Системы координат СК-42 и СК-95

К концу 50-х годов ХХ в. на территории нашей страны была создана грандиозная астрономо-геодезическая сеть общей протяженностью составляющих ее рядов триангуляции первого класса свыше 75000 км, образующих 87 полигонов. В этой сети было измерено 228 базисов первого класса и определено около 500 астрономических пунктов.

Такой основной государственной сетью была покрыта территория, площадь которой в 2 раза превышает площадь всей территории США.

Это была сеть, созданная по единому научному разработанному плану, в короткий срок, с исполнением всех измерений по единой программе новейшими высокоточными инструментами и приборами, к тому же практически на 60-70% оснащенная астрономо-гравиметрическими определениями. Государственная астрономо-геодезическая сеть страны являлась выдающимся достижением и не имела себе равных в истории того времени.

В нашей стране для обработки этой сети был разработан и впервые применен метод совместного использования астрономо-геодезических и гравиметрических измерений, в результате применения которого были получены размеры земного эллипсоида, наиболее соответствующего поверхности геоида. Размеры этого эллипсоида, получившего название эллипсоида Красовского, определенные в 1940 г. следующие: большая полуось, а=6378245м, сжатие α=1:298,3. Фигура Земли, образованная водами мирового океана в спокойном его состоянии, мысленно продолженная под сушей - называется геоидом. Гравиметрические определения – это измерения ускорений силы тяжести. Значения ускорения силы тяжести можно получить с помощью гравиметра, прибора, основанного на фиксации растяжения пружины в зависимости от изменения силы тяжести.

В 1942 г были получены данные, устанавливающие положение (ориентировку) эллипсоида в теле Земли. Эти данные называются в геодезии исходными геодезическими данными и определяются координатами одного их пунктов ГГС, которым является «сигнал А», находящийся вблизи Пулковской обсерватории.

Референцная система координат СК-42 длительное время существовала на всей территории СССР без каких-либо серьезных нареканий, пока не потребовалось определять взаимное положение пунктов, удаленных на большие расстояния – порядка нескольких тысяч километров. Полученные результаты при этом далеко выходили за рамки допустимых пределов.

За период 1946-1990 гг. астрономо-геодезическая сеть (АГС) на территории СССР существенно расширилась, качественно улучшилась и обновилась гравиметрическими измерениями на базисных сетях первоклассных полигонов.

В 1991г построенная на территории страны АГС из 164000 пунктов была уравнена как единое целое. Проведенное уравнивание показало необходимость в новой системе с однородной точностью координат по всей стране. Для повышения точности было решено использовать результаты высокоточных спутниковых измерений на 26 пунктах. Космической геодезической сети (КГС), построенной военными геодезистами, и 134 пунктах Доплеровской геодезической сети, созданной Роскартографией. В качестве дополнительных измерений в общее решение вошли геоцентрические расстояния геодезических пунктов, в использованием гравиметрических высот квазигеоида. Результаты проведенного в 1995 г совместного уравнивания стали основой геодезических координат СК-95.

Координаты начала геодезической сети в системах СК-42 и СК-95были приняты одинаковы.

Новая система координат СК-95 отличается от СК-42:

· повышением точности передачи координат на расстояния свыше 1000 км в 10-15 раз и точностью взаимного положения смежных пунктов ГГС в среднем в 2-3 раза;

· одинаковой точностью распространения системы координат для всей территории РФ и стран, входивших ранее в состав СССР;

· отсутствием региональных деформаций ГГС, достигающих в СК - 42 нескольких метров;

· возможностью создания высокоэффективной системы геодезического обеспечения на основе использования глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС.

При выполнении геодезических работ, особенно связанных с использованием спутниковых технологий, приходится решать задачу преобразования координат пунктов из одной системы в другую. В случаях использования локальных местных систем координат могут возникнуть серьезные затруднения, так как координаты исходных пунктов представлены в различных координатных системах, обычно заданных со сдвигом начала и поворотом осевого (центрального) меридиана.

Различают следующие методы преобразования координат:

1. Трехмерный, используемый при преобразовании пространственных прямоугольных или эллипсоидальных координат одной координатной системы в другую;

2. Двухмерный – для преобразования одной плоской координатной системы в другую подобную систему;

3. Комбинированный – для преобразования пространсввенной координатной системы в плоскую;

Одномерный, представляющий собой преобразование одной координаты (высоты) в другую подобную.