Определение геодезии как науки и её задачи
Г е о д е з и я - греческое слово, означающее: гео - Земля, дезио -делить, разделять, т.е. з е м л е р а з д е л е н и е.
Геодезия - это наука об определении фигуры Земли, её гравитационного поля, об измерениях на земной поверхности для изображения её на планах и картах, а также для проведения различных инженерных и народно-хозяйственных мероприятий.
Задачи геодезии подразделяются на научные и научно - практиче-
ские.
Основная научная задача - определение фигуры и размеров Земли и её гравитационного поля. Наряду с этим геодезия играет большую роль в решении ряда других научных задач, связанных с изучением Земли:
- исследование структуры и внутренного строения Земли;
- исследование вертикальных и горизонтальных деформаций земной коры;
- исследование перемещений береговых линий морей и океанов;
- определение разностей высот уровней морей (океанов);
- изучение движения земных полюсов и т.д.
Эти задачи решаются совместно с научными исследованиями по астрономии, геологии, геофизики, геоморфологии и другим наукам о Земле.
Научно-практические задачи геодезии чрезвычайно разнообразны. С некоторыми обобщениями к ним можно отнести:
- определение положения отдельных точек земной поверхности в заданной системе координат;
- составление карт и планов участков местности различного назначения;
- выполнение измерений на земной поверхности и под землёй, необходимых для проектирования, строительства и эксплуатации различных сооружений;
- обеспечение геодезическими данными нужд обороны страны.
В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд самостоятельных научных дисциплин - высшую геодезию, топографию, картографию, фотограмметрию, космическую и инженерную геодезию.
В ы с ш а я г е о д е з и я - научная дисциплина, основными задачами которой являются изучение фигуры, размеров Земли, её гравитационного поля, а также определение координат отдельных точек земной поверхности.
Т о п о г р а ф и я - научная дисциплина, занимающаяся разработкой способов съёмки земной поверхности в единой системе координат и съёмкой земной поверхности в целях создания карт и планов.
К а р т о г р а ф и я - наука, изучающая вопросы картографического изображения земной поверхности, а также разрабатывающая методы создания карт и их использования. В качестве исходной основы в картографии используются результаты геодезических измерений, координаты пунктов геодезических сетей, результаты топосъёмок местности.
Ф о т о г р а м м е т р и я - научно-техническая дисциплина, изучающая способы определения формы, размеров и положения объектов в пространстве по их фотографическим изображениям.
К о с м и ч е с к а я г е о д е з и я - дисциплина, изучающая геометрические соотношения между точками земной поверхности с помощью искусственных спутников Земли.
И н ж е н е р н а я г е о д е з и я - дисциплина, занимающаяся изучением вопросов приложения геодезии к инженерному делу.
Основными задачами инженерной геодезии являются:
- выполнение геодезических изысканий площадок и трасс, а также геодезическое обеспечение других видов инженерных изысканий:
- проектирование геодезических работ по обеспечению строительства на этапе разработки проектной документации объекта;
- перенесение сооружение на местность проекта комплекса зданий и сооружений;
- геодезическое обеспечение строительства различных объектов;
- геодезическое обеспечение эксплуатации промышленных комплексов, объектов коммунального хозяйства, точных сооружений, нормальной работы механизмов, агрегатов и т.п.;
- геодезическое обеспечение установки строительных конструкций в проектное положение с заданной точностью;
- геодезические наблюдения за деформациями сооружений и смещениями горных пород.
Сведения о фигуре и размерах Земли
Фигура Земли обусловлена воздействием многих процессов, связанных с её образованием и существованием. Решающее значение при этом имеют силы внутреннего тяготения и центробежные.
Если бы земля была однородна и неподвижна, то под действием сил только внутреннего тяготения, как фигура равновесия, она бы имела форму шара. Вследствие же центробежной силы, вызванной вращением Земли вокруг своей оси, Земля приобрела бы форму земного сфероида, сплюснутого у полюсов.
Представить фигуру Земли в качестве сфероида можно с большим обобщением. Реальная поверхность Земли - это поверхность материков, дна морей и океанов. Она сложна и напоминает сфероид лишь в целом.
Для изучения фигуры земли введено понятие уровенной поверхности, что обусловлено тем, что 3/4 её площади занимают моря и океаны. Та из них, которая совпадает со средней поверхностью морей м океанов, находящихся в спокойном состоянии, называется основной уровенной поверхностью.
Фигура Земли, образованная основной уровенной поверхностью, мысленно продолженной под всеми материками и континентами, называется г е о и д о м.
Геоид - сложная, замкнутая фигура. Одной из её особенностей является то, что отвесная линия в любой точке физической (реальной) поверхности Земли перпендикулярна к поверхности геоида (основной уровенной поверхности), например, отвесная линия МN (рисунок 1.1).
 |
Следует отметить, что вследствие действия различных внутренних и внешних сил геоид является неправильной в математическом отношении фигурой, т.е. не может быть выражен математическим уравнением, Это не позволяет на поверхности геоида выполнять обработку геодезических измерений.
Вместе с тем исследованиями фигуры земли учёными различных стран установлено, что отступления поверхности геоида от поверхности правильной в математическом отношении фигуры - эллипсоида незначительны, не превышающие в самом неблагоприятном случае 150 м, что пренебрегаемо мало по сравнению с размерами Земли.
Поэтому поверхность эллипсоида, образованного вращением эллипса вокруг его малой оси РР' (рисунок 1.2), принимают в качестве математической фигуры Земли и обработку геодезических измерений выполняют на его поверхности.
Параметрами, определяющими раз-
меры эллипсоида, являются большая а,
малая в полуоси и полярное сжатие 
.
Эллипсоид с параметрами а, в и , оп-
ределёнными по результатам измерений
на земной поверхности, называют з е м-
н ы м эллипсоидом.
Земной эллипсоид, характеризующий Землю в целом, называют о б щ и м земным жэллипсоидом.
Существуют земные эллипсоиды, которые определённым образом ориентированы в теле Земли на территории одной или нескольких стран. Они имеют размеры полуосей и полярного сжатия, определённых по результатам измерений, выполненных на территории одной или нескольких стран. Такие эллипсоиды называют референц-эллипсоидами.
На поверхности такого эллипсоида выполняется обработка результатов геодезических измерений на территории России, стран СНГ и некоторых государств Западной Европы. Параметры этого эллипсоида определены коллективом российских учёных под руководством профессора Ф.Н. Красовского и он носит название референц-эллипсоид Ф.Н. Красовского.
Параметры эллипсоида Красовского получены по результатам обработки геодезических измерений, выполненных на территории СССР в период с 1925 по 1940 год и введены в действие постановлением Совета Министров СССР №746 от 20 апреля 1946 года.
Эти параметры опубликованы в открытой печати и соответствуют следующим значениям: а = 6378245 м, в = 6358863 м, = 1:298.3.