Вертикальное отклонение - Vertical deflection

Для метода растрирования ЭЛТ см. Электронно-лучевая трубка.

В вертикальное отклонение (VD), также известный как отклонение отвеса и астрогеодезический прогиб, в точке на Земле - это мера того, насколько далеко направление силы тяжести (отвес ) был смещен локальными массовыми аномалиями, такими как близлежащие горы. Они широко используются в геодезия, за геодезия сетей и для геофизических целей.

Вертикальное отклонение - это угловые составляющие между истинным зенит (отвес) и линия, перпендикулярная поверхности опорный эллипсоид выбран для аппроксимации поверхности уровня моря Земли. ВД вызваны горы и под землей геологический неровности и могут составлять углы 10 ″ (плоские участки) или 20–50 ″ (альпийские местность )[нужна цитата ].

Отклонение вертикали имеет компонент север-юг. ξ (xi ) и компонент восток-западη (эта ). Значение ξ разница между астрономическая широта минус геодезическая широта (считая северные широты положительными, а южные - отрицательными); последний обычно рассчитывается по геодезической сети координаты. Значение η - это в астрономическая долгота минус долгота (считая восточную долготу положительной, а западной - отрицательной). Когда новая система координат заменяет старую, с новыми геодезическими широтами и долготами на новом эллипсоиде, вычисленные вертикальные отклонения также изменятся.

Эллипсоид Земли, геоид и два типа вертикального отклонения

Определение

Прогибы отражают волнистость геоида и гравитационные аномалии, поскольку они зависят от гравитационное поле и его неоднородности.

ВД обычно определяются астрономически. В настоящий зенит наблюдается астрономически по отношению к звезды, а эллипсоидальный зенит (теоретическая вертикаль) расчетом геодезической сети, который всегда выполняется на опорный эллипсоид. Кроме того, очень локальные вариации ВД могут быть рассчитаны по данным гравиметрической съемки и с помощью цифровые модели местности (DTM), используя теорию, первоначально разработанную Vening-Meinesz.

ВД используются в астрогеодезическая нивелировка, метод определения геоида. Поскольку вертикальное отклонение описывает разницу между геоидальными и эллипсоидальными нормалями, оно представляет собой горизонтальную градиент волнистости геоида (т. е. расстояние между геоидом и опорным эллипсоидом). Учитывая начальное значение волнистости геоида в одной точке, определение волнистости геоида для области становится вопросом простой интеграции.

На практике прогибы наблюдаются в специальных точках на расстоянии 20 или 50 километров. Уплотнение осуществляется комбинацией моделей DTM и площадных гравиметрия. Точные наблюдения ВД имеют точность ± 0,2 ″ (на высокогорье ± 0,5 ″), расчетные значения около 1–2 ″.

Максимальный VD Центральная Европа кажется, точка рядом с Großglockner (3798 м), высшая точка Австрийский Альпы. Ок. значения равны ξ = +50 ″ и η = −30 ″. в Гималаи области очень асимметричные пики могут иметь VD до 100 ″ (0,03 °). На довольно ровном участке между Вена и Венгрия значения меньше 15 дюймов, но разброс на ± 10 дюймов для неоднородной плотности породы в геологической среде.

Совсем недавно комбинация цифровая камера и наклономер также использовались, см. зенитная камера.[1]

Заявление

Вертикальные отклонения в основном используются в четырех областях:

  1. Для точного расчета сети обследования. Геодезический теодолиты и выравнивание инструменты ориентированы относительно истинного вертикальный, но это отклонение превышает точность геодезических измерений в 5–50 раз. Следовательно, данные должны быть скорректированы точно относительно глобального эллипсоида. Без этих сокращений опросы могут быть искаженный на несколько сантиметров или даже дециметров на км.
  2. Для определение геоида (средний уровень моря) и для точного преобразования возвышения. Глобальный геоидальный волнистости составляют 50–100 м, а их региональный значения до 10–50 м. Они адекватны интегралы составляющих ВД ξ, η и, следовательно, могут быть рассчитаны с точностью до сантиметров на расстояниях в несколько километров.
  3. За GPS опросы. В спутники измерения относятся к чистому геометрический система (обычно WGS84 эллипсоид), тогда как земные высоты относятся к геоиду. Нам нужны точные данные геоида, чтобы объединить различные типы измерений.
  4. За геофизика. Поскольку данные ВД зависят от физической структуры Земли корка и мантия, геодезисты занимаются модели чтобы улучшить наши знания о недрах Земли. Дополнительно и аналогично прикладная геофизикаданные ВД могут поддержать будущее исследование сырья, масло, газ или руды.

Исторические последствия

ВД использовались для измерения Плотность Земли в Шихаллион эксперимент.

ВД - причина того, почему современные нулевой меридиан проходит более 100 м восточнее исторический астрономический нулевой меридиан в Гринвиче.[2]

Дуга меридиана, обследованная Николя-Луи де Лакайль к северу от Кейптаун в 1752 г. пострадал от В.Д.[3]. Получившееся расхождение с измерениями в Северном полушарии не было объяснено до тех пор, пока не посетил этот район Джордж Эверест в 1820 г.[4].

Очевидные ошибки в дуга меридиана Деламбра и Мешена определение, которое повлияло на исходное определение метр,[5] позже было обнаружено, что они вызваны ВД.[6]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Hirt, C .; Bürki, B .; Сомиески, А .; Сибер, Г. Н. (2010). «Современное определение вертикальных отклонений с помощью цифровых фотоаппаратов Zenith» (PDF). Журнал геодезической инженерии. 136: 1–12. Дои:10.1061 / (ASCE) SU.1943-5428.0000009. HDL:20.500.11937/34194.
  2. ^ Мэлис, 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. Дои:10.1007 / s00190-015-0844-у.
  3. ^ «Дуга меридиана». Астрономическое общество Южной Африки. Получено 27 августа 2020.
  4. ^ Уорнер, Брайан (1 апреля 2002 г.). "Лакайль 250 лет спустя". Астрономия и геофизика. 43 (2): 2.25–2.26. Дои:10.1046 / j.1468-4004.2002.43225.x. Получено 27 августа 2020.
  5. ^ Алдер, К. (2002). Мера всего: семилетняя одиссея и скрытая ошибка, изменившая мир. Свободная пресса. ISBN  978-0-7432-1675-3. Получено 2020-08-02.
  6. ^ Ваничек, Петр; Foroughi, Ismael (2019). «Как гравитационное поле сократило наш метр». Журнал геодезии. 93 (9): 1821–1827. Bibcode:2019JGeod..93.1821V. Дои:10.1007 / s00190-019-01257-7. ISSN  0949-7714. S2CID  146099564.

внешняя ссылка

  • Веб-сайт NGS показывает вертикальное отклонение в любой точке США. здесь и здесь.