ФОРМА ЗЕМЛИ

Форма Земли влияет на точность автономной навигации и наведения летательных аппаратов. Геоид – математическая модель геометрической формы Земли моделируемая поверхностью четыр­надцатого порядка. Существуют упрощенные мо­дели формы Земли.

- простая модель - сфера радиусом 6371110 м, называемая сфероидом,

- модели, представленные эллипсоидами,

- модели, представленные другими телами вращения.

В Российской Федерации используется эллипсоид Ф.Н.Красовского:

- радиус экватора - большую полуось, равную 6378,245 м.

- площадь земной поверхности при этом рав­на около 5,1 х 10⁸ км².

- Радиус земной оси - малая полуось равна 6356,363 км.

Площадь поверхности суши - 1,48 х 10⁸ км².

Площадь водной поверхности - 3, 6 х 10⁸ км².

Среднее превышение суши над уровнем моря составляет 825 м.

 

Рис. 5

ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ

 

Поле тяготения Земли - проявление закона всемирного тяготения, открытого И.Ньютоном. Если представить Землю в форме сферы, то вектор гравитационной силы будет проходить че­рез геометрический центр планеты. Это направление называется геоцентрической вер­тикалью.

 

1. Рис. 5 Форма Земли. Геоид. Эллипсоид.

Нерегулярная поверхность геоида аппроксимируется регулярным эллипсоидом. Для каждого участка геоида (каждой страны или региона) может быть выбран свой оптимальный эллипсоид. Для Земли используется общеземной эллипсоид.

Рис. 6

Если представить Землю геоидом (референц-эллипсоидом) - телом вращения, у которого расстояние между полюсами меньше, чем диаметр экватора, то форма меридиана такой модели будет представлять собой эллипс. Построим нормаль (перпендикуляр) к касательной в каждой точке этого эллипса. Эта нормаль будет называться геодезической вертикалью. Если в этой же точке размес­тить отвес, то направление его нити будет отличаться от геодезической вертикали на небольшой угол, называемый уклонением вертикали.

 

 

1. Рис. 6 Геоцентрическая и геодезическая вертикали места.

Геоцентрическая вертикаль соединяет положение центра масс объекта (в нашем случае – летательного аппарата) и геометрический центр земного эллипсоида. Геодезическая вертикаль также проходит через точку положения центра масс объекта, но направлена не к центру Земли, а перпендикулярно местной горизонтальной плоскости, которая ориентирована по касательной к земному геоиду.

 

1. Рис. 7. Гравитационная вертикаль места или отвесная линия

Гравитационная вертикаль направлена из центра масс ЛА к гравитационному центру Земли по отвесу. Во многих приборостроительных задачах гравитационная вертикаль, определяемая инструментально, принимается за то направление, которому перпендикулярна местная горизонтальная плоскость. Однако уклонение геодезической вертикали от местной отвесной линии – величина непостоянная. Гравитационный центр Земли перемещается. Гравитационная вертикаль наклоняется в сторону более массивных объемов в чреве нашей планеты и в сторону положительной ондуляции геоида (то есть в сторону, где геоид возвышается над эллипсоидом Земли).

 

Рис. 7

Нап­равление нити отвеса будет зависеть:

· от неравномерного распределения масс внутри Земли,

· от центробежной силы, действующей на гру­зик отвеса при вращении планеты вокруг своей оси.

Направление отвеса называется при этом вертикалью места.

В ряде упрощенных практических задач уклонением вертикали пренебрегают, и вертикаль места прини­мается за географическую вертикаль