Референц-эллипсоид (от лат. referens – вспомогательный) – земной эллипсоид, принятый для обработки геодезических измерений и установления системы геодезических координат. Референц-эллипсоид используют при решении повседневных практических задач геодезии, картографии, топографии и других наук о Земле для замены и квазигеоида. Вызвано это тем, что геоид имеет очень сложную форму (подобна груше, вытянутой к Северному полюсу) и мало подходящее для практического применения математическое описание. Кроме того, положение поверхности геоида не остается неизменной из-за постоянного мирового океана. Референц-эллипсоид занимает стабильное положение в теле Земли и имеет правильную геометрическую форму (эллипсоид вращения), что упрощает необходимые для практического применения геометрические построения и вычислительные процедуры.
Для согласования наилучшим образом референц-эллипсоида с поверхностью геоида на ограниченной части его поверхности (в пределах континента, группы стран, страны и т. д.) должны выполняться следующие условия:
малая ось референц-эллипсоида должна быть параллельна оси вращения Земли;
плоскость экватора референц-эллипсоида должна быть параллельна плоскости Земного экватора;
сумма квадратов отступлений h геоида от референц-эллипсоида должна быть наименьшей из всех возможных для данной территории ∑ h2 = min.
Значения отступлений h геоида от референц-эллипсоида вычисляют в каждом из отобранных для обработки пунктов астрономо-геодезической сети, созданной на той территории земной поверхности, для которой подбирается референц-эллипсоид.
Размеры референц-эллипсоида задаются размерами его большой а и малой b полуосей или размером большой полуоси и величиной полярного сжатия α, определяемого равенством
α = (a-b)/a.
Положение референц-эллипсоида в теле Земли (относительно астрономической системы координат, геоида и квазигеоида) определяется исходными геодезическими датами: геодезическими координатами широта B0 и долгота L0 исходного пункта опорной геодезической сети; геодезического азимута A0 направления с исходного пункта на один из смежных пунктов сети; высоты x0 исходного пункта над геоидом (квазигеоидом).
В Российской Федерации в качестве референц-эллипсоида принят эллипсоид Красовского, имеющий следующие характеристики: большая полуось а = 6 378 245 м, полярное сжатие α = 1: 298,3. Исходные геодезические даты выведены в 1942 году А. А. Изотовым и М. С. Молоденским. Положение (ориентировка) эллипсоида Красовского в теле Земли определено геодезическими координатами центра круглого зала Пулковской обсерватории: широта В = 59° 46’ 18’’,55, долгота L = 30° 19’ 42’’,09, азимут направления на пункт Бугры А = 121° 10’ 38’’, 79. Высота геоида над референц-эллипсоидом в Пулкове принята равной нулю, т. е. x0 = 0,000 м.
Эти исходные геодезические даты и эллипсоид Красовского приняты за основу государственной системы координат СК-42 (Пулково, 1942 г.). Эллипсоид Красовского также служит референц-эллипсоид и для созданных позднее государственных систем координат СК-63 и СК-95. На поверхность референц-эллипсоида проектируют результаты всех геодезических и картографических работ, выполняемых на территории РФ, в первую очередь, при построении и развитии опорной геодезической сети, производстве топографических съёмок и создаваемые по ним карты.
Источники и дополнительные материалы:
— описание;
— изменения уровня океана;
ГОСТ 22268-76. Геодезия. Термины и определения. - М.: Стройиздат, 1981. - С. 6;
Кузьмин Б. С., Герасимов Ф. Я., Молоканов В. М. и др. Краткий топографо-геодезический словарь. — М.: Недра, 1979. — С. 220.