1. Предмет і завдання геодезії, її зв'язок з іншими науками

Геодезія - це наука, яка розглядає методи та способи вимірювання земної поверхні, застосування яких дає можливість визначати форму і розміри землі, а також робити зйомку (вимірювання) окремих її частин для зображення на картах, планах використовуваних для створення різних інженерних споруд.

Геодезія включає в себе вищу і космічну геодезії, топографію, фотограмметрії та інженерну геодезію.

- Вища геодезія - вивчає фігуру і розмір землі, методи визначення координат точок на поверхні для території всієї країни.

- Космічна геодезія - вирішує геодезичні задачі за допомогою штучних супутників землі.

- Топографія - розглядає способи вивчення земної поверхні, і зображення її на картах і планах.

- Фотограмметрія - вирішує завдання вимірювань з аерофото- і космічних знімках для різних цілей.

- Інженерна геодезія - вивчає методи геодезичного забезпечення при розробці проектів, будівництв, експлуатації різних споруд, а також при вивченні освоєнні та охорони природних ресурсів.

Геодезичні роботи поділяються на польові та камеральні.

- Польові роботи складаються з вимірів горизонтальних і вертикальних кутів, а також горизонтальних, похилих і вертикальних відстаней.

- Камеральні роботи складаються з обчислень результатів польових вимірювань і графічних побудов.

2.Форми і розміри землі

Ф ізична поверхня землі є поєднанням височин і поглиблень, які, як правило, заповнені водою, оскільки більшу частину поверхні землі становить поверхню океанів і морів, то за загальну фігуру землі взяли обрис поверхні води в спокійному стані її подумки продовженим під материками. В будь-якій точці ця поверхня перпендикулярна і таким чином скрізь горизонтальна, така поверхня називається уровенной, приурочена до середнього рівня океану і називається среднеуровенной поверхнею.

Тіло обмежене середньорівневою поверхнею називається геоїдом. Внаслідок нерівномірності розподілу мас в земній корі, поверхня геоїда не є правильною геометричною поверхнею, тому, для вивчення фігури землі, використовують правильне тіло еліпсоїд обертання, фігура, яка близька до геоїда. Вона характеризується великою і малою півосями, і полярним стисненням.

Ф ормула полярного стискання.

Розміри земного еліпсоїда, прийняті як обов'язкові в нашій країні:

а = 6378245 м

в = 6356863 м

α = 1:298

У виняткових випадках без шкоди для точності можна приймати землю за кулю з R = 6 371.11 км.

3. Системи координат

- Діляться на планові і висотні.

• Планові системи координат. Географічні координати.

За основну поверхню проекції приймають поверхню еліпсоїда і геоїда.

За основні координатні лінії беруть меридіани і паралелі.

Меридіан - це перетин еліпсоїда площиною проходить через полярну вісь NS.

Паралель - перетин еліпсоїда площиною перпендікулярно7й полярної осі NS.

Довгота - це двогранний кут між площиною нульового меридіана і площиною меридіана проходить через визначувану точку. Відраховується на захід і схід від нульового меридіана, змінюється від 0 º до 180 º.

Широта - кут між площиною екватора і нормаллю до еліпсоїда (стрімкій лінією) відраховується на північ і південь від екватора і змінюється від 0 º до 90 º.

• Плоскі прямокутні координати

- Представляють собою дві взаємно перпендикулярні прямі лежать в горизонтальній площині. Точка перетину прямих початок рахунку координат. Одна з прямих збігається з меридіаном і приймається за вісь х, з позитивним напрямком на північ, а друга за вісь у з позитивним напрямок на схід.

Ця система координат застосовується на невеликих ділянках земної поверхні розмірами не більше 20х20 км.

У деяких випадках вісь х не співпадає з меридіаном, в цьому випадку система координат називається приватної чи умовною. Приватні системи застосовуються при виробництві інженерно-технічних робіт.

• Система координат Гаусса-Крюгера (зональна система координат)

У геодезії на площині зображуються значні ділянки земної поверхні. Для цього застосовуються різні проекції, що дають можливість переносити зображення на площину за допомогою математичних законів. Для геодезії вигідно щоб зображення не мало спотворення в кутах між напрямами (рівнокутні проекції або конформні). До цієї проекції зображення контурів буде подібним, масштаб практично постійним і не залежати від напрямку, спотворення будуть виникати тільки в довжинах ліній.

Суть проекції і відповідної системи координат полягає в наступному.

1. Земний еліпсоїд за допомогою меридіанів ділиться на 6 º або 3 º зони. Зони нумерують на схід від нульового меридіана, середній меридіан кожної зони називається осьовим.

2. Кожна зона в окремо проектується на площину таким чином, щоб осьовий меридіан і екватор зобразилася прямими лініями без спотворень. Осьовий меридіан приймається за вісь х, з позитивним напрямком на північ, а екватор з позитивним напрямком на схід. Лінії паралельні осьовому меридіану і екватору утворюють координатну сітку.

Спотворення в цій системі координат зростають у міру віддалення від осьового меридіану (спотворюється довжина). На межі зони спотворення довжин ліній буде ≈ 1 / 1500 для 6 º зони і ≈ 1 / 6000 для 3 º зони. Поправка за спотворення довжини ліній буде обчислювати за формулою .

D - довжина відрізка

R - радіус землі

Y - середня ордината відрізка.

3. Оскільки всередині кожної зони системи координат однаково виникають певні положення точки на земній поверхні. Для встановлення зони, в якій розташована точка, до значення ординати зліва приписують номер зони:

у_а = 1532 371.15

у_в = 2532 371.15

Щоб не мати негативних ординат точок осьового меридіана умовно приписується ордината 500км.

Висоти точок в геодезії називаються відмітками .

Відмітка - це прямовисна відстань від початку рахунку висот до точки.

Якщо за початок рахунку висот приймати середню рівневу поверхню, система висот називається абсолютною, а висоти абсолютними.

У нашій країні за початок рахунку прийнято нуль Кронштадтського футштока, і система висот називається Балтійською.

Якщо за початок рахунку висот приймається довільна рівнева поверхня, то система висот називається відносною, відмітки відносними.