Geodetisk jordmodell

Geodetiske jordmodeller er geometrisk-fysiske ideelle kropper som fungerer som referansesystemer for å beskrive jordkroppen og jordoverflaten. de tilbyr

Historiske og prinsipielle aspekter

Historisk var den første geovitenskapelige modellen på jorden kloden , som var den ideelle formen på jorden rundt 400 f.Kr. Ble påviselig. Aristoteles gir 3 bevis på dette, og Eratosthenes bestemte seg rundt 240 f.Kr. Den omkrets av den jord 250000 trinn. I middelalderen oppnådde lignende jordmålinger av arabiske astronomer noen få prosent nøyaktighet.

Modellen for revolusjonens ellipsoid ble postulert fra det 17. til det 18. århundre , men det ble snart klart for de ledende forskerne at avvikene fra den gjennomsnittlige figuren på jorden (havnivå) fra en ellipsoid måtte være større enn tidsmålingens nøyaktighet .

Når disse avvikene - i form av vertikale avvik og senere gravitasjonsavvik  - forårsaket uutholdelig store avvik i landmålingene , måtte det skilles mellom referanseområdene for høydemåling (havnivå, geoid ) og for posisjonsmåling ( referanse ellipsoid ). Geodesi er fremdeles i dette problemområdet i dag, som også har å gjøre med sin midtposisjon mellom geofysikk ( jordens gravitasjonsfelt ) og geometri ( jordmåling ).

Som potensiell teori var i stand til å vise på 1800-tallet, er den geometrisk ideelle jordfiguren av revolusjonens ellipsoid en fiksjon i fysisk forstand. Fordi en jordbasert overflate - som den gjennomsnittlige havnivået tilbyr seg for en generelt tilgjengelig høydereferanseflate - bare kunne ha en ellipsoid form hvis massefordelingen i det indre av jorden var helt homogen, for eksempel i tettheten , i geologien og også i jordens kappe, var det ingen forskjeller. Derfor kan en geodetisk jordmodell som er avhengig av en matematisk enkel jordoverflate for beregning av koordinater ikke oppfylle kravene til geofysikk eller geodynamikk .

Matematisk enkelhet kontra nøyaktighet

Det enkleste er matematiske beregninger på jordmodellen , som den sfæriske trigonometrien og metodene for utjevning gir formelapparatet for. Avvikene fra virkeligheten er imidlertid av størrelsesorden for flatingen av jorden , dvs. rundt 0,3 prosent.

Jordellipsen må brukes til høyere krav . Beregningene på overflaten av en ellipsoid krever serieutvidelse , hvis formler er f.eks. B. gå over en halv side for de to viktigste geodetiske oppgavene , eller metoder for vektorberegning for romlige oppgaver .

For dagens målenøyaktighet (mindre enn mm i kilometeravstander) er det behov for ytterligere trinn, som kan utgjøre noen få cm per km som korreksjoner på grunn av avvik fra vinkelrett eller uregelmessigheter i gravitasjonsfeltet. Det blir litt mer komplisert for høydemålingen , som for det meste er relatert til den fysiske plan overflaten til geoiden og krever metoder for geoidbestemmelse nøyaktig til centimeteren . Imidlertid er rent geometriske (om enn terrestrisk ikke direkte brukbare) høydebestemmelser mulig med GPS og andre satellittsystemer.

Andre nøkkelord: jordfigur , kurvbue , ellipsoid , treakset ellipsoid , koordinatransformasjon

Fysisk sannsynlighet

Siden geodetiske målinger generelt refererer til den lokale rørledningen , er ikke rent geometriske metoder tilstrekkelig for modeller som er i samsvar med naturen . Fordi den vertikale retningen ikke bare bestemmes av fjell, daler og bergarter , men også av den fysiske massefordelingen i jordens kropp. Det er her astronomiske påvirkninger (endring av jordens rotasjon, tidevann) og geologiske prosesser som kontinentaldrift (i gjennomsnitt noen få cm / år) spiller inn.

Ytterligere nøkkelord: Jorden som " solid " kontra geodynamikk , jordvann , istider, erosjon, fjelldannelse , langsom reduksjon i jordrotasjon og utflating , referansesystem for gravimetri og gravitasjonsanomalier , svømmevekt ( isostasi ) i jordskorpen, havstrømmer ...

Jordmodeller fra det 20. århundre

Se også

Litteratur og nettlenker

Individuelle bevis

  1. ↑ Bialas, Volker : Erdgestalt, Kosmologie und Weltanschauung. Historien om geodesi som en del av menneskehetens kulturhistorie . Stuttgart: Verlag Konrad Wittwer 1982: ISBN 9783879191352
  2. ↑ Kurrer K.-E. : Gjennomgang av boka av Bialas i: The Argument ; Nr. 154; 1985, s. 885-887