Жер пішіні мен өлшемдері туралы жалпы түсінік. Геодезиядағы негізгі анықтамалар. Геоид, жер шарының эллипсоиды, Красовскийдің референц-эллипсоиды туралы жалпы түсінік
жүктеу/скачать 220 Kb.
|
Лекция 2 Жерд пішіні
|
Дәріс 2 Жер пішіні мен өлшемдері туралы жалпы түсінік. Геодезиядағы негізгі анықтамалар. Геоид, жер шарының эллипсоиды, Красовскийдің референц-эллипсоиды туралы жалпы түсінік Жердің негізгі сызықтары мен жазықтықтары. Жердің өз осінде айналуынан оның бетінде күн мен түн алмасып, күн тәулігі пайда болады. Осы осьті (сурет 1) – жердің айналу осі деп атайды. Бұл осьтің жер бетімен қиылысатын екі нүктесі бар. Олар Солтүстік және Оңтүстік полюстер. Жердің айналу осін тік бұрыш жасап және дәл ортасы арқылы өтетін жазықтықты экватор жазықтығы деп атайды. Экватор жазықтығы мен жер бетінің қиылысу сызығы - экватор деп аталады. Cурет 1- Геодезиялық координаталар жүйесі Жердің айналу осі арқылы өтетін жазықтық - меридиан жазықтығы делінеді де, сол жазықтықтың жер бетімен қиылысу сызығы – географиялық меридиан деп аталады. Халықаралық келісім бойынша Лондон жанындағы Гринвич обсерваториясы арқылы өтетін меридиан бастапқы, бірінші немесе нольдік меридиан деп аталады. Экваторлық жазықтыққа параллель жазықтықтардың жер бетімен қиылысу сызықтарын параллельдер деп атайды. Жердің пішіні мен көлемін. Жердің пішіні мен көлемін дәл білу ғылым мен техниканың көп саласына керек (жер серігі мен ғарышқа ракета ұшырғанда, авиацияда, теңізде жүзуде, радиобайланыстарда және т.б.), соның ішінде ең алдымен жер бетін картада дұрыс бейнелеу үшін геодезия саласына өте қажет. Жер - күн жүйесіндегі планеталардың бірі. Оның жалпы ауданы 510 млн.кв.км-ге тең. Жер қыртысы әртүрлі қыраттар мен ойпаттардан тұрады. Жердің шамалы ғана бөлігін 29 % құрылық, ал 71 % дүние жүзілік мұхит сулары алып жатыр. Мұхит әлемінің орта тереңдігі – 3800 м болса, құрылықтың мұхит суларының орташа деңгейінен орташа биіктігі – 875 м-ге жуық. Жоғарыда көрсетілген шамалар құрылық бетінің аумағы жалпы жер бетінің аумағынан, ал оның биіктігі мұхиттың тереңдігінен біршама аз екенін көрсетеді. Сол себептен жер беті үшін шамамен дүние жүзілік мұхит және теңіз суларының тыныш жағдайына сәйкес келетін деңгей беті алынады. Құрылық астын ойша жүргізілген мұндай бет тұйық фигура жасайды және кез-келген нүктесінде жердің ауырлық күшіне бағытталған тіктеуіш сызықтарды тік бұрыш жасап қиып өтеді. Оны деңгейлік бет деп атайды. Жерді айнала орайтын осындай деңгейлік беттердің саны көп болуы мүмкін. Соның ішінде мұхиттың тыныш күйіндегі орта деңгеймен бірдей келетін деңгейлік бетпен құрайтын пішінді геодезияда Жердің жалпы пішіні немесе геоид деп атайды. Жердің қабаттарында салмақтың біркелкі таралмағына байланысты геоидтың пішіні дұрыс геометриямен сызылмайды, оның беті сол себептен математикалық жүйеге келмейді. Сондықтан да жердің геоид пішінді бетін математикалық бір жүйеге келетін немесе соған жуықтайтын басқа беттермен ауыстырады. Ондай беттерді екі түрге бөлуге болады. Жердің деңгейлік бетін жуықтап белгілі радиусы бар сфера деп алуға болады. Бұған мысал кәдімгі глобус жатады. Геодезиялық, астрономиялық, гравиметрлік дәл өлшемдер арқылы геоид бетінің пішінін эллипсоид айналуынан пайда болған математикалық беттің пішініне жақын екені анықталады. Бізде орташа деңгей бет үшін Балтық теңізіндегі Кронштад футштогінің нолі алынады, оны Балтық теңізінің деңгей беті деп атайды. Футшток деген мыстан жасалған, көлденең сызықтың тұсына нөл саны көрсетілген тақта. Бүкіл әлемдік тартылыс заңынан алынған әсерінен жер шарға емес, айналу осінің бағытынша сфероидқа ұқсайды. Сөйтіп, геодезияда жердің пішіні ретінде Жер сфероиды алынып, геодезиялық өлшеулердің нәтижелері негізгі деңгей бетке іс жүзінде, жер эллипсоидының бетіне проекцияланады (сурет 2). Р Q Q1 Р1 Сурет 2- Жер эллипсоиды Р1QРQ1 эллипстің РР1 кіші осінің төңірегінде айналуынан пайда болған бетті жер эллипсоидының беті немесе сфероид деп атайды (сурет 2). Жер эллипсоидының көлемі оның жарты осьтерінің ұзындықтары a (үлкен жарты осі), b (кіші жарты осі) және Жердің полярлық сығылуы немесе сфероидтың қысыңқылығы арқылы сипатталады. α = (a - b) (2.1) Жер фигурасын зерттеу үшін геоидқа шамалас келетін жерге дұрыс бағытталған эллипсоидтың жарты осьтерінің және оның полярлық сығылу шамаларын анықтау. Ондай эллипсоидты референц-эллипсоид деп атайды. Оның a, b шамаларын меридианның 10-тағы доғасы ұзындығын есептеу арқылы табады. Әр жерде меридиандардың доғаларының ұзындықтарын білу арқылы Жердің пішіні мен көлемін анықтауға болады. Жер эллипсоидының мөлшерін әр елдің ғалымдары бірнеше рет анықтады. Бұрынғы Одақта 1841 жылы неміс ғалымы Ф.В. Бессель есептеп шығарған жер эллипсоидының көлемі қолданылды (а=6377397 м, b=6356079 м, α═(а-в)/а=1:299,2). Жер эллипсоидының мөлшерін үлкен дәлдікпен 1940 жылы Ф.Н. Красовский мен А.А. Изотовтың басқаруымен Совет ғалымдары біздің территорияда есептеп анықтады. Оның үлкен жарты осі а=6378245 м, кіші жарты осі b=6356863 м және сфероидтың қысыңқылығы α═(а-в)/а=1:298,3. Оны Ф.Н.Красовскийдің құрметіне Красовский эллипсоиды деп атады. Ғарыштық геодезия әдістерімен алынған нәтижелері Красовскийдің есептеулерінің дұрыс екенін, әсіресе жердің полярлық сығылу коэффициенті мәнінің дұрыстығын дәлелдеді. Жердің пішіні туралы қазіргі теориялар ғылым академиясының корреспондент мүшесі М.С. Молоденскийдің жұмыстарында дамуда. Кейбір елдерде геодезиялық өлшеулер нәтижесінде шығарылған өз эллипсоидтарын қолданады. Олар сол немесе бірнеше елдің аумағын толық не ішінара қамтиды. Мұндай эллипсоид – референц-эллипсоид деп аталады. Референц-эллипсоид дегеніміз нақты бір елде геодезиялық өлшеулерді өңдеу үшін қолданылатын, жер денесінде белгілі түрде бағдарланған, нақты көлемі анықталған эллипсоид. Сөйтіп, қазіргі кезде Красовскийдің референц-эллипсоиды Ресейде ғана емес, бүкіл ТМД және Батыс Еуропа мен АҚШ-тың гравиметриялық және астрономиялық өлшеулері нәтижесінде алынған жер эллипсоидының көлемі – басқа елдердегі анықтамаларға қарағанда, қолданылған материалдардың аумағы жағынан да, оларды өңдеудің дәлдігі жағынан да неғұрлым басым. 1960 жылы Жердің үш жасанды серіктерін бақылаудың нәтижесінде жер сфероидының қысыңқылығы α=1:298,2-ге тең, ал АҚШ-та ұшырылған Жердің 13 жасанды серіктерін бақылау арқылы (1962 жылы) α=1:298,31-ге тең екендігінің анықтаулары Красовский өлшеулерінің дүниежүзілік маңызы бар екендігінің айқын дәлелі. Жердің сығылу коэффициенті аз болғандықтан (α=1:300) көп есептерді шешкенде Жердің пішіні ретінде тәжірибелік мақсаттағы дәлдікпен шамасы жер эллипсоидының көлеміне тең сфераны алуға болады. Жер бетінің шағын учаскелерінде геодезиялық жұмыстармен қатар, көптеген инженерлік есептерді шығаруда эллипсоид сығылушылығының аз болғандығынан, жердің пішіні үшін шарды радиусы R=6371,11 км қолдануға да болады. Жердің физикалық беті әртүрлі кеңістік пішіндердің жиынтығынан тұрады (тау, ой, сай, жота және т.б.). Жер бетіндегі нүктелердің жазықтықтағы жайын анықтау үшін геодезияда проекция әдісі қолданылады. Жердің кеңістік пішіндерін қағазға бейнелеу геодезияда ортогональдық (тік бұрышты) проекциямен көрсетіледі. Биіктіктің шамасы деңгей беттен басталып саналса, ондай биіктікті абсолюттік биіктік деп атайды. Ал егер биіктіктің шамасы деңгей бетке параллель кез-келген беттен саналатын болса, ондай биіктікті шартты (салыстырмалы) биіктік дейді. Әдетте, абсолюттік биіктікті санау мұхит немесе теңіздің тыныш күйіндегі деңгейінен бастайды. Елімізде абсолюттік биіктік санағы Кронштад футштогының нолінен басталады. Футшток деген мыстан жасалған, көлденең сызықтың тұсына ноль саны көрсетілген тақта. Осы бөліктер бойынша жиі-жиі теңіз деңгейі есептеліп отырылады. Ол Балтық теңізінің орта деңгейінен алынады, сондықтан біздің елдегі биіктік жүйе Балтық жүйесі деп аталады. Биіктіктің санмен өрнектелген шамасын нүктенің биіктік мәні (абсолюттік, шартты) дейді (сурет 3). Екі нүктенің биіктік мәнінің (абсолюттік немесе шартты) айырымын нүктелердің өзара биіктігі (биіктік өсімшесі) деп атайды, яғни айтқанда: h = HВ-HА (2.2) Шартты биіктіктен абсолюттік биіктікке көшкенде немесе керісінше болғанда шартты деңгеймен басты деңгейлі беттің арасындағы ұзындықты білу қажет. Сурет 3 жүктеу/скачать 220 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|