1. Понятие о форме и размерах Земли.

Мысль о том, что земля имеет форму шара, впервые высказал в 6 веке до н. э. древнегреческий ученый Пифагор. Физическая поверхность Земли, состоящая из суши и водной поверхности, имеет сложную форму. Суша представляет сочетание низменностей и возвышенностей, высота которых над уровнем моря достигает 8-9 км. Большая часть углублений заполнена водой океанов и морей.

За математическую поверхность земли принимают неправильную математическую фигуру, образованная поверхностью морей и океанов в спокойном состоянии, мысленно продолженную под материки. Уровенная поверхность обладает свойством: в каждой данной точке её поверхность перпендикулярна отвесной линии, проходящей через эту точку. Такая фигура называется геоидом. Казалось бы, геоид наилучшим образом определяет математическую фигуру земли, однако из-за неравномерного распределения масс внутри земли, поверхность геоида имеет неправильную фигуру.

Более точные исследования показали, что математическая форма Земли ближе подходит к поверхности эллипсоида, получающегося от вращения эллипса вокруг его малой оси. В 1946 г. В нашей стране под руководством Ф.Н. Красовского вычислены размеры земного эллипсоида; большую полуось а = 6 378 245 м, малая b= 6 356 863 м и сжатие α = (а-b)/α = 1: 298,3.

Такой эллипсоид получил название референц – эллипсоид Красовского. Его поверхность отклоняется от уровенной на величину не более 150 м.

Референц – эллипсоид - правильная математическая фигура, на нем работают все формулы. В инженерной геодезии и топографии условно считают, что Земля имеет форму шара, R = 6371,11 км.

2. Система географических координат.

Положение точек на земной поверхности может быть определено в различных системах координат.

Система географических координат является единой системой для всех точек Земли. При этом уровенная поверхность принимается за поверхность сферы. За начало отсчета принимают начальный меридиан, проходящий через центр Гринвичской обсерватории на окраине города Лондона и плоскостью экватора.

Положение всякой точки М в этой системе координат определяется углом φ и углом λ.

Уголφ - географическая широта, отсчитывается от плоскости экватора к северу и к югу, от 0^о до 90^о

Широта точек, расположенных в северном полушарии называются северными, а в южном- южными.

Угол λ- географическая долгота, отсчитывается от плоскости начального меридиана к востоку и западу от 0^о до 180^о_. Точки, расположенные восточнее начального меридиана, имеют восточные долготы, а западнее - западные.

Система геодезических координат определяет положение точек на поверхности эллипсоида.

Под геодезической широтой B понимают угол между нормалью ( перпендикуляр к поверхности эллипсоида) и плоскостью экватора, а под геодезической долготой L – двугранный угол, между начальным меридианом и меридианом данной точки.

Если широта и долгота отнесены к уровенной поверхности земли, то такую систему называют астрономической.

В геодезических работах различия между астрономическими и геодезическими координатами не пренебрегают. Более того, эти различия являются предметом особого изучения.