2. Научные и технические задачи геодезии. Основные разделы геодезии

Научно-технические задачи геодезии в обобщённом виде заключаются в следующем:

‒ определение положения точек в выбранной системе координат;

‒ составление карт и планов местности разного назначения;

‒ обеспечение топографо-геодезическими данными нужд обороны страны;

‒ выполнение геодезических измерений для целей проектирования и строительства, землепользования, кадастра, исследования природных ресурсов и др.

Разделы геодезии:

По назначению геодезия подразделяется на ряд самостоятельных дисциплин:

• Высшая геодезия — занимается определением фигуры, размеров и внешнего гравитационного поля Земли, и созданием высокоточных астрономо-геодезических, гравиметрических и нивелирных сетей.

• Топография — предполагает изучение сравнительно небольших участков земной поверхности с целью получения их изображений в виде карт, планов, ЭК, ЦММ и профилей.

• Космическая геодезия — служит для измерений на Земле и планетах Солнечной системы с использованием данных, получаемых из космического пространства

• Морская геодезия — занимается исследованием природных ресурсов континентальных шельфов и картографированием морского дна.

• Фототопография — наука, изучающая методы создания топографических планов, карт, ЦММ и ЭК по материалам фото- или цифровой съемки

• Инженерная (прикладная) геодезия — рассматривает геодезические работы, выполняемые при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации различных инженерных сооружений и монтаже технологического оборудования.

По способу производства работ различают:

1. Наземная геодезия — объединяет широкий круг методов производства наземных геодезических измерений.

2. Аэрогеодезия — нашла широкое применение в практике производства инженерных геодезических работ в последние несколько десятилетий

3. Космическая геодезия — обеспечивает получение информации о местности из космоса с искусственных спутников Земли

4. Подземная геодезия (маркшейдерия) — как отдельная специфическая дисциплина получила свое развитие в связи со строительством транспортных и Гидротехнических тоннелей, а так же с производством горных выработок подземной проходки.

5. Подводная геодезия — обеспечивает получение информации о рельефе дна морей, континентальных шельфов, озер, водоемов и рек

3. Форма и поверхность земли. Понятие уровенной и основной уровенной поверхности Земля не имеет правильной формы шара.

Под действием силы тяжести, вода образует уровнённую поверхность, которая, в каждой точке перпендикулярна направлению силы тяжести. Фигуру, образованную этой поверхностью, принято называть геоидом Уровенная поверхность— поверхность, всюду перпендикулярная отвесным линиям.

Поверхность геоида называют - основной уровнённой поверхностью 4. Понятие геоида и эллипсоида вращения. Что такое референц-эллипсоид? Геоид – уровенная поверхность, на любую часть которой действует одинаковая сила притяжения, совпадающая с поверхностью мирового океана, причём продолженная под континентами. Эллипосид вращения – фигура, которую образует Земля в результате суточного вращения Референц-эллипсоид – земной эллипсоид, размеры которого вычислены по градусным измерениям, выполненным в данной стране и ориентированный в теле Земли так, что поверхность эллипсоида максимально приближена к поверхности геоида на территории данной страны и принимаемый для обработки геодезических измерений и для установления системы геодезических координат в данной стране. 5. Географическая система координат. Понятие параллелей и меридианов, долготы и широты. Что такое полюса и оси. Система координат — комплекс определений, реализующий метод координат, то есть способ определять положение и перемещение точки или тела с помощью чисел или других символов.

Параллель – это воображаемая линия, образованная на поверхности Земли секущей плоскостью, перпендикулярной оси вращения Земли Меридиан – это воображаемая линия, образованная секущей плоскостью, проходящей через ось вращения Земли Широта – угол между отвесной линией и плоскостью экватора, отсчитываемый от 0 до 90 градусов в обе стороны экватора Долгота – двугранный угол между плоскостью меридиана, проходящего через данную точку, и плоскостью начального нулевого меридиана, от которого ведётся отчёт Полюс - Одна из двух воображаемых точек пересечения поверхности земли с осью ее вращения Ось - Воображаемая прямая, проходящая через центр симметрии или центр тяжести какого-л. Тела

6. Прямоугольная система координат. Её описание, элементы, а так же отличие от географической. Прямоугольная система координат — прямолинейная система координат с взаимно перпендикулярными осями на плоскости или в пространстве Прямоугольная система координат на плоскости образуется двумя взаимно перпендикулярными осями координат X'X и Y'Y. Оси координат пересекаются в точке O, которая называется началом координат, на каждой оси выбрано положительное направление. Положение точки на плоскости определяется двумя координатами (x) абсциссой и (y) ординатой. Четыре угла (I, II, III, IV), образованные осями координат X'X и Y'Y, называются координатными углами, четвертями или квадрантами. За положительное направление осей приняты: для оси X — направление на север, для оси Y — на восток. В отличии от географической системы, координаты которой измеряются в градусах, и полярной системы, угол приведения которой тоже измеряется в градусах, плоская прямоугольная система координат характеризуется линейными величинами – абсциссой и ординатой, определяющими положение точки на плоскости. 7. Зональная и местная система плоских координат, их отличие. Как называется единая государственная система координат, её исходная точка. Единая государственная система координат– это система геодезических координат 1995 года (СК-95) используется при осуществлении геодезических и картографических работ

В нашей стране применяют две системы плоских прямоугольных координат: зональную и местную.

Зональная система координат - Данная система образуется двумя взаимно перпендикулярными линиями, представляющими изображения осевого меридиана зоны и экватора на плоскости. Зональная система координат создается для каждой зоны отдельно. Ось YY совмещена с экватором. Ось ХХ и начало координат смещены параллельно осевому меридиану на 500 км к западу за пределы зоны, для того, чтобы не было отрицательных Y. Все точки осевого меридиана имеют ординату равную 500 км. В зональной системе координат, координаты точек вычисляют в единой государственной системе координат 1942 г. (СК-42) от исходной точки с известными координатами, измеренными астрономически. За исходную точку государственной системы координат 1942 года принят центр круглого зала Пулковской астрономической обсерватории.(совпадает с СК-95)

Местная система координат - система плоских прямоугольных координат, в которой координаты точек определяются от условного начала. Применяют местную систему, когда невозможно или трудно получить координаты в зональной системе. 8. Система высот. Что такое высота точки, отметка точки, понятие превышения. Как называется единая государственная система высот, её исходная точка.

Системы высот - стандарты для определения высоты точек на местности.

Выделяют следующие типы систем высот:

• Ортометрическая (абсолютная) высота Hо – расстояние, отсчитываемое по направлению отвесной линии от поверхности геоида до данной точки.

• Геодезическая высота Hг – расстояние, отсчитываемое по направлению нормали от поверхности референц-эллипсоида до данной точки.

• Нормальная высота Hн – расстояние, отсчитываемое по направлению отвесной линии от поверхности квазигеоида, близкой к поверхности геоида.

• Относительная высота Hу – измеряется от любой другой поверхности, а не от основной уровенной поверхности.

Под высотой точки понимается расстояние по отвесной линии из этой точки до уровенной поверхности, принятой за отсчетную. (Высота обычно обозначается заглавной латинской буквой Н).

Превышением (или относительной высотой) называется разность высот двух различных точек пространства. Т.е. превышение характеризует взаимное высотное положение двух конкретных точек пространства и дает представление о том, насколько одна из этих точек выше или ниже другой.

Отметкой в геодезии называется высота точки, выраженная числом каких-то линейных единиц - метров, футов, аршинов и пр. (в России и большинстве других стран - метров). Т.е. если высота - это отрезок, то отметка - количественная оценка этого отрезка в линейной мере.

Государственная нивелирная сеть (ГНС) — единая система высот на территории всей страны, она является высотной основой всех топографических съемок и инженерно-геодезических работ, выполняемых для удовлетворения потребностей экономики, науки и обороны страны.

Система высот, используемая в России с 1977 года по сегодняшний день. Отсчет высот ведется от нуля Кронштадтского футштока. Используется в России и ряде других стран СНГ. 9. Понятие картографической проекции. Зачем необходима проекция. Типы искажений при проецировании. Под картографической проекцией понимают математически определенный способ отображения сферической поверхности Земли на плоскости карты, который устанавливает зависимость между географическими координатами земного эллипсоида и прямоугольными координатами тех же точек на плоскости карты

Картографические проекции нужны для переноса реальной, геометрически сложной земной поверхности, на плоскость карты.

Карта всегда имеет те или иные искажения и сферическую поверхность невозможной развернуть на плоскости без деформаций. Существует 4 типа искажений: 1. Искажения длин – базовое искажение, остальные искажения логически вытекают из него. Оно выражается, в частности, в том, что расстояния, одинаковые на уровенной поверхности Земли, изображены на этой карте отрезками разной длины. 2. Искажения угол – логически вытекают из искажения длин. Основаны на том, что углы на карте между взятыми направлениями не равны горизонтальным углам между теми же направлениями на поверхности земного эллипсоида. 3. Искажения площадей – логически вытекают из искажения длин. За хар-ку искажения площадей принимают отклонение площади эллипса искажений от исходной площади на эллипсоиде 4. Искажения форм – форма участка или занятой объектом территории на карте отлична от их формы на уровенной поверхности Земли. по характеру искажений:

1. РАВНОУГОЛЬНЫЕ ПРОЕКЦИИ - сохраняют без искажения углы и формы малых объектов, зато в них резко деформируются длины и площади объектов. По картам, составленным в такой проекции, удобно прокладывать маршруты судов, но невозможно измерять площади;

2. РАВНОВЕЛИКИЕ ПРОЕКЦИИ - не искажают площадей, но углы и формы в них сильно искажены. Карты в равновеликих проекциях удобны для определения размеров государства, земельных угодий;

3. ПРОИЗВОЛЬНЫЕ ПРОЕКЦИИ - имеют искажения и углов, и площадей в любых соотношениях; Эти проекции не сохраняют ни подобия фигур, ни равенства площадей, но могут иметь какие-нибудь другие специальные свойства, необходимые для решения на них определенных практических задач