Форма Земли была предметом восхищения на протяжении веков. Хотя мы часто называем Землю сферой, она не идеальна. В этой статье мы рассмотрим различные методы, используемые для измерения круглости Земли, и предоставим примеры кода для каждого метода.

1. Метод Эратосфена:
   Один из самых ранних методов определения круглости Земли был разработан греческим математиком Эратосфеном в III веке до нашей эры. Измерив угол падения солнечных лучей в двух разных местах и ​​используя расстояние между ними, Эратосфен оценил окружность Земли.

Пример кода:

from math import atan, radians
def calculate_earth_circumference(distance, angle):
    angle_rad = radians(angle)
    circumference = distance / atan(angle_rad)
    return circumference
distance = 8000  # Distance between the two measurement points in kilometers
angle = 7  # Angle of the Sun's rays in degrees
earth_circumference = calculate_earth_circumference(distance, angle)
print("Estimated Earth Circumference:", earth_circumference, "kilometers")

1. Геодезические исследования.
   В современных геодезических исследованиях используются передовые методы измерения, такие как спутниковые глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS), в том числе GPS, ГЛОНАСС и Galileo. Эти системы предоставляют точные данные о местоположении, которые можно использовать для моделирования формы Земли как эллипсоида.

Пример кода:

from geographiclib.geodesic import Geodesic
def calculate_earth_circumference(start_lat, start_lon, end_lat, end_lon):
    geod = Geodesic.WGS84
    result = geod.Inverse(start_lat, start_lon, end_lat, end_lon)
    circumference = result['s12']
    return circumference
start_lat = 40.7128
start_lon = -74.0060
end_lat = 34.0522
end_lon = -118.2437
earth_circumference = calculate_earth_circumference(start_lat, start_lon, end_lat, end_lon)
print("Estimated Earth Circumference:", earth_circumference, "meters")

1. Спутниковая альтиметрия.
   Спутниковая альтиметрия измеряет поверхность Земли с помощью радиолокационных или лазерных высотомеров, установленных на спутниках. Анализируя изменения высоты поверхности Земли, ученые могут оценить округлость и форму Земли.

Пример кода:

import numpy as np
from scipy.optimize import curve_fit
def fit_ellipsoid(x, y, z):
    def ellipsoid(x, y, a, b, c):
        return (x2 / a2) + (y2 / b2) + (z2 / c2) - 1
    popt, _ = curve_fit(ellipsoid, (x, y), z)
    return popt
x = np.array([1, 2, 3, 4, 5])
y = np.array([2, 3, 4, 5, 6])
z = np.array([3, 4, 5, 6, 7])
a, b, c = fit_ellipsoid(x, y, z)
print("Semi-axes of the Earth ellipsoid:", a, b, c, "units")