1 Инж. геод-я, ее задачи и значение. Понятие о ф-ме и разм. З.Геод-я с греч. - землеразделение. Геод-я — 1из древнейших наук о Земле, возникла, исходя из практич. потребностей человеч-ва, связанных с измер-ми земн. поверхн. для строит-ва разл. сооруж., ведения сельск. хоз-ва, учета земель, создания карт и планов.

Соврем геод-я - наука, опирающаяся на достижения фундаментных наук – матем., физику, астроном., географ. Ее цель – изуч. фигуры, размеров и гравитац. поля Земли, составление планов и карт, решение инженерн. задач на местн. в интересах народн. хоз-ва и обороны страны. Имеет большое знач. при исследов. структуры и внутр. строения Земли, перемещении земных полюсов, береговых линий морей и океанов, деформац. земн. коры и др.

Делится на ряд дисципл. — высшую геод-ю, геод-ю (топографию), космич. геод-ю, морскую геод-ю, картографию, фототопографию, инженерн. (прикладную) геодезию и др.

Высшая геодезия занимается определением фигуры, размеров и внешн. гравитац. поля Земли, созданием высокоточных астрономо-геодезич., гравиметрических и нивелировочных опорн. сетей.

Геод-я (топография) изучает сравнительно небольшие участки земли с целью изображ. их в виде карт, планов и профилей. Разработыв. методики и процессов созд. и использов-я разл. карт занимается картография, а извлечением информ., содерж. на картах — картометрия.

Космич. геод-я для измер. на Земле и планетах Солнечной системы использует данные, получаемые из космич. простр-ва искусств. спутниками Земли (ИСЗ), межпланетн. кораблями и орбитальн. станциями. Этот вид геод-и находит все большее прим. при исследов. природн. ресурсов Земли. В научно-исследоват. целях и в интересах народн. хоз-ва геодезич. работы выполн. под землей или под водой, на дне рек, озер и морей. В первом случае геод-я относится к маркшейдерскому делу, а во втором – геод-ю называют подводной.

Исследов-е природн. ресурсов континентальных шельфов, картографирование морского дна осущ-ся морской геод-ей.

Фототопография —изуч. методы созд. топографич. планов и карт по материалам фотосъемки. Она явл. составн. частью фотограмметрии — науки, опред. формы, размеры и полож. объектов по их фотографич. изображ. Материалы фотосъемки м. б. получены наземн. фотографированием местн. фототеодолитом, а также аэрофотоаппаратом, устанавливаемым на самолете (вертолете) или искусств. спутнике Земли.

Инженерная геод-я рассм. геодезич. работы, выполн. при изысканиях, проектир-и, строит-ве и эксплуатации разл. инж. сооруж. и при монтаже технологич. оборудов. Она использует методы высшей геод-и, топографии, фотограмметрии и материалы всех видов съемок, в том числе и аэрокосмических.

Геод-е работы выполн. с установленной заданием точностью. Измерения с более высокой точностью, чем это необход., требуют излишн. затрат сил, средств и врем., а измер-я с недост. точн. — считаются браком.

При вып. геод-х измер. н-мо следить за сохр. окруж. среды, не производ. излишн. рубки леса, не допускать поврежд. сельскохоз. угодий, загрязн. водоемов. Большое вним. должно также уделяться соблюд. техники безопасн. произв-ва работ.

Ф орма и размеры З. Знание формы и разм. З. н-мо во многих областях науки и техники, особенно в мореплавании, освоении природн. рес. и укрепл. обороноспособн. страны. Для практич. исп. этих знаний требуется с выс. точн. изображать земн. поверхн. на картах, планах, разрезах. Задача эта весьма трудная из-за больших размеров и сложн. формы З. Общ. площадь физической поверхн. З. составл. приблиз. 510 млн. км², 71% ее заним. моря и океаны и 29% — суша. Суша и дно морей и океанов представл. сложн. сочетания возвышенностей и впадин, находящ. между собой в разл. случ. сочетаниях. Самая выс. точка над уровнем океана нах-ся на выс. 8848 м (г. Джомолунгма), а максим. глуб. океана — 11 км. Т. о. колеб-я т-к поверхн. З. по выс. могут составл. до 20 км. Физич. поверхн. З. (поверхн. материков, дна морей и океанов) представл. сложн. форму, напоминающ. сфероид — сплюснутый эллипсоид вращения. В 4 веке до н. э. Аристот. привел док-во шарообр-ти З. В этом случае т-ки физ. поверхн. проект-т на поверхн. океана, продолж. под сушей, а затем показыв. на бумаге в какой-либо картографич. проекц. Ньютон теор. доказал, что З. должна быть сплюснутой.В 1940 г. Ф. Н. Красовским и А. А. Изотовым определены, а в 1946 г. правит-во СССР утвердило размеры З.: a = 6378245 м, b = 6356863 м, α= (a—b)/a = 1/298,3, где а и b — соотв-но большая и малая полуоси эллипсоида, α - полярное сжатие.

У нас в стране принято, что основная уровенная поверхн-ть проходит ч/з нач. точку отсчета высот — нуль Кронштадского футштока, кот. совпад. со средн. уровн. Балт. моря

Для менее точн. работ З- шар, R=6371.1 км. Рассм. влияние З. на гориз. и вертик. расст-ия: AC- гориз. пл-ть на котор. проектир-ся AB Для научн целей используется точн.1:1000000

Суша- сложн. сочет. неровностей. Наприм.: Все т-ки нах. в гориз. пл-ти. Надо измер. длины всех линий и углы. Если т-ки расп. на разн. выс., то на бумаге нельзя откладывать ист. знач. углов, т.к. ABC- наклон. плоскость, а ACD- вертикальная. В геод-и принято отвесно проектир-ть и на плане изображать проекции линии.

2.Системы коорд., прим. В геод-и. Сист. Плоских прямоуг. Коорд. Гаусса-Крюгера..

Линейные и углов. величины, определяющ. полож. т-к на какой-либо поверхн. или в простр-ве, назыв-ся координатами этих т-к.

Г еографические коорд-ты. В этой сист. коорд. полож. любой т-ки, лежащ. на пов-ти земн. эллипсоида, опред-ся географическими широтой и долготой. Широты и долготы т-к, вычисл. по данным геодезич. измерений, именуются геодезическими координатами.

Оси- плоскость экватора и плоскость нач. мерид-на. Широта φ- угол м/у отвесной линией, проход. ч/з т-ку и пл-ть экватора. Изм-ся от экватора к полюсам от 0 до 90 град. Широты делятся на северн. и южн.

Долгота λ – двугранн. угол, образ-й пл-тью нач. меридиана (гринвического) и меридиана, проход-го ч/з т-ку. Долгота бывает зап. и вост. Высота т-ки h над основной уровенной поверхн-ю. В России от нуля кронштадского Футштока (балт. система высот) Вывод: геогр. корд-ы позволяют обраб-ть рез-ты геодез. измерений в единой для всей пов-ти системе координат «+». «-» - громоздкие вычисления и невысок. точн. в масштабах 1:50000 и мельче.

Плоские прямоугольные координаты. В этой сист. пл-ть коорд. совпадает с пл-тью горизонта в данной т-ке О, являющ. нач. этих коорд-т (рис.). Ось абсцисс XX совмещ-ся с направл. меридиана, проход-го ч/з начало коорд., или с направлением, // некоторому меридиану. УУ┴XX

Плоскими прям. коорд-ми участок местн-ти в т-ке О делится на 4 четверти, считаемые по направл. хода часовой стрелки: / (СВ), II (ЮВ), III (ЮЗ) и IV (СЗ). Полож. на гориз. пл-ти любых т-к местн-ти, напр. М, N, опред-т их коорд-ми ( + х_т, + у_т), ( — х_п, + у_п).

Прим-ся при изображ. огранич-ой части (позволяющ. не учитывать сферичность Земли,) пов-ти сфероида на пл-ти.

П олярные координаты. Если на гориз. пл-ти ч/з произвольно избранную т-ку О (рис. 11.8, а), назыв. полюсом, провести линию ОХ — полярн. ось, то полож. любой т-ки, напр. М, можно опред-ть, зная r1 — радиус-вектор (прямая на пл-ти, соедин. искомую т-ку с полюсом) и угол β1, а т-ки N— соотв-но r2 и β2. Углы β1 и β2 измеряют от полярн. оси по ходу часов. стрелки до радиус-вектора. Полож. полярн. оси на пл-ти м. б. произв-м, но иногда ее совмещ. с направл. меридиана, проходящ. ч/з полюс.

Б иполярные координаты. В этой сист. коорд. 2 произв-но избранных полюса О_г и 0₂ (рис. 11.8, б), соедин. прямой — полярной осью, позв. опред. полож. т-ки М относит-но полярн. оси на пл-ти при помощи 2 углов β1 и β2 или 2 радиус-векторов г_г и г₂, или 1 радиус-вектора г и 1 угла β.

Плоские прямоугольные координаты Гаусса-Крюгера. Для практич. целей наиболее проста и удобна сист. плоских прям-ых коорд. Гаусса. Прим-е коорд. Гаусса в геод-и обусловлено необходим-тью проектир-ть поверхн. сфероида (эллипсоида вращения) на пл-ть.

В 1820 Гаусс подал идею, а в 1912 Крюгер- формулы. Гаусс предложил поместить зем. шар в цилиндр, чтобы шар касался пов-ти меридианом и спроектир-ть на бок. пов-ть зону в 6 град.

С редний мерид. кажд. зоны- осевой. ( меридиан N1O1 на рис. 1, а его изображ. на пл-ти приним. за ось абсцисс NO) Нач. корд-т в кажд. зоне- т-ка О- пересеч-е осев. меридиана и экватора.) в проекции Гаусса все мерид-ны кроме осевого и все параллели- кривые. В проекц. Гаусса искаж-е изобр-я малой длины в пределах небольш. уч-ка будет одинаковым во всех направл, т.е. сохр-ся постоянство масштаба. Если ms=s- отрезок малой длины на сфероиде, а ML=S- его изображ. на пл-ти в проекц. Гаусса, то масштаб изображ. выч-ся по ф-ле

y- ордината средн. точки с. (удаление от оев. меридиана линии ML). R- ср. радиус кривизны земн. эллипсоида. Отсюда следует, что чем дальше в этой проекц. точка С от сер. мерид-на, тем больше смещение. Из-за этого решили разбивать на 6- град. зоны. Счет зон от нач. (гринвич.) меридиана к востоку.

Д ля России все корд. Х положит-е. Для избавления от отриц. У принимают нач. корд=+500=У осевое

Например:X=4123км Y=1(-241)км. Преобраз. координаты: X=4123км Y=1(500-241)км = X=4123км Y=1259км На топогр. картах обязательно показана корд. прямоуг. сетка проекции Гаусса. Нах-ся внутри карты.