3.3 Дослідження відхилення нормальних та ортометричних висот
Висотою точки називають відстань від відлікової поверхні по нормалі до даної точки. Залежно від того, яку поверхню вибрано за відлікову, існують різні системи висот. (Рис.3.19).
Геодезична висота – відстань по нормалі від рівневої поверхні референц-еліпсоїда до даної точки на земній поверхні.
Ортометрична висота – відстань від земного геоїда до даної точки, що відлічується вздовж лінії виска (прямовисної лінії). Складна структура гравітаційного поля Землі викликана неправильністю її форми та нерівномірним розподілом мас призводить також до складності обчислення числової оцінки потенціалу сили тяжіння. Ця проблема значно спрощується, якщо побудувати модель гравітаційного поля Землі, яку ще називають нормальним гравітаційним полем Землі. Відмінність реального і нормального гравітаційних полів і призводить до появи поняття квазігеоїда.
Квазігеоїд – уявна поверхня, близька до геоїда, що враховує аномалію висоти на поверхні земного еліпсоїда.
Нормальна висота – відстань по нормалі від рівневої поверхні квазігеоїда до даної точки на земній поверхні.
Оскільки різниця між ортометричною і нормальною висотами надзвичайно мала, то на деяких картах узагальнюють ці висоти та називають таку висоту – абсолютною.
Існує також поняття відносної висоти – перевищення однієї точки земної поверхні відносно іншої[22].
Рисунок 3.19 – Системи висот
Як видно на рисунку 3.20, на території східної Європи (зокрема на території України) використовують нормальну систему висот. Так як висотні дані SRTM та ASTER GDEM є висотами над геоїдом EGM96, то нашим завданням є встановити різницю між цими двома системами висот.
Рисунок 3.20 – Cистеми висот, що використовують у Європі
На базі НУ «ЛП» Академія Сухопутних військ імені гетьмана Петра Сагайдачного Тревого І. та Цюпак І. проводили дослідження на тему: «Аналіз результатів нових експедицій на метрологічних об’єктах наукового геодезичного полігона». За результатами вимірів, отриманих у двох експедиціях 2014 р. на Яворівському науковому геодезичному полігоні було встановлено, що похибка GNSS-нівелювання з використанням моделі EGM2008 з моделлю EGM96 становить 49–51 см [23].
Ми провели подібне дослідження на території корпусу №7 НУВГП (Рис. 3.21). Воно полягало у визначенні геодезичних висот за допомогою GPS – приймача, на точках з відомими координатами в Балтійській системі висот 1977р. За допомогою онлайн калькулятора, який доступний за посиланням http://earth-info.nga.mil/GandG/wgs84/gravitymod/egm96/intpt.html, де за плановими координатами, було обчислено висоту геоїда в цих точках, також були знайденні ортометричні висоти цих точок. Висота геоїда для цієї місцевості складає 31,02 метра. Виконавши спостереження, ми знайшли відхилення в семи точках, після чого знайшли середнє арифметичне між ними. Відхилення становило в межах 54 см., тому вважаємо, що дане відхилення потрібно врахувати при розрахунку різниці поверхонь ЦМР на території Дубенського району та Богдашівської сільської ради Здолбунівського району Рівненської області.
214,20 214,68
Рисунок 3.21 – Дослідження висот на території корпусу №7 НУВГП
Тому з урахуванням відхилення, різниця поверхонь ЦМР для території Дубенського району, отриманих класичним способом та за даними SRTM складатиме 11,94 м, отриманих класичним способом та за даними ASTER GDEM – 14,57 метра. Аналогічно різниця поверхонь ЦМР для території Богдашівської сільської ради Здолбунівського району Рівненської області, отриманих класичним способом та за даними SRTM складатиме 5,27 метра, а різниця поверхонь ЦМР для території Богдашівської сільської ради Здолбунівського району Рівненської області, отриманих класичним способом та за даними ASTER GDEM – 7,19 метра.