КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙУЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОП 08 «ОСНОВЫ ГЕОДЕЗИИ И КАРТОГРАФИИ»

Геодезия – это наука об измерениях на земной поверхности.

Задачи геодезии:
научные;
научно-технические;
практические

Научные задачи геодезии:
главная научная задача - определение фигуры Земли, т.е. формы, размеров и гравитационного поля;
изучение деформаций земной коры;
изучение перемещения береговых линий морей и океанов;
изучение движения полюсов, определение разностей высот уровней морей и т.п.

К научно-техническим задачам геодезии относятся:
разработка методов геодезических измерений;
разработка и выбор типов геодезических приборов;
разработка методов и приемов математической обработки результатов измерений.

К практическим задачам геодезии относятся:
определение положения отдельных точек земной поверхности в выбранных системах координат и высот;
создание карт, планов и профилей;
производство измерений при изучении, освоении и охране природных ресурсов;
производство измерений при проектировании, возведении и эксплуатации зданий и сооружений различного назначения.

В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд научных дисциплин:

высшая геодезия;
топография;
космическая геодезия;
фотограмметрия;
инженерная геодезия.

В геодезии для обозначения формы земной поверхности используют термин «фигура Земли».
Знание фигуры и размеров Земли необходимо во многих областях и прежде всего для определения положения объектов на земной поверхности и правильного её изображения в виде карт, планов и цифровых моделей местности.

Физическая поверхность Земли представляет собой сочетание суши и водных пространств. Если поверхность Мирового океана почти ровная, то суша представляет сложное сочетание возвышений и углублений.

Рисунок 1 – Поверхность Земли

Для решения научных и инженерных задач по изучению физической поверхности Земли, а также других геодезических задач, необходимо:
определиться с математической моделью поверхности Земли;
определить размеры фигуры Земли;
изучить отступления физической поверхности от математической.

Представления о форме Земли:
шар (сфера);
сфероид (эллипсоид вращения с малым сжатием);
трехосный эллипсоид.

В настоящее время за математическую поверхность Земли принята уровенная поверхность.

Уровенной называют выпуклую поверхность, касательная к которой в любой точке перпендикулярна направлению отвесной линии.

За основную уровенную поверхность принимают среднюю поверхность Мирового океана в состоянии полного покоя и равновесия, мысленно продолженную под материками (рисунок 1).
Тело, ограниченное основной уровенной поверхностью получило название геоид (рисунок 2).
Неравномерное распределение масс в земной коре изменяет направление действия силы тяжести и, следовательно, направление отвесных линий. Вследствие этого поверхность геоида имеет в геометрическом отношении сложную форму, не может быть представлена достаточно простым уравнением и неудобна для обработки результатов геодезических измерений.
Поэтому там, где это допустимо, поверхность геоида заменяется приближенными математическими моделями.

Рисунок 2 – Геоид

Из всех геометрических фигур, определяемых относительно простым уравнением, к геоиду ближе всего подходит эллипсоид вращения (рисунок 3).
Эллипсоид вращения применительно к описанию фигуры Земли называется общеземным эллипсоидом.

Параметры общеземного эллипсоида: большая полуось – 6 378 136 м, малая – 6 356 752 м, полярное сжатие - 1/298,2578.
Параметры общеземного эллипсоида установлены на космических спутниках, ведущих наблюдения за изменениями на поверхности Земли.

Земной эллипсоид с определенными размерами и ориентированный определенным образом для части Земли, называют референц-эллипсоидом.

В нашей стране размеры референц-эллипсоида были получены под руководством выдающегося геодезиста Ф. Н. Красовского.