Совершенствование теории высот в геодезии

С. С. Рахмонов, В. В. Попадьев

Труды ИПА РАН, вып. 68, 36–42 (2024)

DOI: 10.32876/ApplAstron.68.36-42

Ключевые слова: геоид, системы высот, нормальная высота, высота над уровнем моря, координатная линия, силовая линия, способы отыскания геоида

Аннотация

Пока еще не решенной проблемой в геодезии остается создание международной системы высот, которая по сути является системой разностей потенциалов, преобразование которых в линейную меру выполняется по правилам принятой системы высот: ортометрической, нормальной или нормально-ортометрической. Поскольку на практике в разных нивелирных сетях традиционно применяются разные системы высот (ортометрические — в большинстве стран Запада, нормальные — в странах СНГ), то при реализации общей системы высот появляется необходимость в выборе наиболее подходящей теории. Для обоснованного выбора нужно естественным образом разработать систему критериев, выполнить контрольные вычисления, сравнить их результаты, и в итоге определить наиболее подходящую систему не только практически, но и теоретически. Такие исследования можно провести, прибегнув к математическому моделированию с применением компьютерных программ, например MATLAB. Важным здесь является создание адекватной численной модели, близкой к физической, на примере которой будет выполнена проверка. При таких исследованиях особую роль играет отделение исходных определений от рабочих формул, а также четкое разделение элементов реального и нормального полей. Полученные на основе такого моделирования результаты позволили показать, что нормальные высоты имеют намного больше преимуществ по отношению к ортометрическим, самое главное из которых известно давно — это строгость вычисления нормальной высоты, в отличие от ортометрической. Тем не менее, и сама нормальная высота может рассматриваться как отрезок в трех вариантах: нормаль к эллипсоиду, координатная линия сфероидальной системы координат и силовая линия нормального поля силы тяжести. Получен способ высокоточного вычисления нормальной высоты как длины координатной линии в сфероидальной системе координат. Установленные преимущества нормальных высот позволяют применять ее в качестве рабочей системы высот в международной системе.

Цитирование