Výška nad hladinou moře
Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od
verze recenzované 18. června 2022; ověření vyžaduje
1 úpravu .
Nadmořská výška, absolutní výška - lineární míra rozdílu potenciálů v bodě zemského povrchu a na začátku výpočtu výšky (výchozí bod) . V počátečním bodě se předpokládá, že výška je nulová.
Výška nad hladinou moře může být zhruba definována jako vertikální vzdálenost od objektu ke střední hladině moře, nerušená vlnami a přílivem a odlivem, nebo (pokud se objekt nachází na souši) k povrchu geoidu. Výška bodu ležícího nad hladinou moře je považována za kladnou, pod - zápornou.
Potenciální rozdíl gravitace plně charakterizuje polohu dvou bodů ve výšce: voda teče z bodu s nižším potenciálem do bodu s vyšším potenciálem.
Je třeba rozlišovat následující pojmy:
- výška (výškový rozdíl) v systému použitém na jednoduchém součtu nivelace : součet nivelace závisí na dráze, po které se geometrická nivelace provádí.
- výška (výškový rozdíl) v použitém systému z geodetické výšky bodu. Geodetická výška bodu je vzdálenost od bodu k povrchu referenčního zemského elipsoidu, nesouvisí s rozdílem potenciálů (to znamená, že voda může proudit ve směru rostoucí geodetické výšky). Geodetická výška se od nadmořské výšky liší výškovou anomálií .
Historie konceptu
V polovině 19. století se ukázalo, že při určování výšek z geometrické nivelace již nelze předpokládat, že odvozené excesy se rovnají rozdílům vzdáleností od středu Země - je třeba dodržet v pozor na necentrálnost zemského gravitačního pole, nerovnoběžnost rovných povrchů zemského gravitačního potenciálu. A. P. Bolotov [1] , v návaznosti na francouzského akademika L. Puissana [2] [3] , zaznamenal možnost výpočtu výšek podél kolmiček ke sféroidním plochám rovnoběžným s hladinou oceánu. L. Puissan ve své knize z roku 1805 popsal principy geometrické nivelace, aniž by použil samotný termín "nivelace" (str. 230-237), ale odkazoval na Laplaceovy korekce lomu (str. 223-229). Rozdíly ve výškách považoval za rovné rozdílům ve vzdálenostech ke středu kulovité Země. Termín „ nivelace “ se objevil v Puissantově knize z roku 1807 [4] Laplace [5] popsal astronomickou a pozemskou refrakci a měření výšky pomocí barometru.
Pozornost geodetů k této problematice přitáhla v roce 1870 odchylka přibližně 1,2 m geometrického nivelačního polygonu, který přetínal Alpy u Simplonu a Svatého Gottharda. Později se ukázalo, že tento nesoulad je výsledkem špatného výpočtu a vliv gravitace v takových případech bude stěží větší než decimetr. Své práce o výpočtu výšek v zemském gravitačním poli v tomto období publikovali Theodor Vand [6] , G. Zachariae, F. R. Gelmert . Významný je zejména příspěvek vynikajícího německého geodeta Helmerta [7] (a následné publikace). Byl to on, kdo správně vyhodnotil zmíněný vliv, navrhl dynamické výšky , které si dodnes zachovávají svou roli v teorii a praxi nivelace (termín se objevil později) a metodu pro výpočet ortometrických výšek , která sloužila v SSSR, dokud takové výšky nebyly nahrazeny normálními. Helmert při rozvíjení teorie ortometrických výšek – výšek nad Gauss-Listingovým geoidem zaznamenal zásadní nemožnost jejich přesného určení z výsledků měření na zemském povrchu.
V roce 1945 MS Molodensky (TsNIIGAiK) jako první použil normální výšky k vyřešení problému společného určení tvaru Země a vnějšího gravitačního pole [8] . Systém normálních výšek byl dále rozvinut v dílech Canda. tech. Sci. V. F. Eremeev (TsNIIGAiK) a nakonec vyvinut v roce 1972 [9]
Základní systémy výšek nad hladinou moře
- Dynamická výška (převod rozdílu potenciálu na lineární míru dělením konstantní hodnotou blízkou průměrné gravitaci, například průměrnou hodnotou normální gravitace v zeměpisné šířce 45°). Je vhodné použít dynamické výšky v blízkosti stejné rovné hladiny uzavřené nádrže nebo vodního díla, v takovém případě se naměřené výšky nebudou lišit od odpovídajícího rozdílu dynamických výšek. Využití dynamických výšek pro řešení geodetických úloh je nepohodlné, neboť bude nutné zavést korekci pro přechod na dynamické i v nivelačních liniích s nízkou přesností.
- Ortometrická výška (segment siločáry skutečného tíhového pole od Brunsova geoidu k bodu na zemském povrchu; potenciálový rozdíl se převede na lineární míru dělením průměrnou integrální hodnotou skutečné gravitace podél tohoto segmentu). Vertikální ortometrické výškové přírůstky jsou přesně stejné jako přírůstky délky.
- Normální výška (úsek siločáry normálního tíhového pole od povrchu úrovňového elipsoidu nahoru k bodu, kde se rozdíl normálního potenciálu rovná rozdílu skutečného potenciálu; rozdíl potenciálů se převádí na lineární změřit vydělením hodnotou průměrné integrální hodnoty normální gravitace podél tohoto segmentu). Značky normálních výšek, i když v obecném případě nejsou pro stejnou rovinu konstantní, charakterizují rovinné plochy s různými potenciály lépe než ortometrické. Vertikální přírůstky normální výšky nejsou rovny přírůstku délky a odpovídají útlumu anomálního gravitačního pole s výškou.
- Normálno-ortometrická výška (úsek siločáry normálního tíhového pole od zemského povrchu dolů do bodu, ve kterém se rozdíl normálního potenciálu rovná rozdílu skutečného potenciálu; rozdíl potenciálů se převádí na lineární změřit vydělením hodnotou průměrné integrální hodnoty normální gravitace podél tohoto segmentu).
Výchozí bod pro výpočet výšky
Různé země používají různé výchozí body pro počítání výšek.
V Rusku se jako státní systém výšek používá Baltský systém normálních výšek z roku 1977 , určený výsledky vyrovnávacích měření v bodech státní nivelační sítě I. a II. třídy hlavní výškové základny, provedených spol. GUGK SSSR v roce 1977. V Rusku a Kazachstánu se výšky bodů na zemském povrchu nad hladinou moře počítají z průměrné dlouhodobé hladiny Baltského moře , která je stanovena značkou na kronštadtské patě . Různé země používají různé výchozí body pro počítání výšek.
Příklady
Výšky horských vrcholů nad hladinou moře se zjišťují nakloněným zaměřovacím paprskem trigonometrické nivelace s přesností cca 1 m, přičemž geodetická výška vrcholu nad referenčním elipsoidem může být určena s přesností až 1 cm pomocí geodetického GNSS přijímače.
Viz také
Komentáře
Poznámky
- ↑ Bolotov A.P. Geodézie aneb průvodce studiem celkového pohledu na Zemi, konstrukcí map a výrobou trigonometrických a topografických průzkumů a úrovní. Část II: mapové projekce, nivelace, polohopis .. - Petrohrad. : K. Wingeber, 1837. - 445 s.
- ↑ Puissant L. Traité de géodésie ou exposition des méthodes astronomiques et trigonométriques, appliquées soit à la mesure de la terre, soit à la confection du canevas des cartes et des plans. - 1. - Paříž: Courcier, 1807. - S. 230.
- ↑ Puissant L. Traité de géodésie ou exposition des méthodes astronomiques et trigonométriques, appliquées soit à la mesure de la terre, soit à la confection du canevas des cartes et des plans. - 2. - Paříž: Courcier, 1819. - S. 350.
- ↑ Puissant L. Traité de topographie, d'arpentage et de nivellement. - Paříž: Courcier, 1807. - 332 s.
- ↑ Laplace Pierre-Simon. Traité de Mécanique celeste, t. 4. - 1. - Paříž: L'Imprimerie Royale, 1805.
- ↑ WandTh. Die Principien der mathematischen Physik und Potential theorie. - Lipsko: BG Teubner, 1871. - 184 s.
- ↑ F. R. Helmert. Zur Theorie des geometrischen Nivellirens (Deutsch) // Astronomische Nachrichten: journal. - 1873. - T. 81 , č. 19 . - S. 298-300 . — ISSN 1521-3994 .
- ↑ Molodensky M.S. Hlavní problémy geodetické gravimetrie. - Sborník TSNIIGAiK, sv. 42. - Moskva: Geodesizdat, 1945. - 108 s.
- ↑ Eremeev V. F., Yurkina M. I. Teorie výšek v gravitačním poli Země. - Sborník TSNIIGAiK, sv. 191. - Moskva: Nedra, 1972. - 144 s.
- ↑ Mount Everest - Peakbagger.com . Získáno 22. března 2018. Archivováno z originálu 8. září 2016. (neurčitý)
- ↑ BBC Rusko - Ve světě - Čína souhlasila se "zvýšením" Everestu o 4 metry . Získáno 22. března 2018. Archivováno z originálu 12. dubna 2010. (neurčitý)
Zdroje
Odkazy
- Gravimetrie a geodézie (Brovar B. V., Yurkina M. I., Tulin V. A., Spiridonov A. I., Demyanov G. V., Galaganov O. N., Rodkin M. V., Taranov V. A. ., M Kaftan V. I., Zharov V. E., N. Avsyuk, Svetlova Yu. Molodensky S. M., Denisov V. I., Melnikov V. N., Izmailov V. P., Karagioz O. V., Kolosnitsyn N. I., Neiman Yu. M., Byvshev V. A., Gusev N. A., Bagramyants V. O., Kopaev A V., Soroka Nepo., Yuklonov V. Kuts. Maiorov A. N., Shcheglov S. N., Medveděv P. P., Lebedev S. A., Zueva A. N. ., Pleshakov D. I., Dubovskoy V. B., Konopikhin A. A., Solovyov D. Yu., Chuikova N. A., Pasynok T. G., G. Vasykov, G. V. V. I., Sbitnev A. V., Zhilnikov V. G., Latyshev D. D., Chetverikova A. A.) M.: Nauchny Mir, 2010, 562 s. ISBN 978-5-91522-189-4
Literatura
Slovníky a encyklopedie |
|
---|
V bibliografických katalozích |
|
---|