Спутниковая, или космическая, геодезия как наука об определении размеров и формы Земли и положений опорных пунктов на земной поверхности и вне ее с помощью наблюдений спутников Земли зародилась в XX в. на основе работ Г. Баттермана (Германия, 1902 г., наблюдения покрытий звезд Луной), Т. Банахевича (Польша, 1929 г.), В. Ламберта (США, 1949 г., наблюдения полных солнечных затмений), А. А. Михайлова (СССР, 1954 г.) и В. Марковица (США, 1954 г., фотографические наблюдения Луны и звезд). Ее существенной особенностью является использование дифференциальных методов наблюдений, освобождающих их результаты от трудно учитываемого влияния рефракции и уклонений отвеса, имеющего место при обычных астрономо-геодезических наблюдениях. Хотя методы использования наблюдений Луны для решения геометрических и физических задач высшей геодезии и обеспечивают большую дальность действия (до 3000 км), но они очень сложны в организационном отношении, сильно зависят от условий погоды и дают невысокую точность, так как во все уравнения входит в качестве коэффициента cosec 60, и все  ошибки наблюдений и координат Луны умножаются на 60. Искусственные спутники Земли (ИСЗ), первый из которых был запущен в СССР 4 октября 1957 г., открыли новую эпоху в развитии геодезии, подобно тому как аэрофотосъемка в 30-х годах открыла новый период в развитии топографии. Спутниковые наблюдения явились весьма эффективным средством измерений в геодезии и астрономии, за короткое время своего применения приобрели большое значение и еще больше обещают дать в ближайшем будущем. С помощью наблюдений ИСЗ весьма точно решаются такие сложные задачи высшей геодезии, как определение сжатия Земли и параметров ее гравитационного поля, определение абсолютных координат пунктов в системе центра масс Земли, связь различных геодезических систем и референц-эллипсоидов с центром масс и между собой, установление параметров и ориентации общего земного эллипсоида, образование единой мировой системы координат. В дальнейшем спутники будут играть важную роль прикартографировании Луны и планет.

Изложены основы теории и практики использования материалов землеустройства агрономами, почвоведами-агрохимиками при организации труда, технологии производства сельскохозяйственной продукции и охраны земель от эрозии. Описаны простейшие геодезические приборы, с помощью которых агроном может составить планово-картографический документ или внести изменения в него. Особое внимание уделено методике составления сельскохозяйственных карт и атласов, а также способам их обновления. Рациональное и эффективное использование земли является актуальной проблемой современности. С землей связано получение материальных благ, обеспечение людей продуктами питания и жильем, размещение промышленных предприятий, социальных, культурно-бытовых и других учреждений. В современных условиях развития научно-технического прогресса происходят большие изменения во взаимосвязях между различными сферами общественного производства, прежде всего между промышленностью и сельским хозяйством как ведущими отраслями народного хозяйства. Промышленность обеспечивает колхозы, совхозы и другие сельскохозяйственные предприятия энергетическими ресурсами, техникой, машинами, минеральными удобрениями, мелиорантами, комбикормами, средствами защиты растений от вредителей и болезней. Промышленность создает условия для переработки, хранения и реализации сельскохозяйственной продукции.

Органическое сочетание промышленности и сельского хозяйства нашло глубокое отражение в решениях XXVII съезда КПСС и Продовольственной программе СССР. Размещение отраслей промышленности и сельского хозяйства тесно связано с месторасположением и использованием природных и особенно земельных ресурсов. Роль природных ресурсов в этих взаимосвязанных отраслях неодинакова. В сельском хозяйстве земля выполняет роль главного средства производства, в промышленности является базисом и местом для размещения промышленных и иных несельскохозяйственных объектов. Ограниченность земли в пространстве, различия ее природных условий требуют от общества рационального, эффективного и более интенсивного ее использования в промышленности, в сельском хозяйстве и в других отраслях народного хозяйства. Для обеспечения рационального и эффективного использования земли необходимы точные планово-картографические, учетные, обследовательские и другие материалы, составляемые на основе геодезических, аэрофотогеодезических, космических и других видов съемок. Полнота сведений о количестве и качестве земель способствует составлению научно обоснованных проектных решений, отражающих органическое сочетание промышленности, сельского хозяйства и других отраслей, процесс развития производительных сил в условиях научно-технического прогресса.

В монографии освещены новые вопросы теории погрешностей геодезических измерений, основанных на применении в этой теории случайных процессов. Рассмотрены разнообразные точные и приближенные аналитические методы анализа погрешностей измерений для различных, по необходимости упрощенных, моделей систем измерений. Показаны возможности сочетания теории случайных функций с математической теорией исследования операций при решении производственных и научных геодезических задач. Изложены задачи, связанные с прогнозированием развития тех или иных процессов. Для научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов геодезических и смежных специальностей. Может быть полезна широкому кругу инженеров и техников, связанных с обработкой и прогнозированием измерений, а также лицам, интересующимся вопросами математической обработки геодезических измерений.  Теорию случайных функций (теорию случайных или стохастических процессов) применяют в теории погрешностей измерений с первой половины XX ст. Современная теория погрешностей измерений построена на основе теории вероятностей и математической статистики. Для ее изложения широко используют линейную алгебру и многомерную геометрию. Теория погрешностей измерений — физико-математическая дисциплина. Она близка к метрологии — учению об измерениях. В ней должное место занимает теория погрешностей положений, теория графов и геометрографические вопросы решения задач на плоскости и в пространстве, теория градиентов и линий положения. Теория погрешностей измерений — составная часть теории математической обработки геодезических измерений. (ТМОГИ) и служит как бы введением в теорию уравнительных вычислений. В последнее время для решения задач теории погрешностей измерений привлекаются многие разделы математической теории исследования операций — теория и практика математического программирования (линейного, нелинейного, динамического, стохастического), теория массового обслуживания (теория очередей), надежности, статистических испытаний (метод Монте-Карло). Долгое время эта теория ограничивалась изучением только независимых случайных погрешностей. Последующие усилия были направлены на построение корреляционной теории погрешностей измерений, охватившей не только зависимые случайные, но и совместно действующие систематические погрешности. Большинство опубликованных работ отечественных и зарубежных авторов по стохастическим процессам имеет либо высокую теоретическую направленность, основанную на широком использовании абстрактной теории меры, либо посвящено прикладной теории случайных функций в определенной области научных знаний. В геодезической литературе случайные процессы освещены слабо.

Изложены основные сведения по содержанию, методике и технике геодезических работ, выполняемых при землеустройстве и организации съемок в целях создания городского кадастра и инвентаризации земель. Предназначено для студентов старших курсов инженерно-строительного факультета специальности 320500 «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», изучающих дисциплины специалистов-землеустроителей в рамках бакалаврской программы. Землеустройство – система мероприятий по рациональному использованию, учету, оценке и улучшению земель. Эти мероприятия осуществляются в соответствии с землеустроительным проектом, разрабатываемым специализированными проектными организациями. Землеустроительный проект может быть составлен только с учетом топографо-геодезических изысканий. Осуществление проекта, то есть перенесение его на местность также невозможно без проведения геодезических измерений, обеспечивающих соблюдение геометрических форм всего комплекса сооружений и их элементов как в отношении их расположения на местности, так и внешней и внутренней конфигурации. Все это свидетельствует о значении геодезических работ при землеустройстве и необходимости расширения знаний по сравнению с курсом общей инженерной геодезии в этой специфической области. В пособии приведены характеристики планово-картографического материала, способы его корректировки и обновления, методы и приемы геодезических работ при проектировании земельных участков и перенесении их контуров в натуру; и рассмотрено понятие городского кадастра. Землеустроительный проект – это совокупность документов (расчетов, чертежей и др.) по созданию новых форм устройства местности и их экономическому, техническому и юридическому обоснованию, обеспечивающих организацию рационального использования земли. Составление проекта, а затем перенесение его в натуру – процесс, обратный съемке и составлению плана местности. При съемке выполняют измерения на местности для последующего изображения на бумаге границ землепользования, участков, угодий, дорог, рек. При составлении проекта сначала на бумаге (плане) изображают проектные границы полей, участков, дорог, лесных полос, каналов, улиц, после этого положение этих объектов определяют на местности путем соответствующих измерений при перенесении проекта в натуру.

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины «Инженерная геодезия» направления бакалаврской подготовки 653500 «Строительство». Изложены сведения о геодезических сетях, – важнейшем элементе картографо-топографического обеспечения широкого круга измерений, выполняемых на местности для удовлетворения нужд народного хозяйства. Приведены необходимые данные о методах построения геодезических сетей, инструментальном оснащении работ, выполняемых на местности, точности измерений, правилах закладки и конструкции центров и реперов на пунктах сетей. Предназначено для студентов первого курса инженерно-строительного факультета специальностей «Гидротехническое строительство», «Мелиорация, рекультивация и охрана земель», «Гидроэлектроэнергетика», «Промышленное и гражданское строительство», «Инженерная защита окружающей среды», «Городское строительство и хозяйство». Геодезические сети являются важнейшим элементом системы технических мероприятий, связанных с изучением и освоением территорий. Закрепленные на местности пункты, составляющие геодезические сети различных классов по точности измерения их элементов, отличающиеся по своему назначению, обеспечивают возможность выполнения широкого круга топографо-картографических и технических задач. Используя координаты или отметки пунктов геодезических сетей, можно решать как вопросы общегосударственного значения (такие, как освоение малоизученных, труднодоступных регионов, наблюдение за глобальными тектоническими процессами), так и конкретные задачи инженерной практики (такие, как съемка небольших участков в крупных масштабах, прокладка трасс инженерных коммуникаций и т.п.). Геодезическая сеть − это совокупность закрепленных и обозначенных на местности пунктов, плановое положение и высоты которых определены в единой системе координат и высот путем геодезических измерений. Геодезические сети строятся в научных целях, а также для изучения и освоения территории страны, в том числе для съемки и изысканий для проектирования и проведения хозяйственных мероприятий: строительства, мелиорации и т.д. Геодезические сети подразделяются по назначению на плановые и высотные. По точности измерения, площади размещения и плотности пунктов геодезические сети подразделяются на государственные, местные − сети сгущения и съемочные. Одной из главных задач геодезии является определение с заданной точностью координат сравнительно небольшого числа специально закрепленных на земной поверхности точек − геодезических пунктов. Геодезический пункт состоит из центра, являющегося носителем координат, и геодезического знака, обозначающего положение центра на местности и обеспечивающего взаимную видимость смежных пунктов сети. Центр призван надежно и долговременно сохранять неизменным положение своей основной детали − марки центра, к метке которой относятся координаты пункта. Систему геодезических пунктов, положение которых определено в общей для них системе геодезических координат, называют плановой геодезической сетью. Для определения координат пунктов сети между ними измеряют расстояния и углы. Отрезки линий, ограниченные геодезическими пунктами, вдоль которых измеряется длина или направление, называют сторонами сети. Каждый следующий пункт геодезической сети, начиная со второго.

Приведены основные сведения о современных топографических картах. Даны характеристики карт и планов, рассмотрены способы изображения рельефа, контуров и объектов местности, различные системы координат и системы ориентирования, применяемые в геодезии, номенклатура топографических карт и планов. Подробно изложена методика измерений по картам. Рассматриваются определение отметок и координат точек, построение профилей, измерение площадей. Приводятся сведения, необходимые для построения плана по материалам теодолитной съемки, составления проекта вертикальной планировки и разбивочных чертежей. Даются способы математической обработки результатов геодезических измерений и оценки их точности. Структуру и содержание учебного пособия определили программа, общий лимит времени, который отводится на дисциплину «Инженерная геодезия» на инженерно-строительном факультете (порядка 100 часов), принятая лекционно-практическая форма обучения. Лекционно-практический метод предусматривает такую форму обучения, когда положения теории во всех необходимых случаях сразу же закрепляются практическими упражнениями – решением задач, выполнением работ. При этом, в зависимости от содержания темы, решение отдельных задач выполняется преподавателем. Соответственно в тексте приведены рекомендуемые задачи. В других случаях после законченного изложения теории вопроса практическая часть приводится в конце параграфа. Здесь предусматривается самостоятельная работа студентов, но с помощью и под контролем преподавателя. Комплексное освоение материала курса осуществляется при самостоятельном выполнении студентами расчетно-графических работ. Общая форма Земли, как материального тела, определяется действием внутренних и внешних сил на ее частицы. Если бы Земля была неподвижным однородным телом и подвергалась действию только внутренних сил тяготения, она имела бы форму шара. Действие центробежной силы, вызванной вращением Земли вокруг ее оси, определяет сплюснутость Земли у полюсов. Под воздействием внутренних и внешних сил физическая (топографическая) поверхность Земли образует фигуру неправильной, сложной формы. Одновременно на физической поверхности Земли встречаются самые различные неровности: горы, хребты, долины, котловины и т. д. Описать такую фигуру при помощи каких-либо аналитических зависимостей невозможно.

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту направления подготовки дипломированных специалистов 653500 «Строительство». Изложены основные сведения о содержании, методике и технике геодезических работ, выполняемых при строительстве сооружений. Главное внимание уделено организации разбивочных работ. Рассмотрены основные методы разбивочных работ, применяемые при строительстве, в частности определение на местности положения основных осей и границ сооружений и других характерных точек в соответствии с проектом при подготовительных работах и в процессе строительства. Приведены примеры подготовки исходных данных для выноса на местность участка канала и вертикальной планировки для проектирования горизонтальной строительной площадки. Геодезические работы при строительстве начинаются с создания геодезической разбивочной основы, обеспечивающей выполнение последующих построений и измерений в ходе строительства с необходимой точностью и с минимальными трудозатратами. Виды разбивочных сетей, основные методы и схемы их построения рассмотрены ниже. Строительство любого сооружения сопровождается большим объемом геодезических построений и измерений. Для их обеспечения создается специальная геодезическая разбивочная основа, состоящая из разбивочной сети строительной площадки, а также внешней и внутренней разбивочной сети сооружения. Такая структура геодезической разбивочной основы наиболее полно отвечает требованиям достижения необходимой точности построений при минимальных затратах времени. Одновременно создаются условия для выполнения построений простейшими методами и с привлечением ограниченного количества геодезических приборов. К геодезическим разбивочным сетям относят разбивочную сеть строительной площадки и внешнюю разбивочную сеть сооружения. Разбивочная сеть строительной площадки используется для создания разбивочных сетей сооружения, выноса в натуру осей зданий, дорог, инженерных сетей и обеспечения исполнительных съемок. Плановые сети строительной площадки создаются в виде строительной сетки (рис. 1.1, а), красных и других линий регулирования застройки (рис. 1.1, б), центральных систем (рис. 1.1, в) и других видов сетей. Выбор вида разбивочной сети зависит от формы возводимых сооружений, их размещения, условий видимости и т. п. Стороны сети стремятся размещать параллельно осям сооружений. На больших строительных площадках, как правило, создается строительная сетка, состоящая из квадратов с длинами сторон 20, 50, 100 и 200 м.

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту направления 270100 «Строительство».
Изложены основные сведения о содержании, методике и технике геодезических работ, выполняемых при строительстве сооружений. Большое внимание уделено организации разбивочных работ. Рассмотрены основные методы разбивочных работ, применяемые при строительстве, в частности определение на местности положения основных осей и границ сооружений, а также характерных точек в соответствии с проектом при подготовительных работах и в процессе строительства. Приведены примеры подготовки исходных данных для выноса на местность различных объектов. Рассмотрены вопросы организации исполнительных съемок и наблюдений за деформациями сооружений. Геодезические работы при строительстве начинаются с создания геодезической разбивочной основы, обеспечивающей выполнение последующих построений и измерений в ходе строительства с необходимой точностью и минимальными трудозатратами. Виды разбивочных сетей, основные методы и схемы их построения рассмотрены ниже. Строительство любого сооружения сопровождается большим объемом геодезических построений и измерений. Для их обеспечения создается специальная геодезическая разбивочная основа, состоящая из разбивочной сети строительной площадки, а также внешней и внутренней разбивочной сети сооружения. Такая структура геодезической разбивочной основы наиболее полно отвечает требованиям достижения необходимой точности построений при минимальных затратах времени. Одновременно создаются условия для выполнения построений простейшими методами и с привлечением ограниченного количества геодезических приборов. К геодезическим разбивочным сетям относят разбивочную сеть строительной площадки и внешнюю разбивочную сеть сооружения. Разбивочная сеть строительной площадки используется для создания разбивочных сетей сооружения, выноса в натуру осей зданий, дорог, инженерных сетей и обеспечения исполнительных съемок. Плановые сети строительной площадки создаются в виде строительной сетки (рис. 1.1, а), красных и других линий регулирования застройки (рис. 1.1, б), центральных систем (рис. 1.1, в) и других видов сетей. Выбор вида разбивочной сети зависит от формы возводимых сооружений, их размещения, условий видимости и т. п. Стороны сети стремятся размещать параллельно осям сооружений. На больших строительных площадках, как правило, создается строительная сетка, состоящая из квадратов с длинами сторон 20, 50, 100 и 200 м.

Methods of satellite geodesy are increasingly used in geodesy, surveying engineering, and related disciplines. In particular, the modern development of precise and operational satellite based positioning and navigation techniques have entered all fields of geosciences and engineering. A growing demand is also evident for fine-structured gravity field models from new and forthcoming satellite missions and for the monitoring of Earth’s rotation in space. For many years I have had the feeling that there is a definite need for a systematic textbook covering the whole subject, including both its foundations and its applications. It is my intention that this book should, at least in part, help to fulfill this requirement. The material presented here is partly based on courses taught at the University of Hannover since 1973 and on guest lectures given abroad. It is my hope that this material can be used at other universities for similar courses. This book is intended to serve as a text for advanced undergraduates and for graduates, mainly in geodesy, surveying engineering, photogrammetry, cartography and geomatics. It is also intended as a source of information for professionals who have an interest in the methods and results of satellite geodesy and who need to acquaint themselves with new developments. In addition, this book is aimed at students, teachers, professionals and scientists from related fields of engineering and geosciences, such as terrestrial and space navigation, hydrography, civil engineering, traffic control, GIS technology, geography, geology, geophysics and oceanography. In line with this objective, the character of the book falls somewhere between that of a textbook and that of a handbook. The background required is an undergraduate level of mathematics and elementary mathematical statistics. Because of rapid and continuous developments in this field, it has been necessary to be selective, and to give greater weight to some topics than to others. Particular importance has been attached to the fundamentals and to the applications, especially to the use of artificial satellites for the determination of precise positions. A comprehensive list of references has been added for further reading to facilitate deeper and advanced studies. The first edition of this book was published in 1993 as an English translation and update of the book “Satellitengeodäsie”, that was printed in the German language in 1989. The present edition has been completely revised and significantly extended. The fundamental structure of the first edition has been maintained to facilitate continuity of teaching; however, outdated material has been removed and new material has been included. All chapters have been updated and some have been re-written. The overall status is autumn 2002 but some of the most recent technological developments to March 2003 have been included.

 В учебном пособии представлены основы линейных и угловых измерении на местности; локальные поверочные схемы для средств измерений длины, теодолитов и нивелиров; методические указания д л я проведения технологической поверки теодолитов, нивелиров и нивелирных реек; словарь терминов инженерной геодезии. Читатель получит представление о простейших инструментах и познакомится со сложными приборами и системами для геодезических измерений. Предназначено для студентов I- III курсов строительного и географического факультетов, изучающих инженерную геодезию, топографию, геодезическое инструментоведение. Предлагаемое вниманию читателей учебное пособие состоит из 5 разделов 6 приложений. В разделе I представлены основные виды инженерно-гсодсзичсских работ и измерений, даются понятия о мерах, геодезических приборах, приводится их классификации. Затем излагаются правовые основы геодезической метрологии и первоначальные сведения о поверочных схемах средств измерения и технологической поверке геодезических приборов. Раздел 2 посвящен мерным приборам, принципам и методам проведения линейных измерений (прямых и косвенных). Описана локальная поверочная схема для средств измерения длин (в диапазоне до 30 км). Завершается раздел изложением методических указаний по поверке электромагнитных дальномеров, рулеток и землемерных лент. В разделе 3 излагаются принцип действия оптического теодолита, методы измерения горизонтальных и вертикальных углов на местности, структура локальных поверочных схем, приведены методические указания по технологической поверке теодолитов. Раздел 4 посвящен измерениям превышений. Основное внимание уделено нивелиру, геометрическому нивелированию и комментированию структуры локальной поверочной схемы для нивелиров. В конце раздела приведены указания по технологической поверке нивелиров и нивелирных реек. В разделе 5 излагаются основы теории ошибок измерений. Закономерности и способы математической обработки результатов геодезических измерений иллюстрируются конкретными вычислениями (12 примеров). В прил. I представлен словарь-справочник, включающий аббревиатуры латинских сокращений, раскрывающий содержание около 500 понятий и терминов инженерной геодезии и геодезической метрологии. Словарь-справочник не только охватывает содержание предшествующих разделов книги, но и дает информацию о новых достижениях в геодезической науке и практике. Эта информация отражена в аббревиатурах и специальных терминах, посвященных спутниковым геодезическим системам: Глобальной системе позиционирования (Г СП, или GPS) и российской системе ГЛОНАСС — глобальной навигационной спутниковой системе.