Учебное издание содержит основные сведения по устройству и применению спутниковых систем позиционирования ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США), теоретические основы измерений и обработки результатов. К работе приложены используемые сокращения, список терминов наиболее важных понятий и латинизированные англоязычные сокращения. Данное пособие является третьим изданием, дополняющим два предыдущих. Первое учебное пособие «Основы спутникового позиционирования» было составлено по лекциям, которые читались студентам-картографам Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Вторая книга «Введение в ГЛОНАСС и GPS измерения» была издана в Ижевске Удмуртским государственным университетом.

Пособие может использоваться всеми интересующимися в качестве введения в рассматриваемую тему

Изложены основные сведения по содержанию, методике и технике геодезических работ, выполняемых при землеустройстве и организации съемок в целях создания городского кадастра и инвентаризации земель. Предназначено для студентов старших курсов инженерно-строительного факультета специальности 320500 «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», изучающих дисциплины специалистов-землеустроителей в рамках бакалаврской программы. Землеустройство – система мероприятий по рациональному использованию, учету, оценке и улучшению земель. Эти мероприятия осуществляются в соответствии с землеустроительным проектом, разрабатываемым специализированными проектными организациями. Землеустроительный проект может быть составлен только с учетом топографо-геодезических изысканий. Осуществление проекта, то есть перенесение его на местность также невозможно без проведения геодезических измерений, обеспечивающих соблюдение геометрических форм всего комплекса сооружений и их элементов как в отношении их расположения на местности, так и внешней и внутренней конфигурации. Все это свидетельствует о значении геодезических работ при землеустройстве и необходимости расширения знаний по сравнению с курсом общей инженерной геодезии в этой специфической области. В пособии приведены характеристики планово-картографического материала, способы его корректировки и обновления, методы и приемы геодезических работ при проектировании земельных участков и перенесении их контуров в натуру; и рассмотрено понятие городского кадастра. Землеустроительный проект – это совокупность документов (расчетов, чертежей и др.) по созданию новых форм устройства местности и их экономическому, техническому и юридическому обоснованию, обеспечивающих организацию рационального использования земли. Составление проекта, а затем перенесение его в натуру – процесс, обратный съемке и составлению плана местности. При съемке выполняют измерения на местности для последующего изображения на бумаге границ землепользования, участков, угодий, дорог, рек. При составлении проекта сначала на бумаге (плане) изображают проектные границы полей, участков, дорог, лесных полос, каналов, улиц, после этого положение этих объектов определяют на местности путем соответствующих измерений при перенесении проекта в натуру.

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины «Инженерная геодезия» направления бакалаврской подготовки 653500 «Строительство». Изложены сведения о геодезических сетях, – важнейшем элементе картографо-топографического обеспечения широкого круга измерений, выполняемых на местности для удовлетворения нужд народного хозяйства. Приведены необходимые данные о методах построения геодезических сетей, инструментальном оснащении работ, выполняемых на местности, точности измерений, правилах закладки и конструкции центров и реперов на пунктах сетей. Предназначено для студентов первого курса инженерно-строительного факультета специальностей «Гидротехническое строительство», «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», «Гидроэлектроэнергетика», «Промышленное и гражданское строительство», «Инженерная защита окружающей среды», «Городское строительство и хозяйство». Геодезические сети являются важнейшим элементом системы технических мероприятий, связанных с изучением и освоением территорий. Закрепленные на местности пункты, составляющие геодезические сети различных классов по точности измерения их элементов, отличающиеся по своему назначению, обеспечивают возможность выполнения широкого круга топографо-картографических и технических задач. Используя координаты или отметки пунктов геодезических сетей, можно решать как вопросы общегосударственного значения (такие, как освоение малоизученных, труднодоступных регионов, наблюдение за глобальными тектоническими процессами), так и конкретные задачи инженерной практики (такие, как съемка небольших участков в крупных масштабах, прокладка трасс инженерных коммуникаций и т.п.). Геодезическая сеть − это совокупность закрепленных и обозначенных на местности пунктов, плановое положение и высоты которых определены в единой системе координат и высот путем геодезических измерений. Геодезические сети строятся в научных целях, а также для изучения и освоения территории страны, в том числе для съемки и изысканий для проектирования и проведения хозяйственных мероприятий: строительства, мелиорации и т.д. Геодезические сети подразделяются по назначению на плановые и высотные. По точности измерения, площади размещения и плотности пунктов геодезические сети подразделяются на государственные, местные − сети сгущения и съемочные. Одной из главных задач геодезии является определение с заданной точностью координат сравнительно небольшого числа специально закрепленных на земной поверхности точек − геодезических пунктов. Геодезический пункт состоит из центра, являющегося носителем координат, и геодезического знака, обозначающего положение центра на местности и обеспечивающего взаимную видимость смежных пунктов сети. Центр призван надежно и долговременно сохранять неизменным положение своей основной детали − марки центра, к метке которой относятся координаты пункта. Систему геодезических пунктов, положение которых определено в общей для них системе геодезических координат, называют плановой геодезической сетью. Для определения координат пунктов сети между ними измеряют расстояния и углы. Отрезки линий, ограниченные геодезическими пунктами, вдоль которых измеряется длина или направление, называют сторонами сети. Каждый следующий пункт геодезической сети, начиная со второго.

Приведены основные сведения о современных топографических картах. Даны характеристики карт и планов, рассмотрены способы изображения рельефа, контуров и объектов местности, различные системы координат и системы ориентирования, применяемые в геодезии, номенклатура топографических карт и планов. Подробно изложена методика измерений по картам. Рассматриваются определение отметок и координат точек, построение профилей, измерение площадей. Приводятся сведения, необходимые для построения плана по материалам теодолитной съемки, составления проекта вертикальной планировки и разбивочных чертежей. Даются способы математической обработки результатов геодезических измерений и оценки их точности. Структуру и содержание учебного пособия определили программа, общий лимит времени, который отводится на дисциплину «Инженерная геодезия» на инженерно-строительном факультете (порядка 100 часов), принятая лекционно-практическая форма обучения. Лекционно-практический метод предусматривает такую форму обучения, когда положения теории во всех необходимых случаях сразу же закрепляются практическими упражнениями – решением задач, выполнением работ. При этом, в зависимости от содержания темы, решение отдельных задач выполняется преподавателем. Соответственно в тексте приведены рекомендуемые задачи. В других случаях после законченного изложения теории вопроса практическая часть приводится в конце параграфа. Здесь предусматривается самостоятельная работа студентов, но с помощью и под контролем преподавателя. Комплексное освоение материала курса осуществляется при самостоятельном выполнении студентами расчетно-графических работ. Общая форма Земли, как материального тела, определяется действием внутренних и внешних сил на ее частицы. Если бы Земля была неподвижным однородным телом и подвергалась действию только внутренних сил тяготения, она имела бы форму шара. Действие центробежной силы, вызванной вращением Земли вокруг ее оси, определяет сплюснутость Земли у полюсов. Под воздействием внутренних и внешних сил физическая (топографическая) поверхность Земли образует фигуру неправильной, сложной формы. Одновременно на физической поверхности Земли встречаются самые различные неровности: горы, хребты, долины, котловины и т. д. Описать такую фигуру при помощи каких-либо аналитических зависимостей невозможно.

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту направления подготовки дипломированных специалистов 653500 «Строительство». Изложены основные сведения о содержании, методике и технике геодезических работ, выполняемых при строительстве сооружений. Главное внимание уделено организации разбивочных работ. Рассмотрены основные методы разбивочных работ, применяемые при строительстве, в частности определение на местности положения основных осей и границ сооружений и других характерных точек в соответствии с проектом при подготовительных работах и в процессе строительства. Приведены примеры подготовки исходных данных для выноса на местность участка канала и вертикальной планировки для проектирования горизонтальной строительной площадки. Геодезические работы при строительстве начинаются с создания геодезической разбивочной основы, обеспечивающей выполнение последующих построений и измерений в ходе строительства с необходимой точностью и с минимальными трудозатратами. Виды разбивочных сетей, основные методы и схемы их построения рассмотрены ниже. Строительство любого сооружения сопровождается большим объемом геодезических построений и измерений. Для их обеспечения создается специальная геодезическая разбивочная основа, состоящая из разбивочной сети строительной площадки, а также внешней и внутренней разбивочной сети сооружения. Такая структура геодезической разбивочной основы наиболее полно отвечает требованиям достижения необходимой точности построений при минимальных затратах времени. Одновременно создаются условия для выполнения построений простейшими методами и с привлечением ограниченного количества геодезических приборов. К геодезическим разбивочным сетям относят разбивочную сеть строительной площадки и внешнюю разбивочную сеть сооружения. Разбивочная сеть строительной площадки используется для создания разбивочных сетей сооружения, выноса в натуру осей зданий, дорог, инженерных сетей и обеспечения исполнительных съемок. Плановые сети строительной площадки создаются в виде строительной сетки (рис. 1.1, а), красных и других линий регулирования застройки (рис. 1.1, б), центральных систем (рис. 1.1, в) и других видов сетей. Выбор вида разбивочной сети зависит от формы возводимых сооружений, их размещения, условий видимости и т. п. Стороны сети стремятся размещать параллельно осям сооружений. На больших строительных площадках, как правило, создается строительная сетка, состоящая из квадратов с длинами сторон 20, 50, 100 и 200 м.

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту направления 270100 «Строительство».
Изложены основные сведения о содержании, методике и технике геодезических работ, выполняемых при строительстве сооружений. Большое внимание уделено организации разбивочных работ. Рассмотрены основные методы разбивочных работ, применяемые при строительстве, в частности определение на местности положения основных осей и границ сооружений, а также характерных точек в соответствии с проектом при подготовительных работах и в процессе строительства. Приведены примеры подготовки исходных данных для выноса на местность различных объектов. Рассмотрены вопросы организации исполнительных съемок и наблюдений за деформациями сооружений. Геодезические работы при строительстве начинаются с создания геодезической разбивочной основы, обеспечивающей выполнение последующих построений и измерений в ходе строительства с необходимой точностью и минимальными трудозатратами. Виды разбивочных сетей, основные методы и схемы их построения рассмотрены ниже. Строительство любого сооружения сопровождается большим объемом геодезических построений и измерений. Для их обеспечения создается специальная геодезическая разбивочная основа, состоящая из разбивочной сети строительной площадки, а также внешней и внутренней разбивочной сети сооружения. Такая структура геодезической разбивочной основы наиболее полно отвечает требованиям достижения необходимой точности построений при минимальных затратах времени. Одновременно создаются условия для выполнения построений простейшими методами и с привлечением ограниченного количества геодезических приборов. К геодезическим разбивочным сетям относят разбивочную сеть строительной площадки и внешнюю разбивочную сеть сооружения. Разбивочная сеть строительной площадки используется для создания разбивочных сетей сооружения, выноса в натуру осей зданий, дорог, инженерных сетей и обеспечения исполнительных съемок. Плановые сети строительной площадки создаются в виде строительной сетки (рис. 1.1, а), красных и других линий регулирования застройки (рис. 1.1, б), центральных систем (рис. 1.1, в) и других видов сетей. Выбор вида разбивочной сети зависит от формы возводимых сооружений, их размещения, условий видимости и т. п. Стороны сети стремятся размещать параллельно осям сооружений. На больших строительных площадках, как правило, создается строительная сетка, состоящая из квадратов с длинами сторон 20, 50, 100 и 200 м.

Methods of satellite geodesy are increasingly used in geodesy, surveying engineering, and related disciplines. In particular, the modern development of precise and operational satellite based positioning and navigation techniques have entered all fields of geosciences and engineering. A growing demand is also evident for fine-structured gravity field models from new and forthcoming satellite missions and for the monitoring of Earth’s rotation in space. For many years I have had the feeling that there is a definite need for a systematic textbook covering the whole subject, including both its foundations and its applications. It is my intention that this book should, at least in part, help to fulfill this requirement. The material presented here is partly based on courses taught at the University of Hannover since 1973 and on guest lectures given abroad. It is my hope that this material can be used at other universities for similar courses. This book is intended to serve as a text for advanced undergraduates and for graduates, mainly in geodesy, surveying engineering, photogrammetry, cartography and geomatics. It is also intended as a source of information for professionals who have an interest in the methods and results of satellite geodesy and who need to acquaint themselves with new developments. In addition, this book is aimed at students, teachers, professionals and scientists from related fields of engineering and geosciences, such as terrestrial and space navigation, hydrography, civil engineering, traffic control, GIS technology, geography, geology, geophysics and oceanography. In line with this objective, the character of the book falls somewhere between that of a textbook and that of a handbook. The background required is an undergraduate level of mathematics and elementary mathematical statistics. Because of rapid and continuous developments in this field, it has been necessary to be selective, and to give greater weight to some topics than to others. Particular importance has been attached to the fundamentals and to the applications, especially to the use of artificial satellites for the determination of precise positions. A comprehensive list of references has been added for further reading to facilitate deeper and advanced studies. The first edition of this book was published in 1993 as an English translation and update of the book “Satellitengeodäsie”, that was printed in the German language in 1989. The present edition has been completely revised and significantly extended. The fundamental structure of the first edition has been maintained to facilitate continuity of teaching; however, outdated material has been removed and new material has been included. All chapters have been updated and some have been re-written. The overall status is autumn 2002 but some of the most recent technological developments to March 2003 have been included.

Монография К. Арнольда посвящена самому молодому разделу геодезической науки – спутниковой геодезии.
Автор рассматривает основные проблемы спутниковой геодезии, используя результаты, полученные из наблюдений спутников учеными разных стран. В книге содержатся необходимые сведения из небесной механики, рассматриваются методы наблюдений и данные о применяющейся для этих целей аппаратуре, излагаются координатная проблема, вопросы составления эфемерид и вычисления орбит. Основное внимание автор сосредоточивает на геометрическом и динамическом методах спутниковой геодезии, позволяющих решать многие вопросы, связанные с изучением формы и размеров Земли и параметров ее гравитационного поля. Делается попытка интерпретировать результаты спутниковой геодезии. Книга представит несомненный интерес для геодезистов, гравиметристов, астрономов, инженерно-технических работников и может быть использована в качестве учебного пособия студентами и аспирантами соответствующих специальностей. После запуска 4 октября 1957 г. первого в мире советского искусственного спутника Земли широкое развитие получили наряду с классическими методами решения геодезических задач новые методы. В основе этих методов лежит использование наблюдений искусственных спутников Земли (ИСЗ) и других космических объектов Применение спутникового геометрического метода позволило за короткий срок создать геодезические построения с расстояниями между пунктами в несколько тысяч километров и установить связь между разными геодезическими системами. Спутниковый динамический метод позволяет определять параметры, характеризующие внешнее гравитационное поле Земли, и создавать геодезические построения в единой системе координат с началом в центре масс Земли. В дальнейшем по мере улучшения теорий движения и повышения точности наблюдений ИСЗ значение динамического метода будет увеличиваться. Следует отметить большую перспективность методов спутниковой геодезии в будущем для решения следующих геодезических вадач. Повышение точности лазерных наблюдений сведает предпосылки для использования наблюдений спутников с целью изучения дрейфа континентов и движения земных полюсов. Особенно полезными могут оказаться при этом стационарные ИСЗ, оснащенные уголковыми отражателями. Для решения этой задачи можно использовать также отражатели, установленные на Луне. Применение спутникового динамического метода позволит исследовать возможные изменения гравитационного поля Земли во времени, а также определить фигуру геоида в океанах, причем для успешного решения последней задачи потребуются высотомеры, обеспечивающие высокую точность. Обобщением и развитием задач и методов спутниковой геодезии является использование искусственных спутников Луны и планет для изучения этих объектов геодезическими методами: создание опорных сетей, определение параметров гравитационных полей

и формы, составление топографических и специальных карт.

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины «Инженерная геодезия» направления 653500 «Строительство» подготовки бакалавров. Изложены основные сведения по содержанию, методике и технике геодезических работ, выполняемых при строительстве и эксплуатации морских и воднотранспортных сооружений. Главное внимание уделено методам разбивочных работ, применяемых при строительстве, и методам наблюдений за деформациями сооружений, возникающих в процессе эксплуатации.

Предназначено для студентов инженерно-строительного факультета специальностей «Гидротехническое строительство», «Промышленное и гражданское строительство», «Городское строительство и хозяйство» в пределах программы бакалавриата. Пособие по курсу «Инженерная геодезия» предназначено для студентов инженерно-строительного факультета и посвящено геодезическому обеспечению строительства и эксплуатации морских и воднотранспортных сооружений. Рассмотрены основные методы разбивочных работ, применяемые при строительстве, в частности определение на местности положения основных осей и границ сооружений и других характерных точек в соответствии с проектом при подготовительных работах и в процессе строительства. Изложены основные методы наблюдений за деформациями основания и тела сооружений, происходящими под действием внешних факторов. Описанные в пособии методы используются при строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений, а также других объектов промышленного и гражданского строительства. К наиболее распространенным морским гидротехническим сооружениям относятся морские порты и сооружения, возводимые на континентальном шельфе. Акватория порта состоит из рейдов (внешних и внутренних), гаваней и бассейнов. Рейды представляют собой участки акватории, предназначенные для маневрирования и отстоя судов на якорях в ожидании мест у причалов, для перегрузочных и других операций на плаву. Внешние рейды располагаются на акваториях, не защищенных оградительными сооружениями, а внутренние − под прикрытием последних. Гаванями называют участки акваторий, созданные в береговом массиве. Бассейны − это участки акватории, расположенные между пирсами. фОградительные сооружения порта предназначены для защиты акватории от волнения, заиления наносами и от ледовых воздействий. К оградительным сооружениям относятся молы и волноломы. Мол корневой частью сопрягается с берегом, волнолом располагается в удалении от берега и не сопрягается с ним. Знаки навигационной обстановки обеспечивают безопасность плавания судов в районе порта и составляют систему плавучих и береговых сигналов. К ним относятся маяки, створные знаки, буи, вехи, сигнальные огни. Для перегрузочных операций с особенно крупными судами, которые не могут быть приняты в порту, возводятся рейдовые причалы, связанные с берегом трубопроводами или конвейерами на эстакадах.

Новый учебник Physical Geodesy by Bernhard Hofmann Wellenhof and Helmut Moritz, перевод которого предлагается русскоязычным читателям, построен на базе учебника Physical Geodesy by Weikko A. Heiskanen and Helmut Moritz 1967-го года, но по существу является совсем новой работой, отражающей все те революционные события, которые неузнаваемо изменили облик геодезии за прошедшие десятилетия. Основные разделы университетского курса физической геодезии изложены очень подробно и доступно. Современная трактовка теории М.С. Молоденского, редукция силы тяжести в свете этой теории, средняя квадратическая коллокация и многое другое представляет интерес не только для студентов, но и для специалистов. Основной упор делается на взаимодействие между геометрическими (связанными с GPS) и современными гравитационными методами. Математическим инструментом служит теория потенциала. Для удобства чтения в тексте намеренно допускаются некоторые повторы. Математические выкладки, по мере возможности даются в максимально простом виде. Книга включает в себя 11 глав, список использованной литературы и подробный предметный указатель, который должен помочь читателю быстро находить интересующие его темы. Физическая геодезия - наука о фигуре Земли и ее иоле силы тяжести - была значительно продвинута вперед - и теоретически, и практически - трудами российских ученых. Важнейшие достижения в области физической геодезии неразрывно связаны во всем мире с именем М.С. Молоденского (1909-1991). "Задача Молоденского’1 является основной краевой задачей геодезии; а в математике это одна из "трудных" обратных задач нелинейного функционального анализа. Теория прогнозирования случайных процессов, развитая примерно в 1940 году независимо друг от друга двумя величайшими математиками, Андреем Колмогоровым в России и Норбертом Винером в США, была применена к аномальному полю силы тяжести Земли. Прогнозирование силы тяжести методом наименьших квадратов было обобщено и превратилось в другой мощный инструмент физической геодезии - среднеквадратическую коллокацию. Пионером этого метода в России стал Юрий Нейман, автор первой монографии (1979 г), трактующей эту задачу с позиций функционального анализа. Возможно другое совпадение: 1957 год был Международным Геофизическим Годом. Все мы знаем, что в этом году был запущен первый Спутник. В настоящее время без искусственных спутников уже немыслимо определение глобальных свойств Земли и ее поля силы тяжести, достаточно вспомнить о глобальных системах позиционирования, таких как GPS и ГЛОНАСС... Может быть, эта вводная книга станет маленьким "спасибо", крошечным даром в ответ на то, что мы и целое поколение геодезистов во всем мире получили от наших российских коллег. Переводчик Лейла Сугаипова и редактор Юрий Нейман не только проделали большую и бескорыстную работу но переводу нашей книги, но они также исправили погрешности и улучшили текст. Профессор Нейман также редактировал русский перевод ("Современная физическая геодезия", 1983 г) книги Г. Морица "Advanced Physical Geodesy", 1980 г. Им, и всем, кто внес вклад в это издание, мы выражаем свою сердечную благодарность.