История геодезии

Геодезия возникла в глубокой древности, когда появилась потребность изучения земной поверхности для хозяйственных целей. Еще задолго до нашей эры в Египте, Месопотамии, Китае и Греции геодезия играла важную роль в вопросах землепользования и инженерного строительства каналов, дамб, пирамид и других сооружений.

Уже в древности геодезия решала не только практические, но и чисто научные задачи. Представления о форме Земли основывались на научных наблюдениях за явлениями природы. Пифагор и Аристотель считали Землю шарообразной. Эратосфен (276-194г.г. до н.э.) вычислил окружность Земли (около 40 тыс.км.), что почти совпадает с ее современным значением. Предложил тригонометрический метод определения долгот.

Хорезмский ученый Аль-Бируни решил задачу проектирования сферы на плоскость. Он предложил три спо­соба: стереографической проекции (известный древним грекам); про­ектирования из центра проекции в какой-либо точке на оси сферы, внутри или вне ее (Абу Хамид ас-Сагани, X в.); цилиндрической проекции (разработан самим Бируни). В третьей книге «Канона Масуда» обобщил труды предшест­венников и изложил плоскую и сферическую тригонометрию как самостоятельную науку.

Широкое развитие геодезии получила в ХVI в. в связи с новой экономикой зарождавшегося буржуазного общества.

Новый этап в геодезии открылся с изобретения астрономической трубы в начале XVIIв. (Янсен, Галилей, Кеплер), уровня, верньера и дальномера. Первые геодезические приборы с оптической трубой – нивелиры появились во второй половине XVII в. В 1787г. английским механиком Рамеденом был изобретен теодолит с оптической трубой. В началеXVII в. голландский ученый Снеллиус предложил метод триангуляции для определения с высокой точностью значительных расстояний на местности.

В конце XVII в. И. Ньютон на основе открытого им закона всемирного тяготения пришел ввыводу, что Земля должна иметь форму шара, сплюснутого у полюсов. Начавшиеся вXVIII в. градусные измерения подтвердили теоретические выводы Ньютона о сфероидичности Земли.

Шарль де ла Кондамин - французский астроном, геодезист и путешественник. В 1731 году правительство Франции отправило в географическую экспедицию по Южной Америке.В 1736 он отправил обратно во Францию, в парижскую Академию, валики темной «смолы» - несколько образцов каучука вместе с описанием продукции, производимой из него людьми, населяющими Амазонскую низменность. Впервые дал подробное описание методов изготовления каучуковых изделий, что способствовало ознакомлению европейцев с каучуком. В 1736-43 годах участвовал в Перуанской экспедиции, в ходе которой была измерена в Андах (район Кито-Куэнка) дуга меридиана длиной более 3°. Это измерение вместе с результатами работ Лапландской экспедиции (1735-44) послужило основанием для первого достоверного определения сплюснутости Земли.

На рубеже 18 и 19 вв. возросли запросы и требования на топографические карты. Войны того периода показали значение и ценность топографических карт для военного дела. Во многих странах Европы были созданы военно-географические институты и военно-топографические управления, производившие основные астрономо-геодезические и съёмочные работы на территории своих государств и колоний. При выполнении этих работ совершенствовались методы и инструменты геодезических измерений. В 1-й половине 19 в. стал применяться теодолит с микроскопами-микрометрами, сильно повысивший точность измерения углов, и были сконструированы различные типы жезловых базисных приборов. К этому же времени относится разработка современных методов измерения углов в триангуляции. В 1785 франц. учёный А.М. Лежандр ввёл понятие о потенциальной функции, положившее начало развитию теории потенциала и имеющее большое значение для геодезии, особенно в вопросах изучения фигуры Земли. В 1792-99 во Франции П. Мешен и Ж. Деламбр заново измерили дугу меридиана от Дюнкерка до Барселоны для установления длины метра как 1/10000000 доли четверти земного меридиана. По результатам этой работы был сделан первый достаточно достоверный вывод размеров земного эллипсоида. В начале 19 в. появилась теория ошибок и принцип наименьших квадратов, лежащий в основе современных методов обработки геодезических измерений. С начала 19 в. потребности геодезии вызвали развитие теории поверхностей и, в частности, теории отображения одной поверхности на другой.

В 1821-24 нем. учёный К.Ф. Гаусс в Ганновере выполнил градусное измерение по дуге меридиана протяжённостью около 2°. Он внёс усовершенствования в методы измерения углов и впервые применил для дневных наблюдений гелиотроп. В 1831-34 нем. астроном Ф.В. Бессель произвёл небольшое градусное измерение в Восточной Пруссии. Он сконструировал базисный прибор, основанный на принципе биметаллизма, применявшийся в Германии до начала 20 в. Гаусс и Бессель разработали новые способы решения геодезич. задачи на поверхности земного эллипсоида.