Геодезія

Геодезія (грец. ge daisa, від ge -- Земля і daio - ділю, розділяю), наука про визначення положення об'єктів на земної поверхні, про розміри, форми і гравітаційне поле Землі та інших планет. Це галузь прикладної математики, тісно пов'язана з геометрією, математичним аналізом, класичною теорією потенціалу, математичної статистикою та обчислювальної математикою. У той же час це наука про вимірах, що розробляє способи визначення відстаней, кутів і сили тяжкості за допомогою різних приладів. Основне завдання геодезії - створення системи координат і побудову опорних геодезичних мереж, що дозволяють визначити положення точок на земній поверхні. У цьому істотну роль відіграють вимірювання характеристик гравітаційного поля Землі, що зв'язують геодезію з геофізиків, що використовує гравіметричні дані для вивчення будови земних надр і гео динаміки. Наприклад, в геофізиці геодезичні методи вимірювань застосовуються для дослідження рухів земної кори, піднять і опускань масивів суші. І навпаки, порушення під обертанні Землі, які впливають на точність геодезичної системи координат, частково можуть бути пояснені фізичні характеристики літосфери.

Геодезичні роботи зазвичай виконуються державними службами. У США створенням і підтриманням державної геодезичної мережі займається Національна служба по дослідженню океану за участю Міністерства оборони та Національного управління з аеронавтики і дослідження космічного простору (НАСА).  Міжнародні геодезичні дослідження організуються і спрямовуються Міжнародною асоціацією геодезії, діючої з ініціативи та в рамках Міжнародного геодезичного і геофізичного союзу.

Геодезичні роботи ведуться на трьох рівнях. По-перше, це планова зйомка на місцевості -- визначення положення точок на земній поверхні щодо місцевих опорних пунктів для складання топографічних карт, що використовуються, наприклад, при будівництво гребель і доріг або складання земельного кадастру.  Наступний рівень включає проведення зйомок в масштабах всієї країни; при цьому площа і форма поверхні визначаються по відношенню до глобальної опорної мережі з урахуванням кривизни земної поверхні. Нарешті, у завдання глобальної, або вищої, геодезії входить створення опорної мережі для всіх інших видів геодезичних робіт. Вища геодезія займається визначенням фігури Землі, її положення в просторі і дослідженням її гравітаційного поля.

Остання має особливо велике значення, тому що всі геодезичні вимірювання (за винятком відстаней) частково залежать від визначення напрямку сили тяжіння (що збігається з напрямком стрімкої лінії). Геодезичні прилади (теодоліт, що використовується для вимірювання кутів та напрямків, і нівелір, що вимірює перевищення) встановлюються так, щоб їхні осі настановних рівнів були паралельні рівної поверхні, завжди перпендикулярної напрямку сили тяжкості. Більш того, сама форма земної поверхні (70% якої складають акваторії) у загальному визначається конфігурацією рівної поверхні, що представляє собою ідеалізовану поверхню океану; саме від неї проводиться відлік висот конкретних точок (т.з. висота над рівнем моря). У гравітаційне поле Землі під рівної поверхнею розуміють поверхню, в будь-якій точці якої розміщене на неї тіло залишається в стані спокою. Конфігурація рівної поверхні визначається шляхом вимірювання сили тяжіння.

Відносне положення точок на поверхні Землі встановлюється шляхом вимірювання відстаней між ними (за умови, що кожен пункт геодезичної мережі може безпосередньо спостерігатися з декількох інших пунктів). В даний час для визначення взаємного розташування точок земної поверхні в якості проміжних точок використовуються штучні супутники Землі, при цьому вимірюється відстань між супутником і наземним пунктом. Оскільки ці виміряні відстані не залежать від прискорення сили тяжіння, може здатися, що гравітаційне поле Землі не відіграє суттєвої ролі в геодезичних побудовах. Однак космічна геодезія, хоча і доповнює традиційні наземні спостереження, поки не може їх замінити. Більш того, орбіти самих штучних супутників визначаються гравітаційне поле Землі, що знов-таки робить необхідним вивчення сили тяжіння.

Геодезія може розглядатися в геометричному і фізичному аспектах. Геометричні завдання геодезії вирішуються методами зйомки, тобто вимірами і розрахунками відстаней, кутів і напрямків. Фізичний аспект пов'язаний з вимірюваннями сили тяжкості. Геодезичні вимірювання ускладнюються специфікою використовуваної системи координат, яка включає широта, довгота і висоту. Рівень поверхні, по яким встановлюється висота точки, непаралельність внаслідок змін сили тяжкості на земній поверхні, зумовлених особливостями рельєфу (розподілом гір, долин, улоговин тощо) і щільності що складають Землю гірських порід. Подібні ж причини порушують паралельність поверхонь, що мають однакову широту або довготу. Крім того, на результати розрахунків геодезичних показників, наприклад координат точки, впливають похибки вимірювань і використовуваної фізичної моделі.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.ab-pro.ru