Нивелирный репер, заложенный в стене здания. Для определения координат и высот пунктов опорной геодезич. сети необходимы данные о распределении силы тяжести на земной поверхности. Вопросы измерения силы тяжести рассматриваются в гравиметрии, к-рая представляет собой самостоят, раздел геодезич. знаний. Методы использования гравиметрич. данных для решения науч. и практич. задач Г. составляют содержание геодезической гравиметрии, созданной трудами сов. учёного М. С. Молоденского.
Линии нивелирования всех классов закрепляются на местности реперами или марками, к-рые закладываются через каждые 3-5 км в грунт, стены каменных зданий (рис. 5) и т. д. На линиях нивелирования I, II и III классов через 50-80 км и в местах их пересечения закладывают т. н. фундаментальные реперы, рассчитанные на долговременную сохранность. Высоты реперов и марок нивелирования вычисляют в той или иной системе высот над уровнем моря в к.-н. исходном пункте. В нивелирных работах СССР принята система нормальных высот, а исходным пунктом служит Кронштадтский футшток, нуль к-рого совпадает с многолетним средним уровнем Балтийского моря.
В СССР нивелирование I класса производится по особо намеченным линиям, образующим замкнутые полигоны с периметром ок. 1600 км, и выполняется с наивысшей точностью, достижимой при применении совр. инструментов и методов работы. Так, по линиям I класса случайная ошибка нивелирования не превышает 0,5 мм и систематич. ошибка составляет всего лишь 0,03 мм на 1 км нивелирного хода. Нивелирная сеть II класса строится из линий, прокладываемых вдоль железных, шоссейных, грунтовых дорог и больших рек и образующих замкнутые полигоны с периметром ок. 600 км. По линиям нивелирования II класса разности высот определяются со средней случайной ошибкой не более 1 мм и систематической - не более 0,2 мм на 1 км нивелирной линии. Нивелирные сети I и II классов сгущаются линиями нивелирования III и IV классов.
Проекции определяемых пунктов на поверхности референц-эллипсоида соединяют геодезическими линиями, а их координаты получают последовательным вычислением и суммированием разностей координат каждых 2 смежных пунктов по длине и направлению соединяющей их геодезич. линии (см. Геодезическая задача). Т. к. геодезич. координаты выражаются в угловой мере и для практич. целей неудобны, то они обычно заменяются прямоугольными координатами на плоскости путём отображения на ней поверхности референц-эллипсоида по тому или иному матем. закону точечного соответствия (см. Геодезические проекции). Сфероидическая Г. рассматривает теории отображения на плоскость только ограниченных частей поверхности земного эллипсоида. Отображение же всей поверхности земного эллипсоида на плоскость для построения геогр. карт рассматривается в матем. картографии (см. Картографические проекции). http://geoadvice.ru/
Приведение геодезич. измерений к поверхности референц-эллипсоида состоит в проектировании соответствующих пунктов на эту поверхность нормалями к ней. Это достигается тем, что в результаты геодезич. измерений, напр. в длины линий и величины углов, вводятся поправки за высоту земной поверхности над поверхностью референц-эллипсоида и отклонения отвесной линии в определяемых пунктах.
Один из разделов высшей Г. рассматривает геометрию земного эллипсоида и наз. сфероидической Г. В её задачи входит разработка методов приведения геодезич. измерений к поверхности референц-эллипсоида, методов решения треугольников и вычисления координат опорных пунктов на этой поверхности. Сфероидич. Г. даёт и математич. основы методов определения фигуры и размеров Земли из градусных измерений. http://geoadvice.ru/
Для вычисления координат пунктов гос. геодезич. сети СССР принят рефeренц-эллипсоид Красовского (см. Кра-совского эллипсоид), к-рый характеризуется следующими данными: большая полуось а. - 6 37 8 245 м, полярное сжатие а = 1: 298,3, а исходным
пунктом служит Пулковская астрономич. обсерватория (центр её Круглого зала), причём для неё приняты следующие геодезич. координаты:широта В = 59o 46'18,55", долгота L = 30o19'42,09",полученные путём исправления её астрономич. широты и долготы за влияние отклонения отвесной линии от нормали к поверхности эллипсоида Красовского. Высота геоида в Пулково над поверхностью этого эллипсоида принята равной нулю. http://geoadvice.ru/
Геодезич. координаты одного из пунктов, являющегося исходным пунктом опорной геодезич. сети, и геодезич. азимут направления на один из смежных с ним пунктов устанавливают определением его астрономич. координат и астрономического азимута того же направления исправлением их за влияние отклонения отвеса. Полученные данные, а также высота геоида над поверхностью референц-эллипсоида в исходном пункте характеризуют положение принятого эллипсоида в теле Земли и наз. исходными геодезическими датами. Геодезич. координаты и азимуты остальных пунктов получают путём вычисления по результатам геодезич. измерений, приведённых к поверхности референц-эллипсоида.
Плановое положение геодезич. пунктов определяют геодезич. координатами, а именно - широтами и долготами их проекций на поверхность нек-рого земного эллипсоида - референц-эллипсоида. В каждом геодезич. пункте вместе с его координатами определяют также направления на смежные пункты относительно меридиана. Эти направления наз. геодезич. азимутами и служат для ориентировки на местности.
В конечных точках базисов и базисных сторон триангуляции I и II классов определяют широту и долготу этих точек, а также азимут направления на избранный земной предмет путём астрономич. наблюдений (см. Лапласов пункт). Астрономич. широты и долготы определяют также на промежуточных пунктах триангуляции I класса, выбираемых не реже чем 70-100 км. Астрономич. определения на пунктах опорной геодезич. сети превращают её в астрономо-геодезическую сеть, к-рая доставляет основные данные для исследований фигуры и размеров Земли и служит для распространения единой системы координат на всю территорию страны. Рассмотрение теорий и методов определения геогр. положения места из астрономич. наблюдений относится к геодезической астрономии.
Для построения сети опорных геодезич. пунктов и определения их положения используют также результаты наблюдений за движением искусств, спутников Земли. Наблюдения спутника состоят либо в фотографировании его на фоне звёзд, положения к-рых известны, либо в измерениях расстояний до него с точек стояния при помощи радиотехнич. средств или же в выполнении тех и других операций одновременно. Если законы движения спутника хорошо изучены, то он в этом случае служит подвижным геодезич. пунктом, координаты к-рого на каждый данный момент времени известны. Если же законы движения спутника не изучены, то он служит лишь промежуточным геодезич. пунктом, так что для определения неизвестной точки земной поверхности наблюдения спутника необходимо выполнять строго одновременно как в этой точке, так и в нескольких известных геодезич. пунктах. Рассмотрение теорий и методов использования спутников для решения науч. и практич. задач Г. составляет содержание спутниковой геодезии.
Углы треугольников и углы поворота полигонометрич. ходов измеряют при помощи угломерных геодезических инструментов, представляющих собой сложные оптико-механич. устройства. При этом под углом между направлениями на 2 наблюдаемых предмета в данной точке понимается угол между плоскостями, проходящими через эти предметы и отвесную линию в данной точке. Погрешности измерений углов треугольников в триангуляции I и II классов обычно не превышают 0,7".
В местах пересечения рядов триангуляции I класса и в сетях триангуляции II класса измеряют базисы длиной не менее 5-6 км или базисные стороны. Базисы измеряют мерными проволоками (см. Базисный прибор) путём последовательного откладывания их по линии базиса, причём ошибки измерений не превышают 1 : 1 000 000 доли длины базиса. Базисные стороны измеряют непосредственно электрооптическими дальномерами с ошибкой не более 1 : 400 000. Для измерения линий в полигонометрич. ходах и сторон треугольников в трилатерации применяют также радиодальномеры.
В зависимости от последовательности построения и точности измерений геодезич. сети подразделяются на классы. Так, гос. геодезич. сеть СССР делится на I,II,III и IV классы. Гос. триангуляция I класса в СССР строится из рядов приблизительно равносторонних треугольников со сторонами 20-25 км, расположенных примерно по направлению земных меридианов и параллелей через 200-250 км. Пространства, ограниченные рядами триангуляции I класса, покрываются сплошными сетями треугольников II класса со сторонами ок. 10 - 20 км. Дальнейшее сгущение сети геодезич. пунктов производится построением треугольников III и IV классов.
Геодезич. пункты располагаются на возвышенных точках местности, к-рые выбирают рекогносцировкой. Каждый пункт закрепляется на местности закладкой на некоторую глубину бетонного блока с вделанной в него маркой, обозначающей вершину треугольника (см. Центр геодезический) (рис. 3), и постройкой деревянной или металлич. вышки, служащей штативом для угломерного инструмента и визирной целью при измерении углов (см. Сигнал геодезический) Иногда геодезич. пункты совмещаются с наиболее выделяющимися местными предметами, такими, как водонапорные башни, шпили высоких зданий и т. п.
Положения опорных геодезич. пунктов определяют преим. методом триангуляции, в основе к-рой лежит тригонометрич. принцип измерения расстояний. Метод триангуляции состоит в построении на местности рядов и сетей треугольников, последовательно связанных между собой общими сторонами. Измерив в к.-н. из треугольников (рис. 2) одну сторону, называемую базисом или базисной стороной, и в каждом из них не менее 2 углов, длины сторон всех треугольников определяют путём тригонометрич. вычислений. Обычно в каждом треугольнике измеряют все 3 угла, а в любой триангуляции, покрывающей значит, территорию, измеряют большое количество базисов, к-рые размещаются на определённом расстоянии друг от друга. Для построения геодезич. сети применяется и метод полигонометрии, к-рый состоит в измерении на местности длин последовательно связанных между собой линий, образующих полигонометрич. ход, и горизонтальных углов между ними. Зная положение одного пункта и направление одной связанной с ним линии полигонометрич. хода, путём вычислений последовательно определяют положение всех пунктов хода в принятой системе координат. Иногда положение опорных геодезич. пунктов определяют методом трилатерации, измеряя все три стороны всех треугольников, образующих геодезич. сеть.
Основной задачей высшей Г. является определение фигуры, размеров и гравитационного поля Земли, а также изучение теорий и методов её решения. В задачи высшей Г. входит также изучение теорий и методов основных геодезич. работ, служащих для построения опорной геодезической сети и доставляющих данные для решения науч. и практич. задач Г. Геодезич. сеть представляет систему надлежаще выбранных и закреплённых на земной поверхности точек, называемых опорными геодезическими пунктами, взаимные положения и высоты к-рых определены в принятой системе координат и счёта высот.
Разделы геодезии и виды геодезических работ. Область геодезич. знаний делится на высшую геодезию и геодезию, к-рые сами подразделяются на более или менее самостоятельные разделы.
Другие задачи Г. состоят в различных измерениях на земной поверхности для отображения её на планах и топографических картах, к-рые имеют большое значение для воен. дела и без к-рых не обходится ни одно нар.-хоз. и инженерно-технич. мероприятие. Геодезич. работы производятся с целью изыскания, проектирования и строительства гидротех-нич. сооружений и пром. предприятий, ирригационных и судоходных каналов, наземных и подземных путей сообщения и т. п. Геодезич. работы и топографич. карты служат основой планировки городов и населённых пунктов, землеустроительных и лесоустроительных мероприятий, поиска полезных ископаемых и освоения природных богатств и т. д. Иногда приходится считаться с тем, что фигура и гравитационное поле Земли, а также земная поверхность претерпевают изменения, обусловленные различными внеш. и внутр. причинами. Эти изменения изучаются по результатам повторных астрономич. наблюдений, геодезич. измерений и гравиметрич. определений. Предполагаемое горизонтальное движение материков изучают повторными астрономич. определениями положения отд. точек земной поверхности. Повторные геодезич. определения взаимного положения и высот точек земной поверхности через известные промежутки времени позволяют установить скорость и направление горизонтальных и вертикальных движений земной коры.
Отклонения отвеса и аномалии силы тяжести отражают особенности внутр. строения Земли и используются для выяснения вопросов о распределении масс внутри Земли и особенно для изучения строения земной коры. Данные о фигуре, размерах и гравитационном поле Земли имеют большое значение для установления масштаба взаимных расстояний и масс небесных тел. Они используются также для механико-матем. расчётов, связанных с запуском космич. летат. аппаратов и с изучением космич. пространства вообще.