1.3 Координаталар жүйесі
Белгілі бір нүктенің жер бетіндегі орнын оның координаталары арқылы анықтауға болады. Геодезияда мынандай түрлері қолданылады: географиялық, геодезиялық, полярлық және тік бұрышты.
а) географиялық координаталар. Нүктенің жер бетіндегі орнын жалпы дүние жүзілік масштабта анықтау үшін географиялық координаталар қолданылады. Оларды ендік – φ және бойлық - λ дейді
Сурет 1.3
Ендік – берілген нүкте – Р арқылы өтетін тіктеуіш сызықпен экватор жазықтығы арасындағы бұрыш, ал – λ бойлық – сол Р нүктесі арқылы өтетін меридиан жазықтықтары арасындағы бұрыш. Бойлық бастапқы меридианнан басталып 0º-180º-қа дейін, батысқа /батыс бойлық /не шығысқа /шығыс бойлық/ қарай есептелінеді. Ендік экватордан екі жаққа солтүстік және солтүстікке қарай 0º тан 90º-қа дейін саналады. Ендік солтүстік жарты шарда – оң, оңтүстікте – теріс болып келеді.
Географиялық координаталар астрономиялық бақылаулар арқылы анықталады.
б/ Тік бұрышты координаталар
Жер бетіндегі нүктелердің орны көбінесе Х,У,Н – тік бұрыш координаталары арқылы анықталады. Тік бұрышты координаталар жүйесі бір нүкте /координаталар басы 0/ арқылы өтетін жазықтығы – Х және У осьтерінің жиынтығы. Геодезияда Х осі – абсцисса, ал У – координата осьтері болып аталынады. Хв мен Ув координаталары В - нүктесінің проекциясы в-нің Х пен У осінен қандай қашықтықта /ов=Хв; ов2=Ув/ орналасқанын көрсетсе, Нв координатасы В нүктесінің деңгей беттен қанша биіктікте тұрғанын көрсетеді /1.4 – сурет /. Х,У және Н координаталары ширектерге байланысты оң да, теріс те болып келеді. Математикадағы керісінше, геодезияда абсцисса осі – Х меридиан бағытымен беттесіп тік орналасады.
Сурет 1.4
1.4 Гаусс проекциясы және оған сәйкес координаталар жүйесі
Жердің бетін немесе оның жеке бөлшектерін планға, картаға түсіру үшін оның әрқилы биіктікте орналасқан нүктелері жазықтық бетке проекцияланады. Проекциялану кезінде мына төменгі шарттар сақталуы қажет:
жер бетіндегі ара қашықтықтардың өзгерісінің ауытқу мөлшерінің шамалы болуы;
жер бетіндегі бұрыштың проекцияға ешқандай өзгеріссіз түсірілуі;
географиялық координаталардан тік бұрышты координаталар жүйесіне көшу мүмкіндігі.
Осы жоғарыда айтылған шарттарға көлденең цилиндрлік деп аталынатын неміс ғалымы Гаусс ұсынған проекция тәсілі сәйкес келеді. Бұл проекцияда Жер эллипсоидының беті зоналарға бөлінген. Ол зоналар (1.5-сурет) шығысы мен батысында меридиандармен шектеліп, оңтүстік полюспен солтүстік полюске қарай созылып жатады.
Сурет 1.5
Зоналардың бойлықтағы ені 6º тық болып келеді, нөмерлері Гринвич меридианынан шығысқа қарай белгіленеді.
Қазақстанның кең байтақ территориясы 6º-тық зоналар бойынша есептегенде 6-ден 15-ші зонаға дейінгі аралықты алып жатыр. Гаусс проекциясында зоналардың орталық /осьтік/ меридианы жазықтыққа ешқандай өзгеріссіз проекцияланады, ал осьтік меридианнан алыстаған сайын қашықтықтар аздаған өзгеріс табады.
Кей уақытта үлкен дәлдікті қажет өтетін жұмыстарда жер шарының бетін жазықтыққа 3º-тық зоналар арқылы проекциялайды
Зоналардың осьтік меридианы /Х осі/ мен экваторы /У/ жазықтықта өзара перпендикуляр түзу сызықтармен кескінделеді, олардың қиылысу нүктесі координаталар басы болады (1.6 – сурет).
Сурет 1.6
Қазақстан Солтүстік жарты шарда жатқандықтан барлық нүктелердің абсциссалары – Х оң болып, ал ординаталары – У әр зонаның осьтік меридианнан шығыс жағында - оң, ал батысында теріс болып келеді.
Теріс ординталармен жұмыс істеудің кей уақытта қолайсыздығынан У – осінің басын батысқа қарай 500 км-ге шегеру келісілген, демек зоналардың ординаталары қайталанып отырады. Сондықтан нүктенің қай зонада орналасқанын білу үшін У мағынасының алдына сол зонаның нөмірі жазылады. Мысалы, 1.6 суретте А және В нүктелері 12 – зонада орналасқан делік, ал олардың шын координаталары УА =12625 км, УВ =12385 км-ге тең. Бұл мысалдан мынаны көруге болады, егер нүктенің ординатасы 500 км-ден артық болса, ол нүкте А зонаның шығыс жағына орналасқаны, ал нүкте ординатасы 500 км-ден кем болса, онда ол нүкте В – зонаның батыс жағында болғаны.
Әрі қарай әр зона осьтік меридиан экваторға параллель өтіп жүргізілген кереге көз сызықтарға бөлініп, олар тік бұрышты координаталар торы не километрлік тор деп аталынады.