Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для метода растрирования ЭЛТ см. Электронно-лучевая трубка .

Вертикального отклонения ( ВД ), также известный как отклонение отвесной линии и астро-геодезический прогиба , в точке на Земле является мерой того , насколько направление силы тяжести ( отвеса ) была сдвинута на местных массовых аномалий , таких как поблизости горы. Они широко используются в геодезии , при съемке сетей и в геофизических целях.

Вертикальное отклонение угловых компоненты , расположенные между истинным зенитом (отвесная линией) и линией , перпендикулярной к поверхности эллипсоидом , выбранным для приближения Земли уровня моря поверхности. ВД вызываются горами и подземными геологическими неоднородностями и могут составлять углы от 10 дюймов (равнины) или 20–50 дюймов (альпийская местность ) [ необходима цитата ] .

Отклонение вертикали имеет компонент ξ ( xi ) с севера на юг и компонент η ( eta ) с востока на запад  . Значение ξ - это разница между астрономической широтой минус геодезическая широта (считая северные широты положительными, а южные - отрицательными); последняя обычно рассчитывается по координатам геодезической сети . Значение η - это астрономическая долгота минус долгота.(считая восточную долготу положительной, а западной - отрицательной). Когда новая система координат заменяет старую, с новыми геодезическими значениями широты и долготы на новом эллипсоиде, вычисленные вертикальные отклонения также изменятся.

Эллипсоид Земли, геоид и два типа вертикального отклонения

Определение [ править ]

Прогибы отражают волнистость геоида и гравитационные аномалии , поскольку они зависят от гравитационного поля и его неоднородностей.

ВД обычно определяются астрономически. Истинный зенит наблюдается астрономический по отношению к звездам , и эллипсоидальной зениту (теоретический вертикальный) геодезическим вычисление сети, которая всегда имеет место на референц - эллипсоид . Кроме того, очень местные вариации ВД могут быть рассчитаны на основе данных гравиметрической съемки и с помощью цифровых моделей местности (ЦМР), используя теорию, первоначально разработанную Vening-Meinesz .

ВД используются в астрогеодезической нивелировке , методике определения геоида. Поскольку вертикальное отклонение описывает разницу между геоидальными и эллипсоидальными нормалями, оно представляет собой горизонтальный градиент волн геоида (т. Е. Разделение между геоидом и опорным эллипсоидом). Если задано начальное значение волнистости геоида в одной точке, определение волнистости геоида для области становится вопросом простой интеграции.

На практике прогибы наблюдаются в специальных точках с расстоянием от 20 до 50 километров. Уплотнение выполняется с помощью комбинации моделей DTM и площадной гравиметрии . Точные наблюдения ВД имеют точность ± 0,2 ″ (на высокогорье ± 0,5 ″), расчетные значения около 1–2 ″.

Максимальный VD в Центральной Европе , по-видимому, находится рядом с Großglockner (3798 м), высочайшей вершиной Австрийских Альп . Прибл. значения равны ξ = +50 ″ и η = −30 ″. В районе Гималаев очень асимметричные пики могут иметь VD до 100 ″ (0,03 °). В довольно плоской области между Веной и Венгрией значения меньше 15 дюймов, но разброс на ± 10 дюймов из-за неравномерной плотности горных пород в геологической среде.

Совсем недавно также использовалась комбинация цифровой камеры и наклономера , см. Зенитная камера . [1]

Заявление [ править ]

Вертикальные отклонения в основном используются в четырех областях:

  1. Для точного расчета съемочных сетей . Геодезические теодолиты и нивелирные инструменты ориентированы относительно истинной вертикали , но их отклонение превышает точность геодезических измерений в 5–50 раз. Следовательно, данные должны корректироваться точно относительно глобального эллипсоида. Без этих сокращений съемка может быть искажена на несколько сантиметров или даже дециметров на км.
  2. Для определения геоида (среднего уровня моря) и точного преобразования высот . Глобальная ундуляции волнистость составляет 50-100 м, а также их региональные значений до 10-50 м. Они адекватны интегралам компонентов ВД ξ, η и поэтому могут быть вычислены с точностью до сантиметра на расстояниях в несколько километров.
  3. Для GPS- съемок . Эти спутники измерение относится к чисто геометрической системе (обычно WGS84 эллипсоида), в то время как наземные высоты относятся к геоиду. Нам нужны точные данные геоида, чтобы объединить различные типы измерений.
  4. Для геофизики . Поскольку на данные ВД влияет физическая структура земной коры и мантии, геодезисты занимаются моделями, чтобы улучшить наши знания о недрах Земли. Кроме того, как и в прикладной геофизике , данные ВД могут поддержать будущую разведку сырья, нефти , газа или руд .

Исторические последствия [ править ]

VD использовались для измерения плотности Земли в эксперименте Шихаллион .

VD является причиной того, что современный нулевой меридиан проходит более чем на 100 м восточнее исторического астрономического нулевого меридиана в Гринвиче. [2]

Дуга меридиана, исследованная Николя-Луи де Лакайлем к северу от Кейптауна в 1752 году, была затронута VD. [3] Получившееся расхождение с измерениями в Северном полушарии не было объяснено до посещения этого района Джорджем Эверестом в 1820 году. [4]

Очевидные ошибки в меридиональной дуги Деламбре и Méchain определения, что отразилось первоначальное определение на метр , [5] были найдены позже , чтобы быть вызвано ВД. [6]

См. Также [ править ]

  • Обследование отклонений
  • Вертикальное направление
  • Зенит
  • Аномалия силы тяжести

Ссылки [ править ]

  1. ^ Хирт, C .; Bürki, B .; Сомиески, А .; Сибер, GN (2010). «Современное определение вертикальных отклонений с помощью цифровых фотоаппаратов Zenith» (PDF) . Журнал геодезической инженерии . 136 : 1–12. DOI : 10.1061 / (ASCE) SU.1943-5428.0000009 . ЛВП : 20.500.11937 / 34194 .
  2. ^ Малис, Стивен; Сиго, Джон Х .; Palvis, Nikolaos K .; Зайдельманн, П. Кеннет; Каплан, Джордж Х. (1 августа 2015 г.). «Почему сместился гринвичский меридиан» . Журнал геодезии . 89 (12): 1263. Bibcode : 2015JGeod..89.1263M . DOI : 10.1007 / s00190-015-0844-у .
  3. ^ «Дуга меридиана» . Астрономическое общество Южной Африки . Проверено 27 августа 2020 .
  4. ^ Уорнер, Брайан (1 апреля 2002 г.). «Лакайль 250 лет спустя» . Астрономия и геофизика . 43 (2): 2.25–2.26. DOI : 10,1046 / j.1468-4004.2002.43225.x . Проверено 27 августа 2020 .
  5. Перейти ↑ Alder, K. (2002). Мера всего: семилетняя одиссея и скрытая ошибка, изменившая мир . Свободная пресса. ISBN 978-0-7432-1675-3. Проверено 2 августа 2020 .
  6. ^ Ваничек, Петр; Foroughi, Ismael (2019). «Как гравитационное поле сократило наш метр». Журнал геодезии . 93 (9): 1821–1827. Bibcode : 2019JGeod..93.1821V . DOI : 10.1007 / s00190-019-01257-7 . ISSN 0949-7714 . S2CID 146099564 .  

Внешние ссылки [ править ]

  • На веб-сайте NGS указано вертикальное отклонение в любой точке США здесь и здесь .