| ражд. геодезистов в дореволюц. России не было. Межевой ин-т выпускал инженеров по землеустройству и межеванию земель, отдельные выпускники посвящали свою деятельность геодезии; основные геодезич. работы выполняли воен. геодезисты, получавшие образование на геодезич. отделении Воен. академии Ген. штаба, открытом в сер. 19 в., и воен. топографы, к-рых готовили военно-топографич. уч-ща.
Организация Г. о. как самостоятельной отрасли высшего и среднего спец. образования началась после Вел. Окт. революции. В 1917 в Межевом ин-те был создан геодезич. ф-т, положивший начало подготовке инженерных кадров по геодезии и картографии. Развитие Г. о. было связано с запросами социа-листич. строительства. Учёт, выявление и использование природных богатств страны, проектирование и строительство крупных пром. объектов, реконструкция с. х-ва, укрепление обороноспособности страны - всё это требовало совр. геодезич. данных, топографич. и спец. карт различной точности и назначения. Широкое использование достижений геодезич. науки и техники в нар. х-ве и обороне страны обусловили дифференциацию Г. о. по специальностям. С 1922 на геодезич. ф-те Московского (б. Константиновского) межевого ин-та вводятся специальности - астрономо-геодезич., географо-картографическая и геодезич. инструментоведения, в 1924 (в связи с появлением и развитием метода аэрофотосъёмки) - фототопографическая. В 1930 на базе геодезич. ф-та Моск. межевого ин-та был создан первый в мире специализированный геодезич. вуз - Московский геодезич. ин-т, с 1936 - Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъёмки и картографии (МИИГАИК); на базе землеустроит. ф-та Межевого ин-та - Московский институт инженеров землеустройства с двумя ф-тами - землеустроительным и геодезическим. В 50-60-е гг. подготовка инженеров-геодезистов организована в Киевском инженерно-строительном, Каунасском политехнич., Ленинградском горном ин-тах и в ряде др. вузов; во Львовском политехнич. ин-те был создан геодезич. ф-т. Специальности Г. о. имеются в ун-тах: Казанском, Киевском, Дальневосточном, Томском, Уральском и др. Геодезисты готовятся также в системе военно-учебных заведений.
Совр. высшее Г. о. осуществляется по следующим специальностям: астрономо-геодезия (инженеры астрономо-геодези-сты готовятся для выполнения высокоточных геодезич. работ по созданию астрономо-геодезич. и нивелирных сетей высшего класса, гравиметрич. съёмок и решения задач геодезии науч. характера), инженерная геодезия (инженеры-геодезисты - для выполнения геодезич. работ, необходимых для проектирования инженерных сооружений, их строительства и эксплуатации); аэрофотогеодезия (инженеры по производству лётносъёмочных работ, созданию топографич. карт аэрофототопографич. методами и применению аэрофотосъёмки и фотограмметрии для решения различных инженерных задач); картография (инженеры-картографы и географы-картографы для разработки и создания типов карт и атласов, руководства работами по составлению, редактированию и изданию геогр. и топографич. карт различных масштабов, содержания и назначения); оптич. приборы и спектроскопия, приборы точной механики (инженеры по разработке, конструированию и изготовлению геодезич. приборов).
В основе Г. о. лежат циклы общенауч., общественных, ф изико-матем., астрономич. и геогр. дисциплин. В зависимости от специальности определяется комплекс профилирующих предметов, напр, для специальности инженерная геодезия профилирующими являются: геодезия, высшая геодезия, инженерная геодезия, инженерное изыскание, фотограмметрия, практич. астрономия и картография и др. В связи с развитием новой техники геодезич. измерений, основанных на применении электроники и радиотехники и использовании для решения геодезич. задач искусств, спутников Земли, особое внимание уделяется физико-матем. подготовке студентов. В период обучения студенты проходят учебную и производственную практику (геол., геодезич., аэрогеодезич., комплексную геогр., топографич. и др.). Высшее Г. о. ведётся по дневной и заочной формам обучения (срок -5 и 6 лет) и завершается защитой дипломной работы (проекта). Науч. геодезич. кадры готовятся в аспирантуре.
В системе среднего Г. о. приняты следующие специальности: аэрофотосъёмка, фотограмметрия, фототехника, топография, геодезия, инженерная геодезия и картография. Среднее Г. о. в СССР осуществляется в основном в топографич. техникумах: Московском политехникуме, Ленинградском, Киевском, Тбилисском, Ташкентском, Семипалатинском, Новосибирском, Томском и Хабаровском. Техников по топографии и геодезии готовят также Саратовский геологоразведочный, Каунасский с.-х. техникумы, Бакинский, 'Минский, Магаданский политехникумы и спецкурсы с различными сроками обучения.
Геодезич. дисциплины изучаются в вузах студентами строительных, землеустроительных, транспортных, горных, лесотехнич. и мн. др. специальностей, работа по к-рым требует использования геодезич. данных и применения методов геодезич. измерений.
За рубежом Г. о. как самостоятельная отрасль образования получило развитие в 1-й пол. 20 в. Ранее инженерные кадры по геодезии готовились путём переквалификации специалистов, получивших образование в ун-тах или втузах негеоде-зич. профиля.
Г. о. в социалистич. странах дают геодезич. ф-ты (отделения) вузов политехнич. типа или самостоятельных геодезич. вузов. Напр., в Польше - на геодезич. ф-те Варшавского политехнич. ин-та (специальности - основные геодезич. работы, инженерно-пром. геодезия, картография, фототопография и с.-х. геодезия) и на маркшейдерском ф-те Краковского горно-металлургич. ин-та; в Чехословакии - на геодезич. отделении строительного ф-та Высшей технич. школы в Праге; в ГДР - в Дрезденской высшей технич. школе.
Переход к организации Г. о. как самостоятельной отрасли высшего образования наблюдается и в капиталистич. странах. Так, в США, где подготовка инженеров-геодезистов проходила на основе переквалификации специалистов др. профиля, в 1955 при ун-те штата Огайо был открыт Ин-т геодезии, фотограмметрии и картографии. Кроме того, геодезич. подготовка осуществляется во многих ун-тах на физич. и физико-мате-матич. ф-тах. Центрами Г. с. в Великобритании являются ун-ты в Оксфорде, Глазго и Соунси. Во Франции специалисты с Г. о. готовятся в ряде нац. технич. школ и политехнич. ин-тов.
Лит.: Апухтин А., Очерк истории Константиновского межевого института с 1779 по 1879 гг., СПБ, 1879; Красовский Ф., О постановке высшего геодезического образования, Геодезист, М., 1930, № 6; Мазмишвили А. И., Высшая картографо-геодезнческая школа в СССР, в сб.: XX лет советской геодезии и картографии. 1919-1939, [т.] 1, М., 1939; Закатов П. С., Основные задачи высшего геодезического образования в СССР, ;Тр. Московского ин-та инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии, 1959, в. 31, с. 15 - 21; Большаков В. Д., Высшее геодезическое и картографическое образование в СССР, в кн.: 50 лет советской геодезии и картографии, М., 1967; Овчинников Л. В., Подготовка кадров в топографических техникумах, там же; Модринский Н. И., Высшее геодезическое образование в Польской Народной Республике, Изв. высших учебных заведений Министерства высшего и среднего специального образования СССР, раздел Геодезия и аэрофотосъемка, 1958, в. 6.
П. С. Закатов.
ГЕОДЕЗИЯ (греч. geodaisia, от ge - Земля и daio - делю, разделяю), наука об определении фигуры, размеров и гравитационного поля Земли и об измерениях на земной поверхности для отображения её на планах и картах, а также для проведения различных инженерных и нар .-хоз. мероприятий. Назв. -геодезия (землеразделение) указывает на те первоначальные практические задачи, которые обусловили её возникновение, но не раскрывает её совр. науч. проблем и практич. задач, связанных с разнообразными потребностями человеческой деятельности.
Основные задачи геодезии. При определении фигуры и размеров Земли в Г. исходят из понятия об уровенных поверхностях Земли, т. е. о таких поверхностях, на каждой из к-рых потенциал силы тяжести имеет всюду соответствующее постоянное значение и к-рые пересекают направления отвесной линии под прямым углом. Направление отвесной линии в Г. принимают за одну из координатных линий, т. к. оно в каждой данной точке может быть построено однозначно при помощи уровня или даже простейшего отвеса.
Поверхность воды в океанах и сообщающихся с ними морях в состоянии полного покоя и равновесия являлась бы одной из уровенных поверхностей Земли. Эту уровенную поверхность, мысленно продолженную под материками так, чтобы она везде пересекала направление отвесной линии под прямым углом, в Г. принимают за основную уровенную поверхность Земли (рис. 1). Фигуру же этой уровенной поверхности в Г. принимают за сглаженную фигуру Земли и наз. геоидом.
Теория фигуры Земли и результаты астрономич. и геодезич. измерений показывают, что фигура геоида в общем близка к эллипсоиду вращения. Эллипсоид, к-рый по своим размерам и положению в теле Земли наиболее правильно представляет фигуру геоида в целом, называют общим земным эллипсоидом. Изучение фигуры Земли заключается в определении размеров земного эллипсоида и его положения в теле самой Земли, а также отступлений геоида от этого эллипсоида. Если определить высоты точек земной поверхности относительно геоида, т. е. над уровнем моря, то тем самым будет изучена и фигура физ. поверхности Земли.
Размеры земного эллипсоида и его положение в теле Земли устанавливают путём определения направлений отвесных линий в избранных точках земной поверхности и взаимного положения этих точек в известной системе координат. Направление отвесной линии в данной точке характеризуется её астрономич. широтой и долготой, к-рые выводятся из астрономич. наблюдений. Взаимное положение точек земной поверхности определяется их геодезич. широтами и долготами (см. Геодезические координаты), к-рые характеризуют направления нормалей в этих точках к поверхности т. н. референц-эллипсоида. Угол между отвесной линией и нормалью к поверхности референц-эллипсоида в данной точке есть отклонение отвеса и характеризует наклон уровенной поверхности Земли относительно поверхности референц-эллипсоида в этой точке. По наблюдённым отклонениям отвеса в избранных точках определяют как размеры земного эллипсоида, так и высоты геоида (см. Астрономогравиметри-ческое нивелирование).
Совокупность астрономич. и геодезич. измерений, позволяющих определять фигуру и размеры Земли, носит назв. градусных измерений и приводит к геом. методам решения этой проблемы. Существуют и физ., или динамич., методы изучения фигуры и гравитационного поля Земли. Они основаны на измерениях ускорения силы тяжести и наблюдениях за движением искусств, спутников Земли и космических летательных аппаратов. Измеренные величины силы тяжести сравнивают с соответствующими теоретич. величинами, рассчитанными для известной эллипсоидальной уровенной поверхности. Разности тех и других величин силы тяжести наз. аномалиями силы тяжести и характеризуют отклонения уровенных поверхностей Земли от поверхности эллипсоида. Они позволяют определить сжатие Земли и отступления геоида от земного эллипсоида. Отступление реальной фигуры Земли от правильной шарообразной формы и аномалии гравитационного поля Земли вызывают возмущения орбит искусственных космических объектов. Зная же возмущения орбит искусств, космич. тел, на основании наблюдений и измерений можно определить фигуру и внешнее гравитационное поле Земли. Совм. применение геом. и динамич. методов позволяет определить одновременно фигуру, размеры и гравитационное поле Земли как планеты.
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.
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.
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.
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.
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.
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) (рис. 4). Иногда геодезич. пункты совмещаются с наиболее выделяющимися местными предметами, такими, как водонапорные башни, шпили высоких зданий и т. п.
Земная поверхность
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.
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.
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".
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 |
