Системы координат и высот

Определение положения точек земной поверхности. Географические координаты: геодезические и астрономические координаты.

Под координатами в общем смысле понимают числа, определяющие положение точки на плоскости, любой поверхности или в пространстве.

В геодезии под координатами понимают совокупность трёх чисел, определяющих положение точки земной поверхности относительно некоторой исходной поверхности.

При определении координат точек земной поверхности в геодезии применяются следующие системы координат:

- система астрономических координат;

- система геодезических координат;

- система географических координат;

- система прямоугольных координат;

- зональная система координат в проекции Гаусса-Крюгера;

- система полярных координат.

\

А) Система астрономических координат

В системе астрономических координат положение точки определяется на уровенной поверхности (поверхности геоида) значениями астрономических широты и долготы , получаемых по наблюдениям небесных светил.

За начало отсчёта координат в данной системе принимают плоскость экватора ЕQ, перпендикулярную к оси вращения Земли, и плоскость начального астрономического меридиана РМ₀ Р₁, в качестве которого принят Гринвичский меридиан ( рисунок 1 ).

Астрономическая широта - угол, образованный отвесной линией МО в данной точке и плоскостью экватора. Широты отсчитываются к северу и югу от экватора от 0⁰ до 90⁰. Они называются южными, если точки расположены к югу от экватора, и северными, если точки расположены к северу от него.

Астрономическая долгота - двугранный угол между плоскостями астрономического меридиана данной точки РmР₁ и начального меридиана РМ₀Р₁. Долготы отсчитывают в градусной мере от 0⁰ до 180⁰ или в часовой от нуля до 12 часов к востоку и западу от начального меридиана и называют восточными и западными.

Третьей координатой в этой системе координат является ортометрическая высота Н₀ - высота точки М физической поверхности Земли над поверхностью геоида (рисунок 1.3).

Б). Система геодезических координат

К оординатными плоскостями в этой системе координат являются плоскость экватора земного эллипсоида и плоскость Гринвичского меридиана, принятого за начальный (рисунок 2).

Плоскость экватора ЕQ проходит через центр эллипсоида О перпендикулярно к оси вращения РР₁ эллипсоида. Плоскость РmР₁, проходящая через нормаль Мр к поверхности эллипсоида в данной точке М, называется плоскостью геодезического меридиана этой точки. В качестве начального меридиана принят Гринвичский меридиан. В системе геодезических координат положение точки определяется на поверхности земного эллипсоида значениями геодезической широты В, геодезической долготы L и геодезической высоты Н_Г .

Геодезическая широта В точки М - угол между нормалью Мр к поверхности эллипсоида в данной точке и плоскостью экватора ЕQ.

Геодезическая долгота L точки М - двугранный угол между геодезическим меридианом данной точки РМР₁ и начальным РМ₀ Р₁, в качестве которого принят Гринвичский меридиан.

Геодезические широта и долгота отсчитываются точно так же, как и астрономические.

Геодезическая высота Н_Г точки М (рисунок 5) - расстояние по нормали от данной точки на физической поверхности до её проекции на поверхность земного эллипсоида.