Geoid - bu Yer figurasining modeli (ya'ni hajmi va shakli bo'yicha uning analogi), u dengizning o'rtacha darajasiga to'g'ri keladi va kontinental mintaqalarda ruh darajasi bilan belgilanadi. Topografik balandliklar va okean chuqurliklari o'lchanadigan mos yozuvlar yuzasi bo'lib xizmat qiladi. Yerning aniq shakli (geoid), uning taʼrifi va ahamiyati haqidagi ilmiy fan geodeziya deb ataladi. Bu haqda batafsil ma'lumot maqolada keltirilgan.
Potentsialning doimiyligi
Geoid hamma joyda tortishish yoʻnalishiga perpendikulyar boʻlib, shakli muntazam tekis sferoidga yaqinlashadi. Biroq, bu to'plangan massaning mahalliy kontsentratsiyasi (chuqurlikdagi bir xillikdan og'ish) va qit'alar va dengiz tubi o'rtasidagi balandlik farqlari tufayli hamma joyda ham shunday emas. Matematik nuqtai nazardan, geoid ekvipotensial sirtdir, ya'ni potentsial funktsiyaning doimiyligi bilan tavsiflanadi. Unda Yer massasining tortishish kuchi va sayyoraning oʻz oʻqi boʻylab aylanishi natijasida yuzaga keladigan markazdan qochma itarishning birgalikdagi taʼsiri tasvirlangan.
Soddalashtirilgan modellar
Geoid, massaning notekis taqsimlanishi va natijada tortishish anomaliyalari tufayli,oddiy matematik sirtdir. Bu Yerning geometrik shakli standarti uchun unchalik mos emas. Buning uchun (lekin topografiya uchun emas) oddiygina taxminlar qo'llaniladi. Ko'pgina hollarda, shar Yerning etarli geometrik tasviri bo'lib, buning uchun faqat radius ko'rsatilishi kerak. Aniqroq yaqinlashish zarur bo'lganda, inqilob ellipsoidi ishlatiladi. Bu ellipsni kichik o'qi atrofida 360 ° aylantirish natijasida hosil bo'lgan sirt. Geodezik hisob-kitoblarda Yerni tasvirlash uchun ishlatiladigan ellipsoid etalon ellipsoid deyiladi. Bu shakl ko'pincha oddiy taglik yuzasi sifatida ishlatiladi.
Revolyutsiya ellipsoidi ikkita parametr bilan ifodalanadi: yarim katta o'q (Yerning ekvator radiusi) va kichik yarim o'q (qutb radiusi). Yassilanish f katta va kichik yarim o'qlar orasidagi farqni katta f=(a - b) / a ga bo'lingan holda aniqlanadi. Yerning yarim o'qlari taxminan 21 km ga farq qiladi va elliptikligi taxminan 1/300 ni tashkil qiladi. Geoidning inqilob ellipsoididan chetlanishlari 100 m dan oshmaydi. Yerning uch oʻqli ellipsoid modelida ekvatorial ellipsning ikki yarim oʻqlari orasidagi farq bor-yoʻgʻi 80 m ni tashkil qiladi.
Geoid tushunchasi
Dengiz sathi, hatto toʻlqinlar, shamollar, oqimlar va suv toshqinlarining taʼsiri boʻlmagan taqdirda ham oddiy matematik raqam hosil qilmaydi. Okeanning buzilmagan yuzasi tortishish maydonining ekvipotentsial yuzasi bo'lishi kerak va ikkinchisi Yer ichidagi zichlikning bir hil bo'lmaganligini aks ettirganligi sababli, xuddi shu narsa ekvipotensiallarga ham tegishli. Geoidning bir qismi ekvipotensialdirokeanlarning buzilmagan o'rtacha dengiz sathiga to'g'ri keladigan yuzasi. Qit'alar ostida geoidga to'g'ridan-to'g'ri kirish mumkin emas. Aksincha, u qit'alar bo'ylab okeandan okeangacha tor kanallar o'tkazilsa, suvning ko'tarilishi darajasini ifodalaydi. Og'irlikning mahalliy yo'nalishi geoid yuzasiga perpendikulyar bo'lib, bu yo'nalish bilan ellipsoidga nisbatan normal o'rtasidagi burchak vertikaldan og'ish deb ataladi.
Ogʻishlar
Geoid, ayniqsa qit'alarning quruqlik yuzasidagi nuqtalarga nisbatan amaliy ahamiyati kam bo'lgan nazariy tushunchaga o'xshab ko'rinishi mumkin, ammo unday emas. Erdagi nuqtalarning balandliklari geodezik tekislash bilan aniqlanadi, bunda ekvipotensial sirtga teginish sath bilan o'rnatiladi va kalibrlangan ustunlar plumb chizig'i bilan tekislanadi. Shuning uchun balandlikdagi farqlar ekvipotensialga nisbatan aniqlanadi va shuning uchun geoidga juda yaqin. Shunday qilib, materik yuzasidagi nuqtaning 3 ta koordinatasini klassik usullar bilan aniqlash uchun 4 ta kattalik: kenglik, uzunlik, Yer geoididan balandlik va bu joydagi ellipsoiddan chetlanishni bilish kerak edi. Vertikal og'ish katta rol o'ynadi, chunki uning ortogonal yo'nalishdagi komponentlari kenglik va uzunlikni astronomik aniqlashdagi kabi xatolarga olib keldi.
Geodezik triangulyatsiya nisbiy gorizontal pozitsiyalarni yuqori aniqlik bilan taʼminlagan boʻlsa-da, har bir mamlakat yoki qitʼada triangulyatsiya tarmoqlari taxminiy nuqtalardan boshlangan.astronomik pozitsiyalar. Ushbu tarmoqlarni global tizimga birlashtirishning yagona yo'li barcha boshlang'ich nuqtalardagi og'ishlarni hisoblash edi. Geodezik joylashishni aniqlashning zamonaviy usullari bu yondashuvni o'zgartirdi, ammo geod ba'zi amaliy foydalari bilan muhim tushuncha bo'lib qolmoqda.
Shakl ta'rifi
Geoid mohiyatan haqiqiy tortishish maydonining ekvipotensial yuzasidir. Nuqtadagi Yerning normal potentsialiga potentsial DU ni qo'shadigan mahalliy ortiqcha massa yaqinida doimiy potentsialni saqlab turish uchun sirt tashqi tomonga deformatsiyalanishi kerak. To'lqin N=DU/g formulasi bilan berilgan, bu erda g - tortishish tezlanishining mahalliy qiymati. Massaning geoidga ta'siri oddiy rasmni murakkablashtiradi. Buni amalda hal qilish mumkin, ammo dengiz sathidagi nuqtani ko'rib chiqish qulay. Birinchi masala N ni o'lchanmaydigan DU ko'rinishida emas, balki g ning normal qiymatdan chetga chiqishi bo'yicha aniqlashdir. Zichligi o'zgarmagan ellipsoidal Yerning bir xil kengligida mahalliy va nazariy tortishish o'rtasidagi farq Dg ga teng. Ushbu anomaliya ikki sababga ko'ra yuzaga keladi. Birinchidan, tortishish kuchiga ta'siri salbiy radial lotin -∂(DU) / ∂r bilan belgilanadigan ortiqcha massani jalb qilish tufayli. Ikkinchidan, N balandlikning ta'siri tufayli, chunki tortishish geoidda o'lchanadi va nazariy qiymat ellipsoidga tegishli. Dengiz sathida g vertikal gradient -2g/a, bu yerda a Yerning radiusi, shuning uchun balandlik effekti(-2g/a) N=-2 DU/a ifodasi bilan aniqlanadi. Shunday qilib, ikkala ifodani birlashtirib, Dg=-∂/∂r(DU) - 2DU/a.
Formal ravishda tenglama DU va o'lchanadigan qiymat Dg o'rtasidagi munosabatni o'rnatadi va DU ni aniqlagandan so'ng N=DU/g tenglama balandlikni beradi. Biroq, Dg va DU faqat stansiya ostida emas, balki Yerning aniqlanmagan mintaqasi bo'ylab ommaviy anomaliyalarning ta'sirini o'z ichiga olganligi sababli, oxirgi tenglamani bir nuqtada boshqalarga murojaat qilmasdan yechish mumkin emas.
N va Dg oʻrtasidagi munosabat masalasini 1849-yilda ingliz fizigi va matematigi ser Jorj Gabriel Stoks hal qilgan. U N uchun Dg qiymatlarini ularning sharsimon masofasiga bogʻliq boʻlgan integral tenglamani oldi. stantsiyadan. 1957 yilda sun'iy yo'ldoshlar uchirilgunga qadar Stokes formulasi geoid shaklini aniqlashning asosiy usuli bo'lgan, ammo uni qo'llash katta qiyinchiliklarni keltirib chiqargan. Integranda mavjud bo'lgan sferik masofa funktsiyasi juda sekin yaqinlashadi va har qanday nuqtada N ni hisoblashda (hatto g katta miqyosda o'lchangan mamlakatlarda ham) sezilarli darajada bo'lishi mumkin bo'lgan o'rganilmagan maydonlar mavjudligi sababli noaniqlik paydo bo'ladi. stantsiyadan masofalar.
Sun'iy yo'ldoshlar hissasi
Orbitalarini Yerdan kuzatish mumkin boʻlgan sunʼiy yoʻldoshlarning paydo boʻlishi sayyora shakli va uning tortishish maydonini hisoblashda butunlay inqilob qildi. 1957 yilda birinchi sovet sun'iy yo'ldoshi ishga tushirilgandan bir necha hafta o'tgach, qiymatibarcha oldingilarini almashtirgan elliptiklik. O'shandan beri olimlar past Yer orbitasidan kuzatuv dasturlari yordamida geoidni qayta-qayta aniqladilar.
Birinchi geodezik sun'iy yo'ldosh 1976-yil 4-mayda Qo'shma Shtatlar tomonidan taxminan 6000 km balandlikda deyarli aylana orbitaga uchirilgan Lageos bo'ldi. Bu diametri 60 sm bo'lgan alyuminiy shar bo'lib, lazer nurlarining 426 reflektoriga ega edi.
Yerning shakli Lageos kuzatuvlari va tortishishning sirt o'lchovlari kombinatsiyasi orqali aniqlangan. Geoidning ellipsoiddan og'ishlari 100 m ga etadi va eng aniq ichki deformatsiya Hindistonning janubida joylashgan. Qit'alar va okeanlar o'rtasida aniq to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlik yo'q, lekin global tektonikaning ba'zi asosiy xususiyatlari bilan bog'liqlik mavjud.
Radar altimetri
Yerning okeanlar ustidagi geoidi shamollar, toʻlqinlar va oqimlarning dinamik taʼsiri boʻlmasa, dengizning oʻrtacha darajasiga toʻgʻri keladi. Suv radar to'lqinlarini aks ettiradi, shuning uchun radar altimetri bilan jihozlangan sun'iy yo'ldosh dengiz va okeanlar yuzasiga masofani o'lchash uchun ishlatilishi mumkin. Birinchi bunday sun'iy yo'ldosh 1978 yil 26 iyunda AQSh tomonidan uchirilgan Seasat 1 edi. Olingan ma'lumotlar asosida xarita tuzildi. Oldingi usulda bajarilgan hisob-kitoblar natijasidan chetlanishlar 1 m dan oshmaydi.
