2. Научно-технические задачи высшей геодезии:

1. Разработка наиболее совершенных методов и приборов для выполнения высокоточных измерений и наблюдений а также для определения координат точек на поверхности Земли в единой системе координат.

2. Разработка и установление целесообразных методов математической обработки результатов измерений с целью устранения геометрических и иных несогласий, обусловленных погрешностями измерений, и вывод наиболее достоверных значений искомых результативных данных измерений.

3. Изображение по математическим законам сфероидической поверхности на плоскости и определению на ней положения пунктов в системе плоских прямоугольных координат.

Общее определение высшей геодезии:

Высшая геодезия это наука, которая :

1. Изучает фигуру и гравитационное поле Земли и планет Солнечной системы.

2. Определяет количественные характеристики различных движений земной коры.

3. Занимается точными измерениями в натуре, необходимыми для:

   1. Исследований по перечисленным научным проблемам.

   2. Определения координат пунктов государственной геодезической сети в единой системе как основе картографирования его территории.

   3. Для точного решения разнообразных задач при народнохозяйственном строительстве.

   4. Для удовлетворения нужд обороны страны.

Некоторые основные понятия.

Геоид – уровенная поверхность, совпадающая в океане с невозмущённой поверхностью воды, мысленно продолженной под материком таким образом, чтобы направления отвесных линий пересекали эту поверхность во всех её точках под прямым углом.

Эта поверхность является непрерывной, замкнутой, всюду выпуклой. Поскольку фигура геоида зависит от неизвестного нам распределения масс внутри Земли, то она, строго говоря, неопределима. Это было показано советским учёным М.С. Молоденским, предложившим основной задачей геодезии считать изучение фигуры реальной Земли и её гравитационного поля и разработавшим теорию которая даёт возможность точного изучения фигуры Земли на основании выполненных на земной поверхности измерений, без привлечения каких-либо гипотез о внутреннем её строении.

В теории Молоденского вводится как вспомогательная поверхность квазигеоида, совпадающая с геоидом на океанах и морях и весьма отступающая от поверхности геоида на суше (менее 2 м).

Поверхность квазигеоида играет роль «уровня моря», и от неё ведётся счёт топографических высот. Таким образом, вместо изучения поверхности геоида теория Молоденского требует определения поверхности квазигеоида. Но если ранее изучение фигуры геоида ставилось как основная задача геодезии, не получавшая строгого и точного решения, то поверхность квазигеоида вводится, лишь как вспомогательная и точно определяется.

Изучение фигуры Земли представляет собой одну из важнейших проблем естествознания; знание формы и размеров Земли представляет собой большой научный и практический интерес не только для геодезии, но и для многих смежных наук – астрономии, геофизики, географии и др.

Для решения многочисленных практических задач геодезии, в конечном счете, необходимы координаты отдельных точек земной поверхности в выбранной системе. Эти координаты непосредственно из измерений не определяются, а получаются из вычислений по результатам измерений. Для вычислений координат точек земной поверхности и других её элементов – площадей, расстояний, направлений, разностей высот между заданными пунктами и решения других геодезических задач по результатам непосредственных измерений необходимо знание этой поверхности, т. е её формы и размеров. Физическая поверхность крайне сложна и использовать эту поверхность при математическом решении задач невозможно. Поэтому при решении математических задач геодезии используют поверхность эллипсоида, решение задач на которой уже не представляет трудностей. Весьма желательно, чтобы эллипсоид имел наибольшую близость к фигуре Земли в целом. Такой эллипсоид называется общеземным эллипсоидом и определяется следующими условиями:

1. Совпадение центра эллипсоида с центром тяжести Земли и плоскости его экватора с плоскостью земного экватора.

2. Минимум суммы квадратов уклонений по высоте квазигеоида во всех его точках от поверхности эллипсоида.

Для определения параметров общего земного эллипсоида необходимо выполнить геодезические измерения на всей поверхности Земли.

В отдельных странах (или группе стран) принимаются при обработке геодезических измерений эллипсоиды, выведенные по результатам геодезических работ, охватывающих территорию данной страны (или её части) или нескольких стран. Такие рабочие эллипсоиды называются референц-эллипсоидами. Референц-элипсоиды отличаются от общего Земного эллипсоида. Это различие заключается в несовпадении размеров и центров референц-эллипсоидов с размерами и центром общего земного эллипсоида, а условие минимума суммы квадратов отклонений выполняется для референц-эллипсоида не для всей поверхности Земли, а только для той её части, на которой были выполнены геодезические работы. Поэтому референц-эллипсоид можно рассматривать как эллипсоид подходящий только для части поверхности Земли. Вследствие несовпадения центров референц-эллипсоида и реальной Земли малая ось референц-эллипсоида не совпадает с осью вращения Земли, но параллельна ей; также не совпадают а параллельны плоскости их экваторов.

Расстояния между поверхностями земного эллипсоида и геоида (квазигеоида) достигают в отдельных местах 150 м, а высоты точек земной поверхности относительно эллипсоида – сотен и тысяч метров. Поэтому при математической обработке геодезических измерений просто заменить земную поверхность эллипсоидом нельзя. Необходимо результаты измерений, выполненных на земной поверхности, предварительно спроектировать на поверхность эллипсоида путём введения соответствующих поправок за переход от одной поверхности к другой. «Отнесённые» таким образом величины – результаты непосредственных геодезических измерений – на поверхность эллипсоида уже можно подвергать строгой математической обработке, используя зависимости между отдельными элементами поверхности эллипсоида. Поэтому такие эллипсоиды и называют референц-эллипсоидами и эллипсоидами относительности. Такие эллипсоиды служат координатной поверхностью, на которой решаются геодезические задачи и относительно которой определяются геодезические координаты пунктов. Геодезические координаты определяют направление нормалей к поверхности эллипсоида.