Излагается методика выполнения курсовой работы. Дается теоретический материал в объеме, необходимом для выполнения задания. Приводятся примеры с пояснениями. В приложении даются образцы выполненных работ для варианта, рассмотренного в методических указаниях. Имеет интерактивное оглавление. Предназначено для обучающихся направления «Геодезия и дистанционное зондирование», профиль «Геодезия».

Представлены основы трёх классических разделов высшей геодезии (основные геодезические работы, сфероидическая геодезия, теоретическая геодезия) и новый раздел – основы координатно-временных систем.
Учебное пособие написано в соответствии с Государственным образовательным стандартом 2000 г. для направления подготовки дипломированных специалистов «Геодезия» специальности «Космическая геодезия».

Вопрос о форме и размерах Земли был поставлен человечеством ещё на ранней стадии своего культурного развития. Началом изучения фигуры Земли принято считать первые попытки людей научно обосновать её шарообразность. Мысль о шарообразности Земли впервые была высказана древнегреческим математиком Пифагором в VI в. до н. э. Однако первые научные доказательства были приведены лишь в IV в. до н. э. знаменитым философом Греции Аристотелем. Например, одним из доказательств являлся тот факт, что во время лунных затмений тень от Земли имела форму части окружности. Первое исторически достоверное определение размера радиуса Земли принадлежит также древнегреческому ученому Эратосфену (III в. до н. э.). Способ, предложенный Эратосфеном (рис. В.1), сохраняет своё значение и сейчас. Полагая, что Земля шар, Эратосфен измерил зенитное расстояние Солнца в Александрии в полдень того дня, когда в другом городе Египта Сиене (ныне Асуан) Солнце находилось в зените и, принимая, что Солнце «бесконечно» удалено от Земли, т. е. линии AS и CS параллельны, а следовательно Dj » Z, При этом расстояние D между Александрией и Сиеной Эратосфен не измерял. Он вычислил его косвенно на основании сведений, полученных от купцов о продолжительности перехода караванов из одного города в другой и скорости движения. Хотя точность определения радиуса Земли Эратосфеном относительно низкая (по сравнению с современными данными погрешность составляет около 100 км), однако принцип, положенный им в основу (измерение длины дуги меридиана и разности широт по концам её), остается неизменным при астрономо-геодезическом методе изучения фигуры нашей планеты. Поверхность Земли мало отличается от поверхности сферы, поэтому мнение о том, что Земля – шар просуществовало в науке более двадцати столетий, вплоть до конца XVII в.

Учебно-методическое пособие подготовлено кандидатом технических наук, профессором кафедры высшей геодезии СГГА А.Г. Малковым. Одобрено кафедрой и рекомендовано к изданию Ученым советом Института геодезии и менеджмента.

В пособии рассматриваются основные методы высокоточных измерений направлений, углов, зенитных расстояний и превышений по определению взаимного пространственного положения объектов на поверхности Земли. Пособие предназначено для студентов 2-го и 3-го курсов очного обучения специальностей «Прикладная геодезия», «Астрономогеодезия», «Космическая геодезия», «Аэрофотогеодезия», а также для заочного и дистанционного обучения.

Рассмотрены принципы определения поверхности и гравитационного поля Земли при совместном использовании астрономо-геодезических, гравиметрических и спутниковых наблюдений. Дана краткая характеристика поверхности Земли и поля силы тяжести. Значительное место уделено определению нормального потенциала и фундаментальным геодезическим постоянным. Приведены сведения о современных моделях нормального поля и общеземных системах координат. Освещены вопросы редуцирования результатов геодезических измерений к эллипсоиду. Впервые в учебной литературе затрагивается методика определения нормальной высоты с использованием спутниковых измерений и вытекающие из нее понятия аномалии высоты, начала счета высот и геоида. Описана методика вычисления гравиметрических уклонений отвеса и аномалии высоты, упомянута возможность их определения по дискретным измерениям. Изложены этапы построения государственной геодезической сети России, приведены сведения о системе координат CK-95, а также о создании высотной основы. Даны принципы водного и океанографического нивелирования. Уделено внимание влиянию неоднородности поля силы тяжести на инженерно-геодезические измерения. Для студентов геодезических вузов и факультетов. Учебник «Теоретическая геодезия» заключает серию учебников и учебных пособий по высшей геодезии («Основные геодезические работы», «Сфероидическая геодезия», «Теоретическая геодезия»), подготовленных коллективом кафедры высшей геодезии МИИГАиКа. Первая из названных частей Н.В.Яковлев, «Высшая геодезия» опубликована в 1989 г.; вторая Е.Г.Бойко, «Высшая геодезия, часть II. Сфероидическая геодезия» - в 2002 г. В настоящее время теоретическую геодезию изучают по учебному пособию Л.П.Пеллинена «Высшая геодезия (теоретическая геодезия)», 1978. За четверть века в высшей геодезии произошли значительные изменения, среди которых можно назвать появление глобальных спутниковых систем определения местоположения, завершение уравнивания асгрономо-геодезической сети СССР и введение новых систем координат, создание международной службы вращения Земли (МСВЗ). В той или иной степени эти изменения нашли отражение в предлагаемом учебнике. По сравнению с учебным пособием Л.П.Пеллинена изменено расположение материала; сначала рассмотрены обшие вопросы геодезического исследования Земли как планеты, а затем локальные и региональные исследования. Благодаря этому удается более последовательно придерживаться принципа постепенного введения новых понятий. Основное внимание уделено астрономо-iеодезическому методу изучения Земли, поскольку спутниковый и гравиметрический методы рассматривают в курсах космической геодезии, геодезической гравиметрии и теории фигуры Земли. Проблемы изучения временных изменений поверхности и гравитационною ноля Земли и их интерпретаций ныне выделены в самостоятельную дисциплину - геодинамику. Поэтому в настоящем учебнике эти вопросы затронуты только в связи с установлением системы геодезических координат. Учебник рассчитан на студентов специальностей «Прикладная геодезия», «Астрономогеодезия» и «Космическая геодезия».