1. Система координат - комплекс определений, реализующий метод координат, то есть способ определять положение точки или тела с помощью чисел или других символов. Совокупность чисел, определяющих положение конкретной точки, называется координатами этой точки.

Система координат проекции определяется на плоской, двухмерной поверхности. В отличие от географической системы координат, система координат проекции характеризуется постоянством длин, углов и площадей в двух измерениях. Она всегда базируется на географической системе координат, основанной на сфере или сфероиде.

Исходные геодезические даты- совокупность величин, определяющих положение референц-эллипсоида, принятого для обработки.

Координатная система отсчёта – система координат, связанная с Землёй исходными геодезическими деталями (ИГД и DATUM)

Составная система отсчёта – описание местоположения с использованием двух независимых систем, одновременно использующих геодез. коорд. (широты и долготы) и нормальные высоты пунктов.

Геодезическая отсчётная основа – совокупность геодезических пунктов (или иных объектов) и соответствующих значений координат.

Картографическое проектирование – перевычисление координат, когда одна координатная система является геодезической, а другая плоской.

Трансформирование координат – перевычитание координат точек из одной системы в другую.

2. Высота – расстояние от отсчётной поверхности до выбранной точки по нормали к этой поверхности.

Геодезическая высота -  высота некоторой точки физической поверхности земли называется отрезок нормали к эллипсоиду от его поверхности до данной точки. 

Нормальная высота - точки, расположенные на одной уровенной поверхности, имеют в общем случае неодинаковые нормальные высоты, кроме случая, когда точки располагаются на одной параллели (то есть, имеют одинаковую широту).

Высота квазигеоида - высота квазигеоида над эллипсоидом, - должны измеряться по нормали к эллипсоиду.

Уровенная поверхность -  называют выпуклую поверхность, касательная к которой в любой точке перпендикулярна направлению отвесной линии. Ур.пов-ть мысленно можно провести через любую точку на поверхности Земли, под землей и над землей. Реально уровенную поверхность можно представить как водную пов-ть пруда, озера, моря, океана в споколйном состоянии.

Геоид – его поверхность всюду перпендикулярна отвесной линии. Это главная уровенная поверхность Земли.

Геопотенциал – потенциал земной силы тяжести, равный потенциальной энергии массы относительно уровня моря, или работу, которую надо совершить для поднятия единицы массы от среднего уровня моря до рассматриваемого уровня.

3. GPS - система глобального позиционирования, обеспечивающая измерение

 расстояния, времени и определяющаяместоположениe. Позволяет в любом месте Земли (не включая приполярные области), почти при любойпогоде, а также в космическом пространстве вблизи планеты определить местоположение и скоростьобъектов.

CNSS – Глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС) предназначена для непрерывного и высокоточного определения координат места различных подвижных объектов.

GPSNAVSTAR – измерение дальности и времени по навигационному спутнику, Глобальная система позиционирования

ГЛОНАСС – Глоба́льная навигацио́нная спу́тниковая систе́ма (ГЛОНА́СС) — российская спутниковая система навигации, разработка которой началась в СССР по заказу Министерства обороны.

ПЗ-90 – начало системы расположено в центре масс Земли. Ось Z направлена к среднему северному полюсу на эпоху 1900 – 1905 гг.

WGS-84 – представляет собой привязанную к Земле глобальную опорную систему, включая модель Земли, и определяется набором основных и вспомогательных параметров 

ITRF –  Международная земная система координат — стандартная земная система координат, принятая МАС в 1991 году. Началом отсчета является центр масс Земли (включая океан и атмосферу).

ITRS Международная земная система координат, International Terrestrial Reference 

System — описываетпроцедуры для системы измерения земных координат

СК-42 – Единая система координат 1942 года, координатная система отсчёта.

СК–95 – Единая государственная система геодезических координат 1995 года, координатная система отсчёта.

БСНВ-77 – была введена указом ГУГК при СССР и ВГУ от 5.06.1978г.

4. Форма и размеры Земли.

На протяжении 4,5 м.л. проходит эволюция Земли, как планеты с центробежной силой (к), гравитации (F). Равнодействующая двух сил, есть сила притяжения (g)

k – принимает максимальное значение на экваторе и стремится к нулю на полюсах

F – как и (g) принимает наибольшее значение на полюсах и на экваторе, обратно пропорционально расстоянию в квадрате.

Эллипсоидом вращенияназывается геометрическое тело, образуемое вращением эллипса вокруг его малой оси.

О бозначения: O– центр эллипсоида;P– северный полюс;P’– южный полюс;PP’ – ось вращения эллипсоида;F₁иF₂– точки фокуса эллипсоида;a– большая полуось ;b– малая полуось;ECE’C’- экватор;E₁C₁E’₁C’₁- параллель;PE₁EP’E’E’₁иPC’₁C’P’CC₁– меридианы.

Меридианом называется сечение поверхности эллипсоида плоскостью, проходящей через малую полуось эллипсоида. Меридианы представляют собой эллипс. Например,PE₁EP’E’E’₁иPC’₁C’P’CC₁– меридианы.

Параллелью называется сечение поверхности эллипсоида плоскостью, перпендикулярной к оси вращения эллипсоида. Параллель представляет собой окружность. Например,ECE’C’иE₁C₁E’₁C’₁– параллели.

Наибольшая параллель (ECE’C’), плоскость которой проходит через центр эллипсоида О, называется экватором. Экватор является окружностью радиусаа, гдеа – большая полуось эллипсоида.

Линейным эксцентриситетом называется расстояние от центра эллипсоида О до каждого из его фокусовF₁илиF₂.

5. Общие понятия о фигуре Земли. Ориентирование общего земного эллипсоида в теле Земли. Ориентирование референц –эллипсоида в теле Земли. Определение геодезической широты. Определение геодезической долготы.

Уровенная поверхность Земли имеет сложную форму и называется поверхностью геоида, а тело, ограниченное ею,— геоидом. Исследованиями установлено, что фигура геоида близко подходит к поверхности сфероида.

Сфероидом называется эллипсоид, который получается от вращения эллипса вокруг его малой оси. Размеры земного эллипсоида определяются длинами боль­шой и малой полуосей.

Земной эллипсоид — эллипсоид вращения, размеры которого подбираются при условии наилучшего соответствия фигуре квазигеоида для Земли в целом (общеземной эллипсоид) или отдельных её частей (референц-эллипсоид).

Фигура референц-эллипсоида наилучшим образом подходит для территории отдельной страны или нескольких стран. Как правило, референц-эллипсоиды принимаются для обработки геодезических измерений законодательно. В России/СССР с 1946 года используется эллипсоид Красовского.

Ориентирование референц-эллипсоида в теле Земли подчиняется следующим требованиям:

1. Малая полуось эллипсоида (b) должна быть параллельна оси вращения Земли.

2. Поверхность эллипсоида должна находиться возможно ближе к поверхности геоида в пределах данного региона.

Для закрепления референц-эллипсоида в теле Земли необходимо задать геодезические координаты B₀, L₀, H₀ начального пункта геодезической сети и начальный азимут A₀ на соседний пункт. Совокупность этих величин называется исходными геодезическими датами.

Геодезическая долгота - это угол между начальным меридианом и меридианом данной точки.

Геодезическая широта - это угол между нормалью точки и плоскостью экватора.

6. Система отсчёта и проекции. Проекция для составления карт РФ. Формирование значений координат точки в отдельной зоне Гаусса. Определение термина «МУН» Определение процессии оси вращения Земли. Определение нутации оси вращения Земли. Термин «УЗП» Схема геоцентрической Земной системы отсчёта. Установление ПЗ-90. Установление WGS–84)

В проект включены карты в следующих проекциях:

1. Нормальная коническая равнопромежуточная проекция Каврайского (10)

2. Разработана для карт СССР 1 тома БСАМ 

3. Нормальная коническая равнопромежуточная проекция Нефедовой (проекция ПКО) для карты России и сопредельных государств масштаба 1:2 500 000, 1999г. 

4. Нормальная коническая равноугольная проекция Ламберта - Гаусса (12) 

5. Нормальная коническая равнопромежуточная проекция карты СССР масштаба 1:2 500 000 (до 1999года) Эта карта долгие годы была базовой для составления тематических карт 

6. Нормальная коническая равнопромежуточная проекция Красовского (11)

7. Разработана для шара, прекрасно подходит для целостного мелкомасштабного

8. отображения территории России 

9. Косая перспективно-цилиндрическая проекция Соловьева (15) Разработана специально для школьных карт 

10. Косая перспективно-цилиндрическая проекция ЦНИИГАиК (13) Выбрана для Национального Атласа России 

11. Вариант проекции Генеральной карты Российской империи 1745 года  В скобках даны номера проекций по Атласу для выбора картографических проекций 1957г. 

На топографических картах масштаба 1 : 500 000 и крупнее кроме геодезической сетки наносится прямоугольная координатная сетка. Приняв осевой (средний) меридиан в каждой зоне за ось X (абсцисс), а экватор — за ось У (ординат), а их пересечение за начало координат, получим систему плоских прямоугольных координат Гаусса для данной зоны. В топографии и геодезии ориентирование производится по северу со счетом углов по ходу часовой стрелки. Поэтому для сохранения знаков тригонометрических функций положение осей координат в зоне Гаусса повернуто на 90° относительно осей, принятых в декартовой системе прямоугольных координат. За положительное направление осей приняты: для оси X — направление на север, для оси Y — на восток. Положение точки А в координатной зоне определяется ее расстоянием х_А и y_A от осей координат. Что касается ординат, то они в каждой зоне могли бы быть как положительными, так и отрицательными. Для удобства работы с картами условились значение ординаты Y осевого меридиана каждой зоны принимать равным 500 км, т. е. начало координат как бы вынесли к западу за пределы зоны.

Прецессия — явление, при котором момент импульса тела меняет своё направление в пространстве под действием момента внешней силы.

Процессия заставляет ось вращения Земли описывать конус с угловым радиусом около 23°27' относительно перпендикуляра к плоскости земной орбиты (т.е. к эклиптике). Период полного оборота составляет 25725 лет. Главный источник вращающего момента - действие гравитации Солнца и Луны на экваториальную "выпуклость" Земли. (Если бы Земля имела идеально сферическую форму, то прецессии бы не было. Вращение Земли, однако, приводит к тому, что ее экваториальный радиус превышает полярный примерно на 0,3%).

Нутация — слабое нерегулярное движение вращающегося твёрдого тела, совершающего прецессию. Напоминает «подрагивание» оси вращения и заключается в слабом изменении так называемого угла нутации между осями собственного и прецессионного вращения тела.

Скорость прецессии и амплитуда нутации связаны со скоростью вращения тела (изменяя параметры прецессии и нутации в случае, если есть возможность приложить силу к оси вращающегося тела, можно изменить скорость его вращения).

УЗП – условный земной полюс. УЗП обычно выбирают так, чтобы он находился недалеко от положения эфемеридного полюса, усреднённого на некотором интервале времени. Ось направлена по нулевому меридиану МСВЗ, а ось под углом 90˚ на запад

Геоцентрическая система отсчета — это просто система отсчета, где начало координат размещено на Земле. Геоцентрическая система мира — это представление об устройстве мироздания. В узком смысле слова оно заключается в том, что Вселенная ограничена, и Земля неподвижно расположена в её центре. 

Параметры Земли 1990 года (ПЗ-90) — система геодезических параметров, включающая фундаментальные геодезические постоянные, параметры общеземного эллипсоида, параметры гравитационного поля Земли, геоцентрическую систему координат и параметры ее связи с другими системами координат. Используется в целях геодезического обеспечения орбитальных полётов и решения навигационных задач (в частности, для обеспечения работы глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС). ПЗ-90 заменила предыдущие наборы ПЗ-77 и ПЗ-85 и является альтернативой WGS 84.

Начало и оси системы координат WGS-84 определяются следующим образом: a)  Начало координат - центр массы Земли; b)  Ось Z - направление Обычного земного полюса (СТР) для определения смещения полюса, как это определено BIH на основе координат, принятых для пунктов BIH; c) Ось X - пересечение плоскости исходного меридиана WGS-84 и плоскости экватора СТР, при этом в качестве исходного меридиана берется нулевой меридиан, определенный BIH на основе координат, принятых для пунктов BIH; d)  Ось Y - завершает правостороннюю ортогональную систему координат с началом в центре Земли и привязанную к Земле (ECEF);

7. Эволюция со и отчётных систем в рф:

Эллипсоид Красовского, СК-42, СК-95

Эллипсоид Красовского — земной эллипсоид, форма и размеры которого были вычислены советским геодезистом А. А. Изотовым, и который в 1940 г. назван именем Ф. Н. Красовского.

На эллипсоиде Красовского основана геодезическая система координат Пулково-1942 (СК-42), СК-63, используемая в России и некоторых других странах, а также системы координат Afgooye и Hanoi 1972.

СК-42. Картографическая система координат 1942 года (СК-42) представляет собой систему плоских прямоугольных координат. Она основана на проекции Гаусса — Крюгера, которая была предложена еще в первой половине XIX в. и используется до сих пор. Часто СК-42 и проекцию Гаусса — Крюгера отождествляют, хотя, строго говоря, это не одно и то же.

Понятие развития отсчётной системы СК-42.

В 30-е годы начались работы по выводу параметров эллипсоида и АГС, и её уравнивание. В результате полили эллипсоид Красовского. 04.07.42 г в качестве референц эллипсоида приняли эллипсоид ЦНИИГАиК.

8. Современное развитие со и отсчётных основ России.

Система координат СК–1995 (СК-95) была введена в качестве государственной 1 июля 2002 г. При создании СК–95 измерения, выполненные для всей сети, были совместно уравнены. Это позволило устранить неоднородность в точности элементов сети, исправить искажения на стыках сетей 2 класса и полигонов 1 класса, а также повысить точность взаимного положения смежных пунктов. В этой системе для плоских прямоугольных координат также применяется проекция Гаусса-Крюгера с шестиградусными зонами. В СК-95 используется эллипсоид Красовского, который ориентируется таким образом, чтобы пространственные координаты начального пункта (Пулково) были одинаковы в СК-42 и СК-95.

ГГС включает в себя геодезические построения различных классов точности:

·          фундаментальную астрономо-геодезическую сеть;

·          высокоточную геодезическую сеть;

·          спутниковую геодезическую сеть 1 класса;

·          астрономо-геодезическую сеть и геодезические сети сгущения.

ФАГС - Фундаментальная астрономо-геодезическая сеть: обеспечено функционирование и поддержание в рабочем состоянии 16-ти пунктов.

9. Системы высот

Национальные системы высот в геодезии — принятые в разных странах стандарты для определения высоты точек на местности. Используются в любой проектной документации по строительству.

Связь высот.

Для связи гипсометрических и геодезических высот имеется соотношение H^г = H^гипс + ζ, где H^г – геодезическая высота точки, H^гипс – гипсометрическая высота (высота в физическом понимании), ζ – геоидальная составляющая высоты.

Нормальные высоты могут быть определены из результатов нивелирования, а также вычислены по геодезическим высотам, если есть информация о разностях (Н^г – Н^γ), то есть высотах квазигеоида ζ.

10. Гнс России

Высоты пунктов государственной ниве­лирной сети определяют методом геометрического нивелирования. По точности и назначению государственная нивелирная сеть разделяется на сети I, II, III, и IV классов.

Балтийская система высот — принятая в СССР в 1930 году система абсолютных высот, отсчёт которых ведётся от нуля Кронштадтского футштока. От этой отметки отсчитаны высоты опорных геодезических пунктов.