- •ГЛАВА 1. ПОВЕРХНОСТЬ ЗЕМЛИ И СИЛА ТЯЖЕСТИ
- •§ 1. Сила тяжести и ее потенциал
- •§ 2. Физическая поверхность Земли и геоид
- •§ 4. Геодезические прямоугольные системы координат
- •§ 5. Геодезическая эллипсоидальная система координат
- •§ 6. Сферическая система координат
- •§ 7. Специальная система координат сжатого эллипсоида вращения
- •§ 8. Натуральная система координат
- •§ 9. Связь натуральной и геодезической систем координат
- •§ 10. Топоцентрические системы координат
- •§ 11. Влияние движения полюса на координаты
- •§ 12. Международная служба широты и Международное условное начало
- •§ 13. Международная служба вращения Земли
- •ГЛАВА 3. НОРМАЛЬНАЯ ЗЕМЛЯ И ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ПОСТОЯННЫЕ
- •§ 14. Нормальный потенциал и нормальное поле. Способы выбора
- •§ 15. Внешний потенциал уровенного эллипсоида
- •§ 16. Представление потенциала уровенного эллипсоида в виде ряда
- •§ 17. Сила тяжести на поверхности уровенного эллипсоида
- •§ 19. Система координат в нормальном поле
- •§ 21. Фундаментальные геодезические постоянные
- •§ 22. Связь системы координат в нормальном поле с натуральной
- •§ 23. Связь элементов аномального поля с аномальным потенциалом
- •§ 24. Уклонения отвеса в геометрическом и физическом определениях
- •§ 25. Астрономо-геодезические и гравиметрические уклонения отвеса
- •§ 26. Топографические уклонения отвеса
- •§ 27. Топографо-изостатические уклонения отвеса
- •§ 28. Астрономо-геодезическая и гравиметрическая аномалии высоты
- •ГЛАВА 5. ПРИНЦИПЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ПОСТОЯННЫХ. ГЛОБАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ЗЕМЛИ. ОБЩЕЗЕМНЫЕ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ
- •§ 29. Определение фундаментальных постоянных нулевого порядка
- •§ 31. Глобальные модели потенциала. Результаты определения фундаментальных постоянных. Современные модели нормального поля
- •§ 32. Глобальные модели рельефа
- •§ 33. Общеземные системы координат
- •ГЛАВА 6. РЕДУЦИРОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
- •§ 34. Редукция угловых измерений
- •§ 35. Редукция линейных измерений
- •§ 36. Приведение линейно-угловой сети в единую систему координат
- •§ 37. Требования к точности геодезических координат для редуцирования
- •ГЛАВА 7. СИСТЕМЫ ВЫСОТ
- •§ 39. Геодезическая высота и методы ее определения
- •§ 41. Нормальная высота и аномалия высоты
- •§ 42. Связь геодезической высоты с нормальной высотой и аномалией высоты
- •§ 43. Нормально-ортометрическая высота и высота когеоида
- •§ 45. Определение разности нормальных высот
- •§ 46. Динамическая высота
- •§ 47. Связь уклонения отвеса и аномалии высоты
- •§ 49. Способы определения аномалии высоты
- •§ 50. Астрономическое нивелирование
- •§ 51. Астрономо-гравиметрическое нивелирование
- •§ 53. Связь приращений геодезической высоты, нормальной высоты и аномалии высоты
- •§ 54. Определение разности нормальных высот по спутниковым наблюдениям. (Астрономо-гравиметрическое нивелирование теллуроида)
- •§ 56. Вычисление гравиметрической аномалии высоты
- •§ 57. Вычисление аномального потенциала по дискретным измерениям силы тяжести
- •§ 58. Вычисление аномалии высоты и уклонения отвеса по дискретным измерениям силы тяжести
- •ГЛАВА 9. ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ СЕТЬ. ПОСТРОЕНИЕ И УРАВНИВАНИЕ
- •§ 59. Историческая справка о построении государственной геодезической сети России
- •§ 60. Точность измерений в государственной геодезической сети
- •§ 61. Определение эллипсоида Красовского. Система координат 1942 г.
- •§ 62. Уравнивание государственной геодезической сети
- •§ 63. Система координат 1995 г.
- •§ 64. Перспективы развития государственной геодезической сети России
- •§ 65. Начало счета геопотенциальных чисел и высот
- •§ 66. Водное нивелирование
- •§ 67. Океанографическое нивелирование
- •§ 68. Определение потенциала в начале счета высот
- •§ 69. Уравнивание нивелирной сети
- •§ 70. Необходимость учета геометрии поля силы тяжести в специальных геодезических работах
- •§ 71. Особенности редукционных вычислений в специальных геодезических работах
- •§ 72. Редуцирование результатов измерений в местную прямоугольную систему координат
- •§ 73. Высоты в локальной системе координат
- •§ 74. Определение уклонений отвеса в местной системе
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •АВТОРСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ
- •ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
- •ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ АББРЕВИАТУРЫ
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •ЗАМЕЧЕННЫЕ ОПЕЧАТКИ
Формулы (2.49) и (2.50) позволяют перейти от измеренных астрономических координат, относящихся к мгновенному полю су, к координатам в системе МУН, если известны координаты х,
умгновенного полюса.
В1961 г. Международная служба широты с включением боль шого числа новых станций получила название Международной службы движения полюса (МСДП).
Сповышением точности определения долготы появилась воз можность определять координаты полюса также и с помощью равенства (2.50). С этой целью в Международном бюро времени
в1968 г. была создана служба вращения Земли. Разность долгот, вызванную изменением скорости вращения Земли, интерпретиру ют как поправки
UT\ - UTC. |
|
(2.51) |
Здесь |
|
|
UT\ = U T 0 - (Я' - Я)п, |
|
|
UTQ - наблюдаемое Всемирное время (UT = |
Universal |
Time); |
(Я' - Я)п полярное изменение долготы, UTC |
(Universal |
Time |
Coordinated) - Всемирное координированное (согласованное) вре мя. После перевода разности долгот из секунд дуги в секунды вре мени для исправленного Всемирного времени UTI можно напи сать
UT\ = UT0 - (х sin Я+ у cos λ)ί%φ.
Для станций, лежащих на экваторе, поправка к наблюдаемому Всемирному времени равна нулю.
§ 13. МЕЖДУНАРОДНАЯ СЛУЖБА ВРАЩЕНИЯ ЗЕМЛИ
В 1987 г. для определения параметров вращения Земли совме стным решением MAC и МГГС создана Международная служба вращения Земли - МСВЗ (International Earth Rotation Service - IERS), начавшая свою деятельность 1 января 1988 г. МСВЗ заменила Международную службу движения полюса и службу вращения Земли Международного бюро времени (МБВ).
Прямоугольные координаты х, у мгновенного полюса в сис теме МУН и поправки UTI - UTC носят название параметры вра щения Земли (ПВЗ). Кроме того, для определения положения оси вращения Земли в пространстве относительно неподвижных не-
64
бесных объектов и установления небесной системы координат в параметры вращения включены эйлеровы углы прецессии и нута ции, определяющие направление осей эллипсоида инерции в звез дной системе координат. МСВЗ определяет параметры вращения Земли по наблюдениям, полученным методами РСДБ (радиоин терферометрия со сверхдлинной базой), лазерной локации и доп леровским наблюдениям ИСЗ, а также лазерной локации Луны. Оперативные определения параметров вращения Земли находят по непрерывным лазерным и доплеровским наблюдениям ИСЗ, выполняемым с нескольких сотен станций. Это позволяет опреде лить координаты полюса и поправки (2.50) дважды в сутки. Ме тод РСДБ используют для окончательного определения коорди нат полюса, а также углов прецессии и нутации и разности UTX -
- и тс .
Направление оси X общеземной прямоугольной системы ко ординат выбирают по международной договоренности, фиксируя астрономические долготы некоторых обсерваторий, которые они должны иметь после введения поправок за движение полюса. Та ким образом, начало счета долгот общеземной системы коорди нат задается принятыми долготами в системе МУН для обсерва торий, сотрудничающих в рамках Международного бюро време ни. Начало счета долгот располагают на экваторе и считают, что оно не зависит от движения полюса (см. формулу (2.50)), а ось X общеземной системы координат является линией пересечения эк ватора и Гринвичского меридиана в системе МУН. Мгновенные астрономические долготы станций, не лежащих на экваторе, в том числе и Гринвичской обсерватории, меняются со временем из-за движений полюса (см. формулы (2.42) и (2.50)).
Рекомендациями Международной службы вращения Земли введено исправленное положение МУН - Условный земной полюс {СТР - Conventional Terrestrial Pole).
В рамках сотрудничества с МСВЗ Институт метрологии вре мени и пространства РФ выполняет определения параметров вра щения Земли с использованием астрономических определений на нескольких обсерваториях, лазерных и радиотехнических наблю дений ИСЗ и РСДБ. Пункты государственной службы времени и определения параметров вращения Земли расположены в Менделеево (Московская область), Новосибирске, Иркутске, Хабаровс ке, Петропавловске-Камчатском.
По данным МСШ и МСВЗ выявлена тенденция смещения сред него полюса в направлении меридиана 285° со скоростью 0,003"- 0,006" в год. Эти смещения интерпретируют как вековое движе-
65
ние полюса. На рис. 2.16 приведена кривая движения полюса - полоида - за шестилетний период (1989,5-1995,4). Мгновенный полюс за этот интервал времени описал пять кривых вокруг сред него полюса G, что наглядно иллюстрирует чандлеровский пери од в 1,2 года. Средний полюс эпохи 1990-1995 гг. сместился отно сительно полюса МУН на 0,328" (на 10 м) в направлении мериди ана 277°, а средняя за 90 лет скорость движения полюса составила 0,0036"/год.
-0,300"
- 0,200"
- 0,100"
М У Н
0,100"
0 , 200"
0,300"
0,400"
X
Рис. 2.16. Движение полюса за 1990-1995 годы. G - средний полюс эпохи 1990-1995
Определение координат полюса позволяет установить с необ ходимой точностью общеземную систему координат. Ее практи ческой реализацией является система опорных точек, закреплен ных на поверхности Земли. Вследствие неизбежных ошибок изме рений на практике существует несколько общеземных систем координат, которые будут описаны в главе 4.