Организация геодезической службы в России

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

После Октябрьской революции 1917 г. и до настоящего времени был проведен огромный объем работ в области геодезии и картографии.

В 1919 г. 15 марта В.И. Ленин подписал декрет о создании Государственной картографо-геодезической службы, определяющий цели и задачи геодезии.

Геодезия и картография в бывшем СССР развивались на высоком уровне, обслуживая многочисленные отрасли народного хозяйства.

В 1928 г. был создан Центральный научно-исследовательский институт геодезии, аэросъемки и картографии (ЦНИИГАиК).

За годы существования СССР были проведены большие геодезические работы под руководством Главного управления геодезии и картографии (ГУГК).

В период с 1940 по 1945 г. была создана Государственная карта СССР в масштабе 1: 1 000 000.

До Октябрьской революции геодезическая изученность территории нашей страны составляла 11 %, а к 1945 г. достигла 44 %.

В области геодезии и картографии работали и работают немало видных ученых:

- Член-корреспондент АН СССР Ф.Н.Красовский сделал огромный вклад в постановку и создание опорных геодезических сетей.

- Профессор В.В. Данилов работал в области высшей геодезии. Большой вклад в разработку научных проблем геодезии внесли В.В.Попов и Н.О.Урмаев.

- Заслуженный деятель науки и техники А.С.Чеботарев известен своими крупными работами в области теории вероятности по способу наименьших квадратов, точных линейных измерений.

- М.С. Молоденский, П.С. Закатов известны своими работами в области высшей геодезии.

- П.М. Орлов, П.И. Шилов и др. – в области инженерной геодезии.

После распада СССР и образования СНГ функции руководящего органа в области геодезии и картографии в России долгое время выполняли ФСГК и органы Госгеонадзора.

В последние годы были разработаны и внедрены новые технологии:

- широкое применение аэрокосмического комплекса – спутниковая навигация,

- создание и успешное применение геоинформационных систем (ГИС).

Они позволили резко расширить круг и уровень задач, решаемых геодезией и картографией, собрать уникальную информацию о Земле и отдельных ее частях.

Отметим основные достижения последнего времени:

- создание общеземной системы координат со средней квадратической ошибкой взаимного положения пунктов 1-2 дм,

- определение параметров фигуры, размеров и гравитационного поля Земли, земного эллипсоида, фундаментальных астрономических и геодезических постоянных,

- получение данных о поверхности Мирового океана,

- получение фотографического изображения земной поверхности из космоса в масштабах от 1: 10 000 до 1: 1 000 000 с разрешением на местности от 10 до 1 м и точнее.

Создание модели Земли позволяет определить ее фигуру как геоид со средней квадратической ошибкой (СКО) высот относительно земного эллипсоида порядка 1-2 м.

Космическая съемка дает возможность строить планово-высотное обоснование карт и создавать топографические документы в масштабе 1: 50000 и мельче.

Площадь Российской Федерации 17, 1 млн. кв. км, и на сегодняшний день картографической продукцией масштаба 1: 25 000 – 1: 1 000 000 обеспечена вся территория страны, а масштаба 1: 10 000 – 30 % всей территории.

В обновлении нуждается до 70 % различного картографического фонда.

На территории нашей страны имеется около 350 000 геодезических пунктов 1 – 4 класса, и для их сохранения, поддержания сети координат на современном уровне требуется обследование и восстановление.

В архивах Федеральной службы находится порядка 2, 5 млн. космических снимков, полученных за последние 10-15 лет, а также серии топографических и тематических карт, созданных на основе аэрокосмических съемок.

Быстрый доступ, комплексная обработка и системный анализ столь значительных объемов различной пространственной информации возможен только с использованием ГИС-технологий.

Созданы цифровые электронные карты (ЦЭК) масштаба 1: 1 000 000.

Ведутся работы по созданию карт масштаба 1: 2 000 000, 1: 4 000 000 и 1: 15 000 000.

Форма и размеры Земли

Идея шарообразности Земли античных философов

Проблема установления действительных размеров и формы Земли является одной из важнейших проблем естествознания и волнует человечество с древнейших времен до наших дней.

Идея шарообразности Земли возникла еще у древних греков (Пифагор, IV в. до н. э., Парменид, IV – V вв. до н. э., Аристотель, IV в. до н. э.), но потом оставалась в забвении более полутора тысяч лет, до времен Колумба и кругосветных путешествий.

Понятие о картографических проекциях

Уменьшенное изображение на плоскости части или всей земной поверхности называется картой.

На практике применяют различные способы изображения сферической поверхности Земли на плоскости.

Все они сводятся к построению по определенному математическому закону сетки прямых или кривых линий, изображающих параллели и меридианы. Совокупность этих линий на карте носит название картографической сетки, а способ, примененный для их изображения, называют картографической проекцией.

В любом случае изобразить сферическую поверхность на плоскости невозможно без разрывов и складок. Поэтому все картографические проекции имеют те или иные искажения, которые следует учитывать при работе с картой.

По характеру искажений картографические проекции делятся на три основные группы.

Равноугольными или конформными называются проекции, на которых углы между направлениями на какие-либо ориентиры равны углам между теми же направлениями на местности.

На этих проекциях сохраняется подобие очертаний небольших фигур при их проектировании. Поэтому они дают правильное представление о форме участков земной поверхности островов, заливов и т. д.

В то же время линейные размеры фигур на этих проекциях искажены. Поэтому два одинаковых по форме и размерам участка земли, но лежащие на разной широте, изобразятся на карте подобными по форме контурами, но с различными размерами.

Равновеликими или эквивалентными называются проекции, сохраняющие пропорциональность площадей изображенных на них участков тем же площадям на местности. Следовательно, два одинаковых по размерам участка Земли изображаются на них в искаженном виде. Например, остров, имеющий на местности круглую форму, изображается на карте эллипсом.

Произвольными называются проекции, не сохраняющие ни равенства углов, ни пропорциональности площадей.

Проекцию, удовлетворяющую этим требованиям, создал в 1569 г. голландский картограф Герард Кремер, известный под именем Меркатора. Предложенная им проекция получила название меркаторской.

По способу построения она относится к нормальным (прямым) цилиндрическим проекциям, а по характеру искажений – к равноугольным, т. е. конформным.

В нашей стране применяется проекция Гаусса-Крюгера.

Разграфка и номенклатура многолистных топографических карт является простой и одновременно строгой системой, в которой каждому листу отведено определенное место.

Проекция Гаусса-Крюгера

В этой проекции составляются все топографические карты, кроме карт масштаба 1: 1 000 000, которая составляется в видоизмененной простой поликонической проекции.

Проекция Гаусса-Крюгера – это равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция, которая была введена в нашей стране с 1928 г.

При помощи проекции Гаусса-Крюгера получают плоские изображения отдельных участков уровенной поверхности Земли, ограниченных двумя меридианами. Такой участок называется зоной.

Для топографических карт масштабов 1: 1 000 000 и мельче разность долгот этих меридианов равна 6°.

Таким образом, вся поверхность Земли разбивается на 60 зон.

Границы зон совпадают с границами колонн в разграфке листов карт масштаба 1: 1 000 000.

Счет зон ведется от Гринвичского меридиана на восток.

Следовательно, номер зоны и номер колонны миллионного листа карты всегда разнятся на 30.

Средний меридиан в каждой зоне называется осевым.

Долгота осевого меридиана любой зоны восточного полушария подсчитывается по формуле:

L = 6°× n - 3°. (13)

На картах, составленных в проекции Гаусса, в любом месте практически сохраняется один и тот же масштаб. Для крупномасштабных карт применяют зональную проекцию Гаусса с трехградусными зонами.

Осевой меридиан зоны РОТ и часть экватора GM изобразятся на плоскости взаимно перпендикулярными прямыми РР₁ и G₁M₁.

Меридианы и параллели зоны в проекции Гаусса изобразятся в виде кривых линий. Однако, на листах топографических карт меридианы и параллели (в том числе и рамки трапеций) проводят в виде прямых линий, т. к. в пределах одного листа карты эти искривления фактически незаметны.

Рис. Изображение 6⁰зоны в проекции Гаусса-Крюгера

Исходя из вышеизложенного можно сказать, что проекция Гаусса-Крюгера определяется следующими условиями:

1. Проекция конформная (равноугольная),

т. е. масштаб изображения постоянен в данной точке и зависит только от координат пункта.

2. Осевой, или центральный, меридиан зоны изображается на плоскости прямой линией и принимается за ось абсцисс.

Ось ординат совпадает с изображением экватора.

Масштаб изображения на осевом меридиане равен единице, т. е. для точек осевого меридиана абсциссы равны дугам меридиана, отсчитанным от экватора. Порядковый номер зоны определяется по формуле:

n = N - 30, где N – номер колонны листа карты масштаба 1: 1 000 000.

Порядок переноса геодезической сети с эллипсоида на плоскость в проекции Гаусса-Крюгера складывается из следующих действий:

- от геодезических координат для пункта B и L переходят к прямоугольным координатам X и Y на плоскости, одновременно вычисляя сближение меридианов на плоскости g;

- от длины геодезической линии и азимута в данном пункте переходят к дирекционному углу хорды изогнутой геодезической линии на плоскости;

- от углов между геодезическими линиями переходят к углам между хордами.

Во многих европейских, американских, азиатских и африканских странах применяются другие конформные проекции эллипсоида на плоскость, которые имеют свои ценные свойства.

Наиболее распространенными из этих проекций являются:

- конформная проекция Ламберта,

- стереографическая проекция Руссиля,

- проекция Меркатора.

Проекция Ламберта применяется в США, Канаде, Франции, Мексике.

Проекция Руссиля – во Франции, Испании, Бельгии.

Проекция Ламберта удобна для стран, вытянутых по параллели небольшой широтной полосой.

Ось абсцисс направляют по осевому меридиану на север, ось ординат – по касательной к изображению параллели касания. Масштаб по этой параллели принимают равным либо единице, либо 0, 999.

Проекция Руссиля удобна для стран круглого очертания.

За начало координат в этой проекции принимают центральную точку изображения территории.

За ось абсцисс – осевой меридиан.

Искажение длин в целом в проекции Руссиля несколько меньше, чем в проекции Гаусса-Крюгера (примерно в два раза). Однако проекция Руссиля пригодна для ограниченных территорий округлых очертаний, тогда как проекция Гаусса-Крюгера может применяться для всего земного шара.

В проекции Гаусса-Крюгера составляются все топографические карты, кроме карт масштаба 1: 1 000 000, которые составляются в проекции международной карты мира масштаба 1: 1 000 000 (простая поликоническая проекция).

Вопросы

1. Каким образом можно получить изображение поверхности Земли?

2. Что такое картографическая проекция?

3. Что вы знаете о классификации картографических проекций?

4. Дайте понятие о картографической проекции Гаусса-Крюгера.

5. Какие вы знаете преимущества и недостатки проекции Гаусса-Крюгера?

6. Какие координаты используют в геодезии для определения положения точек на земной поверхности?

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒