Система высот

Не лишне повториться, что в § 9 и § 12 были рассмотрены т.н. плановые системы координат, географические и прямоугольные, определяющие положение любой точки на поверхности земного эллипсоида, либо референц-эллипсоида, либо на плоскости. Однако эти плановые системы координат не позволяют получить однозначное положение точки на физической поверхности Земли. Географические координаты относят положение точки к поверхности референц-эллипсоида, прямоугольные координаты Гаусса относят положение точки к плоскости, полученной от развертки эллиптического цилиндра. И все эти определения никак не касаются физической поверхности Земли, которая для нас и является более интересной, чем референц-эллипсоид, которого мы никак не ощущаем. Таким образом, плановые системы координат не дают возможности однозначно определить положение данной точки. Необходимо как-то определить своё положение хотя бы словами «выше», «ниже». Только относительно чего?

Для получения полной информации о положении точки на физической поверхности Земли используется третья координата – высота. Поэтому и возникает необходимость рассмотреть третью систему координат – систему высот.

Рис. 2.23. Система высот.

За начало отсчета высот принимается средний уровень Балтийского моря, являющегося основной уровенной поверхностью, совпадающей с поверхностью геоида. Положение среднего уровня Балтийского моря определено в результате многолетних наблюдений и отмечено на футштоке на водомерном посту в г. Кронштадте.

Футшток – рейка с делениями, укреплённая отвесно на берегу так, чтобы обеспечивалась возможность определения по ней положения поверхности воды, находящейся в спокойном состоянии. Кронштадтский футшток – черта на медной пластине (доске), вмонтированной в гранитный устой Синего моста Обводного канала в г. Кронштадте. Первый футшток был установлен во времена правления Петра I, и с 1703 г. начались регулярные наблюдения за уровнем Балтийского моря. Вскоре футшток был разрушен и только с 1825 г. (и до настоящего времени) были возобновлены регулярные наблюдения. В 1840 г. гидрографом М.Ф.Рейнеке была вычислена высота уровня Балтийского моря и зафиксирована на гранитном устое моста в виде глубокой горизонтальной черты. С 1872 г. эта черта принята за нулевую отметку при вычислении высот всех точек на территории государства. Кронштадский футшток неоднократно видоизменялся, однако положение его основной отметки при изменениях конструкции сохраняли прежней, т.е. определённой в 1840 г.

Положение точки определяется расстоянием от неё по линии направления силы тяжести до основной уровенной поверхности (рис. 2.23). Это расстояние называют абсолютной высотой точки.

Абсолютные высоты H могут быть положительными (для точек, находящихся в нашем представлении выше уровня Балтийского моря), и отрицательными (для точек, тоже находящихся в нашем представлении ниже уровня Балтийского моря). Например, абсолютные высоты точек А и В – положительные, а абсолютная высота точки С – отрицательная.

Разность абсолютных высот двух точек называется относительной высотой или превышением, обозначаемым буквой h:

. (2.10)

Превышение одной точки над другой также может быть положительным и отрицательным. Если абсолютная высота точки А больше абсолютной высоты точки В, т.е. находится выше точки В, то превышение точки А над точкой В будет положительным, и наоборот, превышение точки В над точкой А – отрицательным.

Пример 2.6. Абсолютные высоты точек А и В: Н_А = +124,78 м; Н_В = +87,45 м.

Найти взаимные превышения точек А и В.