А.Н. ПЕТУХОВ
Основы геодезии и инженерного благоустройства территорий
Конспект лекций для студентов первого курса направления «Архитектура»
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Введение
Предмет геодезии
Геодезия(греч. «землеразделение») - прикладная наука об измерениях на поверхности Земли.
Задачи геодезии
Определение формы и размеров Земли.
Изображение земной поверхности в виде планов, карт, профилей и компьютерных моделей.
Создание основы для проектирования, строительства и эксплуатации различных инженерных сооружений.
Разделы геодезии
Высшая геодезия- изучение формы и размеров Земли, определение координат отдельных точек земной поверхности.
Геодезия (топография)- создание технологий отображения сравнительно небольших участков земной поверхности в виде планов, карт и компьютерных моделей.
Космическая геодезия- изучение геометрических соотношений между точками земной поверхности с помощью искусственных спутников Земли.
Картография- разработка методов составления, издания и использования разнообразных карт.
Фотограмметрия- разработка методов и технологий использования фотоизображений для создания карт и моделей объектов местности.
Инженерная геодезия
построение опорной геодезической основы для проведения съемочных и разбивочных работ;
составление крупномасштабных планов и профилей для проектирования инженерных сооружений;
вынос проектов сооружений в натуру и текущее обслуживание строительно-монтажных работ;
контроль возведенных сооружений и исследование их деформаций в процессе эксплуатации;
измерения и построения при планировке, озеленении и благоустройстве населенных мест.
Форма и размеры Земли
Физическая поверхность Земли
Физическая поверхность Земли общей площадью 510 млн. кв. км представляет собой сложную комбинацию впадин и возвышенностей и имеет уникальную форму. Например, высочайшая вершина Мира Эверест имеет высоту 8848 м, а максимальная глубина Мирового океана в Марианской впадине составляет 11022 м. В среднем, глубина Мирового океана около 3800 м, а высота суши над уровнем океана приблизительно 875 м.
Физическая поверхность Земли и геоид
Так как Мировой океан занимает 71 % поверхности Земли, то его поверхность можно воспринять как сглаженную поверхность Земли, называемую геоидом.
Определить форму и размеры Земли - значит:
установить вид и параметры некоторой математически задаваемой поверхности, наиболее близкой к геоиду.
изучить отклонения геоида и физической поверхности Земли от математически заданной поверхности.
Примерная форма геоида
Геоид - поверхность океанов в спокойном состоянии, мысленно продолженная под материки.
Геоид не совпадает ни с одной математически задаваемой поверхностью.
Уровенная поверхность
Геоид также называют уровенной поверхностью, которая обладает свойством: в каждой данной точке она перпендикулярна отвесной линии, то есть горизонтальна. Отвесная линия (вертикаль) - это линия, которая в каждой точке геоида совпадает с направлением силы тяжести в этой точке.
Аппроксимация геоида эллипсоидом вращения
Наиболее
близкой математической моделью геоида
является эллипсоид, образующийся при
вращении эллипса вокруг его малой оси.
Линия, перпендикулярная касательной
плоскости в данной точке эллипсоида
называется его нормалью.
Размеры земного эллипсоида по данным проф. Ф.Н. Красовского (1940 г.)
Большая полуось a=6378245 м.
Малая полуось b=6356863 м.
Коэффициент полярного сжатия α=(a-b)/a=1:298,3.
Размеры земного эллипсоида по данным разных исследователей
|
Автор |
Страна |
Год |
a, м |
b, м |
α |
|
Деламбр |
Франция |
1800 |
6375653 |
6356564 |
1:334,0 |
|
Бессель |
Германия |
1841 |
6377397 |
6356079 |
1:299,2 |
|
Кларк |
Англия |
1880 |
6378249 |
6356515 |
1:293,5 |
|
Жданов |
Россия |
1893 |
6377717 |
6356433 |
1:299,6 |
|
Хейфорд |
США |
1909 |
6378388 |
6356912 |
1:297,0 |
|
Красовский |
СССР |
1940 |
6378245 |
6356863 |
1:298,3 |