Определение размеров Земли

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ....................................................................................................... 3

1. Краткий исторический обзор ................................................................. 5

2. Изученность формы и размеров Земли на современном этапе ........... 8

3. Методы изучения фигуры Земли ......................................................... 12

3.1 Гравиметрический метод .................................................................... 12

3.2 Определение общих размеров земного сфероида ............................ 15

3.3 Космический метод ............................................................................. 18

3.4 Геометрический метод ........................................................................ 21

Заключение ................................................................................................ 23

Список использованной литературы ....................................................... 24

ВВЕДЕНИЕ

Одной из самых мало изученных и сложных проблем в истории геодезии и астрономии является понимание происхождения и точность результатов при определении размера нашей планеты. Самый ранний сохранившийся источник, который даёт результат определения размера Земли, - это работа «О небе» древнегреческого учёного Аристотеля (384-322 гг. до н.э.). «Математики, - писал Аристотель, - пытаясь рассчитать длину земной окружности, называют цифру около 400000 стадий». Некоторые исследователи считают, что Аристотель берет эту цифру у не названных математиков, и не объясняет, как она была получена. Однако, более вероятным является то, что Аристотель просто не знал, как этот результат был рассчитан и выведен.

Уже в VI веке до нашей эры наиболее выдающиеся люди знали, что Земля имела форму шара, отмечая, что при движении с севера на юг положение Полярной звезды меняется. Об этом же свидетельствовали лунные затмения (тень Земли на Луне была видна как часть круга), закаты и восходы Солнца.

Греческий математик и астроном Эратосфен (276 - 194 год до н. э.) измерил длину одного градуса, и тоже сделал заключение о шарообразной форме Земли, а знаменитый английский и астроном Ньютон (1643 - 1727 год) первым доказал, что Земля на полюсах сплющена, т.е. Земля является не шаром, а эллипсоидом.

Все дальнейшие исследования показали, что форма Земли очень сложна и не соответствует какой-либо правильной геометрической фигуре. Поэтому, определяя форму и размер Земли, считается, что она ограничена поверхностью воображаемой поверхностью геоида (гео - земля, идио - подобная). Под геоидом подразумевается уровенная поверхность, всюду перпендикулярную к действительному направлению отвеса, т.е. силы тяжести. Она совпадает с зеркалом воды (в состоянии покоя) в морях и океанах, а под континентами она представляет собой как бы мысленное продолжение представляемой поверхности воды. Эта фигура, поверхность которой в океанах ниже чем поверхность эллипсоида на несколько десятков метров, а на земле - выше. Вдоль экватора геоид имеет несколько выступов и углублений с амплитудой не более 200 м. Таким образом, геоид представляет собой фигуру не столько геометрическую (как эллипсоид), сколько физическую.

При геодезических работах все абсолютные глубины и высоты определяются относительно уровня моря, т.е. поверхности геоида. Расчёты показали, что истинная фигура Земли ближе к трехосному эллипсоиду вращения, малая полярная ось которого является осью вращения.

Описать данную фигуру при помощи каких-либо аналитических зависимостей просто невозможно. В то же время для решения геодезических задач в итоговом виде для возможного получения расчётных формул необходимо основываться на определённой математически строгой фигуре. Исходя из этого, задачу по определению формы и размеров Земли принято подразделять на две части:

- установление размеров и формы некоторой типичной фигуры, представляющей Землю в общем виде;

- изучение отступлений физической поверхности Земли от этой типичной фигуры.

Исходя из этого, для решения научных и технических задач по изучению физической поверхности Земли, а также других геодезических задач, сначала необходимо определиться с помощью математической модели поверхности Земли, что мы в данной курсовой работе и попытаемся сделать.

Знание размеров и формы нашей планеты необходимо во многих научных и практических областях и, прежде всего, для определения положения объектов на земной поверхности и их правильного представления