Geodezja współczesna

Kazimierz Czarnecki

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-19129-0

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2014

Liczba stron:

512

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Czarnecki, Kazimierz. Geodezja współczesna. Red. . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2014, 512 s. ISBN 978-83-01-19129-0

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Czarnecki, K.

T1 Geodezja współczesna

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2014

SN 978-83-01-19129-0

Bibliografia BibTex:

@Book{ 148234, author = "Czarnecki, Kazimierz", editor = "", title = "Geodezja współczesna", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2014", address = "Warszawa", isbn = "978-83-01-19129-0" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Czarnecki, Kazimierz

ED -

TI - Geodezja współczesna

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2014

SN - 978-83-01-19129-0

ER -

Netografia (standard APA):

Czarnecki, Kazimierz. Geodezja współczesna [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2014 [dostęp: 03 07 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/geodezja-wspolczesna-kazimierz-czarnecki-148234.

technika, geodezja, kartografia, grawimetria

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:

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-19129-0

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2014

Liczba stron:

512

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

PRZEDMOWA DO WYDANIA PIERWSZEGO11
1. WPROWADZENIE DO GEODEZJI WYŻSZEJ16
Z historii geodezji16
1.1. Kształt Ziemi. Powierzchnie odniesienia. Naukowe i praktyczne zadania geodezji. Podział geodezji wyższej22
1.2. Wprowadzenie do geodezji fizycznej26
1.2.1. Siła ciężkości26
1.2.2. Powierzchnie poziome. Linie pionu29
1.2.3. Pojęcie wysokości29
1.2.4. Układ współrzędnych naturalnych31
1.2.5. Umowny układ ziemski – CTS33
2. ZAGADNIENIA GEOMETRYCZNE GEODEZJI WYŻSZEJ37
2.1. Elipsoida obrotowa jako powierzchnia odniesienia37
2.1.1. Elementarne związki pomiędzy parametrami elipsoidy37
2.1.2. Układ współrzędnych geodezyjnych B, L39
2.1.3. Przekroje normalne elipsoidy obrotowej i ich krzywizny40
2.1.4. Szerokość geocentryczna i szerokość zredukowana43
2.1.5. Równania parametryczne elipsoidy obrotowej44
2.2. Linia geodezyjna na powierzchni elipsoidy obrotowej46
2.2.1. Linia geodezyjna a przekroje normalne46
2.2.2. Trójkąty geodezyjne i ich rozwiązywanie49
2.3. Obliczanie współrzędnych na powierzchni elipsoidy obrotowej51
2.3.1. Klasyfikacja metod51
2.3.2. Metoda Clarke’a (zadanie wprost)56
2.3.3. Wzory Clarke’a-Robbinsa58
2.3.4. Metoda ‘średniej szerokości’ Gaussa60
2.3.5. Rozwiązanie zadania ‘wprost’ metodą całkowania numerycznego. Algorytm Kivioja64
2.4. Redukcja elementów podstawowej poziomej sieci geodezyjnej z elipsody odniesienia na płaszczyznę66
2.4.1. Podstawowe wzory odwzorowania Gaussa-Krügera; odwzorowanie UTM66
2.4.2. Redukcje długości i kierunków74
2.4.3. Transformacja do sąsiednich pasów odwzorowawczych76
2.5. Transformacja współrzędnych B, L 78
2.5.1. Ogólne omówienie zadania transformacji współrzędnych78
2.5.2. Transformacja Helmerta-Hristowa79
3. MODELE POLA SIŁY CIĘŻKOŚCI ZIEMI83
3.1. Elementy teorii potencjału83
3.1.1. Podstawowe definicje i związki matematyczne83
3.1.2. Wzory całkowe Gaussa. Tożsamości Greena88
3.1.3. Zagadnienia brzegowe teorii potencjału91
3.2. Harmoniczne sferyczne i ich zastosowanie do rozwinięcia potencjału grawitacyjnego Ziemi w szeregi93
3.2.1. Harmoniczne sferyczne93
3.2.2. Rozwinięcie potencjału grawitacyjnego Ziemi w szereg harmonicznych sferycznych98
3.3. Pole normalne siły ciężkości Ziemi105
3.3.1. Harmoniczne elipsoidalne105
3.3.2. Elipsoida ekwipotencjalna jako model potencjału normalnego siły ciężkości Ziemi109
3.3.3. Potencjał normalny siły ciężkości w postaci szeregu harmonicznych sferycznych114
3.3.4. Przyśpieszenie normalne siły ciężkości115
3.3.5. Gradient pionowy siły ciężkości w polu rzeczywistym i w polu normalnym120
3.3.6. Geodezyjny System Odniesienia 1980 (GRS’80)124
3.3.7. Przyśpieszenie siły ciężkości na sferoidzie normalnej128
3.3.8. Satelitarne wyznaczanie współczynników harmonicznych strefowych Jn (w zarysie)135
3.4. Zmiany pola siły ciężkości w czasie. Zjawiska pływowe i ich modelowanie140
3.4.1. Potencjał sił pływowych140
3.4.2. Zmiany pływowe przyśpieszenia siły ciężkości na powierzchni ‘sztywnej Ziemi’145
3.4.3. Siły pływowe a elastyczność Ziemi. Potencjał deformacyjny147
3.4.4. Geodezyjne efekty zjawisk pływowych149
4. ELEMENTY GRAWIMETRII GEODEZYJNEJ155
4.1. O metodach pomiarów przyśpieszenia siły ciężkości155
4.1.1. Metody ‘swobodnego spadku’ i ‘podrzutu i spadku’155
4.1.2. Pomiary względne przyśpieszenia siły ciężkości metodą wahadłową161
4.1.3. Grawimetry statyczne163
4.1.4. Cechowanie grawimetrów170
4.1.5. Metodyka pomiarów grawimetrami175
4.2. Korygowanie wyników pomiarów grawimetrami177
4.2.1. Poprawki ze względu na zmiany przyśpieszenia siły ciężkości spowodowane przyciąganiem Księżyca i Słońca177
4.2.2. Poprawki ze względu na dryft grawimetru179
4.3. Gradientometria – pomiary drugich pochodnych potencjału siły ciężkości181
4.3.1. Zasada pomiarów drugich pochodnych potencjału siły ciężkości za pomocą wagi skręceń181
4.3.2. Inne metody pomiaru drugich pochodnych potencjału183
5. WYZNACZANIE FIGURY ZIEMI METODAMI GRAWIMETRYCZNYMI I ASTRONOMICZNO-GEODEZYJNYMI186
5.1. Zarys teorii figury Ziemi według koncepcji Stokesa186
5.1.1. Potencjał zakłócający187
5.1.2. Anomalie grawimetryczne i odchylenia pionu188
5.1.3. Podstawowe równanie geodezji fizycznej190
5.1.4. Zarys rozwiązania zagadnienia brzegowego geodezji fizycznej. Wzór Stokesa193
5.1.5. Odchylenia pionu na geoidzie. Wzory Vening-Meinesza198
5.1.6. Niektóre częściej stosowane redukcje grawimetryczne201
5.1.7. Liczby geopotencjalne i wysokości dynamiczne. Wysokości ortometryczne216
5.1.8. Krzywizna linii pionu228
5.2. Orientacja elipsoidy najlepiej pasującej do geoidy na danym obszarze232
5.2.1. Orientacja elipsoidy a sieć astronomiczno-geodezyjna232
5.2.2. Wyznaczanie orientacji, wymiarów i kształtu elipsoidy najlepiej pasującej do geoidy na danym obszarze233
5.2.3. Równanie Laplace’a – orientacja elipsoidy względem średniego układu ziemskiego – orientacja sieci geodezyjnej na powierzchni elipsoidy odniesienia237
5.2.4. Uwzględnienie ruchu bieguna ziemskiego240
5.3. Względne odchylenia pionu. Niwelacja astronomiczna i astronomiczno-grawimetryczna241
5.3.1. Interpolacja względnych odchyleń pionu241
5.3.2. Niwelacja astronomiczna i astronomiczno-grawimetryczna245
5.4. Redukcje pomiarów astronomicznych i geodezyjnych na elipsoidę odniesienia w rzeczywistym polu siły ciężkości247
5.4.1. Redukcja szerokości i długości astronomicznej247
5.4.2. Redukcja azymutów i kątów poziomych248
5.4.3. Redukcja długości251
5.5. Koncepcja Mołodeńskiego wyznaczenia figury Ziemi253
5.5.1. Sformułowanie zagadnienia brzegowego geodezji na fizycznej powierzchni Ziemi253
5.5.2. Wysokości normalne. Normalne szerokości geograficzne255
5.5.3. Zarys i wynik rozwiązania zagadnienia brzegowego Mołodeńskiego259
5.5.4. Odchylenia pionu na fizycznej powierzchni Ziemi263
5.6. O metodach statystycznych w geodezji fizycznej265
5.6.1. Predykcja anomalii grawimetrycznych265
5.6.2. Kolokacja metodą najmniejszych kwadratów267
6. WYBRANE ZAGADNIENIA GEODEZJI WYŻSZEJ W EPOCE SATELITARNEGO WYZNACZANIA POZYCJI270
6.0. Globalny Geodezyjny System Obserwacyjny (GGOS)270
6.1. Na czym polegały geodezyjne pomiary satelitarne przed epoką GNSS272
6.1.1. Nota historyczna o pomiarach fotograficznych SSZ i sieciach triangulacji satelitarnej272
6.1.2. Modele pola grawitacyjnego Ziemi276
6.1.3. Laserowe pomiary satelitarne (SLR) i pomiary interferencyjne bardzo długich baz (VLBI)284
6.1.4. Pomiary dopplerowskie287
6.2. Globalny satelitarny system nawigacyjny (GNSS)290
6.2.1. Ogólna charakterystyka systemu GPS292
6.2.2. Jakie informacje docierają do nas z satelitów systemu GNSS295
6.2.3. Ogólne wiadomości o geodezyjnych odbiornikach satelitarnych GNSS299
6.2.4. Jak wyznacza się współrzędne satelity GNSS na podstawie danych efemerydalnych304
6.2.5. Na czym polega pomiar pozycji w systemie GNSS305
6.2.6. Wpływy refrakcji troposferycznej i jonosferycznej na wyniki pomiarów w systemie GNSS323
6.2.7. Inne spojrzenie na wielkości obserwowane i ich kombinacje liniowe. Problem wyznaczania niejednoznaczności całkowitej liczby cykli fazowych333
6.2.8. Różne procedury pomiarowe w systemie GNSS339
6.2.9. Różne zagadnienia związane z pomiarami techniką GNSS356
6.2.10. O redukcji obserwacji GNSS i zaawansowanych pakietach programów redukcyjnych363
6.3. Teoria wysokości geometrycznych370
6.3.1. Inny układ współrzędnych elipsoidalnych371
6.3.2. Wysokości geometryczne373
6.4. Problematyka lokalnych elipsoid odniesienia 379
6.4.1. Wyznaczanie położenia elipsoidy na podstawie pomiarów satelitarnych380
6.4.2. Elipsoida odniesienia przechodząca przez średnią wysokość obszaru384
6.5. Transformacje i redukcje wyników pomiarów satelitarnych do klasycznych układów geodezyjnych388
6.5.1. Wprowadzenie do transformacji współrzędnych prostokątnych389
6.5.2. Ogólny przypadek transformacji afinicznej w przestrzeni trójwymiarowej391
6.5.3. Transformacja afiniczna współrzędnych płaskich395
6.5.4. Transformacja przez podobieństwo396
6.5.5. Transformacja quasi-afiniczna z iteracyjnym rzutowaniem punktów na powierzchnię elipsoidy399
6.5.6. Redukcje współrzędnych wyznaczanych techniką GNSS na powierzchnię elipsoidy odniesienia403
6.5.7. Transformacja odchyleń pionu i odstępów geoidy do układu GRS’80412
6.6. Europejski system odniesienia – ETRS89414
6.7. Niwelacja satelitarna428
6.7.1. Wysokości geometryczne a wysokości ortometryczne. Co to jest ‘niwelacja satelitarna’428
6.7.2. Rozwiązanie problemu niwelacji satelitarnej przez wyznaczenie wysokości geoidy względem elipsoidy GRS’80/WGS-84431
6.7.3. Uproszczone sposoby wyznaczania geoidy na małych obszarach438
6.7.4. Podejście do systemu wysokości w Polsce442
6.8. Powiązanie lokalnych układów obserwacyjnych z układem globalnym444
6.8.1. Odchylenia pionu na fizycznej powierzchni Ziemi wyznaczane metodą astronomiczną447
6.8.2. Możliwości wykorzystania niwelacji trygonometrycznej do wyznaczania odchyleń pionu na fizycznej powierzchni Ziemi449
6.8.3. Ciągi sytuacyjno-wysokościowe pomiędzy punktami GNSS; przejście do tachimetrii457
7. GEODEZJA WSPÓŁCZESNA A PROBLEMATYKA BADAŃ GEODYNAMICZNYCH462
7.1. Krótkie wprowadzenie do dynamiki litosfery463
7.2. O metodach badania ruchów skorupy ziemskiej465
7.3. Układ odniesienia do prezentacji przemieszczeń powierzchni skorupy ziemskiej na podstawie pomiarów techniką satelitarną GNSS468
7.4. Międzynarodowa Służba GNSS (International GNSS Service, – IGS)471
7.5. Polski udział w badaniach geodynamicznych metodami geodezyjnymi473
7.5.1. Geodynamiczne projekty badawcze w Polsce474
BIBLIOGRAFIA485
ZESTAWIENIE AKRONIMÓW498
SKOROWIDZ500
NOTA O AUTORZE510

Zhistoriigeodezji

Okresgeodezjiﬁzycznejoznaczawrozwojugeodezjiprzejścieodsferycznego

doelipsoidalnegomodeluZiemi,takiegomodelu,zjakiegokorzystamypodzień

dzisiejszy.Okrestenrozpoczynanajwiększebodajżeodkrycienaszejery:Isaaka

Newtona‘prawopowszechnejgrawitacji,z1687r.SamNewtonmiałpowiedzieć:

„łjeślinawetzobaczyłemwięcejniżinni,todlatego,żestanąłemnaramionach

olbrzymów”.MającteorięKopernikaiprawaKeplera,aparatmatematyczny

przygotowanyprzezKartezjusza(1596–1650)–geometrięanalitycznąiLeibnitza

(1646–1716)–rachunekróżniczkowy,samNewton(1643–1727)powiedział,że

„łkażdacząstkamateriiprzyciągajakąśinnącząstkęsiłąwprostproporcjonalną

doiloczynumasobucząstekiodwrotnieproporcjonalnądodrugiejpotęgiodle-

głościmiędzynimi”.Korzystajączdostępnegoaparatumatematycznego,Newton

stworzyłpodwalinynowoczesnejmechaniki,wtymmechanikinieba.Jegoprawo

tłumaczynietylkozjawiskaziemskie,takiejaknp.swobodnyspadekciał,aletakże

ruchplanet.PoznającprawaNewtona,ludzkośćzrozumiała,żeplanetyporuszają

sięzgodnieztymsamymprawem‘powszechnejgrawitacji,,którewspółkreujena

Ziemipojęciapionuipoziomu.PrawoNewtonazaszczepiłowludzkichumysłach

naczelnązasadęnaukprzyrodniczych–zasadęjednościprawwszechświata.

WłoskiastronomloDoCassini(1625–1712),pracującyjakokrólewskiastronom

nadworzefrancuskim,zaobserwowałw1666r.spłaszczenianabiegunachJowisza.

InnyFrancuz,loRicher,podczaseksperymentówzjednosekundowymwahadłem

stwierdził,żeokreswahańskracasięwmiaręprzesuwaniasięnapółnoc.Natych

przesłankachNewtonikonstruktorzegarawahadłowego,HolenderChoHuygens

(1629–1695)stworzylipodstawyteoriispłaszczeniaZieminabiegunach.Newton,

nagruncieteoriirównowagijednorodnychciałciekłychobracającychsię,postulo-

wał,żewzrostprzyśpieszeniasiłyciężkościjestproporcjonalnydokwadratusinusa

szerokościgeograﬁcznej.WtymsamymczasieCassinizajmowałsiępomiarami

stopnia,przedłużającłukwykorzystanyprzezPicardanapółnocdoDunkier-

ki.Otrzymałujemną(!)wartośćspłaszczenia,jaksiępotemokazało,naskutek

dużychbłędówwpomiarachszerokościgeograﬁcznej.Wyniktenniezgadzałsię

zteorią‘Ziemispłaszczonejnabiegunach,,głoszonąprzezNewtona.Doszłodo

dramatycznejkontrowersjipomiędzypoglądamiNewtonaiCassiniego.Abyspór

rozstrzygnąć,FrancuskaAkademiaNaukzorganizowaławlatach1735–1743eks-

pedycjęwcelupomiarustopniapołudnikawPeru(obecnienaterytoriumEkwa-

doru)podkierownictwemP

oBouguera(1698–1758);drugaekspedycja,wtakim

samymceluudałasiędoLaponiiwlatach1736–1737.Uczestniczyłwniejmłody

AoCoClairaut(1713–1765).Spórzostałrozstrzygniętynakorzyść‘Ziemispłaszczo-

nejnabiegunach,.Wkilkalatpóźniej,w1743r.,Clairautogłosił‘TeorięﬁguryZie-

mi,,awniejpodałswójtheorem–zależnośćpomiędzyrozmiarem,spłaszczeniem

geometrycznymZiemi,przyśpieszeniemnabiegunachinarównikuorazprędko-

ściąwirowaniaZiemi.

Takotodochodzimydoproblematykigeodezjiwyższej–geometrycznejiﬁzycz-

nej–która,sięgającwXVIIIw.,zespalasięzgeodezjąwspółczesną.Wcałejhisto-

riirozwojuludzkościproblemygeodezjistanowiływyzwaniedlanajświatlejszych

Brak wyników

Geodezja współczesna

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra