Геодезическая астрономия

Термин «геодезическая астрономия» возник в первой половине XX века в немецкой научной литературе. Касался вопросов решения основных проблем геодезии для Земли как планеты в целом на основании результатов астрономических, геодезических и гравиметрических измерений на земной поверхности и в околоземном пространстве^[1].

В России эквивалентное определение впервые приведено в труде профессора геодезии Императорской военной академии генерал-майора А.П. Болотова. «Геодезия или руководство к исследованию общего вида Земли, построению карт и производству тригонометрических и топографических съёмок и нивелировок», изданном в 1836-1837 годы^[4].

«Геодезия в общепринятом смысле обнимает все теории, ведущие к полному исследованию твердых и жидких частей, образующих поверхность населенной нами планеты, касательно ее вида и величины. Будучи рассматриваема с сей точки зрения, она тесно связана со многими другими науками, как например, с астрономией, навигацией, механикой и пр., что не имеет собственных пределов… Связь геодезии с астрономией столь тесна, что это побудило меня подвести все астрономические действия в геодезию, входящие в одно общее название – астрономическая геодезия»,— А.П. Болотов^[5].

Астрономические определения совместно с результатами геодезических и гравиметрических измерений позволяют:

• Установить исходные геодезические даты; обеспечить ориентировку государственной геодезической сети, а также осей референц-эллипсоида в теле Земли; определить параметры земного эллипсоида; определить высоты квазигеоида относительно референц-эллипсоида^[6].;
• Определить, исходя из астрономических наблюдений, фигуру, размеры и гравитационное поле Земли;
• Обеспечить постоянство ориентировки геодезических сетей, ограничить и локализовать действие случайных и систематических погрешностей в угловых измерениях^[7];
• Использовать в районах со слаборазвитой геодезической сетью астрономические пункты с учетом данных о гравитационном поле как опорные для топографических съемок[7];
• Определять дирекционные углы направлений на ориентирные пункты при утрате наружных геодезических знаков с помощью астрономических азимутов[7];
• Определять положения объектов, движущихся относительно земной поверхности, на море и в воздухе^[7];
• Применять методы геодезической астрономии в космических исследованиях и космической навигации[7];
• Использовать астрономические определения географических координат и азимутов направлений в прикладной геодезии при эталонировании точных гироскопических приборов, для фиксирования на местности положения меридиана при топографо-геодезическом обеспечении войск^[7].

Методы астрономических измерений делятся на точные и приближенные. Точные методы при современном состоянии теории геодезической астрономии и ее инструментальной базы позволяют получить значения широт, долгот и азимутов направлений с максимально возможной точностью, позволяемой текущим состоянием научных знаний и технологий.

Приближенные методы позволяют определять астрономические координаты с точностью от одной угловой секунды до одной угловой минуты, в зависимости от их назначения, применяемых для наблюдений инструментов, используемой методики измерений и обработки^[6].

Назначения приближённых астрономических измерений:

• Определение широты и долготы с помощью теодолитов, тахеометров, астролябий или зенитных камер;

• Определение азимута для точного ориентирования геодезических сетей, а также для взаимного преобразования наземных и космических методов. Для повышения точности с помощью «точек Лапласа», минимизирующих систематические и случайные погрешности в угловых измерениях;

• Время и положение звёзд определяется путем наблюдения за прохождением звёзд (с использованием телескопов и других инструментов);

• Определение вертикального уклонения. Определении геоида. Использование в геофизических и геологических целях;
• Современные пространственные методы^[6].