Понятие о форме и размерах Земли

Поверхность Земли состоит из возвышенностей, впадин, равнин и водных пространств океанов и морей. Водная поверхность составляет 71 %, а суша – 29 % всей земной поверхности. Поэтому под общей фигурой Земли в геодезии понимают фигуру, ограниченную замкнутой поверхностью вод морей и океанов, мысленно продолженную под материками. Такая поверхность называется основной уровенной поверхностью. В каждой точке она перпендикулярна к отвесной линии, проведенной через данную точку.

Общую фигуру Земли, ограниченную основной уровенной поверхностью называют геоидом. Геоид еще недостаточно полно изучен. По своей форме он не совпадает ни с одним известным в математике геометрическим телом, но многолетние геодезические, астрономические и геофизические измерения показали, что его фигура близка к эллипсоиду вращения, получаемому вращением эллипса вокруг его малой оси РР₁ (см. рисунок 2.1). Такую фигуру называют земным эллипсоидом. Размеры земного эллипсоида определяются длинами его полуосей: a = OQ; b = OP и полярным сжатием α = (a – b) / a.

В таблице 2.1 приведены результаты наиболее известных определений размеров земного эллипсоида.

Результаты измерений, которые производятся на земной поверхности, можно путем соответствующих вычислений привести к поверхности геоида. Для того, чтобы отнести их к поверхности земного эллипсоида, последний должен быть достаточно хорошо совмещен с геоидом, то есть чтобы центры эллипсоида и геоида возможно лучше совпадали и чтобы поверхность эллипсоида имела минимальное отклонение от поверхности геоида. Совмещенный таким образом с геоидом земной эллипсоид называется референц-эллипсоидом.

Таблица 2.1 – Размеры земного эллипсоида

На территории Республики Беларусь и стран СНГ в качестве референц-эллипсоида принят эллипсоид Красовского. Размеры этого референц-эллипсоида (см. таблицу 2.1) получены из обработки обширных астрономо-геодезических измерений, выполненных под руководством профессора Ф. Н. Красовского и наилучшим образом, подходят для территории стран СНГ. В других странах за основу геодезических и картографических работ приняты размеры других авторов. Например, в Англии – эллипсоид Кларка, в США – эллипсоид Хейфорда и т. д. Как видно из таблицы 2.1, величина полярного сжатия земного эллипсоида небольшая, поэтому для практических задач, не требующих высокой точности, общую фигуру Земли приближенно принимают за шар с радиусом, равным 6371,11 км.

В практике инженерно-геодезических работ поверхность эллипсоида и геоида считают совпадающими.