхностью для определения взаимного положения точек на земной поверхности.

При математической обработке геодезических измерений поверхность геоида заменяется более простой и известной поверх-ностью относимости (поверхности на которую редуцируют, т.е. пере-носят измеренные величины) поверхностью общего земного эллипсоида, который имеет известные размеры и, кроме того, строго зафиксированное положение в теле Земли.

Здесь необходимо добавить, что и размеры земного эллипсоида и его ориентировка в теле Земли должны быть такими, чтобы его поверхность была близка к поверхности геоида.

Можно напомнить, что поверхность эллипсоида вращения образованна вращением эллипса вокруг его малой оси, размеры и форма эллипсоида вращения определяются двумя параметрами – большой полуосью и полярным сжатием.

Взаимное расположение геоида и эллипсоида представлено схематично на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Взаимное положение геоида и общего земного эллипсоида.

Как правило, геодезические измерения для определения параметров эллипсоида выполняются на ограниченной территории (отдельное государство, или несколько государств). В этом случае мы имеем дело с эллипсоидом, поверхность которого наилучшим образом приближается к некоторой региональной части геоида. Такой эллипсоид называют референц - эллипсоидом.