Геодезія (грец. Γεωδαισ # 943; α - розподіл землі, від γ # 8134; - Земля і δα # 912; ζω - ділю) - метрика простору, область науки і виробництва про вимірах простору.
Геодезія - наука, що досліджує розміри і форму Землі, її гравітаційне поле, способи зображення земної поверхні на картах і планах, а також галузь виробництва, пов'язана з вимірами на місцевості.
Картографія тісно пов'язана з геодезичними науками. Геодезія доставляє їй точні дані про форму і розміри Землі, а топографія - первинні картографічні джерела - великомасштабні топографічні карти, які утворюють вихідну основу всіх географічних карт.
- визначення фігури, розмірів і гравітаційного поля Землі;
- поширення єдиної системи координат на територію окремої держави, континенту і всієї Землі в цілому;
- виконання вимірювань на поверхні землі;
- зображення ділянок поверхні землі на топографічних картах і планах;
- вивчення глобальних зсувів блоків земної кори.
Історичні віхи. Геодезія, як галузь науки і техніки, зародилася в далекій давнині. Протягом всієї історії свого розвитку вона займалася визначенням фігури і розмірів Землі. Згодом додалися завдання вивчення її зовнішнього гравітаційного поля і геодинамічних процесів, розвитку координатних відлікових основ, а також вирішення технічних завдань зі створення вимірювальних засобів. Геодезія всі роки активно вбирала новітні теоретичні та практичні досягнення в астрономії. математики та фізики.
Початковий період корінням сягає в сиву давнину, і завершується IV ст. до н. е. Геодезія ще не мала власного предмета вивчення, була лише прикладною частиною раніше зародилася геометрії і вирішувала різні господарські та інженерні завдання. Однак поступово складалися уявлення про те, що Земля має форму кулі. Ідея кулястості Землі була прийнята багатьма відомими грецькими вченими. Серед них був Аристотель (384 # 8209; 322 до н.е.). Назрівала нова наукова задача.
Другий період почався в IV ст. до н. е. і закінчився в XVII # 8209; XVIII в. Він ознаменований виділенням геодезії в самостійну науку під цією ж назвою, запропонованим Аристотелем. Основною науковою задачею було визначення радіуса земної кулі. Намітилися і геометричні принципи його визначення. У цей період встановилися тісні зв'язки геодезії з математикою, астрономією, географією і картографією.
Ранні визначення розмірів сферичної Землі зводилися до знаходження довжини дуги меридіана, що відповідає різниці широт в 1 °, і обчисленню її радіусу. Такі визначення отримали назву градусних вимірів. Перше історично відоме визначення радіуса земної кулі виконав Ератосфен (278-196 до н. Е.). Це були досить грубі оцінки. Порівняно точні результати отримані в Месопотамії в період розквіту арабської держави в VIII # 8209; IX століттях. Великий вчений Середньої Азії Біруні (973 # 8209; 1048) для довжини дуги кола в 1 ° і її радіусу отримав відповідно 110,7 км і 6342 км (за сучасними даними для цих широт # 8209; 110,9 км і 6369 км). Біруні запропонував новий метод визначення радіуса Землі # 8209; шляхом вимірювання з відомої висоти на березі моря кута зниження морського горизонту.
Точність градусних вимірювань помітно зросла, коли для визначення довжин дуг голландський вчений Снеллиус (1580 # 8209; 1626) запропонував метод тріангуляції - побудови на місцевості ланцюжка трикутників з вимірюванням в них усіх кутів і лише деяких сторін. Цей метод проіснував аж до кінця XX в. Значний внесок у підвищення точності вимірювань вніс французький академік Жан Пікар (1620 # 8209; 1682), забезпечивши геодезичні прилади зоровими трубами з сітками ниток.
На той час накопичилися факти, що свідчили про відміну Землі від форми кулі. У 1666 р И.Ньютон (1643 # 8209; 1 727) відкрив всесвітній закон тяжіння. Сила тяжіння і відцентрова сила формують силу тяжіння, що діє у напрямку схилу. У 1672 р астроном Ж. Ріше (1640 # 8209; 1696) виявив, що біля екватора маятниковий годинник йшли повільніше, ніж на широті Парижа. Це означало, що прискорення сили тяжіння поблизу екватора менше, ніж в на північ від розташованому Парижі.
Пояснення цьому явищу 1686 р дав Ньютон. Він представив в тілі Землі два канали, заповнених водою. Один канал направив від центру мас Землі до полюса, інший # 8209; до екватора. Тиск в кожному з каналів в центрі Землі має бути однаково. Але відцентрова сила зростає від полюсів до екватора і злегка зменшує силу тяжіння в екваторіальному каналі, який тому повинен бути дещо довше. За розрахунками Ньютона він довший на 1/231 частку. Ця величина названа стисненням.
Роботи Ньютона започаткували нові уявленням про фігуру Землі як еліпсоїді. Дуже тривалий часовий інтервал кулястої Землі іноді називають періодом "від Аристотеля до Ньютона".
Третій період займає проміжок часу від початку XVIII в до кінця третьої чверті XIX в. Основним завданням геодезії було визначення розмірів земного еліпсоїда # 8209; радіусу екватора і полярного стиснення Землі. Протягом деякого часу ідея еліпсоїдальність Землі викликала сумнів і вимагала доказів.
В середині цього періоду виникли аерофотозйомка і фотограмметрія, що зробили величезний вплив на топографічне вивчення і картографування земної поверхні.
Сучасний, п'ятий період пов'язаний з науково-технічним прогресом. Він триває приблизно з середини XX ст. Вирішувалися завдання щодо подальшого вивчення параметрів фігури Землі, її гравітаційного поля і їх змін в часі. Значні зусилля спрямовувалися на введення загальземного координатних систем відліку, розвиток геодезичних мереж, пункти яких є носіями координат, на використання новітніх засобів з моніторингу стабільності цих пунктів з метою вивчення геодинамічних процесів. Геодезичні мережі важливі ще й в прикладному відношенні, бо вони служать для координатного забезпечення наземних і морських робіт, космічного простору і космічних літальних апаратів, картографування суші, континентального шельфу, морів і океанів.
В цьому періоді з'явилися штучні супутники Землі. Розроблено високоточні теодоліти і светодальномери, що дозволило підняти на нову висоту метод тріангуляції, доповнивши його методом светодальномерной полігонометрії - системою ходів, в яких кути повороту вимірювалися високоточними теодолітами, а відстані між ними - светодальномерами.
Необхідно підкреслити, що всі пункти геодезичної основи закріплені в поверхневому шарі земної кори. В силу руху тектонічних плит і інших причин їх координати з часом змінюються. Служба IGS надає дані про зміни положень станцій своєї мережі.
В даний час Світові системи координат (глобальні, загальземного СК) встановлюються для всієї Землі введенням фундаментальних геодезичних постійних, що визначають її фігуру, розміри, гравітаційне поле і грінвічського прямокутні геоцентричні координати. Початок координат знаходиться в центрі мас Землі, координатні площині - площині Гринвічем меридіана і екватора. Вісь Z спрямована в точку умовного земного полюса (Міжнародне умовне початок), вісь X розташована в площині Гринвічем меридіана, вісь Y - в площині екватора, осі X і Y утворюють праву систему координат. Складовою частиною цих систем є геодезичні мережі, що закріплюють координатні системи в тілі Землі. Відмінності Світових СК обумовлені похибками вимірювань геоїда, нерівномірністю розміщення пунктів спостережень і особливостями обробки геодезичних мереж. Координати пунктів мережі регулярно оновлюються із застосуванням новітніх методів космічної геодезії та систем глобального позиціонування (GPS). Світові СК широко використовуються в геодезії, картографії та навігації. Основні Світові СК:
Основні завдання української геодезії на найближче майбутнє такі:
- створення державних і локальних кадастрів: земельного, нерухомості, водного, лісового, міського і т. д .;
- топографо-геодезичне забезпечення делімітації (визначення) та демаркації (позначення) державної граніциУкаіни;
- розробка і впровадження стандартів в області цифрового картографування;
- створення цифрових і електронних карт і їх банків даних;
- розробка концепції та державної програми повсюдного переходу на супутникові методи автономного визначення координат;
- створення комплексного національного атласаУкаіни і інші.