Modern geodesy as discussed in this volume started with the development of distance measurement using propagating electromagnetic signals and the launch of Earth-orbiting satellites. With these developments, space-based geodesy allowed global measurements of positions, changes in the rotation of the Earth, and the Earth’s gravity field. These three areas (positioning, Earth rotation, and gravity field) are considered the three pillars of geodesy. The accuracy of current measurement systems allows time variations to be observed in all three areas. Also the complexity of problems is such that each of the pillars interacts with each other and also with many other branches of Earth Science. This interaction is most apparent in the role that water plays in modern geodetic measurements. Every chapter in this volume mentions the role of water. It is critical because it can move rapidly and over large distances; it can exist in all three phases, gas, fluid, and solid; and modern geodetic methods are accurate enough that their measurements are sensitive to its effects. In its vapor form, its refractive properties delay microwave signals propagating through the Earth’s atmosphere. For geodetic positioning, this is a noise source but it is a signal for metrological applications. In the liquid form, it forms oceans that affect both the tidal signal and the rotation of the Earth. Also in liquid form, its mass changes the gravity field as it is moved through the hydrologic cycle. In solid form, it has a gravitational and deformation signal that changes if melting of the ice unloads the surface of the Earth. The interactions between the pillars include the elastic loading effects of changing mass loads that can be seen in the gravity field and in the positions of ground stations. The movement of water to and from the oceans can be seen with altimeter satellites whose orbital information is derived from measurements from ground stations whose positions are affected by the changing mass load. In modern, time-dependent geodetic data analysis these interactions need to be accounted for. The common interface between the geodetic methods is the coordinate systems and reference frames used to analyze data. Coordinate systems and the associated reference frames form a core theme of the chapters in this volume. Two other unifying themes are the measurement systems of geodesy that are used again throughout the volume, and interplay of errors in measurements, signals, and noise. In this chapter weexamine these three themes.

Сборник содержит материалы VII Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» (2-4 апреля 2008 г.), г. Саратов). Материалы конференции посвящены различным аспектам геологических наук и располагаются в тематическом порядке по разделам: «Динамическая геология», «Стратиграфия и палеонтология», «Минералогия, петрология и геохимия» «Геофизические методы поисков и разведки, математические методы обработки геолого-геофизической информации», «Геология и геохимия горючих полезных ископаемых», «Гидрогеология и инженерная геология и геокриология», «Геоэкология». Для широкого круга геологов. Материалом данного сообщения послужили результаты полевых исследований разрезов волжских отложений за 2007 год. Здесь приводится терригенно-минералогическая характеристика разрезов не только Саратовской (п. Дубки) и Ульяновской (п. Городищи) областей, но и вновь изученных разрезов Самарской (п. Кашпир), Нижегородской (д. Мурзицы) и Ярославской (с. Глебово) областей. Основная цель наших исследований сводилась к реконструкции палеогеографических условий осадконакопления и выявлению регионально-зональной локализации терригенно-минералогических ассоциаций в волжском бассейне. Для достижения поставленной цели нами были использованы метод определения гранулометрического состава пород и метод определения минералов в тяжёлой фракции. Основные результаты представлены на рис.1 и в таблице 1. По результатам гранулометрического анализа пород в изученных разрезах четко устанавливаются следующие особенности: нижневолжские отложения на большей части палеобассейна характеризовались преобладанием пелитовых фракций, алевритовые и песчанистые составляющие встречаются в основном в виде примеси в глинистых породах, для средневолжских отложений намечается два интервала, каждый из которых характеризуется преобладанием фракций определенной размерности. Так, для интервала, соответствующего зоне Panderi, характерно преобладание пелитовой фракции, а в интервале, соответствующего зоне V.Virgatus, преобладает песчанистая фракция (0,1-1,0 мм). В верхневолжских отложениях преобладают песчанистые фракции; во всех изученных разрезах они представлены конденсированной песчаной пачкой в основании с фосфоритовыми и глауконитовыми стяжениями. При изучении минерального состава тяжелой фракции установлено, что независимо от гранулометрического состава пород наибольшее содержание выходов тяжелой фракции приходится на размерность 0,04 – 0,08 и 0,08 – 0,1 мм. Изучение минералов тяжелой фракции позволило установить, что волжские породы в целом характеризуются присутствием как комплекса устойчивых минералов – циркона, рутила и дистена, наряду с турмалином, ставролитом, ильменитом, лейкоксеном, так и неустойчивых - пироксенов, амфиболов, эпидотов. Качественный состав акцессорных минералов в волжских отложениях практически не менялся, за исключением анатаза и гранатов (альмандиновый ряд) установленных только в верхневолжских породах. Однако стоит обратить внимание на некоторые отличия в распределение минералов в разновозрастных волжских отложениях. И, прежде всего на различное содержание в составе тяжелой фракции устойчивых и неустойчивых минералов (К н/у), соотношение которых определяется, как известно, в основном, динамикой водной среды.

Освещены основные вопросы геодезии как науки, рассмотрены вопросы, связанные с построением картографических изображений, и решением задач по топографической карте и плану. Приведены основные элементы теории погрешностей измерений, а также методы уравнивания геодезических построений. Основные разделы посвящены геодезическим приборам, геодезическим работам при сгущении геодезических сетей и создании планового и высотного обоснования, при разбивке и строительстве инженерных сооружений различного назначения, в том числе и подземных горных выработок, при выполнении геологических поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, при выполнении комплекса нивелирных работ и др. 

Учебник предназначен для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям геодезического, горного и геологоразведочного направлений, а также будет полезным для специалистов, выполняющих соответствующие работы.

Настоящий учебник представляет собой курс геодезии для студентов, обучающихся по специальностям геодезического, горного и геологических направлений. Вместе с тем, им могут пользоваться и студенты других негеодезических специальностей в соответствии с программами общего курса геодезии и топографии, предусмотренными учебными планами, а также специалисты, выполняющие инженерно-геодезические работы.

Вопросы, рассмотренные в учебнике, являются одними из основных для указанных выше специальностей. В связи с этим изучение многих вопросов, связанных с производством геодезических работ различного назначения, распределено практически на весь период обучения: геодезические приборы; геодезические работы в строительстве; геодезические разбивочные работы; методы наблюдений за деформациями сооружений; уравнивание геодезических построений и др. Поскольку учебными планами предусматривается изучение геодезии на младших курсах, то авторы при составлении учебника учитывали, что объем подготовки по математике, практическим расчетным работам и др. является недостаточным для полного изложения сравнительно сложных вопросов геодезии. По мере учебы на старших курсах возникнет необходимость в решении многих геодезических задач при изучении соответствующих дисциплин, что и потребует знания полного курса высшей математики, математической статистики. К этому времени появятся и практические навыки в производстве и обработке геодезических измерений, которые студенты получат на учебных и производственных геодезических и маркшейдерских практиках. Здесь имеется в виду, что потребность в пользовании настоящим учебником у студентов будет проявляться в течение всего периода обучения.

В вводной части указано, что геодезия изучает форму и размеры Земли. В общем, широком смысле слова – это так. Вместе с тем, геодезия, как обобщающее понятие, включает в себя большое число связанных с ней дисциплин. Таких, например, как инженерная геодезия, топография, картография, аэрофотосъемка, стереофотограмметрия, высшая геодезия, теоретическя геодезия, маркшейдерия, морская геодезия, морская (акваториальная) маркшейдерия и др. В этом смысле название курса геодезия является не совсем правомерным как с точки зрения содержания, так и по объему учебных часов, предусмотренных учебным планом. Поэтому объектом изучения данной дисциплины является сравнительно небольшой круг вопросов геодезии, 

знание которых необходимо специалистам при выполнении геодезических работ. Основными из них являются: топографические работы, нивелирные работы, геодезические разбивочные работы, составление топографических планов местности, работа с топографическими картами и планами, уравнительные вычисления.

Геодезия как наука занимается изучением формы и размеров Земли в целом и отдельных ее частей. Изучением общей формы и размеров Земли, а также ее отдельных частей, для которых необходимо учитывать кривизну Земли, исследованиями ее внешнего гравитационного поля занимается высшая геодезия, теоретическая геодезия. Кроме этого, к высшей геодезии относятся вопросы построения Государственных геодезических сетей, определение координат точек земной поверхности в единой системе координат, изучения вертикальных и горизонтальных движений земной коры, изучение фигур планет Солнечной системы, а также их гравитационных полей. Изучение малых участков, элементов физической поверхности и расположенных на ней объектов естественного и искусственного происхождения, а также способов отображения этой поверхности на плоскости, относятся к топографии. Инженерная геодезия, как часть топографии, изучает методы специальных геодезических работ, выполняемых при изыскании, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений. Аэрофотосъемка и фотограмметрия в сочетании с аэро-фототопографией и фототопографией позволяют разрабатывать методы создания топографических карт по фотографическим изображениям, полученным с летательных аппаратов или в результате наземной фототеодолитной съемки.

Геодезия использует результаты измерений, полученных при гравиметрической съемке, пользуется исследованиями космической геодезии, астрономии, небесной механики. Расчетный аппарат геодезии базируется на знании высшей математики и математической статистики. Большая связь геодезии с геодезическим приборостроением, в основном и определяющем, чаще всего, точность измерений.

Изучение формы и размеров Земли является не только научной задачей. Данные исследований позволяют обеспечивать, кроме того, создание на поверхности Земли сети точек с известными координатами, что является весьма важным для топографии, картографии, а также для обороны страны.

В учебном пособии изложены основные вопросы геодезии и теории математической обработки результатов геодезических измерений. Простота, компактность и строгость изложения позволяют использовать его студентам вузов, колледжей, техникумов и широкому кругу специалистов геодезического производства.

Освещены основные вопросы геодезии как науки, рассмотрены вопросы, связанные с построением картографических изображений, и решением задач по топографической карте и плану. Приведены основные элементы теории погрешностей измерений, а также методы уравнивания геодезических построений. Основные разделы посвящены геодезическим приборам, геодезическим работам при сгущении геодезических сетей и создании планового и высотного обоснования, при разбивке и строительстве инженерных сооружений различного назначения, в том числе и подземных горных выработок, при выполнении геологических поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, при выполнении комплекса нивелирных работ и др.

Учебник предназначен для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям геодезического и горного направлений, а также будет полезным для специалистов, выполняющих соответствующие работы.

Объект исследования - системы координат, используемые в геодезии для определения местоположения.
Цель исследования - разработка алгоритмов, устанавливающих связь между системами   координат   и   позволяющих   осуществлять   преобразование координат из одной системы в другую.
С введением в геодезическую практику навигационных спутниковых систем определения местоположения появилась возможность определять координаты точек земной поверхности в общеземной системе пространственных координат. В то же время, карты земной поверхности составляются в различных картографических проекциях, использующих, как правило, системы плоских прямоугольных координат для отображения объектов местности.
Установлена возможность перевычислений координат из одной системы в другую, разработаны алгоритмы таких перевычислений.
Результаты НИР могут быть использованы на производстве при определении точек местоположения точек земной поверхности.

В книге рассмотрены работы с топографическими планами и картами, обработка геодезических измерений и оценка точности результатов; описаны измерения углов и расстояний, основные виды съемок; освещены вопросы организации геодезических работ при изысканиях, проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений на железнодорожном транспорте.

2-е издание   (1-е — 1967  г.)  дополнено  новым   материалом  о  геодезических  разби-вочных работах при строительстве железных дорог.

Успешное и надежное решение различных научно-технических задач геодезии невозможно без применения исправных и подготовленных к работе современных геодезических приборов. В связи с этим, каждый используемый в производстве прибор должен пройти проверку перед началом работ на его соответствие предъявляемым к нему требованиям инструкций. Так как в последнее десятилетие значительно ограничен выпуск соответствующих инструкций и учебников, а некоторые из них не выпускались несколько десятков лет и являются библиографической редкостью, то данное учебное пособие, по мнению авторов, позволит восполнить данный пробел, что особенно важно при дистанционном обучении и подготовке специалистов геодезического профиля.