• Русский
  • English
Роскосмос Энергия
Главная » Мифы и Заблуждения » Соляная равнина Боливии не плоская

Соляная равнина Боливии не плоская

Автор: Вальтер Бизлин

Оригинал: walter.bislins.ch/bloge/index.asp?page=Bolivia+Salt+Flat+is+not+Flat

Насколько мы можем видеть, соляная равнина Боливии кажется плоской. Сторонники плоской Земли используют это как доказательство того, что Земля плоская. Используя опорные станции GPS UNAVCO, я могу доказать, что изгибы соляной равнины Боливии точно соответствуют предсказаниям модели глобуса WGS84. Это совсем не плоско.

Соляная равнина Боливии

Салар-де-Уюни (то есть Боливийская соляная равнина) в боливийских Андах является крупнейшей соляной равниной на Земле, с вертикальной высотой рельефа менее 1 м на площади 9000 км2. [1]

Опорные станции UNAVCO

Станции Боливия Соляная равнина

UNAVCO — это некоммерческий консорциум, управляемый университетами, который содействует геофизическим исследованиям и образованию с использованием геодезии, а также поддерживает геонаучные исследования по всему миру.

Объект UNAVCO GAGE ​​управляет коллективом высокоточных портативных систем приемников GPS/GNSS, которые можно использовать для различных приложений. Эти комплексные системы – приемники, антенны, крепления, источники питания и дополнительные средства связи – могут использоваться в течение нескольких дней в эпизодических кампаниях или в течение многих месяцев долгосрочных расследований. Также доступны системы для точного картографирования.

Эти опорные станции GPS/GNSS определяют свое местоположение с точностью до сантиметра в декартовых координатах Earth Centered Earth (ECEF). Мы можем использовать трехмерные положения этих станций для измерения падения или отсутствия кривизны, чтобы выяснить, настолько ли соляная равнина плоская, как кажется, или изогнута в соответствии с моделью глобуса.

Опорная станция AMDE расположена на острове Инкауаси в центре Боливийской соляной равнины. Еще три станции, BDJC, BMWS и BLOV, расположены вокруг Соляной равнины, см. изображение.

Данные опорной станции

Местоположение GPS следующих опорных станций UNAVCO можно просмотреть и проанализировать в моем приложении визуализации и калькулятора геоданных или загрузить в формате CSV 2021-11-29 UNAVCO Reference Stations.zip.

Station X Y Z Lat/Long H ΔH
AMDE 2280008.627 -5539233.901 -2194098.501 -20.24161900 -67.62740400 3715.800 0.000
BDJC 2315256.507 -5569563.551 -2078385.509 -19.13178800 -67.42744100 3808.800 +93.000
BMWS 2234836.279 -5523178.606 -2278862.673 -21.05930135 -67.97033375 3727.091 +11.291
BLOV 2225593.314 -5577206.54 -2153730.805 -19.85361900 -68.24544900 3735.600 +19.800

Все значения, кроме широты и долготы, указаны в метрах. H — высота эллипсоида, а не высота над геоидом. Вы можете скопировать значения в поле «Широта/долгота» и вставить их в Google Earth, чтобы найти соответствующее местоположение. Широта/долгота/высота рассчитываются по координатам X,Y,Z с использованием глобусной модели WGS84 (см. Калькулятор WGS84 ). Они не используются ни в одном из следующих расчетов. Они предназначены только для поиска локаций на любой карте.

Станция UNAVCO AMDE
Станция UNAVCO BDJC
Станция UNAVCO BMWS
Станция UNAVCO BLOV

Вы можете найти исходные изображения, щелкнув значок с вопросительным знаком под каждым изображением. На сайте UNAVCO также есть Справочник с изображениями других Станций UNAVCO по всему миру.

Справочная станция UNAVCO AMDE, февраль. 2017 год; Фото: Дэниел-Джейми Санта Круз.

Как найти форму Земли

X,Y,Z и Lat,Long,H описывают одно и то же место в трехмерном пространстве в двух разных системах координат. Если Земля плоская, то все места лежат на плоской плоскости в трехмерном пространстве, независимо от того, какую систему координат мы используем. Если Земля представляет собой шар, все местоположения лежат на поверхности сфероида в любой системе координат. Таким образом, мы можем использовать трехмерные координаты X,Y,Z, чтобы определить форму, на которой лежат точки.

Используя координаты X,Y,Z и векторную алгебру, мы можем рассчитать падение станций вокруг Соляной равнины относительно станции AMDE в центре Соляной равнины. Если земля плоская, то расчеты не покажут перепада между станциями. Если Земля представляет собой шар, то падение должно соответствовать предсказанию модели шара. Итак, давайте посмотрим, к чему приводят данные.

Измерения и расчеты капель

В следующей таблице показаны расчеты падения от станции AMDE в центре Соляной равнины до трех других станций:

Station Азим Расст. аккорд Дистанционный серфинг Р Элл Р Эл +H Отбросить GPS Падение + ΔHx Отбросить пред ΔDrop ΔDrop%
БДЖК 9.72° 124705.71 124707.72 6344128.34 6347844.14 1132.02 1225.02 1224.94 0.08 0.007%
БМВС 201.48° 97382.06 97383.01 6348083.11 6351798.91 735.19 746.48 746.50 -0.02 -0.003%
БЛОВ 304.49° 77669.01 77669.49 6369188.35 6372904.15 453.50 473.30 473.29 0.01 0.002%

Значения в желтых полях представляют собой окончательные расчеты падения на основе измерений GPS, все по отношению к опорной станции AMDE. Значения в зеленых полях — это прогнозируемые значения для модели глобуса WGS84. Если бы Земля была плоской, все значения в желтых полях были бы равны 0.

 
Азим
Азимутальное направление станции, если смотреть со стороны AMDE. Азим используется для расчета радиуса эллипсоида R Ell в этом направлении.
Расст. аккорд
Расстояние по хорде d от местоположения R AMDE до точки Q ниже другой станции P на той же высоте эллипсоида, что и AMDE:
с и единичный вектор, перпендикулярный поверхности эллипсоида в точке P. Компоненты и координаты (x,y,z) локаций.
Дистанционный серфинг
Расстояние s вдоль поверхности, рассчитанное по Dist Chord :
с
Р Элл
Радиус эллипсоида по направлению Азим. Радиус кривизны эталонного эллипсоида WGS84 зависит от направления измерения.
Р Эл +H
Поскольку все станции находятся на высоте 3715,8 м или чуть выше, эту высоту необходимо добавить к радиусу эллипсоида. Этот радиус используется для расчета ожидаемого Drop Pred.
Отбросить GPS
Падение реальности рассчитывается с помощью приложения Geo-Data Visualization and Calculator App на основе данных GPS станций с использованием векторной алгебры.
Падение + ΔH x
Поскольку станции находятся на немного большей высоте относительно станции AMDE, разницу в высотах необходимо добавить к измеренным значениям падения GPS, чтобы получить эффективное падение каждой станции относительно той же отметки, что и станция AMDE. Учитывается наклон значения ΔH в месте падения относительно станции AMDE:
с , где = Отключить GPS, = разница высот между двумя станциями, = расстояние по поверхности между двумя станциями и .
Отбросить пред
Ожидаемое падение рассчитано для радиуса эллипсоида :
ΔDrop, ΔDrop%
Разница измеренного Drop+ΔH x по данным GPS с ожидаемым Drop Pred, абсолютная и относительная в %.
 

Чтобы правильно спрогнозировать падение для модели земного шара, нам необходимо знать радиус кривизны между опорными станциями.

Модель глобуса WGS84 описывает Землю как сплюснутый сфероид, так называемый эталонный эллипсоид. В отличие от сферы, эллипсоид имеет не только один радиус. На самом деле радиус кривизны зависит не только от широты, но и от направления, в котором он измеряется. Чтобы получить точный прогноз значения падения, мы должны использовать радиус направления между двумя станциями, увеличенный на высоту станции AMDE. Расчет направления по азиму и радиуса направления очень сложен. Для этого я использовал калькулятор расстояния, азимута и радиуса WGS84.

Результат и заключение

Как мы видим, между станциями имеется измеренное значение Drop+ΔH x. Кривая соляной равнины Боливии точно такая, как предсказывает официальная модель глобуса WGS84.

Боливийская соляная равнина демонстрирует падение во всех направлениях, как и предсказывает модель земного шара. Земля НЕ ПЛОСКАЯ.

Соляные равнины Бонневиль

В штате Юта есть еще одно соленое озеро — соляные равнины Бонневиль. У меня есть данные GPS с автомобиля, проезжающего по шоссе 80, с записью 1274 точек данных (спасибо Джесси). Они также ясно показывают кривизну Земли. Есть даже изображения и видео, показывающие эту кривизну:

Вот GPS-координаты двух точек наблюдения:

  • 40°44’24″ с.ш. 114°05’59″ з.д.
  • 40°44’41″ с.ш. 114°06’15″ з.д.

В верхней части бульвара Вендовер есть место, где можно оказаться прямо у водоема, таймлапс и еще 2 видео оттуда. Затем я поднялся на большой холм (смотровая площадка Вендовер на Google Earth) и именно там мне удалось сделать более прямой снимок. Я считаю, что он примерно на 900 футов выше соляного пласта. ~ Дэвид Кук (Не останавливайся)

Расчет падения по данным GPS

Мы можем использовать координаты GPS (x,y,z) двух опорных станций и векторную алгебру для расчета перепада между станциями. Давайте обозначим вектор опорной станции AMDE и один из других векторов станций . Вектор из к тогда это просто . Капля x точки P относительно горизонтальной плоскости, касательной к поверхности в точке R, является компонентом проецируется на ось, параллельную направлению вверх в позиции R. Мы можем получить проекцию, используя скалярное произведение двух векторов:

(1)
where‘
‘ =‘ ‘падение из горизонтальной плоскости вниз до точки станции Р. Горизонтальная плоскость перпендикулярна вертикали поверхности эллипсоида
‘ =‘ ‘местоположение дальней станции в декартовых координатах (ECEF)
‘ =‘ ‘местоположение опорной станции в декартовых координатах (ECEF)
‘ =‘ ‘единичный вектор вверх на базовой станции R, перпендикулярный эллипсоиду в точке R, в декартовых координатах (ECEF)

Примечание. Чтобы получить эффективное падение кривизны Земли, нам нужно привести P на ту же высоту, что и R, а затем использовать то же уравнение, приведенное выше:

(2)
where‘
‘ =‘ ‘вектор в точке P на той же высоте, что и станция R
‘ =‘ ‘местоположение станции P в декартовых координатах (ECEF)
‘ =‘ ‘ = разница высот между станциями P и R
‘ =‘ ‘единичный вектор вверх на станции P, перпендикулярный эллипсоиду в точке P

References

[1]
Топография салара де Уюни, Боливия, по данным кинематической GPS. СМИЛокальная копия PDF-файла (информация).
Команда Адриана А. Борса сообщает о кинематической съемке с помощью системы глобального позиционирования (GPS) территории размером 45 на 54 км в восточном саларе. проведено в сентябре 2002 года для обеспечения достоверности данных миссии ледяного облака и спутника для измерения высоты земли (ICESat).
https://academic.oup.com/gji/article/172/1/31/2081107