3. Отвесная линия как главная координатная линия в геодезии. Нормаль к поверхности эллипсоида.

Отвесная линия

- направление силы тяжести в данной точке на земле; определяется так называемым отвесом или свободно висящей нитью с грузом на конце. Отклонение отвеса - угол, образуемый направлением О. линии с нормалью к общему сфероиду в данной точке земной поверхности. Если бы Земля представляла совершенно правильный сфероид с равномерным распределением плотностей концентрическими слоями, то нормали во всех точках к такому сфероиду были бы вместе с тем и направлениями силы тяжести, т. е. нигде на земле не существовало бы отклонения отвеса. На самом деле так наз. уровенная поверхность земли, т. е. поверхность океанов, мысленно продолженная под материками, благодаря неравномерному распределению наружных масс (гор) и плотностей внутри земли, представляет неправильную поверхность (геоид), которая лишь в общем может считаться сфероидом. При геодезических вычислениях, например, при вычислении широт и долгот из триангуляции, землю считают правильным сфероидом, и потому вычисленные широты и долготы определяют положения О. линий, не совсем согласные с истинными, т. е. выведенными из непосредственных астрономических наблюдений. Небольшие разногласия между геодезическими и астрономическими координатами, т. е. между широтами и долготами, полученными из вычисления триангуляции и непосредственно из наблюдений небесных светил, приписывались прежде исключительно неизбежным ошибкам наблюдений, которые действительно в старину не отличались большой точностью. С XVIII же века, когда ошибки наблюдений стали вообще не больше дробей секунды, разногласия, достигающие 10 и более секунд, обратили на себя внимание и их начали приписывать местным притяжениям, производящим отклонение отвеса. Первое действительное определение отклонения отвеса наружными массами произведено Буге (Bouguer) в Перу: он вычислил притягательное действие горы Чимборасо на О. линию одной из точек произведенного там градусного измерения. Позднее Маскилайн произвел наблюдения по двум сторонам горы Шихаллион в Шотландии и из отклонения отвеса вычислил массу земли. В настоящее время отклонение О. линии от притяжения наружных масс вычисляется почти при каждом градусном измерении и вообще при всех точных геодезических работах. У нас в России большие отклонения отвеса открыты и изучены на Кавказе, в Средней Азии и других местах. Разности между астрономич. и геодезическими широтами Владикавказа и Душета на Кавказе оказались равными + 35".76 и - 18".29 и эти величины согласны (в пределах точности вычислений) с отклоняющим действием Главного Кавказского хребта. В Ферганской области на пирамиде Хальмион разность между астрономической и геодезической широтами достигает почти 50". Весьма естественно, что подобное же отклоняющее действие на отвес могут производить и неправильности в распределении плотностей внутри земли. В равнинных окрестностях Москвы проф. Швейцер открыл разности между астрономическими и геодезическими широтами, достигающие 10" (см.). Замечательно, что в некоторых гористых странах, где можно было бы ожидать больших отклонений отвеса, таковых не оказалось; в Индии массив Гималайского хребта не производит заметного отклонения О. линий. Такие противоречия объясняются тем, что под некоторыми хребтами существуют пространства с малыми плотностями или даже пустоты, компенсирующие притяжение наружных масс. Вообще вопрос об отклонении отвеса принадлежит к новым и представляет весьма любопытную область геодезии, указывая на связь этой науки с геологией. Можно рассчитывать, что в будущем подробное и тщательное изучение отклонения О. линий позволит указывать существование полезных ископаемых и проникать умственным взором внутрь земной коры.

Основные линии и плоскости Земного эллипсоида

Н ормаль – перпендикуляр к поверхности данной точки (эллипсоида).

Все плоскости проходящие через нормаль называются нормальными плоскостями, а сечение ими поверхности эллипсоида – нормальным сечением.

Все сечения не являющиеся нормальными называются наклонными сечениями.

Нормальная плоскость перпендиулярная плоскости меридиана называется плоскостью 1-го вертикала.

1-вертикал – плоскость перпендикулярная к меридиану Меридиан и 1-вертикал – главные нормальные сечения.