Русская Википедия:Уровенный эллипсоид

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Уровенный эллипсоид — одна из приближённых форм Земли, используемых в геодезии: эллипсоид вращения, поверхность которого совпадает с уровенной поверхностью создаваемого им поляШаблон:Sfn.

Понятие об уровенном эллипсоиде

Фигура и гравитационное поле Земли тесно взаимосвязаны. При определении потенциала силы тяжести Земли могут возникнуть трудности, обуславливаемые сложной фигурой Земли и особенностями распределения плотностей масс.
Эту задачу можно упростить, если представить гравитационное поле Земли в виде двух полей: нормальное и аномальное поля. Их следует рассматривать отдельно.
Обычно в геодезии используется нормальная Земля в виде идеальной планеты. В этом случае она имеет форму эллипсоида вращения

<math> \frac{x_0^2 + y_0^2}{a_0^2} + \frac{z_0^2}{b_0^2} = 1</math>,

где <math> x_0, y_0, z_0 </math> — координаты точки на поверхности эллипсоида; <math> a_0, b_0 </math> — большая и малая полуоси этого эллипсоида.

Эта поверхность является уровенной поверхностью нормального потенциала силы тяжести. Это означает, что на поверхности эллипсоида выполняется условие

<math> U = U_0 </math>,

где <math> U_0 </math> — постоянная.

Такой эллипсоид и называется уровеннымШаблон:Sfn. Использование поля силы тяжести уровенного эллипсоида в качестве нормального поля удобно в геодезии, так как в этом случае одна и та же поверхность будет отсчётной при решении как геометрических, так и физических задач.

Для того, чтобы уровенный эллипсоид можно было назвать близким к реальной Земле, должны выполняться следующие условияШаблон:SfnШаблон:Sfn:

  • Центр уровенного эллипсоида должен совпадать с центром масс Земли;
  • Главная ось инерции, являющаяся его осью вращения, должна совпадать с осью вращения Земли;
  • Угловые скорости вращения эллипсоида и реальной Земли должны быть одинаковыми, то есть <math>\omega_0=\omega</math>
  • Массы Нормальной и реальной Земли должны быть равны, то есть <math>GM_0=GM</math>
  • Зональные гармонические коэффициенты второй степени Нормальной и реальной Земли должны быть равны, то есть <math>J_2^0=J_2</math>
  • Нормальный потенциал на поверхности Нормальной Земли <math>U_0</math> должен быть равен действительному потенциалу на среднем уровне моря <math>W_0</math>, то есть <math>U_0=W_0</math>.

Примечания

Шаблон:Примечания

Литература