1. Определение геодезии как науки, задачи инженерной геодезии.

Геодезия - наука об измерениях, средствах измерений и ма­тематической обработке результатов этих измерений, выполняе­мых для решения различных научных, производственных и обо­ронных задач: для определения формы, размеров и гравитацион­ного поля Земли, планет и спутников Солнечной системы, для определения координат точек на поверхности Земли и в около­земном пространстве, для создания планов, карт, профилей и математических моделей местности, для выполнения инженер­но-геодезических работ при изысканиях, проектировании, строи­тельстве и эксплуатации инженерных сооружений.

Геодезия имеет широкое применение в различных областях науки, производства и в военном деле. Топографические карты используют при планировании и размещении производительных сил государства, при разведке и эксплуатации природных ресур­сов, в архитектуре и градостроительстве, при мелиорации зе­мель, землеустройстве, лесоустройстве, земельном и городском кадастре. Геодезия используется при строительстве зданий, мос­тов, тоннелей, метрополитенов, шахт, гидротехнических соору­жений, железных и автомобильных дорог, трубопроводов, аэро­дромов, линий электропередач, при определении деформаций зданий и инженерных сооружений, при строительстве плотин, при решении задач оборонного характера.

Геодезия - греческое слово, означающее «землеразделение», является одной из древнейших наук о Земле, имеет многовеко­вую историю. В процессе своего развития содержание предмета обогатилось, расширилось и в связи с этим возникло несколько научных и научно-технических дисциплин: высшая геодезия, космическая геодезия, топография, фотограмметрия, инженерная геодезия (изучает геодезические работы при изысканиях, проектировании, строительстве, реконструкции, монтаже и эксплуатации различных инженерных сооружений и технологического оборудования, при разведке и добыче природ­ных богатств страны и ее недр, при создании уникальных объек­тов и т.п.).

Инженерная геодезия решает следующие задачи:

1) геодезические изыскания, включающие создание топогра­фических планов и карт, профилей, математических моделей местности;

2) инженерно-геодезическое проектирование зданий и со­оружений;

3) разбивка сооружений, т.е. вынесение на местность основ­ных и дополнительных осей и контуров запроектированных объ­ектов;

4) геодезическое обслуживание строительства для обеспече­ния геометрических форм и размеров возводимых сооружений на местности;

5) обеспечение геометрических параметров монтажа и на­ладки оборудования;

6) исполнительная съемка, определение соответствия по­строенного сооружения его проекту;

7) исследование в процессе эксплуатации деформаций зда­ний и сооружений и их частей, возникающих под влиянием раз­личных факторов.

2. Понятие о фигуре и размерах земли. Система геогр. И полярных координат.

Знание фигуры и размеров Земли необходимо во многих областях науки и техники и прежде всего для правильного изображения земной поверхности в виде планов и карт.

Физическая поверхность Земли состоит из поверхности суши 24,4% и из водной поверхности, рассматриваемой, в спокойном состоянии 70,6%.

Представление о фигуре Земли в целом можно получить, вообразив, что вся планета ограничена мысленно продолженной поверхностью океанов в спокойном состоянии. Такая замкнутая поверхность в каждой своей точке перпендикулярна к отвесной линии, т. е. к направлению действия силы тяжести. Её называют уровенной поверхностью.

Уровенных поверхностей, огибающих Землю, можно вообразить множество. Та из них, что совпадает со средним уровнем воды океанов в спокойном состоянии (в момент полного равновесия всей массы находящейся в ней воды под влиянием силы тяжести), называется основной уровенной поверхностью, или поверхностью геоида.

За математическую поверхность Земли принято считать уровенную поверхность, в каждой точке которой направление отвесной линии (сила тяжести) и нормаль совпадают.

Из-за неравномерного распределения масс внутри Земли геоид не имеет правильной геометрической формы и его поверхность не может быть выражена математически, поэтому для практических расчетов ее заменяют более простыми геометрическими моделями. Из них ближе всего к геоиду подходит сфероид или эллипсоид вращения, получаемый вращением эллипса вокруг его малой оси.

Задача определения фигуры и размеров Земли заключается в математическом описании небесного тела Земли и установлении разницы между математической моделью и истинным телом Земли (отступлений).

Математическая модель Земли, наиболее удачная, была предложена в 1946 г. проф. Красовским в виде референц - эллипсоида с большой полуосью a=6378245 м и малой - b=6356863 м, коэффициент сжатия у полюсов a = (a-b)/a = 1/298.3 ~ 1/300.

Эллипсоид Красовского - фигура, полученная вращением эллипса вокруг его малой оси. Земля сплюснута у полюсов под действием центробежной силы, возникающей при вращении земли вокруг своей оси.

В практических расчетах Землю принимают за шар со средним радиусом R=6371.11 км. Небольшой участок поверхности Земли практически можно считать горизонтальной плоскостью, более крупный участок - как часть сферы.

В России за уровенную поверхность принята Балтийская система высот, отсчитываемая от уровня Балтийского моря (Кронштадский футшток).

В инженерной геодезии за форму Земли принят сфероид вращения.

Координаты – это числа опред. положение точки на какой-либо пов-ти или в пространстве.

В геодезии под координатами понимают совокупность 3-х чисел определяющих положение точки Земной поверхности.

В инженерной геодезии применяют обобщённую сист. координат – географическую сист. координат. Географическая в системе географических координат местоположение точки на уровненную поверхность определяется двумя углами, которые называются широтой и долготой.

Широтой точки называется угол, образованный отвесной линией проходящей через эту точку и плоскостью экватора. Изменяется в пределах до 90' (рис.).

Долготой называется двугранный угол, образованный плоскостями, проведёнными через данную точку и начальный (гринвечиский) меридиан. Изменяется т 0' до 180'. Для определения географических координат на картах наносят параллели и меридианы.

Система полярных координат.

При выполнении геодезических работ для определения положения ряда точек относительно одной какой-либо точки, принятой за исходную, используют полярные координаты. Положение точки земной поверхности определяют относительно полярной оси.