ФОРМА И РАЗМЕРЫ ЗЕМЛИ

Представление о форме Земли в целом можно получить, если вообразить, что вся планета ограничена поверхностью Мирового океана в спокойном состоянии, непрерывно продолженной под материками. Такая замкнутая поверхность, в каждой своей точке перпендикулярная к отвесной линии, называется уровенной поверхностью.

Уровенных поверхностей, огибающих Землю, можно вообразить множество. Та из них, которая совпадает со средним уровнем вод морей и океанов в спокойном состоянии, образует фигуру, которая в геодезии принята за общую фигуру Земли, называемую геоидом. Фигура геоида определяется направлением отвесных линий, положение которых зависит от распределения масс в земной коре. Вследствие невозможности определения истинного распределения масс внутри Земли поверхность геоида нельзя представить каким либо конечным математическим уравнением. Поэтому возникла необходимость замены поверхности геоида математически правильной и как можно ближе подходящей к ней поверхностью.

Путем точных геодезических, астрономических и гравиметрических измерений установлено, что по форме поверхность геоида наиболее близко подходит к математической поверхности эллипсоида вращения. Размеры земного эллипсоида характеризуются длинами его полуосей а (большая полуось) и b (малая полуось) и полярным сжатием:

Линии сечения поверхности сфероида плоскостями, проходящими через ось вращения, называются меридианами и представляют собой эллипсы (рис. 2.1). Линии сечения поверхности сфероида плоскостями, перпендикулярными к оси вращения, называются параллелями и являются окружностями. Параллель, плоскость которой проходит через центр сфероида, называется экватором.

Изучение фигуры Земли сводится в первую очередь к определению размеров полуосей и сжатия эллипсоида, наилучшим образом подходящего к геоиду и правильно ориентированного в теле Земли. Такой эллипсоид называется референц-эллипсоидом.

Размеры земного эллипсоида неоднократно определялись учеными разных стран. До 1946 г. в СССР пользовались эллипсоидом Бесселя (а=6377397 м, b=6356079 м, a=1:299,2). Однако эллипсоид Бесселя на территории СССР (особенно в восточных его районах) значительно отходит от поверхности геоида. В 1940 г. советскими учеными были получены размеры эллипсоида, наиболее подходящие для территории СССР (а=6378245 м, b=6356863 м, a=1:298,3). Эллипсоид указанных размеров с 1946 г. принят для геодезических работ в СССР и назван эллипсоидом Красовского по фамилии руководителя работ. Эллипсоид Красовского используется и на территории Украины в настоящее время. Размеры эллипсоида Красовского, полученные из обработки геодезических, астрономических и гравиметрических материалов градусных измерений СССР, Западной Европы и США, являются наиболее обоснованными как по объему использованных материалов, так и по строгости их обработки.

Рисунок 2.1 – Земной эллипсоид.

В настоящее время изучение физической поверхности Земли производится путем определения положения точек местности относительно расположенной некоторым образом поверхности (поверхности относимости), за которую принимается поверхность референц-эллипсоида Красовского.