Общие сведения о геодезии и ее научных дисциплинах.

Геодезия — слово греческое и в переводе на русский язык озна­чает «землеразделение». Это слово указывает на происхожде­ние науки, но не выражает ее содержание в настоящее время.

Геодезия - наука, изучающая форму и размеры Земли, а также отдельных участков ее поверхности. В геодезии разрабатывают различные методы и средства измерений, для решения различных научных и практических задач, связанных с определением формы и размеров Земли, изображения всей или отдельных частей Земли на планах и картах, необходимых для решения различных производственно-технических и оборонных задач. В геодезии применяются преимущественно линейные и угловые измерения.

В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд научных и научно-технических дисциплин: высшую геодезию, топографию, фотограмметрию, картографию и инженерную (прикладную) геодезию.

Высшая геодезия — наука, предметом исследования которой является форма, размер и внешнее гравитационное поле Земли. Высшая геодезия занимается также методами точных измерений и способами их обработки с целью определения взаимною положения точек на земной поверхности в единой системе координат.

Топография - научная дисциплина, занимающаяся съемкой земной поверхности и разработкой способов изображения этой поверхности на плоскости в виде топографических планов.

Картография — наука, изучающая вопросы картографического изображения и разрабатывающая методы создания карт и их использования.

Фотограмметрия (измерительная фотография) — научно-техническая дисциплина, изучающая способы определения формы, размеров и положения объектов в пространстве по их фотографическим изображениям.

Инженерная (прикладная) геодезия - наука, которая изучает вопросы приложения геодезии к инженерному делу. Предметом инженерной геодезии является исследование и разработка методов и средств геодезического обеспечения всех видов строительства на различных его этапах.

Основными задачами инженерной геодезии в строительстве являются:

-выполнение топографо-геодезических изысканий стройплощадок и трасс, а также геодезическое обеспечение других видов инженерных изысканий, необходимых для проектирования сооружений;

-проектирование геодезических работ по обеспечению строительства при разработке проектной документации объекта, включая геодезическую подготовку проекта для перенесения его в натуру, решение задач горизонтальной и вертикальной планировки, подсчеты площадей, объемов и некоторые другие виды работ;

-перенесение проекта комплекса зданий и сооружений в натуру - выполнение разбивочных работ;

-геодезическое обеспечение установки строительных конструкций и технологического оборудования в проектное положение с заданной точностью. Осуществление контроля геометрических форм и размеров изготавливаемых строительных и технологических элементов, форм и размеров частей сооружений и сооружений в целом;

-геодезическое обеспечение при эксплуатации здания и сооружений промышленно-заводских комплексов;

-наблюдения за деформациями и осадками здания и сооружений.

ПОНЯТИЕ О ФИГУРЕ И РАЗМЕРАХ ЗЕМЛИ

Поверхность Земли общей площадью 510 млн. км² имеет воз­вышения и углубления, заполненные водой. Поверхность морей и океанов занимает 71 %, а суша всего лишь 29% от общей поверхности Земли. Поэтому за фигуру Земли принимают по­верхность воды океанов в спокойном состоянии, мысленно про­долженную под материками. Такая поверхность называется уровенной поверхностью Земли. Уровенная поверхность в любой точке перпендикулярна к отвесной линии, проходящей через точку Земной поверхности.

Уровенная поверхность Земли имеет сложную форму и называется поверхностью геоида, а тело, ограниченное ею,— геоидом. Исследованиями установлено, что фигура геоида близко подходит к поверхности сфероида.

Сфероидом называется эллипсоид, который получается от вращения эллипса вокруг его малой оси.

Размеры земного эллипсоида определяются длинами боль­шой и малой полуосей (рис. 1): а — большая полуось или ра­диус экватора; b — малая полуось или полуось вращения Земли. Величина = (а— b)/а называется сжатием земного эллипсоида. Величины а и b определяются посредством градусных измере­ний в различных местах меридиана. В разное время ученые многих стран занимались определением размеров Земли. Наи­более точные результаты получили Ф. Н. Красовский и А. А. Изотов в 1940 г.

Постановлением Совета Министров СССР от 7 апреля 1946 г. размеры земного эллипсоида, получившего название «эллипсоид Красовского», приняты для геодезических и кар­тографических работ на всей территории СССР (а = 6 378 245 м; b = 6 356 863 м; =1: 298,3).

Уровенная поверхность Земли в одних местах возвышается, в других понижается над поверхностью эллипсоида. Однако от­клонение не превышает 150 м.

Для решения многих задач прикладного значения Землю можно принимать за шар. Радиус такого шара, равного по объему земному эллипсоиду, по вычислениям Ф. Н. Красовского равен 6371,11 км.

Рис. 1. Элементы Земного сфероида.

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ГЕОДЕЗИИ

Искусство измерять и разделять небольшие участки земли изве­стно людям с древних времен. За 20 веков до нашей эры в Египте, в долинах рек Нила, Тигра и Евфрата.

Строительство грандиозных сооружений древности также нельзя было выполнить без знаний по геодезии. С древних вре­мен появилась потребность в геодезии и для решения военных вопросов. Позже, в третьем веке до нашей эры, перед геодезией возникла и научная задача по определению фигуры и разме­ров Земли.

Древнегреческий философ Аристотель (384—322 гг. до н. э.) высказал предположение, что Земля шарообразна и невелика по размерам; Эратосфен (276—194 гг. до н. э.) вычислил размеры Земли, близкие к современным. Но знания, правильные пред­ставления о мире медленно проникали в народ. В средние века предположение, что Земля шарообразна, считалось невероят­ным. Особенно против этого восставала церковь.

Путешествие Колумба в конце XV в. и Магеллана в начале XVI века доказали, что Земля имеет шарообразную форму. Теоретически Ньютон доказал, что Земля должна иметь форму сфероида, а не шара. Этот вывод оказался верным. Впослед­ствии были определены с помощью геодезии форма и размеры Земли.

Применение геодезии в России относится к XI в. В 1068 г. по приказанию князя Глеба было измерено расстояние между го­родами Тамань и Керчь по льду Керченского пролива. Первой русской картой является карта Московского Государства «Боль­шой чертеж». Время составления этой карты относится к 1598 г., вторично она вычерчена в 1627 г.

Первая карта Сибири была составлена воеводой П. И. Годуновым в 1667 г. В 1697 г. более подробная карта Сибири была составлена сибирским летописцем С. У. Ремизовым.

При Петре I начаты геодезические и картографические ра­боты общегосударственного значения. В 1739 г. при Академии Наук был создан Географический департамент во главе с М. В. Ломоносовым, который объединил геодезические работы в стране. В 1745 г. издан Академией Наук первый Географи­ческий атлас России.

В 1797 г. при Генеральном штабе было организовано Депо карт, которое преобразовано в 1812 г. в Военно-топографическое депо. В 1822 г. был создан Корпус военных топографов, кото­рый существовал почти 100 лет. Корпусом военных топографов издано 70 томов «Записок КВТ». Эти записки являются заме­чательным памятником развития отечественной геодезии.

Великая Октябрьская социалистическая революция открыла широкий путь для дальнейшего развития геодезической науки.

Декретом Совета Народных Комиссаров за подписью B. И. Ленина 15 марта 1919 г. было создано Высшее Геодези­ческое Управление (ВГУ). Ленин­ским Декретом на ВГУ были возложены задачи: производство и руководство в общегосударственном масштабе топографо-геодезическими работами, создание и издание карт, организация на­учных работ в области геодезии и подготовка геодезических кадров.