Высшая геодезия
| Наука | |
| Высшая геодезия | |
|---|---|
 | |
| Тема | науки о Земле |
| Предмет изучения | параметры Земли (фигура, гравитационное поле и т.д.) |
Вы́сшая геоде́зия — наука, занимающееся исследованием формы и размеров Земли, а также методами определения координат точек на её поверхности. Изучением взаимных связей между фигурой Земли и гравитационным полем на её поверхности занимается геодезическая гравиметрия. При установлении формы и размеров планеты основное внимание уделяется понятию уровня, который представляет собой поверхность, перпендикулярную направлению отвесной линии. Направление отвесной линии принимается за одну из координатных осей, поскольку его можно однозначно определить в каждой конкретной точке с помощью уровня или простого отвеса[1].
Задачи
Согласно мнению учёного и практикующего специалиста в области высшей геодезии Феодосия Красовского, задачи высшей геодезии можно разделить на научные и научно-технические. Главная цель научного направления высшей геодезии и смежных областей наук (гравиметрии, теории фигуры Земли, космической геодезии и астрономии) заключается в определении формы и размеров Земли, а также внешнего гравитационного поля и его изменений со временем. К основным научным задачам высшей геодезии относятся: использование геодезических методов для оценки деформаций поверхности Земли, исследование долгосрочных изменений крупных блоков коры, анализ движений литосферных плит, учёт смещений полюсов и изменений угловой скорости вращения, изучение современного состояния земной поверхности в сейсмоактивных зонах с целью предсказания землетрясений, а также оценка техногенных изменений, связанных с человеческой деятельностью и различиями уровней океанов и морей[2].
Ключевая научно-техническая задача заключается в создании глобальных и национальных опорных геодезических сетей высокой точности. Важными элементами таких сетей являются государственная геодезическая сеть, нивелирная и гравиметрическая сети. Научно-технические задачи также охватывают оптимизацию создания государственно геодезических сетей и развитие методов оперативной обработки измерений с учётом особенностей метрологии и возможностей ГНСС-технологий[2]. Методы и подходы в решении задач высшей геодезии постоянно совершенствуются. Для эффективного решения задач необходимо взаимодействие с геодезической астрономией, гравиметрией, теорией фигуры Земли и другими областями. Используются также базовые науки, такие как математика и физика, в том числе для изучения Земли как планеты, активно задействуются геология, геофизика и тектоника[3].
Предмет и структура
Высшая геодезия как наука обладает двумя существенными признаками. Первый, необходимый существенный признак состоит в том, что имеет место конкретный предмет изучения. Второй, достаточный существенный признак состоит в том, что специалисты, работающие в данной области деятельности, располагают конкретным средством изучения данного предмета или объекта. Предметом изучения высшей геодезии является Земля как планета, средством изучения является измерение. Существуют несколько наук, которые изучают Землю: география, геология, геофизика, океанография[4].
Предметом изучения специалистов, работающих в области высшей геодезии, как это определено в основополагающих трудах, является фигура Земли и поле силы тяжести Земли. Изучение фигуры Земли и поля её силы тяжести включает определение изменений формы и размеров физической поверхности Земли во времени, а также включает определение изменений параметров поля силы тяжести Земли во времени. Изучение фигуры Земли и её изменений — преимущественно геометрический аспект высшей геодезии, а изучение внешнего гравитационного поля Земли и его изменений — преимущественно физический аспект высшей геодезии[4].
Всё содержание, входящее в сферу влияний высшей геодезии можно структурно представить в виде основных направлений:
- теоретическая геодезия, которая в свою очередь состоит из сфероидической, пространственной и физической;
- космической (спутниковой) геодезии;
- геодезической астрономии;
- основных наземных геодезических работ[5].
Разделы
Высшая геодезия включает в себя несколько разделов, каждый из которых фокусируется на конкретных аспектах геодезических исследований:
- Геодезическая астрономия занимается определением данных для геодезических сетей на основе наблюдений небесных светил.
- Геодезическая гравиметрия изучает фигуру Земли путём измерения силы тяжести в разных точках поверхности.
- Космическая геодезия изучает геометрические соотношения между точками на земной поверхности с использованием искусственных спутников Земли[2].
Методы высшей геодезии
Методами высшей геодезии определяются координаты отдельных, дискретных точек земной поверхности, то есть пунктов государственных опорных сетей. В дальнейшем координаты этих пунктов используются как исходные для детального изучения между ними формы физической поверхности Земли методами топографии. Топография, используя опорную геодезическую сеть, уже не требует применения теории высшей геодезии[6].
Понятие о местоположении
В высшей геодезии, как и в геодезии в целом, позиционирование точек осуществляется с помощью координат. Это обусловлено удобством применения аналитической геометрии. Данное удобство проявляется в том, что при обработке измерительных данных и получении окончательных результатов, включая оценку точности, возможно использование математических методов и специализированных компьютерных программ. Однако возникает задача правильного определения и фиксации системы координат на необходимом уровне точности. Необходимо также поддерживать эту систему и регулярно оценивать её уровень точности. Точность как задания, так и поддержки выбранной системы координат должна соответствовать требованиям современной геодезической техники[4].
Системы координат и высот
В геодезии под координатами понимают совокупность трёх чисел, определяющих положение точки земной поверхности относительно некоторой исходной поверхности. При определении координат точек земной поверхности в геодезии применяются следующие основные системы координат:
- система астрономических координат;
- система геодезических координат;
- система географических координат;
- система прямоугольных координат;
- зональная система координат в проекции Гаусса — Крюгера;
- система полярных координат[2].
См. также
Примечания
- ↑ Шлапак В. В., Михелев Д. Ш. Геодезия. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 7 февраля 2025. Архивировано 7 февраля 2025 года.
- ↑ Перейти обратно: 2,0 2,1 2,2 2,3 Мазуров Б. Т. Высшая геодезия. — Новосибирск: СГУГиТ, 2016. — 203 с. — ISBN 978-5-87693-982-1.
- ↑ Аукажиева Ж. М., Маусымбеков Е. Ж., Джорашов Д. А. Высшая геодезия. — Астана: ЕНУ, 2016. — 119 с.
- ↑ Перейти обратно: 4,0 4,1 4,2 Шануров Г. А. Высшая геодезия: понятия и определения. — М., 2015. — 64 с.
- ↑ Высшая геодезия. Портал «Геостарт». Дата обращения: 7 февраля 2025.
- ↑ Шароглазова Г. А. Высшая геодезия: Основные геодезические работы. — Новополоцк: ПГУ, 2010. — 148 с. — ISBN 978-985-531-159-2.
