Общие сведения о Земле, как планете Солнечной системы.

Земля – третья от Солнца планета Солнечной системы после Меркурия и Венеры. Среднее расстояние Земли от Солнца 149,6 млн. км. Период обращения Земли вокруг Солнца равен 365,24 солнечных суток. Наклон земной оси к плоскости эклиптики 66° 33′ 22″, период обращения вокруг оси – 23 часа 56 минут 4,1 сек.

Вращение Земли вокруг оси вызывает смену дня и ночи, в то время как наклон оси вращения и обращение Земли вокруг Солнца приводит к смене времен года.

Форма Земли – геоид, приближенно – сфероид (рис.1), то есть трёхосный эллипсоид вращения. Средний радиус Земли – 6371,032 км, экваториальный радиус – 6378,16 км, полярный радиус – 6356,777 км. Площадь земной поверхности ≈ 510,2 млн. км², объем 1,083∙10¹² км³. Средняя плотность вещества Земли – 5518 кг/м³, масса - 5976∙10²¹ кг. Кроме гравитационного, Земля обладает магнитным полем.

По современным представлениям Земля образовалась 4,7 млрд. лет назад и состоит из оболочек геосферы: ядра, мантии, земной коры, гидросферы, атмосферы и магнитосферы. В химическом составе Земли преобладает железо (34,6%), кислород (29,5%), кремний (15,2), и магний (12,7%0).

Большая часть поверхности Земли занята Мировым океаном (70,8%), суша составляет 149,1 млн. км² (29,2%) и образует шесть материков и острова. Усредненная поверхность суши поднята над уровнем океана на 875 м. Наибольшая высота поверхности Земли составляет 8848 м – гора Джомолунгма. Средняя глубина океана – 3800 м, набольшая глубина 11022 м – Марианский желоб в Тихом океане.

Кроме геодезии строение и свойства Земли, как планеты подробно изучает геофизика, геохимия, геология и ряд других взаимосвязанных наук.

Рис.1 Элементы Земного сфероида

Для решения подавляющего большинства геодезических задач Земля принимается за сферу, объем которой равен объему земного эллипсоида. По вычислениям Ф.Н. Красовского радиус земного шара равен 6371,11 км.

Средний меридиан зоны называется осевым. Каждая зона проектируется на плоскость с помощью цилиндра, диаметром равным диаметру геоида. При этом часть экватора и осевой меридиан превращаются во взаимно перпендикулярные прямые (рис.2, а). Осевой меридиан принимают за ось абсцисс, а линию экватора – за ось ординат. За начало координат принимают точку пересечения осевого меридиана с экватором. Каждая точка зоны имеет свою абсциссу и ординату. В северном полушарии все ординаты положительные, в южном – отрицательные. Все ординаты, расположенные на восток от осевого меридиана, имеют знак плюс, на запад – знак минус. Ординату осевого меридиана сдвигают относительно нуля на 500 км. Это позволяет избежать отрицательных ординат в каждой зоне. Впереди численного значения ординаты указывается номер зоны. Счет ординат ведется на восток от Гринвичского меридиана.

Таким образом, плоские прямоугольные координаты в зональной системе однозначно связываются с географическими координатами точки.

В достаточно редких случаях в геодезии применяют также полярную систему координат, используя соответствующий радиус-вектор и полярный угол, отсчитываемый от полярной оси по ходу часовой стрелки (рис.2,б). Положение полярной оси на плоскости выбирают произвольно.

Рис 4. Плоские координаты:

а – зональные; б – полярные.

Абсолютные и относительные высоты точек земной поверхности

Абсолютной высотой точки земной поверхности называется расстояние этой точки по отвесной линии до уровенной поверхности, которая принимается за начало отсчета. Численное значение высоты точки на поверхности называется отметкой. В Российской Федерации за нулевой уровень принята поверхность Балтийского моря в районе Кронштадта.

Можно измерять расстояние от точки поверхности земли не до уровня моря, а до уровня другой поверхности. В этом случае отметка называется условной.

Величины Aa = H_a и Bb = H_b (см. Рисунок) есть абсолютные высоты точек А и В земной поверхности.

Расстояние от точки земной поверхности по отвесной линии до уровенной поверхности, проведенной через другую точку, называется относительной высотой или превышением одной точки над другой. Превышение может иметь знак плюс или минус, в зависимости от положения определяемой точки. Если определяемая точка находится выше по отношению к другой, то превышение положительное, а если ниже, то отрицательное.

Рис. 5, Высоты точек А и В земной поверхности.