Opis
Publikacja ceniona przez środowisko geodezyjne, napisana z ogromnym talentem literackim, dzięki czemu treści niezwykle trudne są łatwo przyswajane. Książka obejmuje tematykę geodezji podstawowej w epoce pomiarów satelitarnych, w tym: - zagadnienia geometryczne geodezji wyższej, - modele pola siły ciężkości Ziemi, - elementy grawimetrii geodezyjnej, - wyznaczanie figury Ziemi metodami grawimetrycznymi i astronomiczno-geodezyjnymi, - geodezyjny system odniesienia i realizacja europejskiego układu odniesienia EUREF, - systemy obserwacyjne globalnego geodezyjnego systemu obserwacyjnego GGOS, - globalny satelitarny system nawigacyjny (GNSS) i systemy wspomagające (SBAS), - wybrane zagadnienia geodezji wyższej w epoce satelitarnego wyznaczania pozycji, - geodezja współczesna, a problematyka badań geodynamicznych. W obecnym wydaniu uwzględniono niezbędne zmiany i uzupełnienia wynikające z rozwoju systemów obserwacji i opracowań geodezyjnych. Książka przeznaczona jest dla studentów wydziałów geodezji i kartografii, gospodarki przestrzennej, geografii, inżynierii środowiska, rolnictwa, leśnictwa, budownictwa a także dla wykładowców i wykonawców prac geodezyjnych. Spis treściPRZEDMOWA DO WYDANIA PIERWSZEGO XI 1. WPROWADZENIE DO GEODEZJI WYŻSZEJ 1 Z historii geodezji 1 1.1. Kształt Ziemi. Powierzchnie odniesienia. Naukowe i praktyczne zadania geodezji. Podział geodezji wyższej 7 1.2. Wprowadzenie do geodezji fizycznej 11 1.2.1. Siła ciężkości 11 1.2.2. Powierzchnie poziome. Linie pionu 14 1.2.3. Pojęcie wysokości 14 1.2.4. Układ współrzędnych naturalnych 16 1.2.5. Umowny układ ziemski – CTS 18 2. ZAGADNIENIA GEOMETRYCZNE GEODEZJI WYŻSZEJ 22 2.1. Elipsoida obrotowa jako powierzchnia odniesienia 22 2.1.1. Elementarne związki pomiędzy parametrami elipsoidy 22 2.1.2. Układ współrzędnych geodezyjnych B, L 24 2.1.3. Przekroje normalne elipsoidy obrotowej i ich krzywizny 25 2.1.4. Szerokość geocentryczna i szerokość zredukowana 28 2.1.5. Równania parametryczne elipsoidy obrotowej 29 2.2. Linia geodezyjna na powierzchni elipsoidy obrotowej 31 2.2.1. Linia geodezyjna a przekroje normalne 31 2.2.2. Trójkąty geodezyjne i ich rozwiązywanie 34 2.3. Obliczanie współrzędnych na powierzchni elipsoidy obrotowej 36 2.3.1. Klasyfikacja metod 36 2.3.2. Metoda Clarke’a (zadanie wprost) 41 2.3.3. Wzory Clarke’a-Robbinsa 43 2.3.4. Metoda ‘średniej szerokości’ Gaussa 45 2.3.5. Rozwiązanie zadania ‘wprost’ metodą całkowania numerycznego. Algorytm Kivioja 49 2.4. Redukcja elementów podstawowej poziomej sieci geodezyjnej z elipsody odniesienia na płaszczyznę 51 2.4.1. Podstawowe wzory odwzorowania Gaussa-Krügera; odwzorowanie UTM 51 2.4.2. Redukcje długości i kierunków 59 2.4.3. Transformacja do sąsiednich pasów odwzorowawczych 61 2.5. Transformacja współrzędnych B, L 63 2.5.1. Ogólne omówienie zadania transformacji współrzędnych 63 2.5.2. Transformacja Helmerta-Hristowa 64 3. MODELE POLA SIŁY CIĘŻKOŚCI ZIEMI 68 3.1. Elementy teorii potencjału 68 3.1.1. Podstawowe definicje i związki matematyczne 68 3.1.2. Wzory całkowe Gaussa. Tożsamości Greena 73 3.1.3. Zagadnienia brzegowe teorii potencjału 76 3.2. Harmoniczne sferyczne i ich zastosowanie do rozwinięcia potencjału grawitacyjnego Ziemi w szeregi 78 3.2.1. Harmoniczne sferyczne 78 3.2.2. Rozwinięcie potencjału grawitacyjnego Ziemi w szereg harmonicznych sferycznych 83 3.3. Pole normalne siły ciężkości Ziemi 90 3.3.1. Harmoniczne elipsoidalne 90 3.3.2. Elipsoida ekwipotencjalna jako model potencjału normalnego siły ciężkości Ziemi 94 3.3.3. Potencjał normalny siły ciężkości w postaci szeregu harmonicznych sferycznych 99 3.3.4. Przyśpieszenie normalne siły ciężkości 100 3.3.5. Gradient pionowy siły ciężkości w polu rzeczywistym i w polu normalnym 105 3.3.6. Geodezyjny System Odniesienia 1980 (GRS’80) 109 3.3.7. Przyśpieszenie siły ciężkości na sferoidzie normalnej 113 3.3.8. Satelitarne wyznaczanie współczynników harmonicznych strefowych Jn (w zarysie) 120 3.4. Zmiany pola siły ciężkości w czasie. Zjawiska pływowe i ich modelowanie 125 3.4.1. Potencjał sił pływowych 125 3.4.2. Zmiany pływowe przyśpieszenia siły ciężkości na powierzchni ‘sztywnej Ziemi’ 130 3.4.3. Siły pływowe a elastyczność Ziemi. Potencjał deformacyjny 132 3.4.4. Geodezyjne efekty zjawisk pływowych 134 4. ELEMENTY GRAWIMETRII GEODEZYJNEJ 140 4.1. O metodach pomiarów przyśpieszenia siły ciężkości 140 4.1.1. Metody ‘swobodnego spadku’ i ‘podrzutu i spadku’ 140 4.1.2. Pomiary względne przyśpieszenia siły ciężkości metodą wahadłową 146 4.1.3. Grawimetry statyczne 148 4.1.4. Cechowanie grawimetrów 155 4.1.5. Metodyka pomiarów grawimetrami 160 4.2. Korygowanie wyników pomiarów grawimetrami 162 4.2.1. Poprawki ze względu na zmiany przyśpieszenia siły ciężkości spowodowane przyciąganiem Księżyca i Słońca 162 4.2.2. Poprawki ze względu na dryft grawimetru 164 4.3. Gradientometria – pomiary drugich pochodnych potencjału siły ciężkości 166 4.3.1. Zasada pomiarów drugich pochodnych potencjału siły ciężkości za pomocą wagi skręceń 166 4.3.2