Системы координат и высот, применяемые в геодезии

   Координатами называют числа, определяющие положение точки земной поверхности относительно исходных линий или поверхностей.

Система географических координат. Географические координаты могут быть геодезическими и астрономическими. Г е о д е з и ч е с к и е  координаты определяют положение точки на поверхности референц-эллипсоида. В этой системе координатами являются широта и долгота точки, а исходными линиями – меридианы и параллели (рисунок 2.2).

   Если широты и долготы точки отнесены к поверхности геоида, то они называются  а с т р о н о м и ч е с к и м и  координатами  

   Система плоских прямоугольных координат Гаусса - Крюгера. Данную систему используют при крупномасштабном изображении значительных частей земной поверхности.

   В проекции Гаусса-Крюгера обеспечивается сохранение подобного изображения фигур при переходе с поверхности земного эллипсоида на плоскость. Возникающие при этом искажения в размерах фигур достаточно малы и легко учитываются.

   В этой системе поверхность земного эллипсоида разграничивают меридианами через 6 или 3^о по долготе на зоны. Нумерацию зон ведут от нулевого (Гринвичского) меридиана на восток. Число зон с долготой 6^о составляет 60, а с долготой 3^о – 120. Земной эллипсоид вписывают в цилиндр так, чтобы плоскость экватора совместилась с осью цилиндра (рисунок 2.3).

 

Рисунок 2.3 – Зональная система прямоугольных координат Гаусса-Крюгера

 

    

   Местная система плоских прямоугольных координат. Эту систему координат применяют для определения координат точек, на небольших участках земной поверхности принимаемых за плоскость (не более 20 х 20 км).

   На плоскости берутся две взаимно-перпендикулярные линии, которые называются  о с я м и  к о о р д и н а т: ось абсцисс XX  и ось ординат YY (рисунок 2.4). Точка пересечения их О служит началом координат.

   Направление оси абсцисс обычно принимают совпадающим с направлением меридиана. Координатами любой точки М будут являться длины перпендикуляров, опущенных из точки М на оси координат. Счет четвертей ведется от первой до четвертой по ходу часовой стрелки.

Абсциссы точек в первой и в четвертой четвертях будут положительные, а во второй и третьей – отрицательные. Ординаты точек в первой и второй четвертях  положительные, а в третьей и четвертой – отрицательные.

Система полярных координат. Эту систему применяют при определении положения точек на небольших участках земной  поверхности, обычно при топо-

 

графических съемках местности или при разбивочных работах в строительстве.

За начало координат в данной системе принимают точку О местности (рисунок 2.5), которую называют  п о л ю с о м. За начальную координатную линию принимают п о л я р н у ю  о с ь  ОА, расположенную на местности произвольно или вдоль известной стороны. Полярными координатами любой точки М местности будут являться  п о л я р н ы й  у г о л  (β) отсчитываемый от полярной стороны по ходу часовой стрелки и  п о л я р н о е  р а с с т о я н и е  ОМ = d, определяемое как радиус-вектор.                                                     

Система прямоугольных пространственных координат. В связи с применением спутниковых навигационных систем в геодезии начали применять систему прямоугольных пространственных координат (X, Y, Z). Начало ее находится в центре О земного эллипсоида, ось Z располагается вдоль полярной оси и направлена на Северный полюс Земли, ось X – в точку пересечения Гринвичского меридиана с экватором, а ось Y перпендикулярна оси X в плоскости экватора (рисунок 2.6).  

Эта система используется  для определения положения искусственных спутников Земли и ракет в трехмерной и космической геодезии. Сущность ее сводится к обработке геодезических измерений без проектирования их на уровенную поверхность Земли. Полученная система координат (OXYZ) участвует в суточном вращении Земли, оставаясь неподвижной пространственная система относительно точек земной поверхности, и по тому удобна для определения положения объектов земной поверхности.