Лекция 1. Введение.
1. Предмет высшей геодезии
2. Термины и определения
3. Основные разделы высшей геодезии
1. Предметом высшей геодезии является:
- определение формы, размеров и гравитационного поля Земли;
- создание государственных опорно-геодезических сетей;
- изучение геодинамических явлений;
- решение геодезических задач на поверхности земного эллипсоида или в пространстве.
В связи с развитие GPS встает задача перехода от геоцентрической системы координат к системе координат, в которой ведется землеустройство и земельный кадастр.
Настоящий переход осуществляется методами высшей геодезии.
GPS одновременно определяет 3 координаты XYZ с геодезической системе координат WGS 83.
В Беларусии используется система координат 1942 года или система координат Красовского. В этой системе координат велись землеустроительные и кадастровые работы.
Возникает проблема связи этих двух систем координат. Причем в системе координат Красовского прямоугольные координаты отделены от высот (известно, что высоты отсчитываются от уровня моря в гравитационной системе силы тяжести Земли).
Плановая и высотная система координат разделены. Координаты XY определяются в проекции эллипсоида на плоскость, а высоты относительно уровня моря (геоида).
Ставится задача по GPS измерениям определять плановые координаты XY и высоты.
На больших территориях кадастр ведется в определенной картографической проекции. Поэтому, по координатам определенным с помощью GPS необходимо определить координаты объекта в проекции.
Приведенные положения являются обоснованием к изучению высшей геодезии.
Задача высшей геодезии – изучение фигуры и гравитационного поля Земли по: геодезическим измерениям; гравиметрическим (измерениям силы тяжести); астрономическим; наблюдениям искусственных спутников Земли.
Проблема определения фигуры Земли может быть определена так:
1) определяется поверхность относимости в виде поверхности эллипсоида;
2) необходимо определить поверхность геоида относительно эллипсоида, а для этого необходимо знать (дзета) – величину высоты геоида над эллипсоидом (аномалия высоты);
3) по этим данным определить положение точки физической поверхности Земли по формуле
Н=Нγ+ ζ
где Нγ – нормальная высота, определенная из нивелирования.
Считая, что геодезическая широта и долгота точки А0 также определены.
К научным задачам высшей геодезии относят:
1) определение гравитационного поля земного эллипсоида;
2) определение отступлений гравитационного поля реальной Земли от поля эллипсоида. Тогда по гравитационному полю эллипсоида и отступлению определить гравитационное поле реальной Земли;
3) изучение геодинамических процессов.
Научно-технические задачи:
- создание опорных геодезических сетей;
- разработка и совершенствование методов высокоточных измерений (линейных, угловых, гравиметрических, спутниковых);
- разработка методов математической обработки геодезических измерений.
2. Фигура Земли – фигура ограниченная физической поверхностью Земли, т.е. поверхность твердой оболочки и не возмущенной поверхностью морей и океанов.
Моделями Земли являются геоид и эллипсоид.
Геоид – уровненная поверхность поля силы тяжести Земли, совпадающие с уровнем моря. Уровень моря считаем началом счета высот.
Настоящая поверхность геоида была введена в 19 веке английским математиком Стотсом, а ее практическое применение в геодезии наиболее полно разработано российскими учеными Молодецким и Броваром.
Эллипсоид – это фигура, образованная в результате вращения эллипса вокруг его малой оси РР1. Он характеризуется двумя параметрами: а - большой полуосью и в – малой полуосью или большой полуосью а и сжатием
.
Вместо сжатия может быть использован эксцентриситет эллипсоида
.
Параметры общего земного эллипсоида определялись рядом ученых.
В 1942г. Красовским определено, а=6378245, α=1/298,3.
По спутниковым наблюдениям в 1984г. приняты за основу WGS 84:
а=6378137; в=1/298,2572.
Во многих странах определены свои эллипсоиды. Такие локальные эллипсоиды называются референс-эллипсоидами.
3. Раздел 1. Теоретическая геодезия или физическая. Её предметом являются методы и способы определения гравитационного поля Земли, параметров земного эллипсоида и формы геоида.