О некоторых понятиях геодезии

УДК 528.3 Бровар Б. В., Горобец В. П.

О некоторых понятиях геодезии

Аннотация

Обсуждаются некоторые понятия геодезии, рассмотренные в статье Г. Н. Тетерина «Отсутствие геодезии при ее наличии» в журнале «Геодезия и картография», № 5, 2014 г.

Ключевые слова: высота квазигеоида, геодезическая высота, гравитационное поле Земли, нормальная высота, поверхность Земли.

Abstract

Discusses some concepts of geodesy, considered in the article by G. N. Teterina «Lack of geodesy if available» in the journal «Geodesy and cartography», № 5, 2014.

Keywords: the excess of the quasigeoid, geodetic height, the gravitational field of the Earth, the normal height of the surface of the Earth.

В своих работах [7-12] Г. Н. Тетерин справедливо ратует за четкость определений предмета геодезии как науки, ее связей с другими науками и дисциплинами. Но сам автор в статье «Отсутствие геодезии при ее наличии» [12] без ссылок выбирает нелучшее определение геодезии как науки и затем, не приводя доказательства, его критикует. При этом допускает некоторые непозволительные для геодезиста вольности, нагромождая искаженную информацию, приводящую подчас к неопределенности и двойному толкованию.

Необходимо отметить, что положения исключительного геометрического толкования Г. Н. Тетериным предмета геодезии [7-12] уже вызывали критические замечания в работах [3, 14-16].

В первом абзаце статьи [12] Г. Н. Тетерин пишет: «Геодезия в геодезической учебной, справочной и нередко научной литературе с середина ХХ в. Определяется как совокупность геодезических наук, методов и задач. Системная целостность этой «совокупности» вызывает сомнение, так как в ней отсутствуют предметные взаимосвязи и соответствующая основа. Геодезия, как наука и системная целостность, должна определяться предметом науки, а не перечнем ее подсистем. Парадокс – есть части целого, но нет целого, а одно его название. В таком случае это целое постепенно будет терять качество, содержание и смысл, в нем будут размываться границы и, в конце концов, оно будет терять свою сущность, что и происходит с геодезией в настоящее время».

А на самом деле в 1945 г. опубликован выдающийся труд М. С. Молоденского «Основные вопросы геодезической гравиметрии» [4], где был описан принцип новой теории определения фигуры Земли и ее гравитационного поля, была дана оценка точности астрономо-гравиметрического нивелирования и определения уклонений отвеса. За эту книгу М. С. Молоденский получил свою первую Государственную премию. Более полный труд под названием «Методы изучения внешнего гравитационного поля и фигуры Земли» был опубликован в 1960 г. [5].

Принятая ранее при обработке геодезических материалов теория Стокса, связанная с регуляризацией Земли, требовала сведения о распространении плотности массы внутри Земли. Точность теории Молоденского зависит только от точности и детальности геодезических и гравиметрических измерений [13, с. 230]. Формирование главной задачи геодезии и определение термина «геодезия» как науки, в соответствии с теорией Молоденского, появились в достаточно полном виде существенно позднее [3, с. 21-45] и [15, 16].

Терминам «геодезические науки», «системная целостность» Г. Н. Тетерин не дает определений.

Далее автор утверждает: «Системная целостность этой «совокупности» вызывает сомнение, так как в ней отсутствуют предметные взаимосвязи и соответствующая основа». Но почему же автор не выберет из работ [3, 15, 16] такое определение термина геодезии, которое бы «не вызывало сомнения»?

Приведем для обсуждения сокращенный вариант определения геодезии в следующей формулировке [3, 15, 16].

Геодезия – древняя естественная наука о Земле, находящаяся на стыке астрономии, математики, гравиметрии, картографии, геофизики, геодинамики, космонавтики, баллистики, навигации и других областей знания; отличающаяся от других наук о Земле тем, что ее область изучения распространяется на определение во времени количественных геометрических характеристик поверхности Земли в принятой системе координат, с целью предоставления результатов измерений многим отраслям человеческой деятельности, в том числе для отображения их различных характеристик в графическом виде на планах и картах, в визуальном виде на мониторах, в цифровом виде на различных носителях; содержащая упорядоченную структуру научных знаний и их практических реализаций.

Более развернутый вариант формулировки приведен в работах [3, 15, 16].

Определение современной геодезии по сути своей мало меняется со временем, в целом остается прежним, но при этом методы решения геодезических задач заменяются более совершенными.

Приведем формулировку главной (четырежды единой) научной задачи геодезии в соответствии с теорией М. С. Молоденского [3-5, 15, 17]: «Определение во времени поверхности и внешнего гравитационного поля Земли в принятой системе координат». Гравиметрия и космическая геодезия представляют данные о внешнем гравитационном поле Земли во времени, астрономия – о высокоточной во времени ориентировке системы координат, метрология – о единицах измерений, геодезия (высшая и низшая) – о физической поверхности Земли во времени.

Спорно и утверждение автора: «Геодезия, как наука и системная целостность, должна определяться предметом науки, а не перечнем ее подсистем». А почему не тем и не другим?

Далее автор пишет: «Парадокс – есть части целого, но нет целого, а одно его название».

Отметим, что при решении задач физической геодезии таких парадоксов не возникает [1-6, 13-17].

Коль скоро критерием истины является практика, то оппонентами теории Молоденского можно предложить участие в вычислительном эксперименте, в котором для районов Кавказа и Московской аттракции, отличающихся, прежде всего, рельефом, подобраны глобальные и локальные тестовые модели аномального гравитационного поля и рельефа, по которым, в свою очередь, рассчитываются тестовые смешанные аномалии ускорения силы тяжести и нормальные высоты. Далее по этой информации, принимаемой свободной от ошибок измерений, по испытываемой технологии на указанные районы рассчитывают возмущающий потенциал Т_ij и высоту квазигеоида V_ij. Затем на эти же районы рассчитывают непосредственно по тестовым моделям высоту квазигеоида V^t_ij и получают разности V_ij-V^t_ij и соответствующие методические погрешности.

Такой вычислительный эксперимент выполнен в ЦНИИГАиК [2].

Методическая ошибка высокоточного определения высот квазигеоида методом В. В. Бровара по технологии И. А. Столярова не превысила относительной погрешности краевого условия равной 5×10^-5 для районов Кавказа и района Московской аттракции, что в пересчете на высоту квазигеоида составило менее 1 мм.

Объясняя принятые Г. Н. Тетериным принципы геометризации и координации, автор особо обращает внимание на то, что они связаны с геометрическими элементами – точками, линиями, поверхностями, углами. Но, как справедливо заметила М. И. Юркина в статье [14, с. 60], «… эти геометрические элементы существуют не в однородном, а в реальном земном гравитационном поле и для правильной обработки измерений нужны сведения о поле, т. е. данные гравиметрических съемок и умение эти данные использовать. Геодезические результаты оказываются основанными на геометрической и физической концепциях – со временем появления уровня у геодезических инструментов».

Претендуя на системность подхода, Г. Н. Тетерин определяет геодезию как науку о геометризации и координатизации объектов и явлений окружающего пространства. Понимая при этом под геометризацией представление объектов и явлений окружающего пространства совокупностью точек, линий и поверхностей в графической, аналитической, цифровой, электронной или естественной (вещественной) форме.

В статье [11] Г. Н. Тетерин пишет: «Таким образом, по физическим данным стало возможным определить геометрию Земли и, наоборот, по геометрическим параметрам – физические величины». И оппоненты за это ратуют [1, 3, 14-16].

Однако позднее в статье [12, с. 59-60] Г. Н. Тетерин отмечает, что по поводу его концепции и соответствующих определений и представлений геодезии, приведенных в работе [7] и других статьях, были опубликованы статьи [14, 15], «в которых критически отмечались некоторые моменты геометрической концепции. Высказанные авторами этих замечаний идеи можно было бы в какой-то мере представить как выражение «геофизической» концепции. Эта концепция не может представлять и выражать в какой-либо степени предметные основы геодезии. Ответ на эти замечания дан в статье Г. Н. Тетерина [11]». (Жирным текст выделен авторами статьи).

Но по сути дела конструктивного ответа нет. Есть путанное, иногда противоречивое изложение известных фактов, неконкретные рассуждения.

В статье [11] автор вроде бы допускает возможность двуединой формулировки, но в статье [12, с. 59-60] он остается на позиции «геометрической концепции».

Вывод: Г. Н. Тетерин не желает принять определение геодезии как «целое», содержащее и «геометрическое» и «физическое».

Что на это ответить? Ответы даны в статьях [1, 14, 15].

По нашему мнению, односторонний (геометрический) взгляд Г. Н. Тетерина на предмет, содержание и главную задачу геодезии нельзя признать системными (или метасистемными) потому, что системный подход предполагает рассматривать задачу геодезии как определение во времени поверхности и внешнего гравитационного поля Земли в принятой системе координат, не противопоставляя одну часть целого другой и не абсолютизируя какую-либо одну из них.

Литература

Бровар Б. В., Горобец В. П., Попадьев В. В. О спутниковом нивелировании // Геодезия и картография. 2015. – № 1. – С. 2-4.
Бровар Б. В., Столяров И. А. О высокоточном методе В. Бровара определения возмущения потенциала реальной Земли и расчета высот квазигеоида // Геодезия и картография. 2015. – № 12 (спецвыпуск). – С. 60-65.
Гравиметрия и геодезия / Отв. ред. Б. В. Бровар. – М.: Научный мир, 2010. – 572 с.
Молоденский М. С. Основные вопросы геодезической гравиметрии / Тр. ЦНИИГАиК. – Вып. 42. – 1945. – 107 с.
Молоденский М. С., Еремеев В. Ф., Юркина М. И. Методы изучения внешнего гравитационного поля и фигуры Земли / Тр. ЦНИИГАиК. – Вып. 131. – М.: Геодезиздат, 1960. – 251 с.
Пеллинен Л. П. Высшая геодезия (Теоретическая геодезия). – М.: Недра, 1978. – 264 с.
Тетерин Г. Н. Теория развития и метасистемное понимание геодезии // Новосибирск: Сибпринт, 2006. — 162 с.
Тетерин Г. Н. Что такое геодезия // Изыскательский вестник. – 2009. – № 1(7). – С. 37-41.
Тетерин Г. Н. Проблемы системной целостности и предметности в современной геодезии // Изыскательский вестник. – 2010. – № 1(9). – С. 41-49.
Тетерин Г.Н. Теоретические и методологические основы современной геодезии // Геодезия и картография, 2011, №1. — С. 55-59.
Тетерин Г. Н. «Геометрическое» и «геофизическое» в геодезии // Вестник СГГА. – 2011. – № 1. – С. 26-33.
Тетерин Г.Н. Отсутствие геодезии при ее наличии // Геодезия и картография, 2014, №5. С. 56-60.
Физическая геодезия. Научно-технический сборник ЦНИИГАиК. – М.: Научный мир, 2013. – 288 с.
Юркина М. И. Куда стремится геодезия? // Геодезия и картография. – 2011. — № 1 – С. 59-61.
Юркина М. И., Бровар Б. В. Об эволюции содержания главных задач геодезии и гравиметрии // Изыскательский вестник. – 2011. — № 1(11) – С. 39-51.
Юркина М. И., Бровар Б. В. Об эволюции содержания главных задач геодезии и гравиметрии // Геодезия и картография. – 2014. — № 9 – С. 47-56.
Юркина М. И., Демьянов Г. В., Бровар Б. В., Кафтан В. И. К 100-летию Михаила Сергеевича Молоденского // Геодезия и картография. – 2009. — № 6 – С. 59-64.