Що таке супутникова тріангуляція?

Супутникова тріангуляція виникла відносно нещодавно — 1963 р. Але ця "дитя" космонавтики подає великі надії. Справа не тільки в уточненні форми Землі, у складанні все більш точніших карт, що, звісно, дуже важливо задля практичної, виробничої діяльності. За допомогою супутників можна дізнатися, як змінюється наша планета в часі, як рухаються континенти, як повільно перерозподіляються маси в твердому тілі Землі, - словом, як "дихає" і "живе" наша планета. І частина цих завдань успішно вирішується вже сьогодні.

Штучні супутники Землі відіграють величезну роль у з'ясуванні форми її фізичної поверхні. Давайте з'ясуємо, в чому полягає так звана супутникова тріангуляція - метод, що дозволяє говорити про космічну геодезію як одну з "космічних" дисциплін.

Уявімо три наземні станції — А, В і С (рис. 1). Супутник S₁ спостерігається (візуально або фотографічно) з усіх трьох станцій, супутник S₂ - зі станцій A і В, супутник S₃ - зі станцій В і С. До речі, метод застосовується і тоді, коли S₁, S₂ і S₃ не три різні супутники, а три положення одного й того супутника для різних моментів часу.

За спостереженнями супутника S₁ зі станцій А і визначають напрям прямих АS₁ і BS₁ щодо зірок і тим самим фіксують положення площини АВS₁. Аналогічно за спостереженнями супутника S₂ знаходять положення площини АВS₂ у просторі. Очевидно, ці площини перетинаються прямою АВ. Положення ВС визначають із перетину площин ВСS₁ і ВСS₃. Прямі АВ і ВС фіксують площину трикутника АВС, та їх перетин з ACS₁ визначає відрізок АС. Отже, за даними супутників можна знайти сторони та кути трикутника AВС, тобто вирішити перший головний трикутник у тріангуляційній мережі. Якщо в цьому трикутнику положення точок А і В (а значить, базис АВ) відомі, то по супутниках знаходять положення третьої вершини — С. Примітно, що при цьому обов'язково знати не точне положення супутників у просторі, а напрямок від наземних станцій. Щоб спостереження з різних станцій були синхронними, на "геодезичних" супутниках встановлюють спеціальні імпульсні лампи, що дають яскраві спалахи. Ці спалахи фіксують фотокамери всіх станцій, що займаються супутниковою тріангуляцією.

При наземній тріангуляції сторони трикутників, як правило, рівні 30 км. У "космічній" тріангуляційній мережі трикутники в десятки і сотні разів більші, що різко скорочує проміжні етапи вимірювань. Колишній метод годився лише на суші. Для супутникової тріангуляції навіть океани не є непереборною перешкодою — супутник може одночасно спостерігатися з різних континентів, наприклад, з Європи та Америки.