1. Предмет геодезии, ее связь с другими науками. Геодезия — на­ука об измерениях на земной поверхности для определения формы и размеров Земли, параметров внешнего гравитац поля; методов измерения на поверхности с целью отображения пов-ти земли в виде карт и цифровых моделей местности, а также для проведение ряда организационных предприятий.

По способу производства геодезических работ геодезия оелится на наземную, аэрогеодезию, космическую, подземную(маркшейдерия), и морскую подводную.

По характеру решаемых задач геодезию подразделяют на:

1) высшую(определения вида и размеров Земли, пар-ры внешнего гравитационного поля, решают задачу создания опорной геодезической сети)

2)картография(решают задачу создания изображения пов-ти земли и знач. ее терр-й, в виде карт цмм)

3)топография – решает задачу изображения небольших терр-й в виде планов, профилей)

4) инженерная геодезия – решает задачу создания методов измерения на пов-ти земли пир изысканиях в строительстве и эксплуатации существующих и новых зданий и сооружений, а также при монтаже разл технол оборуд, пром предпр и науч учр-й.

5)прикладная геодезия – решает ряд прикладных задач.

Задачи геодезии подразделяются на научные и научно-технические.

Главной научной задачей геодезии является определение формы и размеров ЗЕМЛИ и ее внешнего гравитационного поля. Наряду с этим геодезия играет большую роль в решении многих других научных задач, связанных с изучением Земли. К числу таких задач, например, относятся: исследования структуры и внутреннего строения Земли, горизонтальных и вертикальных деформаций земной коры; перемещений береговых линий морей и океанов; определение разностей высот уровней морей, движений земных полюсов и др.

Научно-технические и практические задачи геодезии чрезвычайно разнообразны; с существенными обобщениями они заключаются в следующем:

• полевые исследования - полевая геодезия обеспечивает составление проектов сооружений путём выполнения полевых геодезических измерений и вычислительно графических работ;

• разбивочные работы - перенесение запроектированных сооружений на местность;

• исполнительные съёмки - с целью того, чтобы выяснить на сколько отличаются результаты исполненного этапа от проекта;

• наблюдения за деформациями

Все задачи геодезии решаются на основе результатов специальных измерений, называемых геодезическими, выполняемых при помощи специальных геодезических приборов. Поэтому разработка программ и методов измерений, создание наи­более целесообразных типов геодезических приборов составляют важные научно-технические задачи геодезии.

2. Роль геодезии - в научных исследованиях, народнохозяйственном строительстве и обороне страны.

Методы решения научных и практических задач геодезии основы­ваются на законах математики и физики. На основе математики произ­водится обработка результатов измерений, позволяющая получать с наибольшей достоверностью значения искомых величин. Задача изучения фигуры Земли и ее гравитационного поля ре­шается на основе законов механики. Сведения из физики, особенно ее разделов - оптики, электро­ники и радиотехники, необходимы для разработки геодезических приборов и правильной их эксплуатации.

Геодезия связана с астрономией, геологией, геофизикой, гео­морфологией, географией и другими науками. Геоморфология ­наука о происхождении и развитии рельефа земной поверхности ­необходима геодезии для правильного изображения форм рельефа на планах и картах.

Без знания размеров и формы Земли невозможно создание топографических карт и решение многих практических задач на земной поверхности. Геодезические измерения обеспечивают соблюдение геометри­ческих форм и элементов проекта сооружения в отношении как его расположения на местности, так и внешней и внутренней конфигурации.

Даже после окончания строительства производятся специальные геодезические измерения, имеющие целью проверку устойчивости-сооружения и выявление возможных деформаций во времени под действием различных сил и причин.

Исключительное значение имеет геодезия для обороны страны. Строительство оборонительных сооружений, стрельба по невидимым целям, использование военной ракетной техники, планирование военных операций и многие другие стороны военного дела требуют геодезических данных, карт и планов.

4. Понятие о форме и размерах Земли

Поверхность Земли. Физическая поверхность Земли состоит из поверхности суши, представляющей собой сложное сочетание воз­вышенностей и низменностей, хребтов и долин, гор и котловин, и из водной поверхности океанов, морей и озер, рассматриваемой в спокойном состоянии. Задачу определения фигуры и размеров Зем­ли принято делить на две части: 1) установление размеров и формы некоторой типичной фигуры — математической поверхности Зем­ли и 2) изучение отступлений действительной— физической — по­верхности Земли от этой типичной фигуры.

Уровенная поверхность. Геоид. За математическую поверхность Земли принимают ее уровенную поверхность, в каждой точке кото­рой нормаль к ней совпадает с направлением отвесной линии, т. е. с направлением силы тяжести. Именно такого рода поверхность образует поверхность жидкости под влиянием силы тяжести. Оче­видно, что уровенных поверхностей, огибающих Землю, можно во­образить бесчисленное множество. Та из них, которая совпадает со средним уровнем океана в момент полного равновесия всей на­ходящейся в нем массы воды, принята за основную, представляю­щую собой общую математическую фигуру Земли. Уровенная по­верхность — поверхность, в каждой точке которой потенциал силы тяжести Земли имеет одно и то же значение. Потенциалом силы тяжести Земли называют величину, численно равную работе по пе­реносу единицы массы в поле силы тяжести Земли из бесконечно­сти в данную точку.

Небольшой участок уровенной поверхности Земли практически можно принять за участок горизонтальной плоскости, участок боль­шей величины —за часть сферы, крупный участок уровенной по­верхности Земли следует считать принадлежащим поверхности сжатого эллипсоида вращения, но в целом уровенная поверхность Земли не совпадает с поверхностью ни одной математической фи­гуры. Поэтому тело, образованное уровенной поверхностью Земли, получило индивидуальное название геоид.

Референц-эллипсоид. Эллипсоид, характеризующий фигуру и размеры Земли, называют земным эллипсоидом; это сжатый эл­липсоид вращения, т. е. фигура, которую можно получить вращени­ем эллипса вокруг его малой осн. Такая форма Земли, сплюснутая в направлении полюсов, обусловлена центробежной силой, возникающей при вращении Земли вокруг своей оси. Земной эллипсоид, принятый для обработки геодезических измерений и установления системы геодезических координат, называют референц-эллипсоидом. В СССР приняты размеры референц-эллипсоида, выведенные под руководством Ф. И. Красовского: большая полуось а=6378245 м и сжатие а=> = (a—b)fb = 1/298,3, где ft —малая полуось (рис. 1.1). Этот референц-эллнисоид называют эллипсоидом Красовского.

Из каждой точки А физической поверхности Земли можно про­вести две нормали (рис. 1.2): АА₀ — к поверхности эллипсоида и АА_№ — к поверхности геоида (направление отвесной линии). Вооб­ще говоря, эти направления не совпадают, а образуют угол А₀АА_а, называемый уклонением отвесной линии. Несовпадение этих на­правлений приводит к двум системам поверхностных координат.