Мы привыкли, к изображению макета земли в виде шара. Но фигура земли достаточно рельефная. Если представить ее в нашем воображении, то получится сложное изображение с разнообразными перепадами высот возвышенностей и впадин.
Как связана геодезия и форма земли
Геодезия – это наука о методах и способах измерения земной поверхности.
Геодезические измерения дают возможность определять форму и размеры земли, ее отдельных частей.
В дальнейшем эти измерения используются для изображения на картах, планах, для создания различных инженерных сооружений.
Периоды развития геодезии как науки, с точки зрения представлений человека о форме земли
1. Первый период развития связан с учением древнего грека Пифагора, который выдвинул идею о шарообразности земли и вращении ее вокруг своей оси (571 – 497 г. до н.э.).
В дальнейшем работы по определению форм и размеров Земли выполнялись различными учеными и открывателями.
Первый период становления геодезии завершается исследованиями арабских и туркестанских ученых, занимающихся изучением фигуры земли и измерениями на её поверхности. В это время Бируни (1023 г.) определяет радиус земного шара из наблюдений понижения горизонта.
По Бируни длина одноградусной дуги меридиана на широте 32 градусов с.ш. равна 110,278 км (по современным данным – 110,895 км).
2. Второй период - эпоха великих научных и географических открытий Колумба, Васко да Гама, Магеллана, Кука, Беринга.
В геодезии в это же время происходит ряд замечательных открытий:
- Галилеем изобретена зрительная труба (1609 г.)
- Нидерландский астроном и математик Снеллиус в 1614 году разработал метод триангуляции, который был впервые применен французским астрономом Пикаром при измерении дуги меридиана от Парижа до Амьена.
- Пикар впервые использовал приборы с сеткой нитей.
- Ньютон установил сплюснутость фигуры Земли по оси вращения и теоретически определил величину её полярного сжатия.
3. Третий период развития геодезии (18 – 19 вв) характеризуется тем, что основной научной задачей геодезии становится определение размеров земного эллипсоида.
Геодезисты пришли к выводу, что сглаженная до уровня Мирового океана фигура Земли не является простой геометрической фигурой. Возникает понятие геоида.
Геоид – (буквально «нечто подобное Земле») - это геометрическая фигура, имеющая форму, которую поверхность океана могла бы принять под действием силы тяжести и вращения Земли, если бы отсутствовали другие воздействия (ветры и приливы).
К началу 19 века были накоплены значительные материалы геодезических и астрономических наблюдений.
Но возникает проблема совместной обработки материалов обработки. Метод решения этой проблемы предложили немецкий геодезист К. Ф. Гаусс и известный французский математик Лежандр.
Этот метод, названный методом наименьших квадратов, находит широкое применение при обработке геодезических сетей.
В России метод наименьших квадратов в геодезии и астрономии на практике применили известные российские астрономы и геодезисты Струве, Шуберт, Померанцев, Цингер, Певцов, Гедеонов и другие.
4. Четвертый период ( 19 - 20 века) ознаменовался основополагающими работами известного советского ученого – геодезиста Молоденского, который доказал невозможность точного определения фигуры геоида только по измерениям на земной поверхности и разработал теорию и методы определения фигуры физической поверхности Земли.
5. Современный период
Начало современного периода развития геодезии совпадает с запуском первых искусственных спутников Земли (ИСЗ). Появление ИСЗ открыло новые возможности для решения научных и практических задач геодезии. Ярким примером тому служит появление систем глобального позиционирования (GPS) в США и Глобальной навигационной Спутниковой Системы (ГЛОНАСС) в России.
Фигура земли и ее значения для современной геодезии
Задачи геодезии - изучение параметров и величин которые характеризуют действительную конфигурацию земной поверхности и ее отклонения от принятого математического эллипсоида.
Определение координат всех точек в единой общеземной системе координат сводится к изучению формы Земли.
Для геометрических измерений разрабатывались и разрабатываются конструкции различных геодезических приборов.
Для вычислений применяются методы высшей геодезии и математические способы по обработке измерений. А также исправления погрешностей с целью получения наиболее истинных значений требующихся величин.
Координаты определяют через какие -то расстояния на закрепленных пунктах, которые можно назвать опорными или базисом.
Далее расширяют их всевозможными треугольниками, четырехугольниками по всей необходимой территории планеты.
Таким образом, получают опорную геодезическую сеть высшего класса с разветвлением ее до нижнего класса. И на основе этого в дальнейшем развивают топографические съемочные сети и собственно съемки, по которым и получают геометрическую форму земной поверхности.
В последние несколько десятилетий с развитием новых технологий и спутниковой геодезии смогли ускорить время выполнения геодезических задач, в том числе и по изучению современной фигуры Земли.