Altura sobre el nivel del mar

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Altura sobre el nivel del mar, altura absoluta  : una medida lineal de la diferencia de potencial en un punto de la superficie terrestre y al comienzo del cálculo de la altura (punto de partida) . En el punto de partida, se supone que la altura es cero.

La altura sobre el nivel del mar se puede definir aproximadamente como la distancia vertical desde el objeto hasta el nivel medio de la superficie del mar, sin que lo perturben las olas ni las mareas, o (si el objeto se encuentra en tierra) hasta la superficie del geoide. La altura de un punto que se encuentra sobre el nivel del mar se considera positiva, por debajo - negativa.

La diferencia de potencial de la gravedad caracteriza completamente la posición de dos puntos en altura: el agua fluye desde un punto con un potencial más bajo hacia un punto con un potencial más alto.

Deben distinguirse los siguientes conceptos:

Historia del concepto

A mediados del siglo XIX, quedó claro que al determinar las alturas a partir de la nivelación geométrica, ya no es posible suponer que los excesos derivados son iguales a las diferencias en las distancias desde el centro de la Tierra; es necesario tener en cuenta tenga en cuenta la no centralidad del campo gravitatorio de la tierra, el no paralelismo de las superficies planas del potencial de gravedad de la tierra. A. P. Bolotov [1] , siguiendo al académico francés L. Puissan [2] [3] , señaló la posibilidad de calcular alturas a lo largo de perpendiculares a superficies esferoidales paralelas a la superficie del océano. L. Puissan en su libro de 1805 describió los principios de la nivelación geométrica, sin utilizar el término "nivelación" en sí (págs. 230-237), pero refiriéndose a las correcciones de refracción de Laplace (págs. 223-229). Consideró que las diferencias de altura eran iguales a las diferencias de distancia al centro de la Tierra esférica. El término " nivelación " apareció en el libro de Puissant de 1807 [4] Laplace [5] dio una descripción de la refracción astronómica y terrestre y la medición de la altura con un barómetro.

La atención de los topógrafos sobre esta gama de cuestiones fue atraída en 1870 por una discrepancia de aproximadamente 1,2 m de un polígono de nivelación geométrica que cruzaba los Alpes en Simplon y San Gotardo. Más tarde resultó que esta discrepancia es el resultado de un error de cálculo, y la influencia de la gravedad en tales casos apenas será más de un decímetro. Theodor Vand [6] , G. Zachariae, F. R. Gelmert publicaron sus trabajos sobre el cálculo de alturas en el campo gravitatorio terrestre durante este período. Es especialmente significativa la contribución del destacado topógrafo alemán Helmert [7] (y publicaciones posteriores). Fue él quien evaluó correctamente la mencionada influencia, propuso alturas dinámicas , que aún conservan su papel en la teoría y práctica de la nivelación (el término apareció más tarde) y un método para calcular alturas ortométricas , que sirvió en la URSS hasta que tales alturas fueron reemplazados por los normales. Al desarrollar la teoría de las alturas ortométricas, alturas por encima del geoide de Gauss-Listing, Helmert notó la imposibilidad fundamental de determinarlas con precisión a partir de los resultados de las mediciones en la superficie terrestre.

En 1945, MS Molodensky (TsNIIGAiK) fue el primero en utilizar alturas normales para resolver el problema de determinar conjuntamente la figura de la Tierra y el campo gravitatorio externo [8] . El sistema de alturas normales se desarrolló aún más en los trabajos de Cand. tecnología Sci. V. F. Eremeev (TsNIIGAiK), y finalmente desarrollado en 1972 [9]

Sistemas básicos de alturas sobre el nivel del mar

  1. Altura dinámica (traducción de la diferencia de potencial a una medida lineal al dividir por un valor constante cercano a la gravedad promedio, por ejemplo, el valor promedio de la gravedad normal a una latitud de 45 °). Es conveniente usar alturas dinámicas cerca de la misma superficie de nivel de un depósito cerrado o estructura hidráulica, en cuyo caso las elevaciones medidas no diferirán de la diferencia correspondiente en alturas dinámicas. El uso de alturas dinámicas para la resolución de problemas geodésicos es inconveniente, ya que será necesario introducir una corrección para la transición a alturas dinámicas incluso en líneas de nivelación de baja precisión.
  2. Altura ortométrica (segmento de la línea de campo del campo de gravedad real desde el geoide de Bruns hasta un punto en la superficie terrestre; la diferencia de potencial se convierte en una medida lineal al dividir por el valor integral promedio de la gravedad real a lo largo de este segmento). Los incrementos de altura ortométrica vertical son exactamente iguales a los incrementos de longitud.
  3. Altura normal (un segmento de la línea de fuerza del campo de gravedad normal desde la superficie del elipsoide de nivel hacia arriba hasta el punto donde la diferencia en el potencial normal es igual a la diferencia en el potencial real; la diferencia de potencial se convierte en un lineal medir dividiendo por el valor del valor integral promedio de la gravedad normal a lo largo de este segmento). Las marcas de alturas normales, aunque en el caso general no son constantes para una misma superficie plana, caracterizan mejor superficies planas con diferentes potenciales que las ortométricas. Los incrementos verticales de la altura normal no son iguales al incremento de longitud y corresponden a la atenuación del campo gravitatorio anómalo con la altura.
  4. Altura ortométrica normal (un segmento de la línea de fuerza del campo de gravedad normal desde la superficie de la tierra hasta el punto en el que la diferencia en el potencial normal es igual a la diferencia en el potencial real; la diferencia de potencial se convierte en un lineal medir dividiendo por el valor del valor integral promedio de la gravedad normal a lo largo de este segmento).

Punto de partida para el cálculo de la altura

Diferentes países usan diferentes puntos de partida para contar alturas.

En Rusia , el sistema báltico de alturas normales de 1977 se utiliza como sistema estatal de alturas , determinado por los resultados de las mediciones de igualación en los puntos de la red de nivelación estatal de las clases I y II de la base de altura principal, realizadas por el GUGK de la URSS en 1977. En Rusia y Kazajstán , las alturas de los puntos de la superficie terrestre sobre el nivel del mar se cuentan a partir del nivel medio a largo plazo del Mar Báltico , fijado por una marca en la huella de Kronstadt . Diferentes países usan diferentes puntos de partida para contar alturas.

Ejemplos

Las alturas de los picos de las montañas sobre el nivel del mar se determinan mediante un haz de observación inclinado de nivelación trigonométrica con una precisión de aproximadamente 1 m, mientras que la altura geodésica del pico sobre el elipsoide de referencia se puede determinar con una precisión de hasta 1 cm usando geodésico. receptores GNSS.

Véase también

Comentarios

Notas

  1. Bolotov A.P. Geodesia o una guía para el estudio de la vista general de la Tierra, la construcción de mapas y la producción de levantamientos y niveles trigonométricos y topográficos. Parte II: proyecciones cartográficas, nivelaciones, topografía.. - San Petersburgo. : K. Wingeber, 1837. - 445 p.
  2. Puissant L. Traité de géodésie ou exposition des méthodes astronomiques et trigonométriques, appliquées soit à la mesure de la terre, soit à la confection du canevas des cartes et des planes. - 1. - París: Courcier, 1807. - S. 230.
  3. Puissant L. Traité de géodésie ou exposition des méthodes astronomiques et trigonométriques, appliquées soit à la mesure de la terre, soit à la confection du canevas des cartes et des planes. - 2. - París: Courcier, 1819. - S. 350.
  4. Puissant L. Traité de topographie, d'arpentage et de nivellement. - París: Courcier, 1807. - 332 p.
  5. Laplace Pierre-Simon. Traité de Mécanique celeste, t. 4. - 1. - París: L'Imprimerie Royale, 1805.
  6. Wand Th. Die Principien der mathematischen Physik und Potential theorie. - Leipzig: BG Teubner, 1871. - 184 p.
  7. FR Helmert. Zur Theorie des geometrischen Nivellirens (Deutsch) // Astronomische Nachrichten: revista. - 1873. - T. 81 , N º 19 . - S. 298-300 . — ISSN 1521-3994 .
  8. Molodensky M.S. Problemas principales de la gravimetría geodésica. - Actas de TSNIIGAiK, vol. 42. - Moscú: Geodesizdat, 1945. - 108 p.
  9. Eremeev V. F., Yurkina M. I. Teoría de las alturas en el campo gravitatorio de la Tierra. - Actas de TSNIIGAiK, vol. 191. - Moscú: Nedra, 1972. - 144 p.
  10. Monte Everest - Peakbagger.com . Consultado el 22 de marzo de 2018. Archivado desde el original el 8 de septiembre de 2016.
  11. BBC Russian - En el mundo - China acordó "elevar" el Everest 4 metros . Consultado el 22 de marzo de 2018. Archivado desde el original el 12 de abril de 2010.

Fuentes

Enlaces

Literatura