ВВЕДЕНИЕ 3
1. УКЛОНЕНИЕ ОТВЕСНОЙ ЛИНИИ 5
1.1 Геоид, общий земной эллипсоид, Нормальная Земля и понятие
возмущающего (аномального) потенциала 5
1.2 Связь уклонения отвесной линии (УОЛ) с возмущающим потенциалом 8
1.3 Системы высот, используемые в данной работе 9
2. ТРАДИЦИОННЫЕ СПОСОБЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УКЛОНЕНИЯ ОТВЕСНОЙ ЛИНИИ 13
2.1 Астрономо-геодезический 13
2.2 Гравиметрический 14
2.3 Вычисление уклонений отвесной линии с применением глобальной
модели гравитационного поля небесного тела 15
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ УКЛОНЕНИЯ ОТВЕСНОЙ ЛИНИИ МЕТОДОМ GNSS-НИВЕЛИРОВАНИЯ 17
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АСТЬ: ВЫЧИСЛЕНИЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ УКЛОНЕНИЯ ОТВЕСНОЙ ЛИНИИ НА
ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПУНКТАХ БАЗИСА АОЭ КФУ 21
4.1 Необходимые измерительные данные 21
4.2 Обработка измерений и получение составляющих УОЛ, оценка
точности 24
4.3 Сравнительный анализ с данными, полученные другими методами . 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29
ЛИТЕРАТУРА
Теория фигуры Земли - это раздел науки, занимающаяся изучением формы Земли по ее полю силы тяжести. Еще с давних времен ученых интересовало какую форму имеет планета Земля. Возможны различные толкования фигуры Земли (шар, эллипсоид вращения, геоид). В настоящее время используют следующее определение: это фигура ее внешней поверхности, которая в областях, занимаемых сушей, образуется рельефом, а на морях и океанах - их невозмущенной поверхностью. В высшей геодезии рассматривается два основных вида изучения формы и фигуры Земли: геометрический и гравиметрический. Первый способ позволяет установить, как форму Земли, так и ее линейные размеры. Гравиметрический метод позволяет установить только форму Земли, имея в этом вопросе явное преимущество. Это возможность изучения гравитационного поля на океанах, где невозможна постановка точных геодезических задач. Эти два не-зависимых метода изучения фигуры Земли являются взаимодополняющими друг друга.
Строгое решение большинства геодезических задач невозможно без учета гравиметрических данных. К примеру, измеренные элементы земной поверхности (ЗП) для последующей обработки необходимо спроектировать на некоторую на некоторую правильную поверхность (например, эллипсоид). Это проектирование необходимо провести с учетом отклонения (уклонения) отвесных линий и аномалий высот, которые дает гравиметрия.
Первые предположения о шарообразности Земли были высказаны еще в IV столетии до н.э. Эратосфеном. Позже в средние века и в новое время ученые про-изводили градусные измерения, основанные на измерении дуги меридиана и последующем вычислении дуги в один градус, для того чтобы установить размеры и форму нашей планеты (французские экспедиции в Южной Америке и в Скандинавии, XVIII столетие). Это послужило уже рассматривать Землю не как шар (в нулевом приближении), а как эллипсоид вращения (общий земной эллипсоид). Но последующие работы Стокса и Клеро дали толчок к изучению формы Земли как уровенной поверхности. И в 1873 г. Немецкий физик Листинг ввел понятие геоид. Но эта поверхность математически неописуема и решать на ней геодезические задачи было сложно. Поэтому в середине XX века советский ученый М.С. Молоденский предложил кардинально другой метод определения формы поверхности Земли. Задача состоит в определении системы геодезических высот (превышение точки на физической поверхности Земли над эллипсоидом относи-мости). С помощью этих высот и уклонений отвесных линий (УОЛ) возможно строгое проектирование всех измеренных на физической поверхности Земли величин на эллипсоид.
Целью данной работы является вычисление составляющих уклонения от-весной линии методом GNSS-нивелирования. Для выполнения этой цели мне необходимо было выполнить следующие задачи:
1. дать определение понятию уклонение отвесной линии;
2. изучение метода GNSS-нивелирования;
3. сбор необходимых данных;
4. обработка измерений;
5. оценка точности и сравнение результатов с другими методами.
Работа представлена в 26 страницах, содержит 11 рисунков, изложение основной части разделено на 4 части, список литературы содержит 8 наименований литературных и электронных источников.
Помимо традиционных методов определения составляющих уклонения отвесной линии, в XXI был предложен новый способ - GNSS-нивелирование.
Данный метод является наиболее быстрым и менее затратным по времени, так как нет надобности проводить трудоемкие астрономо-геодезические и гравиметрические измерения. Достаточно знать нормальные высоты, определяемые из геометрического нивелирования и геодезические высоты, получаемые из спутниковых наблюдений.
В ходе своего исследования я опирался на статью турецкого ученого из Сельчукского университета Айяха Цейлана. В своей статье он применил методику для полигона, где равномерно расставлены пункты, для которых определены геодезические и ортометрические (нормальные) высоты.
В своей работе я опирался на его алгоритм и применил данную методику для территории АОЭ К(П)ФУ. Для этого необходимо было для определенных точек (для пунктов линейного базиса) определить нормальные и геодезические высоты. После чего были получены значения для каждого из трех пунктов линейного базиса с последующей
Также было произведено сравнение с методами: основанный на применении глобальной модели гравитационного поля небесного тела и астрономо-геодезическим.
В целом по результатам сравнения с другими методами, можно сказать, что метод (GNSS-нивелирование) определения составляющих УОЛ является рабочим и его можно применять на практике для выполнения различных задач.
