Geodeziyaning rivojlanish tarixi

Geodeziya rivojlanish tarixi
Reja:

1. 
   GEODEZIYA FANI TO‘G‘RISIDA UMUMIY TUSHUNCHA
   
2. 
   GEODEZIYANING RIVOJLANISH TARIXI
   

«Geodeziya» grekcha so‘z bo‘lib, «geo-Yer», «deziya» — bo‘lish degan ma’noni bildiradi. Geodeziyaning asosiy ilmiy va texnikaviy vazifalari quyidagilar: a) Yer yuzasidagi chiziq uzunligining yo‘nalishini aniqlash; b) chiziq yo‘nalishida ro‘y berayotgan ufqiy (gorizontal) va tik (vertikal) burchaklarni o‘lchash; d) Yer yuzasidagi nuqtalarning boshlang‘ich nuqta deb qabul qilingan reper belgisiga nisbatan o‘lchashdan iboratdir. Geodezik o‘lchash ishlarini olib borishda tanlangan koordinatalar tartibida Yer yuzasidagi ayrim tanlangan nuqtalarni belgilash, muhandislik inshootlarini loyihalash, qurilishning xaritasini, tarh va kesimini tuzishda barcha bajarilayotgan geodezik ishlarga «Muhandislik geodeziyasi» deyiladi. Keyingi vaqtda geodeziya juda kengayib, bir necha sohalarga bo‘linib ketgan:

1. Oliy geodeziya. Yer shakli va kattaligini aniqlash masalalari bilan shug‘ullanadi va yer yuzasidagi ayrim nuqtalarning koordinatalarini yagona tartibda aniqlaydi. Uning alohida bo‘limi kosmik geodeziya deyiladi. Kosmik geodeziya Yerning sun’iy yo‘ldoshlari, qit’alararo raketalar uchirish yordamida Yer va boshqa sayyoralarni o‘rganadi va butun dunyoda ro‘y berayotgan o‘zgarishlarni teletayp lentalari orqali muntazam nazorat qilib boradi.
2. Topografiya. Yer yuzasining ma’lum cheklangan maydonida geodezik o‘lchashlar o‘tkazish va joyni qog‘ozga tasvirlash bilan shug‘ullanadi.
3. Kartografiya. Yer yuzasini yoki uning ayrim qismlarini qog‘ozga xarita va tarxlar tarzida tuzib, rasmga olib, ularni nashr qilish bilan shug‘ullanadi.
4. Marksheyderiya. Bu — yer osti inshootlari qurilishida ishlatiladigan barcha geodezik ishlardir.
5. Fototasvirlash. Bu — joyni havoda samolyotda turib yoki yerda turib fotosuratga olish va ana shu olingan fotosuratlar asosida xarita va tarxlar tuzish bilan shug‘ullanadi. Inshootlar loyihaviy chizmalarga asoslanib qurilayotganligi sababli, ularni doimo geodezik o‘lchashlar orqali tekshirib boriladi. Geodeziya fizika, matematika, astronomiya, geografiya, geologiya fanlari bilan chambarchas bog‘liqdir. Geodeziya asboblari fizikaning optika qonunlari asosida yaratilgan bo‘lib, geodeziyaning fizika bilan aloqadorligini bildiradi. Matematika esa, geodezik o‘lchashlardagi yo‘nalish bo‘yicha joy relyefining o‘zgarishi bilan bog‘liq bo‘lgan natijalari bo‘yicha tarh, xarita va kesim chizib tayyorlashda tatbiq qilinadi, geodeziya yana geografiya, geologiya fanlari bilan yaqin aloqadadir. Geodezik ishlarni boshlashdan avval Yer yuzasidagi nuqtalarning geografik koordinatalarini aniqlashda Yerning sun’iy yo‘ldoshlaridan foydalaniladi. Bunda astronomiya geodeziyaga boshlang‘ich ma’lumotni yetkazib beradi.
Geodeziya kishilik jamiyatining hayotiy talablari asosida vujudga kelgan bo‘lib, ishlab chiqarish kuchlarining taraqqiy etishi bilan rivojlana borgan. Odamlar joylarni o‘lchash yoki alohidaalohida qilib bo‘lish uchun miloddan avvalgi ming yillikda geodeziyaga murojaat qilganlar. Vavilon davlatida murakkab irrigatsiya tizimi vujudga kelgan bo‘lib, Tigr va Yefrat daryolarini boshqarish tartibi o‘rnatilgan. Bundan tashqari, keng miqyosda sun’iy ravishda suv chiqarilgan. Miloddan 2150 yil avval uzunligi 0,9 km tunnel qurilib bitkazilgan. Shundan keyin daryoga suv o‘sha tunneldan oqib o‘tgan. Misrda miloddan oldingi 4000—3000- yillarda mudofaa inshooti va irrigatsiya tartibida Nil daryosini o‘rganish ishlari olib borilgan, keyinroq Hufu piramidasi qurilgan. Miloddan avvalgi 1300—1100- yillarda ham katta saroy inshootlari, IX—X asrlarda qator yirik kanallar qurilgan. Xitoyda, Hindistonda va Gretsiyada ham xuddi shunga o‘xshash bir qancha geodezik ishlar bajarilgan. Gruziyada, Italiyada va Falastinda yer osti inshootlari qurilib, ularning ba’- zilari hozirgacha ham saqlanib kelmoqda. Miloddan avval yashab ijod qilgan qadimgi grek olimi Pifagor (580—500- yillar) Yer sharsimon degan g‘oyani ilgari surgan. Mashhur filosof Aristotel (Miloddan oldingi 384—322- yillar) va boshqa grek olimlari ham Yerning sharsimon ekanligini isbot etganlar. O‘sha davrda geodeziyaning oldida turgan eng asosiy vazifalaridan biri Yer sharining radiusini aniqlash edi. Uning o‘lchamlarini dunyoda birinchi bo‘lib Aleksandiriyalik (Misr) olim Eratosfen (Miloddan oldingi 276—194)da aniqlagan. Ana shu vaqtda Gretsiyada geografik karta tuzilgan bo‘lib, unda Yerning sharsimon ekanligi hisobga olinganligi tufayli qadimdanoq kartografiya birinchi bo‘lib ilmiy asosga ega bo‘ldi. Arab olimlari 827- yilda meridian yoyining 35° kenglikda, 1° dagi uzunligi 111,8 km ekanligini o‘lchab topganlar. Vatandoshimiz, buyuk o‘zbek olimi Abu Rayxon Beruniy (973—1048) o‘zining «Qonuni Mas’udiy» asarining, asosan, sferik astronomiyaga bag‘ishlangan IV va V maqolalarida geodeziya va matematik geografiyaning turli masalalarini ko‘rib chiqqan. Yer radiusi uchun u topgan qiymat — 6 425 684 m (hozirgi qiymat taxminan 6 370 000 m), Yer meridiani 1° ning uzunligi uchun topgan qaymati 110 275 m (hozirgi qiymat 110 895 m) bo‘lib, o‘sha davr uchun bu natijalar katta ahamiyatga ega edi. Beruniyning 1025- yilda yozgan «Turar joylar orasidagi masofalarni to‘g‘rilash uchun joylarning chegaralarini aniqlash» asari astronomiya, geodeziya, geografiya va geofizika haqida qimmatbaho ma’lumotlarni o‘z ichiga olgan bo‘lib, qisqacha, «Geodeziya» deb yuritildi. Beruniy bu asarida geodeziyaning muhim masalalarini hal qildi va birinchi bo‘lib geodeziyani mustaqil fan darajasiga ko‘tardi.
Yerning tekis emasligi, odamlar uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lganligi. Qadimgi sayohatchilar yulduzlar osmonining surati asta-sekin o'zgarib borayotganini kuzatdilar: yangi yulduz turkumlari ko'rinadigan bo'lib qoldi, boshqalari esa ufqdan tashqariga chiqdi. "Suv ostida" kemalar suzib ketib, ikkinchisi ustunlarining tepasida ko'rinishidan yashiradi. Erning sharsimonligi haqidagi fikrni birinchi bo'lib kim ifodaladi? Ehtimol, to'pni eng mukammal hisoblagan pifagoriylar. Bir yarim asrdan keyin Aristotel Yerning to'p ekanligi haqida bir necha dalillarni keltirib o'tadi. Ulardan eng muhimi: Oy tutilishi davrida Yerning soyasi Oyning yuzasida aniq ko'rinib turadi, va bu soyali yumaloq bo'ladi! O'shandan beri radiusni o'lchash uchun doimiy ravishda harakatlar qilingan dunyo. Ikkita oddiy usul 1 va 2-mashqlarda aniqlangan. Biroq o'lchovlar noto'g'ri. Masalan, Aristotel, yarimidan ko'p noto'g'ri edi. Yuqori aniqlik bilan amalga oshirgan birinchi shaxs Kirenskning yunon matematikasi Eratosten (mil. Avv. 276-194) edi. Uning ismi hozir hammaga ma'lum eratosthenesning elkasi -bosh sonlarni topishning yo'li (1-rasm).
Pic.1
Birlikni tabiiy ketma-ketlikdan o'chirsangiz, unda bitta (eng ko'pi 2) dan tashqari barcha raqamlarni o'chirib tashlang, so'ngra birinchi raqamdan (uchinchi raqamdan tashqari) uchtadan ko'p sonli sonlar va shuning uchun natijada faqat bosh sonlar bo'ladi . Uning zamondoshlari orasida Eratosthenes nafaqat matematika bilan shug'ullangan, balki geografiya, kartografiya va astronomiya sohalarida ham shug'ullangan eng buyuk ensiklopediya olimi sifatida mashhur edi. Uzoq vaqt davomida o'sha paytdagi jahon ilm-fani markazi bo'lgan Aleksandriya kutubxonasini boshqargan. Erning birinchi atlasini tuzish ustida ishlash (u, albatta, o'sha davrning ma'lum qismi haqida edi), u erni aniq o'lchashga qaror qildi. Bu g'oya edi. Iskandariyada, janubda, Siena shahrida (zamonaviy Aswan), kunduz kuni bir kunda, quyosh o'zining zenitiga etib borganini bilar edi. Vertikal qutbning soyasi yo'qoladi, quduqning pastki qismini bir necha daqiqa yondiradi. Bu kun bir kun sodir bo'ladi yoz kungi, 22-iyun - osmonda Quyoshning eng yuqori mavqei kunidir. Eratosthenes o'zining yordamchilarini Siena shahriga yuboradi va ular quyoshning aniq vaqtida (quyoshdan ko'ra) quyosh to'liq zenitida joylashganini aniqlaydilar. Shu bilan bir vaqtda (xuddi o'sha soatda yozib qo'yilgani kabi), ya'ni soatlarda peshin vaqtida Eratosthenes Iskandariyadagi vertikal qutbdan soya uzunligini o'lchaydi. Natijada uchburchak edi ABC (Au - qutb AB - soya, guruch. 2).
Eratosten usulining yuqori aniqligiga nima sabab bo'ladi (albatta kerakli foydalangan bo'lsa bosqichda) Uning oldida o'lchovlar bor edi mahalliy,ochiq masofa, inson ko'ziga ko'rinadigan, ya'ni 100 km dan ortiq emas. Masalan, 1-va 2-mashqlarda qo'llaniladigan usullar. Bunday holatda erni bartaraf qilish, atmosfera hodisalari va hokazolar sababli xatolar muqarrar. Yuqori aniqlikka erishish uchun o'lchovlar amalga oshirilishi kerak global miqyosda, Yerning radiusiga teng masofada joylashgan. Iskandariya va Siena o'rtasida 800 km masofa etarli edi, shuning uchun Siena shahridagi quyosh nurlari N) Yer yuzasiga perpendikulyar va shuning uchun uning markazidan o'tadi - nuqta Z. Iskandariyada parallel nur ( A) burchakka hosil qiladi ACB vertikal holda. Yuzma burchakka tenglashtirilganidan parallel holda tenglashtiramiz So'm \u003d g. Belgilangan bo'lsa l bo'yining uzunligi va oralig'i xuning uzunligi ANkeyin nisbati olamiz. Uchburchakda burchak g ABC Eratostenlar o'lchandi, u 7,2 ° ga aylandi. Kattaligi x -iskandariyadan Sienagacha bo'lgan yo'lning uzunligi taxminan 800 km. Uning Eratosthenes ikki shahar o'rtasida muntazam ravishda boradigan tuya karvonlarining o'rtacha sayohat vaqtiga asoslangan holda, bematistlar -maxsus kasb egalari, masofani masofadan o'lchash. Endi aylananing uzunligini (ya'ni, er meridianining uzunligi) olish orqali, l \u003d 40,000 km Keyin erning radiusi R.tengdir l/ (2p), taxminan 6400 km. Erning meridianining uzunligi 40 ming km atrofida ifodalanganligi haqiqatan ham ajablanarli emas, chunki 1 metr uzunlikdagi birlik (18-asr oxirida Frantsiyada) Yer atrofini qirq millioninchi qismi (ta'rifi bo'yicha!) Kiritilganligini eslaymiz. Eratostenlar, albatta, boshqa o'lchov birligidan foydalanganlar - bosqichlari(taxminan 200 m). Misr, yunon, bobilliklar va ulardan qaysi biri Eratosthenes ishlatilganligi ma'lum emas. Shuning uchun uni o'lchashning aniqligi haqida ishonch hosil qilish qiyin. Bundan tashqari, muqarrar xato tufayli yuzaga keldi geografik joylashuvi Ikki shahar. Eratostenlar shunday fikr yuritdilar: agar shaharlar bir xil meridian (ya'ni, Iskandariya, Siena shimolida joylashgan) ustida joylashgan bo'lsa, o'sha paytda tushdan keyin sodir bo'ladi. Shunday qilib, har bir shaharda Quyoshning eng yuqori pozitsiyasida o'lchovlarni o'tkazgan holda, biz to'g'ri natijani olishimiz kerak. Lekin, aslida, Iskandariya va Siena bir xil meridian ustida bo'lishdan uzoq. Endi bu xaritaga qarab osongina ko'rinadi, lekin Eratosthenes bunday imkoniyatga ega emas, u faqat birinchi xaritalarni tuzishda ishladi. Shuning uchun uning usuli (mutlaqo to'g'ri!) Yerning radiusini aniqlashda xatoga yo'l qo'ydi. Shunga qaramasdan, ko'plab tadqiqotchilar Eratostenlarning aniqligi yuqori ekanligini va 2 foizdan kamrog'ini xato qilib qo'yganiga amin bo'lishadi. Insoniyat ushbu natijani faqat XIX asrning o'rtalarida, 2 ming yildan keyin yaxshilashi mumkin edi. Bu ishda Fransiyada bir guruh olimlar va Rossiyada V.Y. Struve ekspeditsiyasi ishlagan. Hatto buyuk davrda ham geografik kashfiyotlarXVI asrda odamlar Eratosthenlarning natijasiga erisha olmadilar va noto'g'ri uzunlik qiymatini ishlatishdi. tuproq doirasi 37.000 km. Kolumb yoki Magellan Yerning haqiqiy o'lchamlari va ular qanday masofani qamrab olishi kerakligini bilmas edi. Ekvatorning uzunligi aslida 3000 kilometrga teng, deb o'yladilar. Agar ular bilsalar, ular suzmagan bo'lishi mumkin.
Markazda nima bor?
Oldindan yoqdi Qadimgi dunyo bizni tarix saboqlaridan tanish bo'lgan koinotning tuzilishi g'oyasi shundan iboratki, dunyoning markazida aylana Yer atrofida aylana aylanadiki, Oy va Quyoshni o'z ichiga olgan 7 sayyora (sayyora deb ham hisoblangan) aylana aylanadi. Har bir narsa samolyot sharlari bilan tugaydi va unga yulduzlar biriktirilgan. Sfera Yer atrofida aylanadi va 24 soat ichida to'liq aylanadi. Vaqt o'tib, ushbu model bir necha bor tuzatilgan. Shunday qilib, ular samoviy sferaning harakatsizligiga ishonishdi va Yer o'z o'qi atrofida aylanadi. Keyin ular sayyoralarning traektoriyalarini tuzatishga kirishdilar: aylanalar sikloidlar bilan almashtirildi, ya'ni bir doira bo'ylab harakatlanadigan joylarni tasvirlaydigan chiziqlar (G. N. Berman, Cycloid, A. Markushevich S.Verovning "Cycloid Mysteries" 8-sonli, 1975-yil va S.Gindikinning "Tsikloidning Yulduzli davri" nomli maqolasi, 6-son, 1985). Tsikloidlar kuzatuv natijalari bilan yaxshi kelishishgan, xususan, sayyoralarning "orqadagi" harakatlarini izohlaganlar. Bu shunday geosentrikdunyoning tizimi, uning markazida Yer ("gey"). Ikkinchi asrda, u Kataloniya Ptolemey (87-165), mashhur yunon astronomi, Misr shohlari nomasi, "Almagest" kitobida yakuniy shaklni oldi. Vaqt o'tib, ba'zi sikloidlar murakkablashdi, yangi oraliq doiralar qo'shildi. Umuman olganda, Ptolemey tizimi Kopernik va Kepler kashfiyotlaridan oldin XVI asrga qadar bir yarim ming yillar davomida hukmronlik qildi. Dastlab geosentrik modelni Aristarx ta'qib qilgandi. Biroq, Quyoshning radiusi Erning radiusini 6,5 marta tashkil etganini hisoblab, u oddiy bir savol berdi: nega bunday katta Quyosh bunday kichik Yer atrofida aylanish kerak? Axir, agar Quyoshning radiusi 6,5 marta katta bo'lsa, unda uning miqdori deyarli 275 marta katta! Shunday qilib quyosh dunyoning markazida bo'lishi kerak. Yer atrofida 6 sayyora atrofida aylanadi. Va ettinchi sayyora, oy, er yuzida aylanadi. U paydo bo'ldi helyosentrikdunyo tizimi ("Helios" - Quyosh). Aristarkning o'zi ham bunday modelning sayyoralar orbitlarida sayyoralarning aniq harakatini yaxshiroq tushuntirib berayotganini, kuzatishlar natijalari bilan yanada yaxshi kelishuvga erishilganini ta'kidladi. Biroq, na olimlar, na rasmiylar buni qabul qildilar. Aristarx buzuqlik va zulm bilan ayblangan edi. Qadimgi astronomlardan faqat Seleucus yangi modelning tarafdoriga aylandi. Hech kim uni qabul qilmadi, hech bo'lmaganda tarixchilar bu haqda hech qanday ma'lumotga ega emaslar. Aristarxga sig'inib, ko'plab g'oyalarini rivojlantirgan Arximed va Hipparch hatto Quyoshni dunyoning markaziga qo'yishga jur'at etmadi. Nima uchun
Nima uchun bu dunyo heliotsentrik tizimni qabul qilmadi?
Xo'sh, 17 asr mobaynida olimlar Aristarxning taklif etgan dunyodagi oddiy va mantiqiy tizimini qabul qilmadilar? Bu Ptolemeyning rasman e'tirof etilgan geokimyoviy tizimi ko'pincha muvaffaqiyatsizlikka uchraganiga qaramay, sayyoralar va yulduzlarning kuzatuvlari natijalariga to'g'ri kelmadi. Biz barcha yangi doiralarni (ya'ni, deyiladi) qo'shishimiz kerak edi ichki ichki qismlar)sayyoralarning harakatlarini "to'g'ri" izohlash uchun. Ptolomey o'zi qiyinchiliklarni qo'rqitmadi, u shunday yozgan: "Agar biz ularning mohiyatini bilmasak nega biz osmon jismlarining murakkab harakatiga hayron qolishimiz kerak?" XIII asr bu doiralar 75 ta to'plangan! Model juda hashamatli bo'lib, ehtiyotkor e'tirozlar eshitila boshlandi: dunyo juda chindan ham ishlaydimi? Zamonaviy Ispaniyaning bir qismini egallagan davlat Kastiliya va Leon shohi Alphonse X (1226-1284) ishi keng tarqalgan. U dunyoning eng yaxshi astronomlari, ellik eng yaxshi astronomlarini bir joyga jamlagan ilm-fan va san'at patroni, "agar Rabbiy dunyo yaratilishida meni hurmat qilsa va mening maslahatimni so'rasa edi, juda oson bo'lar edi", degan ilmiy ma'ruzalardan birida shunday dedi: Bunday jasorat podshohlarga ham kechirilmadi: Alphons bo'shatildi va monastirga yuborildi. Ammo shubha qolmadi. Ularning ba'zilari Quyoshni olamning markaziga joylashtirish va Aristarchus tizimini qabul qilish orqali hal qilinishi mumkin edi. Uning yozuvlari yaxshi ma'lum edi. Biroq, asrlar davomida hech qanday olim bunday qadamni olishga jur'at eta olmadi. Buning sabablari faqat Ptolemey nazariyasini faqat haqiqiy deb hisoblagan hokimiyat va rasmiy cherkovdan qo'rqib qolmadi. Va faqat insoniy tafakkurning inertligida emas: bizning Yer bizning dunyo emas, balki oddiy sayyora ekanligini tan olish ham oson emas. Holbuki, haqiqiy olim uchun ham qo'rquv, na stereotiplar haqiqatga to'sqinlik qilmaydi. Geliotsentrik tizim juda ilmiy, hatto geometrik sabablarga ko'ra ham rad etilgan. Agar Yerni Quyosh atrofida aylantirsa, uning traektori Erdan Quyoshgacha bo'lgan radiusga teng bo'lgan doira hisoblanadi. Ma'lumki, bu masofa 23 455 Er radiusi, ya'ni 150 million kilometrdan ortiq. Bu olti oy ichida Yer 300 million kilometrni tashkil qiladi. Gigant hajmi! Ammo er yuzidagi kuzatuvchilar uchun osmonning surati bir xil bo'lib qolaveradi. Yer yaqinlashib kelmoqda, keyin yulduzlardan 300 mln. Kilometr uzoqlashadi, lekin yulduzlar o'rtasida (masalan, yulduz turkumlarining shakli), yorug'likning o'zgarishi ham o'zgarmaydi. Ya'ni yulduzlardagi masofalar bir necha ming barobar ko'p bo'lishi kerak, ya'ni samoviy maydon mutlaqo aql bovar qilmaydigan darajada bo'lishi kerak!