3.3. Астрономический метод

За последнее время широкое развитие получили способы изучения гравитационного поля и фигуры Земли по наблюдениям возмущений в движении небесных тел,—так называемые астрономические способы. До недавнего времени эти способы не имели большого значения, так как, во-первых, они давали возможность определить только общее сжатие и не имели перспективы более детального изучения фигуры Земли, и, во-вторых, они не обеспечивали достаточно высокой точности. Только после запусков искусственных спутников астрономические методы изучения фигуры Земли приобрели практическое значение. Наблюдения движения искусственных спутников позволяют определить не только сжатие с высокой точностью, но и отклонения фигуры Земли от правильного сфероида.

3.3.1. Использование искусственных спутников в определение форм и размеров Земли

Определение формы и размеров Земли с помощью ИСЗ (Искусственный спутник Земли) ведется двумя направлениями:

• ИСЗ используется как визирная цель.

• ИСЗ используется как чувствительный элемент, реагирующий на физические характеристики - неоднородности гравитационного поля.

В большинстве случаев один спутник выполняет обе задачи.

3.3.2. Использование исз в качестве визирное цели

Это направление заключается в том, что спутник используется как весьма удаленная визирная цель, расположенная в пространстве над Землей. В этом случае, определяя направления на него с пунктов с известными координатами, можно определить положение спутника, а определяя одновременно направления с пунктов с известными и неизвестными координатами — положение пункта с неизвестными координатами. Таким образом может быть построена система пространственных треугольников с вершинами в опорных точках на Земле и в пространстве в местах нахождения спутника в моменты наблюдений. Имея известный базис или базисы — расстояния между опорными точками с известными координатами, можно решить все треугольники и определить координаты их вершин и расстояния между ними. При этом наблюдать спутник нужно с нескольких точек, каждый раз одновременно. Поэтому метод зовется методом синхронных наблюдений. Большая высота спутника над Землей позволяет наблюдать его одновременно с весьма удаленных пунктов земной поверхности, не имеющих прямой видимости между собой. Так, вполне реальны наблюдения с пунктов, отстоящих друг от друга на несколько тысяч километров. Поэтому треугольники полученной таким образом пространственной триангуляции будут иметь большие стороны и могут связывать весьма удаленные пункты, например, континенты с островами, острова между собой. Метод дает возможность связи континентов, увязки разрозненных геодезических сетей между собой, создания единой мировой (геодезической системы для определения наилучшего эллипсоида относимости). В принципе метод позволяет точно определить фигуру реальной Земли, т.е. фигуру ее физической поверхности, поскольку он дает пространственные координаты станций, расположенных на Земле, а не их проекции на эллипсоид. Практически только нужно иметь достаточно большое количество станций, а именно такое, которое обеспечило бы необходимое для решения данной задачи представление фигуры реальной Земли. При использовании этого метода играет роль удобное для построения триангуляции расположение спутника и возможность наблюдать его с разных станций в строго одновременные моменты.