الجيود هو نموذج لشكل الأرض (أي نظيره في الحجم والشكل)، والذي يتوافق مع متوسط ​​مستوى سطح البحر، وفي المناطق القارية يتحدد بمستوى الكحول. بمثابة سطح مرجعي يتم من خلاله قياس الارتفاعات الطبوغرافية وأعماق المحيط. يسمى التخصص العلمي حول الشكل الدقيق للأرض (الجيويد) وتعريفه وأهميته بالجيوديسيا. يتم تقديم معلومات أكثر تفصيلاً حول هذا في المقالة.

ثبات الإمكانات

يكون الشكل الجيودي في كل مكان متعامدًا مع اتجاه الجاذبية ويقترب في الشكل من الشكل الكروي المفلطح المنتظم. ومع ذلك، فإن هذا ليس هو الحال في كل مكان بسبب التركيزات المحلية للكتلة المتراكمة (الانحرافات عن التجانس في العمق) وبسبب الاختلافات في الارتفاع بين القارات وقاع البحر. من الناحية الرياضية، الجيود هو سطح متساوي الجهد، أي يتميز بوظيفة محتملة ثابتة. ويصف التأثيرات المجمعة لجاذبية كتلة الأرض والتنافر الطارد المركزي الناتج عن دوران الكوكب حول محوره.

نماذج مبسطة

إن الجيود، بسبب التوزيع غير المتكافئ للكتلة والمشاكل الناتجة، ليس سطحًا رياضيًا بسيطًا. إنها ليست مناسبة تمامًا لمعيار الشكل الهندسي للأرض. لهذا (ولكن ليس للتضاريس) يتم استخدام التقديرات التقريبية ببساطة. في معظم الحالات، يكون التمثيل الهندسي الكافي للأرض عبارة عن كرة، والتي يجب تحديد نصف قطرها فقط. عندما يكون هناك حاجة إلى تقريب أكثر دقة، يتم استخدام القطع الناقص للثورة. هذا هو السطح الذي تم إنشاؤه عن طريق تدوير القطع الناقص 360 درجة حول محوره الأصغر. يُطلق على الشكل الإهليلجي المستخدم في الحسابات الجيوديسية لتمثيل الأرض اسم الإهليلجي المرجعي. غالبًا ما يستخدم هذا الشكل كسطح أساسي بسيط.

يتم تحديد الشكل الإهليلجي للدوران بواسطة معلمتين: المحور شبه الرئيسي (نصف القطر الاستوائي للأرض) والمحور شبه الصغير (نصف القطر القطبي). يتم تعريف التسطيح f على أنه الفرق بين المحورين شبه الرئيسي وشبه الثانوي مقسومًا على المحور الرئيسي f = (a - b)/a. وتختلف أنصاف محاور الأرض بحوالي 21 كم، كما تبلغ الإهليلجية حوالي 1/300. لا تتجاوز انحرافات الشكل الجيولوجي عن الشكل الإهليلجي للدوران 100 متر. ويبلغ الفرق بين نصفي محور القطع الاستوائي في حالة النموذج الإهليلجي ثلاثي المحاور للأرض حوالي 80 مترًا فقط.

مفهوم الجيود

مستوى سطح البحر، حتى في غياب تأثيرات الأمواج والرياح والتيارات والمد والجزر، لا يشكل رقما رياضيا بسيطا. يجب أن يكون سطح المحيط غير المضطرب متساويًا مع سطح مجال الجاذبية، وبما أن الأخير يعكس عدم تجانس الكثافة داخل الأرض، فإن الأمر نفسه ينطبق على تساوي الجهد. جزء من الجيود هو سطح المحيطات متساوي الجهد، والذي يتزامن مع متوسط ​​مستوى سطح البحر غير المضطرب. أسفل القارات، لا يمكن الوصول إلى الجيود مباشرة. بل إنه يمثل المستوى الذي سترتفع إليه المياه إذا تم قطع القنوات الضيقة عبر القارات من المحيط إلى المحيط. يكون الاتجاه المحلي للجاذبية عموديًا على سطح المجسم الأرضي، وتسمى الزاوية بين هذا الاتجاه والخط العمودي للمجسم الإهليلجي بالانحراف عن الوضع الرأسي.

الانحرافات

قد يبدو أن الجيود هو مفهوم نظري ذو قيمة عملية قليلة، خاصة فيما يتعلق بالنقاط الموجودة على سطح أرض القارات، لكن الأمر ليس كذلك. يتم تحديد ارتفاعات النقاط على الأرض من خلال المحاذاة الجيوديسية، حيث يتم إنشاء مماس لسطح تساوي الجهد بمستوى روحي، ويتم محاذاة الأعمدة المعايرة باستخدام خط راسيا. وبالتالي، يتم تحديد الاختلافات في الارتفاع فيما يتعلق بتساوي الجهد، وبالتالي فهي قريبة جدًا من الجيود. وبالتالي فإن تحديد 3 إحداثيات لنقطة على السطح القاري باستخدام الطرق الكلاسيكية يتطلب معرفة 4 كميات: خط العرض وخط الطول والارتفاع فوق مجسم الأرض والانحراف عن المجسم الإهليلجي في هذا المكان. لعب الانحراف العمودي دورًا كبيرًا، نظرًا لأن مكوناته في الاتجاهات المتعامدة أدخلت نفس الأخطاء كما هو الحال في التحديدات الفلكية لخطوط الطول والعرض.

على الرغم من أن التثليث الجيوديسي يوفر مواقع أفقية نسبية بدقة عالية، إلا أن شبكات التثليث في كل بلد أو قارة بدأت من نقاط ذات مواقع فلكية مقدرة. وكانت الطريقة الوحيدة لدمج هذه الشبكات في نظام عالمي هي حساب الانحرافات عند جميع نقاط البداية. لقد غيرت تقنيات تحديد المواقع الجيوديسية الحديثة هذا النهج، لكن الجيوديسي يظل مفهومًا مهمًا مع بعض الفائدة العملية.

تعريف الشكل

الجيود هو في الأساس سطح متساوي الجهد لمجال الجاذبية الفعلي. في محيط الكتلة الزائدة المحلية، التي تضيف الجهد ΔU إلى الإمكانات الطبيعية للأرض عند نقطة ما، من أجل الحفاظ على جهد ثابت، يجب أن يتشوه السطح إلى الخارج. يتم الحصول على الموجة بالصيغة N= ΔU/g، حيث g هي القيمة المحلية لتسارع الجاذبية. التأثير الشامل على الجيود يعقد الصورة البسيطة. يمكن حل هذه المشكلة عمليا، ولكن من المناسب النظر في نقطة عند مستوى سطح البحر. المشكلة الأولى هي تحديد N ليس من خلال ΔU، الذي لا يتم قياسه، ولكن من خلال انحراف g عن القيمة الطبيعية. الفرق بين الجاذبية المحلية والنظرية عند نفس خط العرض للأرض الإهليلجية الخالية من تغيرات الكثافة هو Δg. يحدث هذا الشذوذ لسببين. أولاً، بسبب جاذبية الكتلة الزائدة، والتي يتم تحديد تأثيرها على الجاذبية من خلال المشتق الشعاعي السلبي -∂(ΔU) / ∂r. ثانياً، بسبب تأثير الارتفاع N، حيث أن الجاذبية تقاس على مجسم الأرض والقيمة النظرية تشير إلى مجسم إهليلجي. التدرج العمودي g عند مستوى سطح البحر هو -2g/a، حيث a هو نصف قطر الأرض، لذلك يتم إعطاء تأثير الارتفاع بواسطة (-2g/a) N = -2 ΔU/a. وبالتالي، بدمج كلا التعبيرين، Δg = -∂/∂r(ΔU) - 2ΔU/a.

رسميًا، تحدد المعادلة العلاقة بين ΔU والقيمة القابلة للقياس Δg، وبعد تحديد ΔU، فإن المعادلة N= ΔU/g ستعطي الارتفاع. ومع ذلك، بما أن Δg وΔU يحتويان على تأثيرات شذوذات الكتلة على المنطقة غير المحددة بأكملها من الأرض، وليس فقط تحت المحطة، فلا يمكن حل المعادلة الأخيرة عند نقطة واحدة دون الرجوع إلى نقاط أخرى.

تم حل مشكلة العلاقة بين N وΔg على يد الفيزيائي والرياضي البريطاني السير جورج غابرييل ستوكس في عام 1849. وحصل على معادلة متكاملة لـ N تحتوي على قيم Δg مع دالة المسافة الكروية بينهما من المحطة. قبل إطلاق الأقمار الصناعية في عام 1957، كانت صيغة ستوكس هي الطريقة الرئيسية لتحديد شكل الجيود، لكن تطبيقها طرح صعوبات كبيرة. تتقارب دالة المسافة الكروية الموجودة في التكامل الفرعي ببطء شديد، وعند محاولة حساب N في أي نقطة (حتى في البلدان التي تم فيها قياس g على نطاق واسع) ينشأ عدم اليقين بسبب وجود مناطق غير مستكشفة قد تكون على مسافات كبيرة من محطات.

مساهمة الأقمار الصناعية

لقد أحدث ظهور الأقمار الصناعية، التي يمكن مراقبة مداراتها من الأرض، ثورة كاملة في حساب شكل الكوكب ومجال جاذبيته. بعد أسابيع قليلة من إطلاق أول قمر صناعي سوفياتي في عام 1957، تم الحصول على قيمة الإهليلجية التي حلت محل جميع القيم السابقة. منذ ذلك الوقت، قام العلماء مرارا وتكرارا بتحسين الجيود باستخدام برامج المراقبة من مدار قريب من الأرض.

كان أول قمر صناعي جيوديسي هو لاغوس، الذي أطلقته الولايات المتحدة في 4 مايو 1976 في مدار شبه دائري على ارتفاع حوالي 6 آلاف كيلومتر. كانت عبارة عن كرة من الألومنيوم يبلغ قطرها 60 سم مع 426 عاكسًا لشعاع الليزر.

تم تحديد شكل الأرض من خلال مجموعة من ملاحظات لاجيوس وقياسات الجاذبية السطحية. تصل انحرافات الشكل الجيودي عن الشكل الإهليلجي إلى 100 متر، ويقع التشوه الداخلي الأكثر وضوحًا جنوب الهند. لا توجد علاقة مباشرة واضحة بين القارات والمحيطات، ولكن هناك علاقة مع بعض السمات الأساسية للتكتونية العالمية.

قياس الارتفاع الراداري

يتطابق الشكل الجيودي للأرض فوق المحيطات مع متوسط ​​مستوى سطح البحر، بشرط عدم وجود تأثيرات ديناميكية للرياح والمد والجزر والتيارات. تعكس المياه الموجات الرادارية، لذا يمكن استخدام قمر صناعي مزود بمقياس ارتفاع راداري لقياس المسافة إلى سطح البحار والمحيطات. وكان أول قمر صناعي من هذا النوع هو Seasat 1، الذي أطلقته الولايات المتحدة في 26 يونيو 1978. وبناء على البيانات التي تم الحصول عليها، تم رسم الخريطة. لا تتجاوز الانحرافات عن نتائج الحسابات التي تتم بالطريقة السابقة 1 متر.

الأرض مدورة. شكل الأرض هو مصطلح يشير إلى شكل سطح الأرض. لذلك، فإن شكل الأرض يختلف عن المجال، ويقترب من الشكل الإهليلجي للثورة. GEOID - (من وجهة نظر Geo... ومن وجهة نظر eidos اليونانية) شكل الأرض، محدود بسطح مستو، ممتد تحت القارات. وللأرض شكل كروي، مثلها مثل جميع الأجسام الكونية الأخرى التي لها كتلة كبيرة. ويسمى هذا السطح بالشكل العام للأرض أو السطح الجيودي.

اعتمادا على تعريف شكل الأرض، يتم إنشاء أنظمة إحداثيات مختلفة. مرة أخرى في القرن السادس. قبل الميلاد كان فيثاغورس يعتقد أن الأرض كروية. المؤلف الأكثر موثوقية في هذا الشأن، ثيوفراستوس، أعطى نفس الاكتشاف لبارمينيدس.

وبعد 200 عام، أثبت أرسطو ذلك، مستشهدًا بحقيقة أنه أثناء خسوف القمر يكون ظل الأرض دائمًا مستديرًا. وافترض أنه كان له شكل إهليلجي واقترح التجربة الفكرية التالية. ومن الضروري حفر منجمين: من القطب إلى مركز الأرض ومن خط الاستواء إلى مركز الأرض. تمتلئ هذه المناجم بالمياه. إذا كانت الأرض كروية فإن عمق المناجم هو نفسه.

للحصول على تقريب أفضل للسطح، تم تقديم مفهوم المجسم الإهليلجي المرجعي، والذي يتطابق جيدًا مع المجسم الأرضي فقط في جزء ما من السطح. ومن الناحية العملية، يتم استخدام العديد من الأشكال الإهليلجية الأرضية المختلفة وأنظمة الإحداثيات الأرضية المرتبطة بها. نفس الرياح الأثيرية التي تهب عليها من الشمال هي المسؤولة عن حقيقة أن الكرة الأرضية لها شكل جيودي - نوع من الكمثرى يمتد نحو القطب الشمالي.

يتم قياس ارتفاعات التسوية من الجيود. لقد تم تنقيح مفهوم الجيود عدة مرات. واقترح أيضًا استخدام "شبه الجيويد" (مجسم جيودي تقريبًا)، والذي يتم تحديده من خلال قيم قوة الجاذبية على سطح الأرض. الانحرافات عن الجيود صغيرة، لا تزيد عن 3 أمتار، لكن الجيوديسيا علم دقيق، وهذه الانحرافات مهمة بالنسبة لها.

الأرض والشمس موجودة الآن منذ 3-4 مليارات سنة في منطقة الذراع الحلزوني للمجرة حيث ينفخ فيها تيار أثيري من الشمال. يدور التدفق الأثيري حول الأرض ويخلق مناطق ضغط مختلفة عليها. وفقًا لقوانين الطبقة الحدودية، بعد 110 درجة، بدءًا من النقطة التي يصل عندها تدفق الأثير بزاوية قائمة، أي أقل قليلاً من خط الاستواء، يبدأ هذا التدفق في الانفصال عن السطح.

الآن يعرف كل تلميذ على وجه اليقين أن الكوكب مستدير، وأننا جميعًا نتأثر بقوة الجاذبية، التي تمنعنا من السقوط "إلى الأسفل" والتحليق خارج الغلاف الجوي... ومع ذلك، فإن الفرضية القائلة بأن كوكبنا كروي في كان الشكل موجودًا لفترة طويلة جدًا. أول من عبر عن هذه الفكرة في القرن السادس قبل الميلاد كان الفيلسوف اليوناني القديم وعالم الرياضيات فيثاغورس.

في القرن السابع عشر، قدم عالم الفيزياء والرياضيات الشهير نيوتن افتراضًا جريئًا مفاده أن الأرض ليست كرة، أو بالأحرى ليست كرة تمامًا. لقد افترض ذلك وأثبته رياضيا. مهما كان الأمر، فنحن نعلم الآن على وجه اليقين أن الأرض مفلطحة عند القطبين (إذا أردت، ممتدة عند خط الاستواء). وتبين أن الأرض ليس لها شكل منتظم تماما، فهي تشبه الكمثرى الممتدة نحو القطب الشمالي.

السطح المادي للأرض

لذلك اقترح العلماء اسمًا خاصًا لشكل الأرض - الجيود. الجيود هو شكل مجسم غير منتظم. تؤثر الزلازل القوية أيضًا على شكل الأرض. يعتقد البروفيسوران روبرتو ساباديني وجورجيو دالا فيا من جامعة ميلانو أن ذلك ترك "ندبة" في مجال الجاذبية للكوكب، مما تسبب في انحناء الجيود بشكل كبير.

نأمل أن يرسل لنا قريبًا معلومات دقيقة حول شكل الأرض اليوم. يمكن وصف شكل الأرض بطريقتين رئيسيتين ومشتقتين. الجيود هو شخصية معقدة للغاية، وهو موجود من الناحية النظرية فقط، ولكن في الممارسة العملية لا يمكن رؤيته أو "لمسه".

مفهوم شكل وسطح الأرض

ونتذكر أن سطح الجيود يكون دائمًا متعامدًا مع الخط الراسيا، ومنه يصبح من الواضح أن الجيود ليس مجرد شكل معقد، ولكنه أيضًا شكل صعب. بشكل عام، لماذا من الضروري معرفة شكل كوكبنا بهذه الدقة؟

ويعتمد كل واحد منهم شكله الخاص للأرض، مما يؤدي إلى بعض الاختلافات في الإحداثيات التي تحددها الأنظمة المختلفة. وإذا أجبت على السؤال لماذا لا يزال كوكبنا مستديرا، فسيكون من الضروري النظر في العديد من الحقائق المهمة.

تأثير تكوين كوكب الأرض على شكله

تتمتع جميع الكواكب الكبيرة الموجودة في الفضاء القريب من الأرض (القمر والشمس وما إلى ذلك) بكتلة هائلة، مما يعني أيضًا زيادة قوة الجاذبية. بدون هذا، لن يكون لقوة الجاذبية مثل هذا التأثير على خلق شكل كوكبنا - ولهذا يجب أن يكون الجسم الكوني من البلاستيك على النحو الأمثل، على سبيل المثال، غازي أو سائل.

وهناك بعض الأدلة المهمة على ذلك. يبلغ نصف القطر القطبي للأرض 6357 كيلومترًا، ونصف القطر الاستوائي 6378 كيلومترًا، أي بفارق يصل إلى 19 كيلومترًا. لذلك، سيكون من غير الصحيح إلى حد ما تسمية الكوكب بالكرة المطلقة، لأنه يحتوي على شكل كرة، مفلطح قليلاً عند القطبين ويمتد على طول خط الاستواء.

كما أن الأرض لا يمكن أن تكون مستديرة بشكل كامل، وذلك لأن الصهارة الساخنة، كنوع من السوائل، لا توجد إلا تحت قشرة سطح الأرض، والقشرة نفسها مادة صلبة. ولكن تجدر الإشارة إلى أن السائل الموجود على سطح الأرض يتأثر أيضًا بظواهر معينة - وبشكل أكثر دقة، قوة الجاذبية للأجرام السماوية الأخرى.

تعرف على ما هو "Geoid" في القواميس الأخرى:

الجيود عبارة عن سطح معقد هندسيًا له قيم متساوية من إمكانات الجاذبية، ويتزامن مع السطح غير المضطرب للمحيط العالمي ويمتد فوق القارات. منذ حوالي أربعمائة عام، كان الناس على يقين من أن الأرض مسطحة وترتكز على ثلاثة أعمدة. تم جر كل من اختلف إلى المحك، فكان عددهم قليلًا. وبعد مرور مائة عام، أصبح من الممكن إقناع الآخرين دون عقاب بأن الأرض كانت كروية. مر وقت قليل، وبدأوا مرة أخرى في اضطهادي بسبب هذا الاعتقاد.

في الواقع، شكل الأرض أكثر تعقيدًا. نعم، الأرض ليست شكلًا إهليلجيًا دقيقًا، ولكنها جسم أكثر تعقيدًا. ثم قرروا تسمية شكل الأرض بالجيويد. رأى القمر الصناعي الأوروبي GOCE الأرض على شكل حبة بطاطس. كان نيوتن هو أول من أظهر أن شكل الأرض يجب أن يكون مختلفًا عن شكل الكرة. في الواقع، يمكن أن يختلف سطح الأرض بشكل كبير عن الجيود في أماكن مختلفة.

جيويد (geeoides اليونانية، من ge - الأرض وeidos - منظر)

وهو الرقم الذي يتشكل من سطح المحيط العالمي والبحار المرتبطة به عند مستوى متوسط ​​معين للمياه، خاليًا من الاضطرابات الناجمة عن المد والجزر والتيارات والاختلافات في الضغط الجوي وما إلى ذلك. يعد سطح G. أحد الأسطح المستوية (انظر سطح المستوى) لاحتمال الجاذبية. يشكل هذا السطح، الممتد عقليًا تحت القارات، شكلًا مغلقًا، والذي يُخطئ في أنه الشكل الأملس للأرض. غالبًا ما تُفهم الجغرافيا على أنها سطح مستوٍ يمر عبر نقطة ثابتة معينة على سطح الأرض بالقرب من شاطئ البحر. نشأت الحاجة إلى مثل هذا التعريف لمفهوم الجيولوجيا بسبب صعوبات إنشاء صلة بين الأرض الحقيقية ومتوسط ​​مستوى سطح البحر غير المضطرب. تطور مفهوم الجيولوجيا نتيجة للتطور الطويل للأفكار حول شكل الأرض ككوكب، ومصطلح "G". مقترح من قبل I. الإدراج في عام 1873. يتم قياس ارتفاعات التسوية من G. وفقًا للبيانات الحديثة، يبلغ متوسط ​​انحراف الجيولوجيا عن الجسم الكروي الأرضي الذي تم اختياره بنجاح حوالي ± 50 م، والحد الأقصى للانحراف لا يتجاوز ±100 م. ارتفاع G. في المجموع مع الارتفاع المتعامد (انظر التسوية) يحدد الارتفاع نالنقطة المقابلة فوق الشكل الإهليلجي للأرض. وبما أن توزيع الكثافة داخل الأرض غير معروف بالدقة المطلوبة فالارتفاع نفي الجاذبية الجيوديسية والجيوديسيا، وفقًا لاقتراح M. S. Molodensky (انظر Molodensky)، يتم تحديدها على أنها مجموع الارتفاع الطبيعي وارتفاع شبه الجيود (الارتفاع نضروري لعرض إحداثيات النقاط على سطح الأرض في الفضاء القريب من الأرض في نظام ديكارتي موحد). يتم تحديد سطح شبه الجسم ("الجيود تقريبًا") من خلال قيم إمكانات الجاذبية على سطح الأرض، ولدراسة شبه الجسم، لا يلزم تقليل نتائج القياس إلى الكتلة الجاذبة يتراجع عن الجيود في الجبال العالية بمقدار 2-3 معلى السهول المنخفضة - بنسبة 2-3 سمفي البحار والمحيطات تتطابق أسطح الجيود وشبه الجيود. يتم تحديد شكل شبه الجيويد بواسطة طريقة التسوية الوزنية الفلكية (انظر التسوية الجاذبية الفلكية) أو من خلال التحديد الأولي لاحتمالات الإزعاج بناءً على مواد من المسوحات الوزنية الأرضية وملاحظات حركة الأرض الاصطناعية الأقمار الصناعية. أحدث البيانات ضرورية بسبب عدم كفاية المعرفة الوزنية لبعض مناطق الأرض.

إم آي يوركينا.

الموسوعة السوفيتية الكبرى. - م: الموسوعة السوفيتية. 1969-1978 .

المرادفات:

تعرف على ما هو "Geoid" في القواميس الأخرى:

الشكل الحقيقي للأرض؛ جسم هندسي غير منتظم، يكون سطحه عند كل نقطة متعامدًا مع الاتجاه الفعلي للخط الراسيا عند هذه النقطة. قاموس سامويلوف كي.آي. ML: الدولة البحرية ... ... القاموس البحري

سطح معقد هندسيًا له قيم جاذبية متساوية، ويتزامن مع السطح غير المضطرب للمحيط العالمي ويمتد فوق القارات. G. يحدد شكل الأرض، وهو يختلف بشكل كبير عن الشكل المادي. سطح الأرض... ... الموسوعة الجيولوجية

Geoid- شكل الأرض يتكون من سطح مستو يتطابق مع سطح المحيط العالمي في حالة من السكون والتوازن التام ويستمر تحت القارات. [GOST 22268 76] [GOST R 52334 2005] مجسم أرضي سطح معقد هندسيًا مع... ... دليل المترجم الفني

للتقريب الأول، يمكن اعتبار الأرض كرة. في التقريب الثاني، تعتبر الأرض شكلًا إهليلجيًا للثورة؛ في بعض الدراسات يعتبر إهليلجي ذو محورين. الجيود-جسم مقبول كشكل نظري للأرض، يقتصر على سطح المحيطات في حالتها الهادئة، ويستمر تحت القارات. بسبب التوزيع غير المتكافئ للكتل في القشرة الأرضية، فإن الجيود له شكل هندسي غير منتظم، وله شكل هندسي غير منتظم لا يمكن التعبير عن السطح رياضيا، وهو أمر ضروري لحل المسائل الجيوديسية. عند حل المشكلات الجيوديسية، يتم استبدال الجيود بأسطح منتظمة هندسيًا قريبة منه. لذلك، بالنسبة للحسابات التقريبية، يتم أخذ الأرض ككرة يبلغ نصف قطرها 6371 كم. يقترب الشكل الإهليلجي من شكل المجسم الأرضي - وهو الشكل الذي يتم الحصول عليه عن طريق تدوير القطع الناقص (الشكل 2.1) حول محوره الصغير. تتميز أبعاد الشكل الإهليلجي للأرض بالمعلمات الأساسية التالية: أ- نصف المحور الرئيسي، ب المحور شبه الأصغر،   الضغط القطبي و ه– الانحراف الأول من القطع الناقص الزوال، أين و.

يتم التمييز بين المجسم الإهليلجي الأرضي المشترك والمجسم الإهليلجي المرجعي.

مركز الأرض الإهليلجية المشتركةيتم وضعها في مركز كتلة الأرض، ويتم محاذاة محور الدوران مع متوسط ​​محور دوران الأرض، ويتم أخذ الأبعاد لضمان أكبر قرب من سطح الشكل الإهليلجي من سطح مجسم الأرض. يُستخدم الشكل الإهليلجي العالمي في حل المشكلات الجيوديسية العالمية، وعلى وجه الخصوص، في معالجة قياسات الأقمار الصناعية. حاليًا، يتم استخدام مجسمين إهليلجيين عالميين على نطاق واسع: PZ-90 (معلمات الأرض 1990، روسيا) وWGS-84 (النظام الجيوديسي العالمي 1984، الولايات المتحدة الأمريكية).

المرجع الإهليلجي– شكل إهليلجي معتمد للعمل الجيوديسي في بلد معين. ويرتبط نظام الإحداثيات المعتمد في الدولة بالمجسم الإهليلجي المرجعي. يتم اختيار معلمات الشكل الإهليلجي المرجعي بشرط أفضل تقريب لجزء معين من سطح الأرض. في هذه الحالة، لا تتم محاذاة مراكز القطع الناقص والأرض.

في روسيا، منذ عام 1946، تم استخدام الشكل الإهليلجي المرجعي الشكل الإهليلجي لكراسوفسكي مع المعلمات: أ= 6,378,245 م، أ = 1/298.3.

2. أنظمة الإحداثيات في الجيوديسيا. الارتفاعات المطلقة والنسبية.

أنظمة الإحداثيات المستخدمة في الجيوديسيا

لتحديد موضع النقاط في الجيوديسيا، يتم استخدام الإحداثيات المكانية المستطيلة والجيوديسية والمستطيلة المسطحة.

الإحداثيات المستطيلة المكانية. يقع أصل نظام الإحداثيات في المركز ياالشكل الإهليلجي للأرض (الشكل 2.2).

محور زموجهة على طول محور دوران الشكل الناقص إلى الشمال. محور Xتقع عند تقاطع المستوى الاستوائي مع خط غرينتش الرئيسي. محور يموجهة بشكل عمودي على المحاور زو Xإلى الشرق.

الإحداثيات الجيوديسية. الإحداثيات الجيوديسية لنقطة ما هي خط العرض وخط الطول والارتفاع (الشكل 2.2).

خط العرض الجيوديسي نقاطمتسمى زاوية في، يتكون من العمودي على سطح الشكل الإهليلجي الذي يمر عبر نقطة معينة والمستوى الاستوائي.

ويقاس خط العرض من خط الاستواء شمالا وجنوبا من صفر إلى 90 درجة ويسمى شمالا أو جنوبا. يعتبر خط العرض الشمالي إيجابيا وخط العرض الجنوبي سلبيا.

الطائرات المقطعية للمجسم الإهليلجي التي تمر عبر المحور أوقية، وتسمى خطوط الطول الجيوديسية.

خط الطول الجيوديسينقاط متسمى زاوية ثنائية السطوح ل، مكونة من مستويات خط الطول الجيوديسي الأولي (غرينتش) وخط الطول الجيوديسي لنقطة معينة.

يتم قياس خط الطول من خط الطول الرئيسي في النطاق من 0° إلى 360° شرقاً، أو من 0° إلى 180° شرقاً (إيجابي) ومن 0° إلى 180° غرباً (سلبي).

ارتفاع النقطة الجيوديسية مهو ارتفاعه نفوق سطح الشكل الإهليلجي للأرض.

ترتبط الإحداثيات الجيوديسية والإحداثيات المستطيلة المكانية بالصيغ

س =(ن+ح) كوس بكوس ل, ص=(ن+ح) كوس بخطيئة ل, ض=[(1  ه 2 )ن+ح]الخطيئة ب,

أين هالانحراف الأول من القطع الناقص الزوال و ن  نصف قطر انحناء العمودي الأول. حيث ن= أ/ (1ه 2 الخطيئة 2 ب) 1/2 . يتم تحديد الإحداثيات الجيوديسية والمكانية المستطيلة للنقاط باستخدام القياسات الفضائية، وكذلك من خلال ربطها مع القياسات الجيوديسية بالنقاط ذات الإحداثيات المعروفة. لاحظ أنه، إلى جانب الجيوديسيا، هناك أيضًا خطوط الطول والعرض الفلكية. خط العرض الفلكيهذه هي الزاوية التي يصنعها خط راسيا عند نقطة معينة مع مستوى خط الاستواء. خط الطول الفلكي - الزاوية بين مستويي خط الطول غرينتش وخط الطول الفلكي الذي يمر عبر خط راسيا عند نقطة معينة. يتم تحديد الإحداثيات الفلكية على الأرض من الأرصاد الفلكية وتختلف الإحداثيات الفلكية عن الإحداثيات الجيوديسية لأن اتجاهات الخطوط الراسية لا تتطابق مع اتجاهات الأطوار إلى سطح الشكل الإهليلجي. تسمى الزاوية بين اتجاه العمود العمودي على سطح الشكل الإهليلجي والخط الراسيا عند نقطة معينة على سطح الأرض انحراف الخط الراسيا.

تعميم الإحداثيات الجيوديسية والفلكية هو المصطلح - الإحداثيات الجغرافية.

إحداثيات المستطيلة المستوية. لحل مشاكل الجيوديسيا الهندسية، ينتقلون من الإحداثيات المكانية والجيوديسية إلى الإحداثيات الأبسط - الإحداثيات المسطحة، والتي تجعل من الممكن تصوير التضاريس على مستوى وتحديد موضع النقاط باستخدام إحداثيتين Xو في.

وبما أن السطح المحدب للأرض لا يمكن تصويره على مستوى دون تشويه، فإن إدخال الإحداثيات المسطحة ممكن فقط في مناطق محدودة حيث تكون التشوهات صغيرة جدًا بحيث يمكن إهمالها. في روسيا، تم اعتماد نظام الإحداثيات المستطيلة، والذي يعتمد على الإسقاط الغوسي المستعرض المتساوي الزوايا. يتم تصوير سطح الشكل الإهليلجي على مستوى في أجزاء تسمى المناطق. وهذه المناطق عبارة عن مثلثات كروية، تحدها خطوط الطول، وتمتد من القطب الشمالي إلى الجنوب (الشكل 2.3). حجم المنطقة على خط الطول هو 6 درجات. ويسمى خط الطول المركزي لكل منطقة بخط الطول المحوري. يتم ترقيم المناطق من غرينتش إلى الشرق.

خط الطول لخط الطول المحوري للمنطقة ذات الرقم N يساوي:

 0 = 6 N  3 .

تم تصوير خط الطول المحوري للمنطقة وخط الاستواء على المستوى بخطوط مستقيمة (الشكل 2.4). يتم أخذ خط الطول المحوري كمحور الإحداثي س، وخط الاستواء يقع خلف المحور الإحداثي ذ. تقاطعهم (نقطة يا) بمثابة أصل الإحداثيات لهذه المنطقة.

لتجنب قيم الإحداثيات السلبية، يجب أن تكون إحداثيات التقاطع س 0 = 0, ذ 0 = 500 كم، وهو ما يعادل إزاحة المحور X 500 كم غربا.

بحيث يمكن من خلال الإحداثيات المستطيلة لنقطة ما الحكم على المنطقة التي تقع فيها، إلى الإحداثي ذتم تعيين رقم منطقة الإحداثيات على اليسار.

لنفترض، على سبيل المثال، إحداثيات نقطة ما ألديك النموذج:

س أ = 6,276,427 م، ذ أ= 12,428,566 م

وتشير هذه الإحداثيات إلى أن هذه النقطة أتقع على مسافة 6276427 م من خط الاستواء في الجزء الغربي ( ذ 500 كم) من منطقة الإحداثيات الثانية عشرة، على مسافة 500000 - 428566 = 71434 م من خط الطول المحوري. بالنسبة للإحداثيات المكانية المستطيلة والجيوديسية والمسطحة المستطيلة في روسيا، تم اعتماد نظام إحداثيات موحد SK-95، مثبت على الأرض بواسطة نقاط الشبكة الجيوديسية الحكومية ويتم بناؤه وفقًا للقياسات الفضائية والأرضية اعتبارًا من عام 1995

أنظمة الارتفاع

يتم حساب الارتفاعات في الجيوديسيا الهندسية من أحد الأسطح المستوية. ارتفاع النقطةاستدعاء المسافة على طول خط راسيا من نقطة إلى سطح مستو، تؤخذ كبداية لحساب الارتفاعات.

الارتفاعات مطلقةإذا تم قياسها من سطح المستوى الرئيسي، أي من سطح الجيود. في التين. 2.5 قطاعات خط راسيا اهو ت- الارتفاعات المطلقة للنقاط أو في.

تسمى المرتفعات مشروطة ،إذا تم تحديد أي سطح مستوٍ آخر كنقطة بداية لحساب الارتفاعات. في التين. 2.5 قطاعات خط راسيا اه و ت - ارتفاعات مشروطة من النقاط أو في.

مقبولة في روسيا نظام ارتفاع البلطيقيتم حساب الارتفاعات المطلقة من سطح المستوى. عادة ما يتم استدعاء القيمة العددية للارتفاع علامة.على سبيل المثال، إذا كان ارتفاع نقطة أيساوي ح أ= 15.378 م، فنقول أن ارتفاع النقطة هو 15.378 م.

يسمى الفرق في ارتفاع نقطتين يتجاوز. لذلك، تجاوز هذه النقطة فيفوق النقطة أيساوي

ح أ.ب = ح في  ح أ .

معرفة ارتفاع النقطة أ، لتحديد ارتفاع نقطة ما فييتم قياس التجاوز على الأرض ح أ.ب. ارتفاع النقطة فيتحسب بواسطة الصيغة

ح في = ح أ + ح أ.ب .

يسمى قياس الارتفاعات ثم حساب ارتفاعات النقاط التسوية.

يجب تمييز الارتفاع المطلق لنقطة ما عن ارتفاعها الجيوديسيةالارتفاع، أي الارتفاع المقاس من سطح الشكل الإهليلجي للأرض (انظر القسم 2.2). ويختلف الارتفاع الجيوديسي عن الارتفاع المطلق بمقدار انحراف السطح الجيوديسي عن السطح الإهليلجي.

بالمناسبة، إذا كنت، أيها القارئ، شخصًا يقظًا، فربما لاحظت أنه عند الحديث عن قياسات الدرجات، كنت أتحدث دائمًا عن قياسات خط الطول. ومن حق القارئ اليقظ أن يسأل: "لماذا لا توجد قصص عن القياسات باستخدام المتوازيات؟"

الحقيقة هي أن هذا أصبح أكثر صعوبة. فقط في القرن التاسع عشر تم تنفيذ أعمال كبيرة وجادة حقًا في هذا الاتجاه. قام علماء من إنجلترا وبلجيكا وروسيا وألمانيا ببناء نقاط تثليث على طول خط العرض 52 من هافرفوردويست في الجزر البريطانية إلى مدينة أورسك الروسية على نهر الأورال.

وفي وقت لاحق، في منتصف القرن التاسع عشر، لاحظ عالم الرياضيات الألماني كارل فريدريش غاوس أن خطوط الطول أرضعموما لا ينبغي أن يكون بنفس الطول. وكوكبنا نفسه بسبب التوزيع غير المتكافئ الجماهيرفي أعماقها، على الأرجح، يجب أن يكون لها شخصية مختلفة إلى حد ما عن الشكل الكروي العادي. صحيح أن اعتباراته لم تجذب الكثير من الاهتمام. وفي الوقت نفسه، ظلت قياسات الدرجة تتراكم وتتراكم. تم صنع الكثير منهم بشكل خاص في روسيا، ثم في الاتحاد السوفياتي.

شاهد هذه المشاركة الرائعة والجميلة:

وفي عام 1940، حصل شكل الأرض على الاسم الشائع "المجسم الناقص لكراسوفسكي"، على اسم العالم السوفيتي الذي قاد هذا العمل. ومع ذلك، فإن أرقام الدوران لم تكن مناسبة لوصف الأرض بدقة. وعندما تم توضيح شكل كوكبنا أخيرا بمساعدة الأقمار الصناعية، عاد جميع الباحثين إلى المصطلح الخاص "الجيويد"، الذي اقترحه العالم الإنجليزي في عام 1873. هذه الكلمة تأتي من الاسم اليوناني أرض- "ge" والكلمة اليونانية "eidos" - عرض. إذا ترجم حرفيا إلى اللغة الروسية، فإنه يتبين أن شكل الأرض يشبه الأرض. كيف نفهم هذا؟..

من حيث المبدأ، الجيود ليس الشكل الدقيق لكوكبنا. وهذا شخصية مثالية، دون الأخذ بعين الاعتبار الجبال، المنخفضات. الطريقة التي كان من الممكن أن تكون عليها لو حدث فيضان عالمي على الأرض. وفي الوقت نفسه، لا ينبغي أن تؤثر أي اضطرابات كونية، ولا جاذبية شمسية أو قمرية على الكوكب، بحيث لا يتم التخطيط للمد والجزر المرتفعة أو المد والجزر المنخفضة في المحيط. لأنه عندها فقط سيكون للمياه التي تغمر الأرض سطحًا متعامدًا في كل مكان مع اتجاه الجاذبية. لكن اتضح أنه ليس بالضرورة أن يتم توجيهه في كل مكان نحو المركز بالضبط. كيف يبدو مثل هذا الجيود؟

عندما قام مشغلو الكمبيوتر بحساب سطح الأرض باستخدام بيانات من الأقمار الصناعية، اتضح أنها تشبه إلى حد ما الكمثرى. القطب الشمالي مرتفع قليلاً، والقطب الجنوبي منخفض. ووجدوا خدوشًا في آسيا وأمريكا الشمالية، ووجدوا نتوءات في المحيطين الأطلسي والهادئ.