Геодезия

Первые геодезические и картографические работы связаны с созданием различных карт Московского государства и среди них карты под названием «Большой чертёж» (17 в.), содержавшей первые общегеографические сведения о стране и сопредельных территориях (см. «Книга Большому чертежу»).

Первые топографические съёмки и астрономо-геодезические работы в современном понимании на территории России начаты на рубеже 17 и 18 вв. Они служили основой географического изучения страны с примыкавшими к ней окраинными территориями для составления её первых карт и атласов. В Москве была создана (1701) Школа математических и навигацких наук для подготовки астрономов, геодезистов, картографов, гидрографов и мореплавателей. В начале 30-х гг. 18 в. в Петербургской АН сделаны первые попытки градусных измерений для проверки обоснованности закона всемирного тяготения и определения размеров Земли, а также создания опорной геодезической сети. В течение 17—18 вв. проводились многочисленные астрономо-геодезические и картографо-географические экспедиции (И. М. Евреинов и Ф. Ф. Лужин, А. Д. Красильников, Х. П. и Д. Я. Лаптевы, С. И. Дежнев, В. И. Беринг и др.), ознаменовавшиеся выдающимися географическими открытиями в северных и восточных частях Азии. Становление научной картографии в России связано с деятельностью  географического департамента Академии наук, которым долгое время руководил М. В. Ломоносов.

  В начале 18 в. возникло Военно-топографическое управление (ВТУ) — основное геодезическое учреждение дореволюционной России. В течение 18 в. созданы землемерные училища в ряде губернских городов; существовавшее в Москве с 1779 училище было в 1835 преобразовано в Межевой институт, из которого вышли многие выдающиеся учёные в области геодезии и картографии (И. А. Иверонов, А. Н. Бик, С. М. Соловьев, Ф. Н. Красовский, А. С. Чеботарев, М. Д. Соловьев, К. А. Цветков, В. В. Попов и др.). В 18 в. в Академии Генерального штаба было создано Геодезическое отделение; в нём учились или работали видные военные геодезисты и картографы (Ф. Ф. Шуберт, Н. Я. Цингер, М. В. Певцов, И. И. Померанцев, В. В. Витковский и др.).

  Усилиями ВТУ и других ведомств (Межевой департамент, Переселенческое управление, Геологический комитет и т. п.) в течение 19 в. были созданы опорные геодезические сети в пределах Европейской части, Средней Азии, а также в отдельных районах Сибири, выполнены топографические съёмки в различных масштабах и градусные измерения, среди которых выдающееся место занимало градусное измерение по меридиану от устья Дуная до берегов Северного Ледовитого океана, произведённое в 1-й половине 19 в. под руководством В. Я. Струве и К. И. Теннера. Ещё в 19 в. и начале 20 в. были созданы монографии современного типа по геодезии (А. П. Болотов, А. Н. Бик, С. М. Соловьев), высшей геодезии (В. В. Витковский, И. А. Иверонов, Ф. А. Слудский, Н. Я. Цингер), практической астрономии (Н. Я. Цингер, А. Н. Савич), теории фигуры Земли (Ф. А. Слудский, М. Ф. Хандриков), топографии и картографии (В. В. Витковский). В 19 в. были разработаны теоретические основы и практические методы основных геодезических работ, астрономических определений и точного нивелирования.

  Началом развития геодезии и картографии в СССР явилось создание по подписанному В. И. Лениным декрету от 15 марта 1919 Высшего геодезического управления (ныне Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, ГУГК), возглавившего государственную картографо-геодезическую службу в Советском Союзе. По декрету 1919, основной задачей управления являлось изучение территории страны в топографическом отношении в целях поднятия и развития производит. сил страны, освоения её природных богатств и т. д. Эта задача, остающаяся актуальной и ныне, сильно расширилась и включила в себя ряд крупных научных и технических проблем. Расширение астрономо-геодезических и топографо-картографических работ потребовало создания новой научной и технической базы и подготовки инженерно-технических кадров для их решения. В связи с этим были образованы институты инженеров геодезии, аэрофотосъёмки и картографии в Москве (1930) и Новосибирске (1939); в ряде технических высших учебных заведений созданы геодезические факультеты, специальности и кафедры, в некоторых университетах организованы астрономо-геодезические или картографические специальности, а в системе ГУГК — топографические техникумы. Были организованы специальные научно-исследовательские институты — Центральный научно-исследовательский институт геодезии, аэросъёмки и картографии (ЦНИИГАиК, 1928) в Москве и Научно-исследовательский институт прикладной геодезии в Новосибирске. В системе ГУГК были созданы аэрогеодезические производств. предприятия, картографические фабрики и институты инженерно-геодезических изысканий в строительстве.

  После установления Советской власти основные геодезические работы и топографические съёмки были начаты заново, т. к. прежние результаты аналогичных исследований в значительной мере устарели. Основная программа новых геодезических работ была разработана Ф. Н. Красовским в 1928 и предусматривала построение на территории СССР астрономо-геодезической сети в целях обоснования топографических съёмок и решения научных проблем геодезии, связанных с определением фигуры и размеров Земли. К середине 70-х гг. такой сетью покрыта вся территория СССР, а на значительной её части созданы сплошные сети государственной триангуляции, служащей непосредственной основой топографических съёмок и инженерно-геодезических работ.

  В начале 30-х гг. Ф. Н. Красовский, а позднее Н. А. Урмаев, Д. А. Ларин, И. Ю. Пранис-Праневич и др. разработали теории и методы уравнивания астрономо-геодезической сети и сплошных сетей триангуляции. В исследованиях многих геодезистов изучались законы действия и накопления погрешностей измерений в астрономо-геодезической сети, сплошных сетях триангуляции и высокоточном нивелировании (А. С. Чеботарев, К. Л. Проворов, А. З. Сазонов и др.).

  С середины 30-х гг. начались работы по конструированию и выпуску отечественных инструментов и приборов для измерения углов в триангуляции, высокоточного нивелирования и полевых астрономических определений. Созданы также инженерно-геодезические приборы различного типа и назначения. С конца 40-х гг. в ЦНИИГАиК развивались исследования, в результате которых созданы различные типы светодальномеров и радиодальномеров, а также разработаны радиогеодезические системы, служащие для измерения больших расстояний, и радиовысотомеры, применяемые при аэрофотосъёмке.

  Для нужд полевых астрономических определений усилиями разных астрономических и геодезических учреждений (Пулковская обсерватория, институт теоретической астрономии АН СССР, ЦНИИГАиК и др.) создавались различные каталоги геодезических звёзд и рабочие эфемериды. В 30-х гг. Н. Н. Павлов в Пулкове и в 1940 В. Э. Брандт в ЦНИИГАиК начали разработки методов и приборов для фотоэлектрической регистрации прохождения звёзд при астрономических наблюдениях, впоследствии получивших применение в работах советских служб времени.

  В конце 30-х гг. Н. А. Павлов и в начале 50-х гг. И. И. Энтин и др. выполнили исследования о влиянии атмосферной рефракции на результаты высокоточного нивелирования. С начала 50-х гг. велись исследования рефракции при геодезическом нивелировании, измерении углов в триангуляции, светодальномерных и радиодальномерных измерениях расстояний (А. А. Изотов, Л. П. Пеллинен, А. П. Островский, Д. И. Маслич, Н. В. Яковлев и др.). К середине 70-х гг. разработаны теории, методы и приборы для непосредственного определения интегрального коэффициента преломления электромагнитных волн в атмосфере (М. Т. Прилепин, В. С. Михайлов и др.).

  Выполнена начатая в середине 30-х гг. общая гравиметрическая съёмка СССР. Во многих районах страны геодезическими, геофизическими и геологическими учреждениями проведена детальная гравиметрическая съёмка, удовлетворяющая требованиям геодезии и геофизики. Начиная с 40-х гг. создавались различные типы гравиметров и высокоточные маятниковые приборы, применяющиеся ныне для определения силы тяжести в научных и практических целях. В результате многолетних работ ЦНИИГАиК (М. Е. Хейфец и др.) и института физики Земли АН СССР (Ю. Д. Буланже и др.) в начале 70-х гг. создана высокоточная сеть опорных гравиметрических пунктов — основа всех гравиметрических работ в стране, могущая служить для изучения изменений гравитационного поля Земли во времени.

  В ходе астрономо-геодезических и гравиметрических работ СССР начались исследования по определению фигуры, размеров и гравитационного поля Земли. Ещё в начале 1940 по градусным измерениям СССР, США и Западной Европы были определены достаточно точные размеры земного эллипсоида (Ф. Н. Красовский и А. А. Изотов), а в 1942 установлена единая система геодезических координат (А. А. Изотов и М. С. Молоденский) и нивелирных высот для всей территории страны. Впоследствии в этой системе координат и высот было выполнено уравнивание астрономо-геодезической и нивелирной сетей СССР. Продолжающиеся исследования преимущественно в ЦНИИГАиК (Л. П. Пеллинен и др.) уточняют геодезические и геофизические параметры Земли в соответствии с современными требованиями науки и техники.

  В 30-х гг. Н. К. Мигаль разработал теорию определения фигуры Земли без использования нормального поля силы тяжести; М. С. Молоденский создал метод астрономо-гравиметрического нивелирования. В начале 40-х гг. М. С. Молоденский создал новую теорию определения фигуры Земли без гипотез о её внутреннем строении. Последующие обширные исследования по этой теории как её автором, так и его учениками (М. И. Юркина, В. Ф. Еремеев, Л. П. Пеллинен, В. В. Бровар и др.) оказали решающее влияние на современную теоретическую геодезию не только в СССР, но и в зарубежных странах.

  С начала 60-х гг. продолжаются исследования по использованию наблюдений ИСЗ для решения основных научных проблем геодезии. Изобретены и созданы установки для фотографических наблюдений спутников (М. К. Абеле, К. К. Лапушка). Разработаны теоретические и методические принципы определения геодезических и геофизических параметров фигуры и гравитационного поля Земли и построения  космических триангуляций по наблюдениям спутников (И. Д. Жонголович, Л. П. Пеллинен и др.). Проведены работы по определению гравитационного поля Луны по наблюдениям её искусственных спутников (Э. Л. Аким) и картографированию лунной поверхности путём фотографирования её с космических летательных аппаратов и при помощи луноходов.

  К началу 50-х гг. накопились обширные материалы повторных нивелировок, которые стали использоваться для изучения вертикальных движений земной коры. Составлена карта вертикальных движений земной коры в пределах Европейской части СССР (Ю. А. Мещеряков и др.). Создана сеть геодинамических полигонов, где проводятся регулярные исследования вертикальных и горизонтальных движений земной коры геодезическими методами.

  Ещё в конце 20-х гг. начались первые опыты по применению аэрофотосъёмки и фотограмметрии для топографической съёмки. В дальнейшем методы аэрофотосъёмки и фотограмметрии составили основу создания топографических карт. Сконструированы аэрофотоаппараты разных типов, в том числе с широкоугольными объективами (М. М. Русинов). Разработаны универсальные и дифференциальные методы составления топографических карт по материалам аэрофотосъёмки. Проведены исследования о действии и накоплении ошибок измерений при построении фотограмметрических сетей (М. Д. Коншин, Г. П. Жуков и др.). Разработаны аналитические методы создания фотограмметрических сетей, автоматизированные способы их математической обработки (А. Н. Лобанов, М. Д. Коншин и др.). Изготовлены оригинальные фотограмметрические приборы: стереометры, стереографы, стереокомпараторы, фототрансформаторы (Ф. В. Дробышев, Г. В. Романовский, М. Д. Коншин, П. С. Александров и др.).

  С начала 50-х гг. методы аэрофотосъёмки и фотограмметрии стали применять также при геологических, мелиоративных, сельскохозяйственных, лесохозяйственных, строит., транспортных и других инженерных изысканиях. При этом наряду с черно-белой аэрофотосъёмкой началось широкое использование цветной спектрозональной съёмки (А. Н. Иорданский, В. Я. Михайлов, Л. М. Гольдман и др.), которая выполняется в утрированных цветах в видимой и инфракрасной зонах спектра и поэтому обладает большими информационными возможностями. Началось применение тепловой и радиолокационной аэросъёмок (В. Б. Комаров и др.), позволяющих фотосканированием местности в полёте аппарата получить дополнительную ценную информацию о ряде физических свойств и особенностей объектов земной поверхности. Эти же методы съёмок находят применение и при исследовании Земли при помощи спутников и  космических летательных аппаратов.

  Развитие геодезических и аэрофототопографических работ позволило создать единую топографическую карту всей территории страны в масштабе 1:100 000, для ряда районов — и карты более крупных масштабов. Наряду с созданием новых и обновлением обычных топографических карт изготовляются карты новых типов и специализированного назначения, отвечающие по содержанию и точности требованиям какой-либо одной ведущей отрасли народного хозяйства, а также топографические фотокарты, характеризующиеся сочетанием аэрофотографического и графического изображения местности (Л. М. Гольдман, Л. А. Кашин и др.). Советские геодезисты принимают участие в работе Международного геодезического и геофизического союза (с 1955) и в важнейших его мероприятиях.

  Периодические издания: «Геодезия и картография» (с 1925), «Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъёмка» (с 1957).

  См. Геодезия, Градусные измерения, Аэрометоды, Гравиметрия, Математическая картография, Топография.

  А. А. Изотов.

Естественные науки
Математика
Астрономия
Физические науки
Механика
Физико-географические науки
Геодезия
Картография
Метеорология
Океанология
Горные науки
Биологические науки
Почвоведение
Сельскохозяйственные науки
Медицинские науки