1. Предмет и задача геодезии. Связь геодезии с различными научными дисциплинами. Краткие сведения из истории развития отечественной геодезии. Геодезия – одна из древнейших наук о Земле, она изучает форму и размеры Земли или отдельных ее частей, а также методы измерений на земной поверхности с целью: отображения земной поверхности на планах и картах; решения различных инженерных задач.

В процессе своего развития сложилось несколько направлений: 1) Высшая геодезия (геодезическая астрономия, гравиметрия, космическая геодезия) изучает виды и размеры земли, определяет геодезические координаты отдельных точек земной поверхности. 2) Геодезия или топография изучает методы съемки для изображения небольших участков земной поверхности на планах и картах. 3) Картография изучает методы и процессы создания изображений значительных территорий земной поверхности в виде карт различного назначения, технологию их производства и размножения. 4) Фототопография занимается разработкой методов создания планов и карт по фотоснимкам и аэрофотосъемкам местности. 5) морская геодезия разрабатывает методы спец. измерений, связанных с картографированием и изучением природных ресурсов дна морей и океанов. 6) Прикладная геодезия занимается изучением методов геодезических работ, выполняемых при изысканиях. Геодезические работы – все измерения на земной поверхности, вычисления и графические построения. Геодезические работы делятся на полевые и камеральные. Полевые включают все измерения на местности (горизонтальные и вертикальный углы, горизонтальное, вертикальное и наклонное расстояние) l = Lcosδ. Горизонтальное проложение – горизонтальная проекция наклонной линии. Камеральные работы состоят из вычислений и графических построений по результатам полевых работ.

Связь геодезии с различными научными дисциплинами. Геодезия опирается на достижения многих научных дисциплин, в первую очередь математику, физику, астрономию. Математика обеспечивает методы обработки результатов измерений и средства анализа результатов измерения. Физика используется при конструировании геодезических приборов. Астрономия позволяет получить исходные данные для развития геодезических сетей. Геодезия тесно связанна со всеми науками, занимающимися изучением земли: география, геология, геофизика, гравиметрия. Применение в геодезии фотоснимков требуют знания фотограмметрии. Для качественного оформления графических материалов (карты, планы, профили) необходимо знания правил и приемов топографического черчения.

Краткое сведение из истории развития отечественной геодезии: Первое упоминание о геодезических работах в нашей стране относится ко времени Киевской Руси. В летописи 996 года имеются указания о порядке использования земель. Простейшее геодезическое измерение применялись в 13-15 веках при земельной переписи, где длины линий измерялись веревкой, в углы вовсе не измерялись. Широкое распространение геодезия получила в 16 веке в связи с новыми запросами экономики зарождавшегося буржуазного общества. На территории Московского государства в 17 веке было сделано описание обмера земли и составлен «Большой чертеж». В эпоху Петра I были проведены первые топографические съемки на Дону, Иртыше, Камчатке и т.д. В 17 веке в России было создано учебное учреждение для подготовки геодезистов. В 1739 году был учрежден первый Географический департамент. К первой половине 18 века относят начало изготовление геодезических приборов. В 1812 году был создан корпус военных топографов. 15 марта 1919 учреждение Высшего Геодезического Управления (Главное управление геодезии и географии). 1928 году был создан Центральный научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки, и картографии.

2. Формы и размеры земли. Уровенная поверхность. Задачи, решаемые на уровенной поверхности.

Нам известно, что земная поверхность имеет сложную форму. Чтоб облегчить ее изучение в геодезии пользуются понятием общая фигура Земли. Под общей фигурой Земли понимают фигуру, мысленно ограниченную продолженной поверхность океана, находящейся в спокойном состоянии и называют ее геоид. Замкнутую поверхность Мирового океана называют уровенной поверхностью Земли или поверхностью геоида. Замечательно то, что эта поверхность в каждой своей точке перпендикулярна направлению действия силы тяжести, т.е. отвесной линии и следовательно она всюду горизонтальна. Поверхность геоида сложная математически неправильная, зависит от физических особенностей строения Земли(структуры и распределение масс внутри земной коры), следовательно пользоваться такой поверхностью не удобно, поэтому ее заменяют правильной математической поверхностью. Ближе всего к поверхности геоида подходит поверхность земного эллипсоида вращения. Такой эллипсоид принято называть референц-эллипсоид. Параметрами эллипсоида является большая и малая полуоси и коэффициент сжатия . Эллипсоид Красовского создан в 1946 году. В приближенных расчетах общую фигуру Земли принимают за шар, радиус = 6371км. Точки земной поверхности относительно уровенной располагаются по-разному. Однозначно определить их положение относительно уровенной поверхности позволяет метод проекции. Если таким образом спроецировать все точки земной поверхности на уровенную, то окажется, что каждой линии контура уровенной поверхности, т.е.мы получим изображение земной поверхности на уровенной поверхности. Благодаря этому методу изучение физической земной поверхности сводится к решению двух задач:1) Определение положения горизонтальной проекции точек на уровенной поверхности (нахождение координат); 2) Нахождение высот точек земной поверхности относительно уровенной поверхности. Координаты – величины, определяющие положение любой точки на поверхности или в пространстве, относительно принятой систему координат.

3. Системы координат применяемые в геодезии. Зональная система, координаты Гаусса-Крюгера.

В геодезии применяются различные системы координат. Мы рассмотрим две – географическую и прямоугольную. Географическая система координат является общепринятой и единой для всего земного шара. Меридианы – линии пересечения поверхности эллипсоида плоскостями, проходящими через ось вращения (P,P₁), сечения имеют форму эллипса. Параллели – линии пересечения поверхности эллипсоида плоскостями, параллельными оси вращения, сечения имеют форму окружности. Экватор – параллель, плоскость которой проходит через центр эллипсоида. Географическая система координат представляет собой две перпендикулярные плоскости, из которых одна плоскость начального меридиана, а другая – плоскость экватора. За начальный меридиан принимается меридиан, проходящий через Гринвич. Положение всякой точки (М) в этой системе определяется двумя углами: географической широтой ( ) и долготой (λ). Широта – угол, между плоскостью экватора и отвесной линией (перпендикулярна к центру). Долгота – двугранный угол, между плоскостями начального меридиана и меридиана, проходящего через данную точку (М). Широта считается в обе стороны от экватора (0-90˚), если к северу – северная широта, если к югу – южная широта. Долготы считаются от нулевого меридиана в обе стороны (0-180˚), если на запад – западная долгота, если на восток – восточная долгота.

Зональная система координат Гаусса-Крюгера.

П рямоугольная система координат: сущность этой системы состоит в следующем: поверхность земного эллипсоида делится меридианами на градусные зоны. Зоны нумеруются на восток от нулевого меридиана. Их 60. Сколько зон, столько и осевых меридианов. Средний меридиан зоны называется осевым. Плоские изображения зон получают путем особого проектирования каждой зоны на плоскость. Для этого используются дополнительные поверхности, которые легко разворачиваются в плоскость (цилиндр, конус). В каждой зоне изображение осевого меридиана принимается за ось абсцисс, а изображение экватора – за ось ординат. Начало координат – точка пересечения изображения осевого меридиана и экватора. К северу от экватора абсциссы положительные, к югу – отрицательные. Ординаты на восток от осевого меридиана положительные, а на запад – отрицательные. Чтобы избежать отрицательного значения ординат в каждой зоне, начало координат переносится на 500км на запад от осевого меридиана зоны, в этом случае ординаты называются приведенными (приближенными), преобразованными. Высоты точек в обеих системах координат (вторая задача) определяется при помощи нивелирования. Числовые значения высот точек земной поверхности называются отметками. Различают абсолютные и относительные отметки. Абсолютные – счет высот от уровенной поверхности до точки на земной поверхности. Относительные – расстояние по отвесной линии от любой другой поверхности, параллельной уровенной. За начало отсчета абсолютных высот принимают средний уровень океана или открытого моря. В нашей стране за начало отсчета принимается уровень Балтийского моря следовательно система высот называется Балтийской.