Координатни системи, използвани в геодезията и топографията

За да разрешите повечето проблеми в приложните науки, трябва да знаете местоположението на обект или точка, което се определя чрез прилагане на една от приетите координатни системи. Освен това съществуват и системи за надморска височина, които определят и височината на точката на повърхността на Земята.

Какви са координатите?

Координатите са цифрови или азбучни стойности, с които можете да определите местоположението на точка в терена. Вследствие на това координатната система е колекция от същите стойности, имащи същия принцип за намиране на точка или обект.

Намирането на местоположението на дадена точка е необходимо, за да се решат много практически проблеми. В такава наука като геодезията определянето на местоположението на дадена точка в дадено пространство е основната цел, върху постигането на която се изгражда всяка следваща работа.

Повечето координатни системи, като правило, определят местоположението на точка в равнина, ограничена само до две оси. За да се определи положението на точка в триизмерното пространство, се използва и система от височини. С него можете да намерите точното местоположение на обекта, който търсите.

Накратко за координатните системи, използвани в геодезията

Координатните системи определят местоположението на точка в територията земната повърхност, давайки му три ценности. Принципите на тяхното изчисление са различни за всяка координатна система.

Основните пространствени координатни системи, използвани в геодезията, са:

1. Геодезически.
2. Geographic.
3. Полярният.
4. Правоъгълна.
5. Зоналните координати на Gauss-Krueger.

Всички системи имат своя начална точка, стойностите за местоположението на обекта и областта на приложение.

Геодезически координати

Основната фигура, използвана за четене на геодезическите координати, е елипсоидът на Земята.

Елипсоидът е триизмерна компресирана фигура, която най-добре представя формата на земното кълбо. С оглед на факта, че земното кълбо е математически неточна фигура, вместо него се използва елипсоид за определяне на геодезическите координати. Това улеснява изпълнението на много изчисления за определяне на позицията на тялото на повърхността.

Геодезическите координати се определят от три стойности: геодезическа географска ширина, дължина и надморска височина.

1. Геодезическата географска ширина е ъгълът, чийто произход се намира в равнината на екватора, а крайът - в перпендикуляра, привлечен към желаната точка.
2. Геодезическата дължина е ъгълът, който се отчита от нулевия меридиан до меридиана, на който се намира желаната точка.
3. Геодезическата височина е величината на нормата, привлечена от повърхността на елипсоида на земното въртене от дадена точка.

Географски координати

За да се решат проблемите с висока точност на по-високата геодезия, е необходимо да се прави разлика между геодезическите и географските координати. В системата, използвана в инженерното геодезия, такива разлики, поради малкото пространство, покрито от работата, обикновено не се извършват.

За да се определят геодезическите координати, елипсоидът се използва като еталонна равнина, а за определяне на географските координати се използва геоидът. Геоидът е математически неточна фигура, по-приблизителна спрямо действителната фигура на Земята. За нивото си на повърхността вземете една, която продължава под морското равнище в спокойно състояние.

Географската координатна система, използвана в геодезията, описва позицията на точка в пространството с три стойности. Определението за географски Дължината съвпада с геодезичната, тъй като референтната точка също ще бъде нула меридиан, наречен Гринуич. Той минава през едноименната обсерватория в Лондон. Географска ширина се определя от екватора, държан върху повърхността на геоида.

Височината в системата от локални координати, използвани в геодезията, се измерва от морското равнище в спокойно състояние. На територията на Русия и страните от бившия Съветски съюз маркировката, от която се определят височините, е краят на кратера на Кронщад. Намира се на нивото на Балтийско море.

Полярните координати

Полярната координатна система, използвана в геодезията, има и други нюанси на продукта от измерванията. Използва се в малки участъци, за да се определи относителното местоположение на точката. Отправната точка може да бъде всеки обект, отбелязан като оригинал. По този начин с помощта на полярните координати е невъзможно да се определи уникалното местоположение на точка на територията на земното кълбо.

Полярните координати се определят от две величини: ъгъл и разстояние. Ъгълът се измерва от северната посока на меридиана до определената точка, определяйки неговата позиция в пространството. Но един ъгъл няма да бъде достатъчен, така че въвеждаме радиус вектор - разстоянието от точката на изправяне до желания обект. С тези два параметъра можете да определите местоположението на точката в локалната система.

Обикновено тази координатна система се използва за извършване на инженерна работа, извършена на малка площ от терена.

Правоъгълни координати

Правоъгълната координатна система, използвана в геодезията, се използва и в малки площи на терена. Основният елемент на системата е координатната ос, от която се извършва преброяването. Координатите на точката се намират като дължината на перпендикулярите, изведени от абсцисата и координатните оси до желаната точка.

Северната посока на оста X и източната ос Y се считат за положителни, а южната и западната оси са отрицателни. В зависимост от знаците и кварталите се определя определянето на точката в пространството.

Координати на Gauss-Kruger

Координатната система Gauss-Krueger е подобна на правоъгълна. Разликата е, че тя може да се приложи на цялата територия на земното кълбо, а не само за малки области.

Правоъгълните координати на зоните Гаус-Крюгер всъщност са проекцията на земното кълбо върху равнината. За практически цели е станало да се изобразят големи площи на земята на хартия. Нарушенията, възникващи по време на прехвърлянето, се считат за незначителни.

Съгласно тази система, земното кълбо е разделено на географска дължина в шест градусови зони с аксиален меридиан в средата. Екваторът е в центъра по хоризонталата. В резултат на това има 60 такива зони.

Всяка една от зоните има своя шестдесет правоъгълна координатна система, измерена по вертикалната ос от меридиан аксиален X, и по абсцисата - земния екватор от частта Y. За недвусмислено определяне на местоположението в целия свят, за да Х и Y стойности зона представляват брой.

Стойностите на оста X в Русия като правило са положителни, докато стойностите на Y могат да бъдат отрицателни. За да се избегне този знак минус в абсцисата стойностите, всяка зона меридиан условно прехвърлени на 500 метра западно. Тогава всички координати стават положителни.

Координатната система е предложена от Гаус и е изчислена математически от Крюгер в средата на двадесети век. Оттогава тя се използва в геодезията като един от основните.

Система Heights

Координатните системи и височини, използвани в геодезията, се използват за точно определяне на позицията на точка на земната територия. Абсолютните височини се измерват от морското равнище или от друга повърхност, взета като оригиналната. Освен това има относителни височини. Последните се отчитат като излишък от желаната точка до всяка друга. Удобно е да ги приложите към работа в локалната координатна система, за да опростите последващата обработка на резултатите.

Приложение на координатните системи в геодезията

В допълнение към горното, в геодезията има и други координатни системи. Всеки от тях има предимства и недостатъци. Съществуват и области на работа, за които един или друг начин за намиране е релевантен.

Целта на работата е да определи кои координатни системи, използвани в геодезията, да се използват най-добре. За работа в малки пространства е удобно да се използват правоъгълни и полярни координатни системи, а за решаване на мащабни проблеми, са необходими системи, които покриват цялата територия на земната повърхност.