Изложена теория систем геодезических координат и элементы теории потенциала. Приведены основные уравнения и дифференциальные формулы, связывающие астрономо-геодезические и гравиметрические измерения с параметрами систем геодезических координат и фигуры Земли, строгие уравнения наземных и спутниковых геодезических измерений, методы их совместной обработки. Описаны уровенные поверхности, даны их характеристики. Уделено внимание фундаментальным параметрам Земли и производным от них постоянным. Показана связь планетарной геодезии с другими науками о Земле. Для специалистов в области геодезии. В науках о Земле все более актуальными и содержательными становятся теории решения планетарных задач. Целью настоящей книги является изложение наиболее общих и строгих теорий геодезии, знание которых необходимо специалистам, занимающимся науками о Земле. Разработка методов решения астрономо-геодезических задач на базе общей теории в эру геоинформационных технологий приобретает первостепенное значение. Общая теория позволяет по одной и тойже методике обосновывать математическую модель каждой частной задачи. Математически строго и полно решая задачу, можно выявлять слабые и сильные элементы технологии. Совершенствование технологии, в свою очередь, стимулирует построение математической модели более высокого уровня и новые обобщения в теории. Ныне, как никогда, общая теория не только дает возможность использовать дедуктивный метод изложения, сокращающий затраты труда и времени на изучение каждой частной проблемы, но и вооружает сильным инструментом специалиста, обосновывающего постановку и решение новой проблемы или разрабатывающего строгое решение известной ранее задачи для удовлетворения возрастающих запросов практики. Исходя из этой концепции, автор применил дедуктивный метод изложения общих теорий и строгих методов решения задач геодезии. Вторая концепция, которая определила содержание и принципы рассмотрения теоретических задач, состоит в том, что современная геодезия является планетарной и физической; твердая, водная и воздушная оболочки Земли и космос представляют единую динамическую систему, параметры которой непрерывно изменяются во времени. Синтез данных астрометрии, геодезии, гравиметрии, геофизики и геодинамики является необходимым условием строгого решения традиционных и новых задач планетарной геодезии. В первых двух главах книги изложены теории систем координат, моментов инерции Земли, методы представления геогравитационного потенциала и изучения внутреннего строения Земли в геодезических целях. Вопросы редукции измерений в единую систему отсчета координат рассмотрены с применением методов координатных преобразований и матричной алгебры. Третья глава посвящена теории вращения Земли и методам изучения ее динамической фигуры. Теории систем координат и гравитационного потенциала, моментов инерции и динамической фигуры Земли, механизм построения моделей гравитационного потенциала и внутреннего строения планетарного тела рассмотрены в общей постановке таким образом, что они могут применяться при изучении не только Земли, но и других планет земной группы.

Г е о д е з и я — прикладная математическая наука, возникшая еще в глубокой древности. В переводе с греческого слово «геодезия» означает «землеразделение». Это свидетельствует, что геодезия зародилась при решении практических задач в процессе распределения земельных участков. Геодезия развивалась в двух направлениях: как наука, изучающая форму и размеры Земли, и как практическое руководство для геодезических работ в различных отраслях общественного производства. Поэтому в современных условиях геодезию подразделяют на высшую геодезию и геодезию. К области в ы сше й г е о д е з и и относятся все вопросы, связанные с определением формы и размеров Земли, а также определение местоположения систем точек земной поверхности, называемых геодезическими пунктами. Совокупность таких пунктов, взаимное положение которых с большой точностью определено на территории всей страны или ее части, называют г о с у д а р с т в е н н о й г е о д е з и ч е с к о й с е т ь ю. Государственные сети являются основой для всех последующих геодезических работ, а также служат для изучения формы и размеров Земли, ее поверхности, строения земной коры, векового движения суши и других научных целей. Решение всех теоретических и практических вопросов методами высшей геодезии производится с учетом с ф е р о и д и ч н о с т и поверхности Земли. К области г е о д е з и и относится определение местоположения точек с ъ е м о ч н о г о о б о с н о в а н и я на основе пунктов государственной сети, а также производство (на базе съемочного геодезического обоснования) с ъ е м о к п о д р о б н о с т е й и в конечном итоге составление геодезических п л а н о в м е с т но с т и, т. е. уменьшенного изображения горизонтальных проекций контуров и постоянных предметов местности. Эти планы используются при составлении проектов инженерных сооружений и при переносе проектов в натуру.

Учебник написан по программе, утвержденной Управлением кадров и учебных заведений Министерства транспортного строительства СССР. В книге подробно освещены работы при ориентировании подземной маркшейдерской основы, подземной полигонометрии. Изложены все виды маркшейдерских и геодезических работ при строительстве транспортных сооружений. Допущен в качестве учебника для техникумов транспортного строительства и учебного пособия для технических школ и курсов повышения квалификации инженерно-технических работников. Искусство «измерения земли» известно людям с весьма давних времен. Археологические раскопки свидетельствуют о том, что уже за 2000 лет до нашей эры передовые культурные народы древнего мира — египтяне, халдеи, индусы и др. — имели значительный запас практических сведений в области числа и меры и применяли эти сведения в жизни, воздвигая различные постройки и сооружения. Впоследствии в древней Греции на основе этих опытных данных возникла отвлеченная наука о пространственных формах— .геометрия », которая ныне лишь своим названием свидетельствует, что она зародилась на основе «измерений земли». С этого времени практическую часть геометрии, применение ее к земным измерениям стали называть особым именем — геодезия, что значит «землеразделение». В настоящее время геодезией называют науку о геометрической форме и размерах всей Земли или отдельных участков ее поверхности. В геодезии применяются преимущественно линейные и угловые измерения. Такие измерения необходимы для определения формы и размеров нашей планеты Земли и ее частей, для определения координат пунктов, создания карт, планов и профилей и для строительства различных сооружений. Геодезия имеет широкое применение в народном хозяйстве. Измерения на земной поверхности производятся при проведении железных или шоссейных дорог, при прорытии каналов и прочих инженерно-строительных работах. Геодезические измерения производятся также и под земной поверхностью (в связи с горными работами, сооружением тоннелей и т. п.), под водой (при съемках дна морей, океанов и озер) и в околоземном пространстве.

Издание является продолжением вышедшего в 1981 году учебника "Прикладная геодезия. Основные методы и принципы инженерно-геодезических работ". Изложены детальные инженерные работы прикладного характера при изысканиях и строительстве важнейших видов сооружений: дорожно-транспортных, промышленных, городских, гидротехнических, подземных и специальных прецизионных. Рассмотрены общие вопросы организации и планирования инженерно-геодезических работ и техники безопасности. Настоящая работа — вторая книга учебника по прикладной геодезии для геодезических вузов и факультетов.

Геодезия и маркшейдерское Дело являются близкими науками, решающими вопросы, во многом схожие между собой; средства, при помощи которых выполняются задачи, по существу, одни и те же— маркшейдерско-геодезические приборы и инструменты. Исторически маркшейдерия явилась продолжением (развитием) геодезии применительно к горному и геологоразведочному делу. Маркшейдерское дело как и геодезия имеют важное значение при проведении поисковых и геологоразведочных работ, при строительстве и эксплуатации горных предприятий, где маркшейдерско-геодезическое обслуживание выполняется для различных видов работ и технологических процессов, требующих зачастую применения сложных методов измерений и инструментов и предъявляющих высокую профессиональную подготовленность у исполнителей работ. Геодезия и маркшейдерское дело тесно связаны с математикой, физикой, астрономией, картографией, радиоэлектроникой, радиотехникой, географией, геоморфологией. Геодезия изучает форму и размеры Земли или отдельных ее частей и методы измерения на земной поверхности, производимые как для отображения е^ на картах и планах, так и для выполнения различных инженерных задач. Маркшейдерское дело является разделом горной науки, включающим измерения на Поверхности и в горных выработках, выполняемых при разведке и эксплуатации месторождений строительстве горных предприятий с целью построения планов н чертежей изучаемых объектов, а также для решения горно-геометрических задач. В геодезии различают две ее части: высшую геодезию я. геодезию. В высшей геодезии изучают методы измерений для высокоточного определения положения в плане и по высоте отдельных точек на земной поверхности, используемых в дальнейшем для уточнения фигуры и размеров Земли, а также для создания опорных геодезических сетей, без которых невозможна правильная постановка и проведение топографических съемок инженерных работ.

В книге излагаются основные виды инженерно-геодезических работ: инженерно-топографические съемки, трассирование линейных сооружений, разбивочные работы, методы установки в проектное положение и выверки конструкций, наблюдения за деформациями сооружений. Подробно рассмотрены геодезические работы при изысканиях и строительстве железных и автомобильных дорог, мостовых переходов, магистральных трубопроводов и ЛЭП, аэропортов. Изложены теоретические и практические вопросы развития обоснования на строительных площадках, построения геодезических сеток, детальной разбивки промышленных сооружений и исполнительных съемок. Большой размах проектно-изыскательских и строительных работ в послевоенное время вызвал необходимость введения в геодезических вузах инженерно-геодезической специальности и изучения особого курса инженерной геодезии. В настоящем издании курс инженерной геодезии выходит в трех книгах. Первая книга охватывает I, II и III разделы программы. Вторая книга соответствует IV разделу программы (автор Г. Ф. Глотов), третья книга — V и VI разделам программы (автор Н. Н. Лебедев). Изучение инженерной геодезии начинается в весеннем семестре 3 курса, когда студенты уже знакомы с геодезией, математической обработкой результатов геодезических измерений, основами высшей геодезии и фотограмметрии, изысканиями инженерных сооружений. Поэтому нет необходимости в изложении общих теоретических положений этих наук, и они затронуты лишь в той мере, в какой это необходимо для анализа отдельных вопросов инженерной геодезии. Для облегчения изучения курса инженерной геодезии по каждому из рассматриваемых инженерных сооружений даются краткие сведения о их конструкциях, особенностях проектирования и изысканий. При составлении данного курса использована книга автора «Инженерная геодезия», ч. II—III (Геодезиздат, 1958).

Курс лекций ведется на кафедре прикладной геодезии и фотограмметрии Полоцкого государственного университета. В настоящем издании приводится авторский курс, отработанный за годы его чтения студентам. Содержание курса лекций соответствует программе изучения дисциплины «Высшая геодезия» для студентов 4 курса очной формы обучения и для студентов 5 курса заочной формы обучения по специальности «Геодезия».
Может быть полезен магистрантам и аспирантам, а также специалистам, занимающимся вопросами формирования координатных систем в геодезии, решением геодезических задач на поверхности эллипсоида и на плоскости геодезических проекций. Основными задачами высшей геодезии являются:

- создание системы опорных точек на земной поверхности и в околозем-ном пространстве, взаимное положение которых определено в принятой системе координат с точностью, необходимой и достаточной для реше-ния научных и практических задач;

- изучение формы, размеров и внешнего гравитационного поля Земли.

Решение этих задач производится теоретически обоснованными методами математической обработки результатов астрономических, геодезических, грави-метрических и спутниковых измерений. Методы построения государственных геодезических построений на основе измерений и математической обработки их результатов рассматриваются в первой части курса высшей геодезии ( основные геодезические работы, математическая обработка измерений в государственных геодезических построениях ), а также в таких специальных дисциплинах, как геодезическая астрономия, гравиметрия, оптико – электронные методы измерений, космические технологии в геодезии. Госу-дарственные геодезические построения рассчитаны как для получения надежной информации для изучения формы и размеров Земли, так и для создания координат-ной основы топографических съемок и инженерно-геодезического обеспечения различных отраслей хозяйственной деятельности. С развитием геодезических методов определения координат искусственных спутников Земли ( ИСЗ ) появились возможности высокоточного пространственно-временного описания уравнений их орбит. Это послужило базой развития принци-пиально новых методов определения геодезических координат методом простран-ственной засечки, основанных на спутниковых системах позиционирования, когда носителями координат в режиме реального времени являются ИСЗ. Спутниковые методы реализованы в приемниках, работающих в системах NAVSTAR–GPS (США) и ГЛОНАСС ( РФ ), позволяют решать комплекс задач высшей геодезии с точностью, на порядок выше, в существенно более сжатые сроки по сравнению с классическими наземными методами. В связи с этим коренным образом меняются требования к математическим методам решения задач высшей геодезии и их точности. Алгоритмы вычислений при решении этих задач должны быть удобны для реализации на ЭВМ.

Курс лекций ведется на кафедре прикладной геодезии и фотограмметрии Полоцкого государственного университета. В настоящем издании приводится авторский курс, отработанный за годы его чтения студентам. Содержание курса лекций соответствует программе изучения дисциплины «Высшая геодезия» для студентов 4 курса очной формы обучения и для студентов 5 курса заочной формы обучения по специальности «Геодезия».
Может быть полезен магистрантам и аспирантам, а также специалистам, занимающимся вопросами формирования координатных систем в геодезии, решением геодезических задач на поверхности эллипсоида и на плоскости геодезических проекций. Основными задачами высшей геодезии являются:

- создание системы опорных точек на земной поверхности и в околозем-ном пространстве, взаимное положение которых определено в принятой системе координат с точностью, необходимой и достаточной для реше-ния научных и практических задач;

- изучение формы, размеров и внешнего гравитационного поля Земли.

Решение этих задач производится теоретически обоснованными методами математической обработки результатов астрономических, геодезических, грави-метрических и спутниковых измерений. Методы построения государственных геодезических построений на основе измерений и математической обработки их результатов рассматриваются в первой части курса высшей геодезии ( основные геодезические работы, математическая обработка измерений в государственных геодезических построениях ), а также в таких специальных дисциплинах, как геодезическая астрономия, гравиметрия, оптико – электронные методы измерений, космические технологии в геодезии. Госу-дарственные геодезические построения рассчитаны как для получения надежной информации для изучения формы и размеров Земли, так и для создания координат-ной основы топографических съемок и инженерно-геодезического обеспечения различных отраслей хозяйственной деятельности. С развитием геодезических методов определения координат искусственных спутников Земли ( ИСЗ ) появились возможности высокоточного пространственно-временного описания уравнений их орбит. Это послужило базой развития принци-пиально новых методов определения геодезических координат методом простран-ственной засечки, основанных на спутниковых системах позиционирования, когда носителями координат в режиме реального времени являются ИСЗ. Спутниковые методы реализованы в приемниках, работающих в системах NAVSTAR–GPS (США) и ГЛОНАСС ( РФ ), позволяют решать комплекс задач высшей геодезии с точностью, на порядок выше, в существенно более сжатые сроки по сравнению с классическими наземными методами. В связи с этим коренным образом меняются требования к математическим методам решения задач высшей геодезии и их точности. Алгоритмы вычислений при решении этих задач должны быть удобны для реализации на ЭВМ.

Изложены основные сведения по геодезии, топографии, геодезическим приборам, методам геодезических измерений, вычислений и оценки точности их результатов, инженерно-геодезическому обеспечению изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации инженерных сооружений. Рассмотрены общие вопросы использования геоинформационных и спутниковых навигационных систем в геодезии. Издание разработано в соответствии с программой курса инженерной геодезии для строительных специальностей и предназначено для студентов всех форм обучения. Целью подготовки студентов строительных специальностей по дисциплине «Инженерная геодезия» является овладение современными геодезическими приборами и методами выполнения геодезических работ при изысканиях, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений. Для этого они изучают основы инженерной геодезии и топографии, необходимые инженеру как для разработки различных проектов, так и для строительства и изучения работы инженерных сооружений. Инженеры строительных специальностей должны:

- иметь представление о форме и размерах Земли, системах координат и высот, геодезических опорных сетях, современных тенденциях развития геодезических приборов и методов измерений, об их применении при строительстве и эксплуатации инженерных сооружений;

- знать устройство геодезических приборов и методы выполнения геодезических работ при изысканиях, строительстве и эксплуатации сооружений;

- уметь пользоваться картами, планами и цифровыми моделями местности для решения инженерных задач, выполнять измерения геодезическими приборами, их математическую обработку, подготовку данных для выноса проекта в натуру и разбивочные работы сооружений.

Сборник лекций составлен на основе учебной [1, 2, 3, 4, 5, 13] и справочной [6, 7, 8, 9, 10, 11, 12] литературы и состоит из 18 лекций, в которых излагаются только основные разделы инженерной геодезии. Издание предназначено для самостоятельной работы студентов младших курсов строительных специальностей.

В издании рассмотрены следующие составляющие части инженерной геодезии: инженерные изыскания, инженерно-геодезическое проектирование, разбивочные работы, выверка конструкций и технологического оборудования, наблюдение за деформациями зданий и сооружений и др. Издание разработано в соответствии с программой курса инженерной геодезии для строительных специальностей и предназначено для студентов всех форм обучения. Геодезия - это наука, изучающая форму и гравитационное поле Земли, планет солнечной системы, методы и способы определения положения точек в принятой системе координат и занимающаяся точными измерениями на местности, необходимыми для создания карт и планов земной поверхности, решения разнообразных задач народного хозяйства и обороны страны. В процессе своего развития геодезия разделилась на ряд самостоятельных дисциплин: · Высшая геодезия - изучает фигуру, размеры и гравитационное поле Земли и планет Солнечной системы, а также теорию и методы построения геодезической сети в единой системе координат. Высшая геодезия тесно связана с астрономией, гравиметрией, геофизикой и космической геодезией.· Геодезия (топография) - занимается съемкой сравнительно небольших участков земли и разрабатывает способы их изображения на планах и картах. артография - изучает методы создания и использования различных карт. · Фотограмметрия - изучает способы определения формы, размеров и положения объектов в пространстве по их фотографическим изображениям. · Космическая геодезия – изучает методы обработки данных, полученных из космического пространства с помощью искусственных спутников, межпланетных кораблей и орбитальных станций, которые используются для измерений на земле и планетах солнечной системы. · Инженерная (прикладная) геодезия - изучает методы геодезических работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации разнообразных и инженерных сооружений, при разведке, использовании и эксплуатации природных богатств. В инженерной геодезии используются методы высшей геодезии, топографии и фотограмметрии. В более узком смысле в инженерной геодезии изучаются методы топографических изысканий и вынесения в натуру проектов сооружений.