Монография знакомит читателя с элементарными основами теории вероятностей и математической статистики, изложенными с современных позиций, а также с приложением этих дисциплин к геодезии. Теоретическая часть книги включает основные понятия и законы теории вероятностей, которым следуют массовые результаты геодезических измерений. При этом наиболее полно рассматриваются основные теоретические характеристики распределения непрерывной случайной величины: плотность распределения вероятности, функция распределения вероятностей, а также математическое ожидание, дисперсия и т. д., т. е. числовые характеристики, имеющие важное теоретическое и прикладное значение для геодезии. Теоретически рассмотрены нормальный и биномиальный законы, дано понятие о законе больших чисел и о центральной предельной теореме. В главах математической статистики теоретически и как приложения к геодезии рассмотрены: статистическая оценка параметров распределения; статистическая проверка гипотез; основы дисперсионного и корреляционного анализа, а также вероятностно-статистические методы изучения и анализа результатов геодезических измерений, обоснование технических допусков. Важнейшие методы и приемы теории вероятностей и математической статистики иллюстрируются примерами, экспериментальные данные для которых извлечены из научно-технических отчетов и научных трудов ЦНИИГАиК, записок ВТУ Генштаба и т. д. Монография «Теория вероятностей и математическая статистика в приложении к геодезии» предназначена для инженеров-геодезистов, применяющих вероятностно-статистические методы. В ней опущены доказательства многих теорем, а также определения некоторых понятий, для уяснения которых требуются знания математики, выходящие за пределы программы геодезических вузов. Необходимость в этой книге вызвана повышением требований к точности построения государственной опорной геодезической сети Союза ССР. Это объективное и научно обоснованное требование обеспечивается внедрением в геодезию новейшей оптической, электронно-оптической, радиотехнической и другой техники. Результаты измерений, получаемые при помощи этой техники, доставляют такую информацию, которая достаточно полно может быть извлечена как для теории, так и для практики при условии, что в процессе изучения полученных результатов наблюдений используются современные методы и соответствующие критерии математической статистики. Литература по теории вероятностей и математической статистике, предназначенная для геодезических институтов и факультетов и вышедшая до настоящего времени, довольно подробно освещает технику обработки результатов наблюдений, но, к сожалению, недостаточно уделяет внимания изучению вероятностно-статистических закономерностей, которым подчиняются массовые результаты геодезических наблюдений. Исключением является книга Ю. В. Линника «Метод наименьших квадратов». Однако в книге Ю. В. Линника из математической статистики фундаментально изложен только раздел «Статистическая оценка параметров распределения». Статистическая проверка гипотез, дисперсионный анализ, корреляционный анализ в указанной книге не рассматриваются.

За последнее время неузнаваемо изменились технические средства измерений - спутниковые геодезические и навигационные приемники. В связи с этим появились публикации по вопросам устройства и эксплуатации спутниковых приемников, выпущены отдельные нормативно-технические акты, регламентирующие их использование. Но можно по-прежнему отметить, что нормативно-технической и учебно-методической литературы по вопросам применения спутниковых технологий выпущено недостаточно, и это представляет серьезную проблему для современной геодезии. Практическое применение приемников GPS различными предприятиями при отсутствии нормативно-технических документов привело, с одной стороны, к неоправданному использованию высокочастотных двухчастотных приемников для создания съемочного обоснования и других низкоточных работ, а с другой стороны, к созданию ответственных геодезических построений, например, городских геодезических сетей по упрощенной технологии.

К подземным сооружениям относят расположенные ниже поверхности Земли в толще горных пород тоннели, ангары, гаражи, галереи и камеры различного назначения. Их строят на путях сообщений, в составе крупных гражданских, промышленных, энергетических и оборонных комплексов. В ряде случаев возведение подземных сооружений является единственно возможным средством преодоления ситуационных и рельефных препятствий в трудных топографических и гидрологических условиях, более рационального использования территории городов и промышленных площадок, подземного пространства под ними, а также обеспечения безопасности жизнедеятельности. Особое место подземные сооружения и тоннели различного назначения занимают в городском строительстве, при решении задач благоустройства и улучшения условий транспортного и пешеходного движения.

Промышленное предприятие представляет собой комплекс технологически взаимосвязанных сооружений, обеспечивающих производство и выпуск определенной продукции. Входящие в состав промышленного предприятия сооружения производственного назначения называют промышленными. К ним относятся специализированные здания и сооружения для обеспечения определенного технологического или производственного процесса, а также связанные с ними энергетические, тепловые и другие установки, механизированные склады, подземные и наземные коммуникации и т.д.

В соответствии с программой дисциплины Прикладная геодезия изложены вопросы теории и практики инженерно-геодезических работ, выполняемых при строительстве сооружений, требующих высокоточной установки в проектное положение технического оборудования. Рассмотрены особенности геодезических наблюдений за устойчивостью оснований при выборе площадки под строительство прецизионных сооружений. Для обеспечения нормальной работы сооружение должно быть устойчивым, т.е. сохранять в установленных пределах свое первоначальное (проектное) положение.

В соответствии с программой дисциплины Прикладная геодезия изложены вопросы теории и практики инженерно-геодезических работ, выполняемых при строительстве сооружений, требующих высокоточной установки в проектное положение технического оборудования. Рассмотрены особенности геодезических наблюдений за устойчивостью оснований при выборе площадки под строительство прецизионных сооружений. Даны принципиальные схемы решения задачи по высокоточной установки оборудования, включая создание специальных инженерно-геодезических сетей.

Дана классификация инженерных сооружений, раскрыты особенности инженерных, геодезических, топографических, геологических, гидрогеологических изысканий для проектирования различного вида сооружений. Особое внимание уделено инженерно-геодезическим изысканиям для проектирования сооружений транспорта и линий связи, жилых и административных зданий, объектов землеустройства и лесоустройства, гидротехнических и промышленных сооружений. Описаны организация проектного дела и инженерных изысканий, приведены нормативные документы на проектные работы. Показана роль космических исследований в практике инженерных изысканий. Настоящая книга является составной частью многотомного справочного пособия «Геодезия». Инженерные изыскания являются важным звеном в производственно технологической цепи создания сооружений «изыскания - проектирование — строительство». От их качества, полноты и своевременности, в конечном итоге, зависит качество проектирования, строительства и сроки ввода сооружений в эксплуатацию. В настоящее время нельзя построить ни одного объекта народного хозяйства без проведения инженерных изысканий. Проведение изыскательских работ в том или ином объеме необходимо также при модернизации и расширении действующих объектов. Материалы изысканий позволяют создавать экономически и экологически целесообразные, научно обоснованные проекты различных объектов и сооружений. Инженерно-геодезические изыскания занимают важнейшее место в общем объеме геодезических работ в стране. Их выполняют около 50 специализированных трестов и институтов системы Госстроя СССР, Госстроев союзных республик и других ведомств, более 1000 проектноизыскательских институтов различных нестроительных министерств. В последние годы в процессы проведения инженерно-изыскательских работ, особенно в области крупномасштабных съемок, все больше включаются различные организации ГУГК при Совете Министров СССР. Инженерно-геодезические изыскания характеризуются большой трудоемкостью. Поэтому совершенствование методов их проведения, внедрение передовых, высокопроизводительных средств измерений является актуальной задачей во всех изыскательских и проектно-изыскательских организациях. Инженерно-геодезические изыскания обеспечивают и объединяют многочисленные данные и результаты экономических, инженерно-геологических, инженерно-гидрометеорологических исследований.

Приведены сведения практического характера по геодезическому обеспечению строительства и эксплуатации инженерных сооружений. Описаны инженерно-геодезические работы, выполняемые при разбивке сооружений, выверке конструкций, монтаже технологического оборудования, наблюдении за деформациями сооружений. Уделено внимание геодезическим работам при возведении дорожно-транспортных, гидротехнических и тоннельных сооружений, городских и промышленных комплексов. Даны схемы, расчет точности разбивочных сетей. Для студентов геодезических специальностей вузов. Разбивочные работы — один из основных видов инженерно-геодезической деятельности. Выполняют их для определения на, местности планового и высотного положений характерных точек и Носкостей строящегося сооружения в соответствии с рабочими чертежами проекта. Геометрической основой проекта для перенесения его на местность служат разбивочные оси, относительно которых в рабочих чертежах указывают местоположение всех элементов сооружения! Различают несколько видов разбивочных осей: главные, основные, промежуточные или детальные, монтажные. Главными осями линейных сооружений (дорог, плотин, каналов, мостов и т. п.) служат продольные оси этих сооружений. В промышленном и гражданском строительстве в качестве главных осей принимают оси симметрии зданий (рис. 1 ). Основными осями называют оси, определяющие форму и габариты зданий и сооружений. Промежуточные или детальные оси— это оси отдельных элементов зданий, сооружений. На строительных чертежах оси проводят штрихпунктирными линиями и обозначают цифрами или буквами в кружках. Для обозначения продольных осей служат арабские цифры. Высоты точек проекта задают от условной поверхности. В зданиях за условную поверхность (нулевую отметку) принимают уровень чистого пола (пол после отделки) первого этажа. Высоты относительно нулевой отметки обозначают следующим образом: вверх — со знаком «плюс», вниз — со знаком «минус». Для каждого сооружения условная поверхность соответствует определенной абсолютной отметке, которую указывают в проекте. При проектировании зданий, сооружений и их элементов пользуются модульной системой координации размеров в строительстве (МКРС). В основном применяют прямоугольную модульную пространственную систему. Модуль — условная единица измерения, используемая для координации размеров зданий, сооружений, строительных /конструкций и т. п. Основной модуль, равный 100 мм, обозначают буквой М. Более крупные модули (мультимодули) 60М, 30М, 15М1 ..., ЗМ соответственно равны 6000, 3000, 1500, ..., 300 мм, а более мелкие — дробные модули (субмодули) равны 50, 20, ..., 1 мм. Указываемые в проекте соору ения размеры и значения привязочных элементов (координат, высот, углов, расстояний), определяющих положение разбивочных осей на местности, называют проектными.

Приведены сведения практического характера по изысканиям, проектированию и возведению инженерных сооружений. Описаны инженерно-геодезические работы, выполняемые при изысканиях площадных и линейных сооружений, инженерно-геологических и инженерно-гидрологических изысканиях. Изложены принципы проектирования инженерных сооружений, состав и содержание проектных документов. Показаны технология возведения инженерных сооружений и система обеспечения их геометрической точности. Уделено внимание правилам техники безопасности при выполнении инженерно-геодезических работ. 

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.