Дать понятие о геодезии. Описать задачи геодезии.

Геодезия — наука, занимающаяся определением фи­гуры и размеров Земли, изображением земной поверх­ности на планах, картах и измерениями на местности при осуществлении различных инженерных мероприятий.

Среди многих задач геодезии можно выделить долговременные задачи и задачи на ближайшие годы.

К первым относятся:

- определение фигуры, размеров и гравитационного поля Земли,

- распространение единой системы координат на территорию отдельного государства, континента и всей земли в целом,

- изображение участков поверхности земли на топокартах,

- изучение глобальных смещений блоков земной коры.

Ко вторым в настоящее время относятся:

-выполнение измерений и построений на местности, необходимых для проектирования, строи­тельства и экс­плуатации инженерных сооружений,

- создание и внедрение ГИС - геоинформационных систем,

- создание государственных и локальных кадастров: земельного, водного, лесного, городского и т.д.,

- топографо-геодезическое обеспечение делимитации (определения) и демаркации (обозначения) государственной границы страны,

- разработка и внедрение стандартов в области цифрового картографирования,

- создание цифровых и электронных карт и их банков данных,

- разработка концепции и государственной программы повсеместного перехода на спутниковые методы автономного определения координат и другие.

Описать развитие геодезии

Геодезия является одной из древнейших наук. Она зародилась в Египте. Термин геодезия впервые встречается в трудах Аристотеля (384-322 гг. до н.э.). В переводе с греческого - «землеразделение» (гео– земля, дайдзо – делить).

Мысль о шарообразности Земли высказал древнегреческий философ Пифагор Самосский (571 – 497 г. до н.э.). Он утверждал, что Земля имеет шарообразную форму и вращается вокруг своей оси и обращается вокруг Солнца в течение года.

Исследования арабских и туркестанских ученых завершают первый период становления геодезии как самостоятельной науки о Земле, занимающейся изучением её фигуры и измерениями на её поверхности

Начало второго периода в развитии геодезической науки относится к эпохе великих научных и географических открытий. В этот период свои открытия совершили Колумб, Васко да Гама, Магеллан, Кук, Беринг.

В 1609 г. Галилеем изобретена зрительная труба. Нидерландский астроном и математик Снелиус в 1614 году разработал метод триангуляции. Пикар впервые использовал приборы с сеткой нитей.

В 1687 году на основании открытого Ньютоном закона всемирного тяготения доказывается наличие полярного сжатия Земли и теоретически определил величину её полярного сжатия.

Третий период (18 – 19 века). Основной научной задачей геодезии становится определение размеров земного эллипсоида. В это же время возникло понятие геоида. К началу 19 века были накоплены значительные материалы геодезических и астрономических наблюдений. В связи с этим возникла проблема совместной обработки материалов обработки. Метод решения этой проблемы был предложен независимо немецким математиком, астрономом и геодезистом К. Ф. Гауссом и известным французским математиком Лежандром. Этот метод, названный методом наименьших квадратов, находит широкое применение при обработке геодезических сетей.

Четвертый период (конец 19 – вторая половина 20 века) ознаменовалась основополагающими работами известного советского ученого – геодезиста Молоденского, который доказал невозможность точного определения фигуры геоида только по измерениям на земной поверхности и разработал теорию и методы определения фигуры физической поверхности Земли.

Начало современного периода развития геодезии совпадает с запуском первых искусственных спутников Земли (ИСЗ). Появление ИСЗ открыло новые возможности для решения научных и практических задач геодезии. Ярким примером тому служит появление систем глобального позиционирования (GPS).

Наряду с научными задачами геодезия решает целый комплекс практических задач. К таким задачам относятся создание геодезических сетей для обеспечения топографических съёмок, применение геодезических методов при строительстве сооружений, дорог и других объектов, проведении подземных работ в шахтах, тоннелях, метрополитене (маркшейдерские работы), проведение работ по землеустройству (кадастровые съёмки), наблюдение за деформацией и осадкой зданий и сооружений и т.д.

Велика роль геодезии в деле обороны страны и обеспечении боевых действий, т.к. невозможно эффективное использование современного высокоточного оружия (в том числе стратегических ракет) без точного геодезического и гравиметрического обеспечения.

Описать понятие геометрических моделей Земли (геоид, общеземной эллипсоид земной шар). Указать размеры общеземного эллипсоида и земного шара.

Положение точек земной поверхности обычно определяют относительно обшей фигуры Земли. За фигуру или форму Земли принимают форму и размеры геоида (рис. 1).

Геоид - это поверхность океанов, в состоянии полного покоя и равновесия мысленно продолженная под материками.

Форма геоида сложная, и поэтому для упрощения геодезических вычислений для Земли принимают более простые формы: эллипсоид вращения или шар.

Эллипсоид вращения(сфероид) — это фигура (см. рис. 1), полученная от вращения эллипса вокруг его малой оси РР1. Из-за приплюсну­тости Земли у полюсов Р,Р1 полуоси эллипсоида имеют неодинако­вые значения (полуось а больше b). Линии а и b (рис. 1) называются большой и малой полуосями сфероида; а - радиус экватора, b - полуось вращения Земли. Эллипсоид вращения харак­теризуется еще полярным сжатием, которое выражается величиной

Параметры а, b, α, получен­ные в СССР проф. Ф. Н. Красовским, крупным ученым-геодези­стом. Размеры эллипсоида большая полуось a = 6 378 137 м, α=1/298,3.

Для многих задач геодезии поверхностью относимости может служить сфера, которая в математическом отношении еще проще, чем поверхность эллипсоида вращения, а для некоторых задач небольшой участок сферы или эллипсоида можно считать плоским. В том случае, когда за фигу­ру Земли принимают шар, ра­диус его считают равным 6371 км. (Объем земного шара примерно равен объему земного эллипсоида).