Спутниковая триангуляция

Спутниковая триангуляция возникла относительно недавно — в 1963 г. Но это "дитя" космонавтики подает большие надежды. Дело не только в уточнении формы Земли, в составлении все более и более точных карт, что, конечно, очень важно для практической, производственной деятельности человека. С помощью спутников можно узнать, как изменяется наша планета во времени, как движутся материки, как медленно перераспределяются массы в твердом теле Земли, — словом, как "дышит" и "живет" наша планета. И часть этих задач успешно решается уже сегодня.

Спутниковая триангуляция возникла относительно недавно — в 1963 г

Искусственные спутники Земли играют огромную роль в выяснении формы ее физической поверхности. Давайте выясним, в чем заключается так называемая спутниковая триангуляция — метод, позволяющий говорить о космической геодезии как об одной из "космических" дисциплин.

Представим себе три наземные станции — А, В и С (рис. 1). Спутник S1 наблюдается (визуально или фотографически) со всех трех станций, спутник S2 — со станций A и В, спутник S3 — со станций В и С. Кстати, метод применим и тогда, когда S1, S2 и S3 не три разных спутника, а три положения одного и того же спутника для разных моментов времени.

По наблюдениям спутника S1 со станций А и В определяют направление прямых АS1 и BS1 относительно звезд и тем самым фиксируют положение плоскости АВS1. Аналогично по наблюдениям спутника S2 находят положение плоскости АВS2 в пространстве. Очевидно, эти плоскости пересекаются по прямой АВ. Положение ВС определяют из пересечения плоскостей ВСS1 и ВСS3. Прямые АВ и ВС фиксируют плоскость треугольника АBС, и их пересечение с ACS1 определяет отрезок АС. Следовательно, по данным спутников можно найти стороны и углы треугольника AВС, т. е. решить первый главный треугольник в триангуляционной сети. Если в этом треугольнике положения точек А и В (а значит, базис АВ) известны, то по спутникам находят положение третьей вершины — С. Примечательно, что при этом обязательно знать не точное положение спутников в пространстве, а направление к ним от наземных станций. Чтобы наблюдения с разных станций были синхронными, на "геодезических" спутниках устанавливают специальные импульсные лампы, дающие очень яркие вспышки. Эти вспышки фиксируют фотокамеры всех станций, занимающихся спутниковой триангуляцией.

При наземной триангуляции стороны треугольников, как правило, равны 20—30 км. В "космической" триангуляционной сети треугольники в десятки и сотни раз крупнее, что резко сокращает промежуточные этапы измерений. Прежний метод годился только для суши. Для спутниковой триангуляции даже океаны не являются непреодолимым препятствием — спутник может одновременно наблюдаться с разных континентов, например из Европы и из Америки.

Инструменты