Національні системи висот в геодезії

1. Системи висот в геодезії
2. Система динамічних і нормальних висот
3. Способи зображення земної поверхні
4. Системи координат в геодезії

Висота в її фізичному визначенні тісно переплетена з поняттям роботи, яка здійснюється в полі сили тяжіння. Фізичні висоти точок, розташованих на одній рівної поверхні будуть однаковими в тому випадку, якщо потенціал сили тяжіння на рівної поверхні - величина постійна. В такому випадку, мірою висоти є робота, яка відбувається за допомогою сили тяжіння, а також іншої сили щодо дії сили тяжіння при переміщенні одиничної маси з першої точки в іншу. У цьому полягає різниця потенціалів двох точок.

Малюнок 1. Спосіб зображення геодезичної висоти. Автор24 - інтернет-біржа студентських робіт

У геодезії прийнято використовувати поняття різниці висот. Воно в геометричному поданні визначається за допомогою методу геометричного нівелювання. Зіставлення різниці фізичних висот і різниці потенціалів можна отримати з даних геометричного нівелювання і при вимірюванні сили тяжіння.

Нічого не зрозуміло?

Спробуй звернутися за допомогою до викладачів

визначення 1

Рівень поверхні являє собою таку поверхню, яка повністю збігається з поверхнею води в океанах і морях, що знаходяться в спокійному стані. При цьому вона є продовженням материків.

Фігура геоїда було запропоновано в якості величини, що визначає форму і розмір Землі. Ці поняття вживаються, починаючи з середини 20 століття.

Системи висот в геодезії

Для визначення відміток точок в просторі застосовуються такі системи висот:

• абсолютна (ортометричною);
• геодезична;
• узагальнена;
• відносна.

Абсолютна висота $ H_о $ визначається як відстань, яке відраховується у напрямку прямовисної лінії від поверхні геоїда до певної точки. Таку систему визначення висот також називають ортометричною.

Геодезична висота $ H_г $ визначається як відстань, яке відраховується у напрямку від поверхні референц-еліпсоїда до цієї точки.

Нормальна або узагальнена система визначення висот широко поширена в Росії.

Вона визначається як відлік у напрямку прямовисної лінії від поверхні квазігеоїда, яка розташована близько до поверхні геоїда.

Квазігеоїда був запропонований радянським вченим М.С. Молоденським в якості важливого рішення задачі по визначенню суворої фігури Землі.

Відносну висоту $ H_у $ прийнято вимірювати від будь-якої іншої поверхні, а не від основної рівневої поверхні.

Система динамічних і нормальних висот

Існує дві основні системи визначення висот, що використовуються в Росії:

• система динамічних висот;
• система нормальних висот.

Виконуючи комплекс геодезичних робіт, фахівці стикаються з розрахунком так званих динамічних висот. Подібні завдання необхідно вирішувати при забезпеченні роботи у гідротехнічних споруд, які створюються на великій території. Ці динамічні висоти мають властивості постійності на рівної поверхні.

Експерти визначають за значеннями висот напрямок течії води в цій системі, проте сама система динамічних висот має ряд недоліків, які необхідно враховувати при складанні точних розрахунків. Ця система не може дозволити вирішити поставлені завдання в ході складання карт на значних просторах, а також вирішити ряд наукових цілей і завдань.

зауваження 1

У Росії активно використовується найбільш підходяща для зазначених цілей система. Вона називається системою нормальних висот, за допомогою якої можна визначити висотне положення точок в просторі.

Ця система не може мати певні властивості сталості на рівної поверхні, тому всі вимірювання проводяться в форматі зміни висот рівної поверхні в напрямку «Північ-Південь». За величиною вимірювання можуть допустити можливість застосування системи нормальних висот для розрахунку середньої точності. Фахівці використовує метод спільного використання декількох систем нівелірних висот. При необхідності вони можуть використовувати будь-яку з них, якщо цього вимагає ситуація, що виникла.

Малюнок 2. Застосування системи нормальних висот. Автор24 - інтернет-біржа студентських робіт

У Росії прийнято використовувати в якості вихідного пункту нівелірної мережі репер. Він безпосередньо пов'язаний з рівнеміром постом, де ведуться в цілодобовому режимі вимірювання, що визначають положення рівня моря. За основу прийнято середній рівень Балтійського моря. Його називають Нулем Кронштадського футштока, який був зафіксований за період з 1825 по 1839 роки. Всі значення виробляються за Балтійською системою висот.

Нормальна нівелірна висота або гіпсометричні НУ пов'язана з геодезичної висотою Н. В розрахунках використовуються значення аномалії висоти. Її ще називають висотою квазігеоїда. Вона демонструє ухилення або аномалії в гравітаційному полі нашої планети від модельного значення висоти квазігеоїда.

Висота самого квазігеоїда виходить виходячи з сукупності даних, які були отримані за допомогою астрономо-гравіметричного нівелювання. Будь-який користувач може самостійно розрахувати наближене значення величини. Його можна досягти шляхом розкладання геопотенциала по американській і російській системі даних.

Також вживається в розрахунках місцева система визначення висот - Тихоокеанська. Вона нижче Балтійської на 1873 мм.

Способи зображення земної поверхні

Точки, лінії, контури і кути на певній території розташовуються через різних нерівностей земної поверхні на западинах або височинах. Такі структури представлені у вигляді просторових форм і зображуються на паперових носіях, як план або плоска карта з великими проблемами. Для більш точного зображення поверхні планети на площині використовують метод проекції.

Іншими словами, різні точки місцевості Землі проектуються стрімкими лініями. При відносно невеликим площах рівень поверхні може бути замінена площиною. Точки місцевості переносять без втрат на горизонтальну площину. Ці дані наводять до впровадження і виникненню координат.

В процесі перенесення точок на площину формується план місцевості. При цьому довжини ліній прийнято замінювати горизонтальними проекціями.

Системи координат в геодезії

Геодезисти застосовують три основні системи координат:

• географічну;
• зональну систему Гаусса-Крюгера;
• полярну.

Фахівці визначають точки щодо меридіана і екватора за допомогою основних географічних координат: широти і довготи. У цьому полягає загальноприйнята географічна система координат. Самі географічні координати можна визначити за допомогою геодезичних вимірювань і спостережень астрономів.

Якщо встановлені географічні координати точки земної поверхні, можна розрахувати зональні прямокутні координати. Для цього застосовується зональна система плоских прямокутних координат Гаусса-Крюгера.

Полярна система координат використовує полярні відстані і кути.