1 Предмет і задачі геодезії.

Слово “геодезія” в перекладі з грецької мови означає – землерозділення (землерозподіл).

Геодезія – наука про методи визначення фігури і розмірів Землі, зображення земної поверхні на планах і картах і точних вимірювань на місцевості, пов’язаних з розв’язанням різних наукових та практичних завдань.

Питаннями визначення фігури, розмірів і зовнішнього гравітаційного поля Землі, а також побудовою геодезичної основи для вивчення земної поверхні займається вища геодезія.

Вимірювання на місцевості для зображення земної поверхні, рік, доріг, населених пунктів і т.п. на планах і картах займається топографія. Вивченням космічного простору (для запуску штучних супутників Землі і космічних апаратів) займається космічна геодезія.

Геодезія застосовується в різних галузях народного господарства, а також у військовій справі.

Основні наукові завдання вищої геодезії:

Перше головне наукове завдання полягає у вивченні фігури Землі. Точне знання фігури Землі та її розміри необхідні для астрономії, геології, геофізики і інших наук, а також для вивчення космічного простору.

Друге наукове завдання вищої геодезії – вивчення деформації Землі, тобто вивчення горизонтальних і вертикальних переміщень земної кори, визначення різниць середніх рівнів морів та океанів.

Основні завдання геодезії:

Перше завдання: визначення на основі державної геодезичної мережі пунктів, так званої знімальної геодезичної основи, відносно якої безпосередньо визначають положення об’єктів місцевості, тобто виконують зйомочні роботи.

Друге завдання: виконання зйомочних робіт, тобто визначення положення всіх об’єктів зйомки і зображення на площині – папері в відповідно зменшеному вигляді всіх контурів і рельєфу місцевості, іншими словами – створення топографічних карт.

Третє завдання: виконання різних вимірювальних робіт під час розвідування з метою проектування та будівництва споруд, перенесення проектів цих споруд на натуру (інженера геодезія).

В першу чергу слід відзначити нерозривний зв’язок геодезії з астрономією, гравіметрією, а також геофізикою і геологією. В геодезії знайшли широке застосування: математика, фізика, радіотехніка та електроніка.

2. Поняття про форму і розміри землі.

Крім загальнопізнавального значення, розміри і фігуру Землі необхідно знати і для практичної діяльності людини. Знання розмірів і фігури Землі необхідні для розв’язання науково-технічних та практичних завдань геодезії і картографії.

Геодезичні вимірювання пов’язані з напрямком прямовисної (вискової) лінії в тих точках, в яких вони виконувались. Це означає, що в кожній такій точці результати вимірювань можуть бути віднесені тільки до тієї рівневої поверхні, яка проходить через дану точку.

Із багатьох рівневих поверхонь природно і доцільно за загальну рівневу поверхню взяти ту, яка найкраще відображає фігуру Землі в цілому.

Відомо, що більше 70% поверхні Землі займають океани і моря. Виходячи з цього, фігуру Землі відображає не поверхня суші, а поверхня води в океанах і морях. На практиці за основну рівневу поверхню беруть так званий середній рівень океану (моря), одержаний із багаторічних спостережень рівня води по футштоках на морських водомірних станціях.

Для нашої країни основним є Кронштадський футшток, за яким ведуть спостереження рівня Балтійського моря.

Нуль кронштадського футштока відповідає середньому рівню Балтійського моря, який прийнято за початок відліку висот для всіх геодезичних робіт в нашій країні.

Якщо основну рівневу поверхню уявно продовжити під континентами так, щоб в будь-якій її точці прямовисна лінія була перпендикулярна до цієї поверхні, то утвориться суцільна зімкнута поверхня без складок і ребер, яка буде охоплювати всю масу Землі. 1–еліпсоїд; 2–геоїд; 3–фізична поверхня Землі; 4–прямовисна лінія; 5–нормаль до поверхні еліпсоїда; u₁, u₂ – відхилення прямовисних ліній

Геоїдом називається геометричне тіло, поверхня якого збігається зі спокійною поверхнею океану і уявно продовжена під континентами так, щоб в кожній точці цієї поверхні прямовисна лінія була перпендикулярна до неї.

Геоїд добре відображає Землю в цілому, але не важко прийти до висновку, що в наслідок нерівномірного розподілу мас в тілі Землі поверхня геоїда, як одна з рівневих поверхонь поля сили ваги Землі має складний хвильовий вигляд. Розв’язувати геодезичні задачі на поверхні геоїда неможливо, тому що не відома геометрична фігура геоїда, тобто геоїд не має свого математичного рівняння. Геоїд добре відображає фігуру Землі і в цілому дуже близько підходить до еліпсоїда обертання – фігури досить простої і добре вивченої в математичному відношенні.

Геодезичні задачі на поверхні еліпсоїда обертання розв’язуються порівняно легко. Розв’язування різних геодезичних задач і математичне опрацювання геодезичних вимірювань проводиться на поверхні земного еліпсоїда.

Еліпсоїд, який найкраще підходить до фігури геоїда в цілому називається загальним земним еліпсоїдом. Встановити параметри цього еліпсоїда є одним з головних завдань вищої геодезії.

Референц-еліпсоїдом називається еліпсоїд обертання з конкретними розмірами його півосей, певним способом орієнтований в тілі Землі і прийнятий для геодезичних робіт в даній країні.

В нашій країні з 1942 р. користуються референц-еліпсоїдом Красовського Ф. М.