
- •Основное содержание курса
- •3.Значение гравиметрической информации для геодезии
- •4.Потенциал силы тяжести Земли. Свойства потенциала объемных масс.
- •5.Потенциал притяжения и потенциал центробежной силы. Их свойства.
- •6 Вопрос. Натуральная система координат
- •7 Вопрос. Сила притяжения однородного диска.
- •8 Вопрос. Редукция Буге.
- •10 Вопрос. Гравитационный потенциал однородного шара
- •11. Потенциал точечных масс.
- •12. Основные понятия и определения, относящиеся к сферическим и шаровым функциям
- •13.Виды сферических функций и их основные свойства.
- •14. Нормирование сферических функций и коэффициентов при сферических функциях.
- •15. Представление обратного расстояния с помощью шаровых гармоник.
- •17. Теорема Стокса. Проблема Стокса.
- •18. Общие сведения о методах измерения ст.
- •19. Баллистические методы измерения ст.
- •21. Статические методы измерения ст.
- •22. Кварцевые статические гравиметры. Основные источники ошибок.
- •23. Подготовка гравиметров к работе. Основные положения гост 13017-83.
- •Приложение: порядок определения цены деления на установке для определения цены деления методом наклона
- •24. Исследования и поверки гравиметра типа гну-к.
- •25. Определение порога чувствительности гравиметра
- •26. Определение положения минимальной чувствительности к наклону
- •Гравиметр сg-5 AutoGrav
- •31. Основные системы координат, используемые в геодезии
- •2.4 Эллипсоидальная система координат
- •33. Нормальное гравитационное поле.
- •40. Разложение нормального потенциала в ряд сферических функций.
- •41. Фундаментальные постоянные.
- •42.Дифференциальные формулы для фундаментальных постоянных
- •43. Модели Нормальной Земли.
- •44. Система координат в нормальном поле. Связь с геод-й и астрономической ск.
- •45. Аномалии ст.
- •46. Смешанная аномалия в свободном воздухе
- •47 Аномалия буге и аномалия фая
- •48 Возмущающий потенциал т и его свойства
- •51. Постановка задачи Молоденского
- •52. Определение теллуроида
- •53.Определение нормальной высоты
- •54.Краевое условие для возмущающего потенциала
- •55.Приближенные формы краевого условия для возмущающего потенциала
- •57. Связь возмущающего потенциала с аномалией высоты.
- •58. Связь возмущающего потенциала с гравиметрическим уклонением отвеса в меридиане и в первом вертикале.
- •60. Использование принципа косвенной интерполяции в геодезической гравиметрии.
15. Представление обратного расстояния с помощью шаровых гармоник.
Расстояние lмежду двумя точками со сферическими координатами
17. Теорема Стокса. Проблема Стокса.
Возможность принципиально строгого определения внешнего гравитационного, поля и фигуры Земли появилась после того, как было установлено, что внешний потенциал Земли (как любой планеты) может быть определен независимо от плотности.
Это положение было доказано в 1849 г. английским ученым
Стоксом. В основе теоретических исследований Стокса лежит
его теорема, которая может быть сформулирована следующим
образом: если известны общая масса М тела, угловая скорость
ω его вращения около неизменной оси и форма внешней
уровенной поверхности σ, целиком охватывающей все притягивающие массы, то потенциал силы тяжести W и сама сила тяжести g определяются однозначно как во всем внешнем пространстве, так и на самой уровенной поверхности.
Теорема Стокса может быть отнесена и к физической поверхности планеты, не являющейся уровенной; только в этом
случае необходимо знать на ее поверхности приращение потенциала силы тяжести относительно какого-либо начального
пункта.
Теорема
Стокса не отвечает на вопрос: как может
быть решена эта задача для данной
конкретной уровенной поверхности.
Нахождение потенциальной функции W
составляет
так называемую проблему Стокса.
Поскольку потенциал Q
центробежной
силы выражается независимо от формы
уровенной поверхности и распределения
масс простой формулой
, проблема
Стокса сводится к нахождению потенциала
притяжения V.
Решение проблемы Стокса для эллипсоида вращения позволяет
построить модель гравитационного поля Земли, весьма близко подходящую к ее действительному гравитационному полю. Можно подобрать эллипсоид, поверхность которого имеет минимальные отклонения от поверхности среднего уровня моря и гравитационное поле которого незначительно отличается от действительного поля Земли. Модель гравитационного поля принято называть нормальным гравитационным полем. Нормальное поле значительно проще действительного поля Земли; его уровенные поверхности и силовые линии могут быть использованы как координатные при определении положения точек физической поверхности Земли. Можно представить нормальное поле как поле идеального физического тела, заменяющего реальную Землю и называемого нормальной
Землей.
Построение нормального поля позволяет выделить из земного
гравитационного поля его основную часть и рассматривать
не полные элементы поля, а малые разности соответствующих элементов действительного и нормального полей. В этом случае
задача определения фигуры Земли будет заключаться в изучении
отступлений ее физической поверхности от поверхности «модели», а задача определения потенциала W сводится к определению небольших величин T=W—U, где U— потенциал силы тяжести эллипсоида, иначе называемый нормальным потенциалом З е м л и. Величина Тполучила название возмущающего потенциала Земли.
Рассмотрим кратко его свойства.
Представим нормальный потенциал Земли формулой, аналогичной W=V + Q для действительного потенциала,
Возмущающий потенциал обладает всеми свойствами потенциалов притяжения: потенциал Т, как и его первые производные, непрерывен, однозначен и конечен во всем пространстве, сумма его вторых производных во всем внешнем пространстве равна нулю (ΔT=0). На бесконечности потенциал Т является функцией регулярной. Возмущающий потенциал является характеристикой аномальности гравитационного поля Земли. Он определяет степень отступлений точек физической поверхности Земли от выбранной модели. Величины, характеризующие эти отступления, связаны с возмущающим потенциалом. Следовательно, определив возмущающий потенциал Земли, можно определить и ее фигуру.