Описание датума

использовать для вставки координат в градусной системе, снятых с мелкомасштабных карт, имеющих соответствующую шкалу.

Широта/Долгота

Датум обеспечивает пересчет в “градусную” систему на эллипсоиде WGS84. Это альтернативный путь пересчета в / из географических координат. Традиционный путь описан в разделе «Работа с географическими координатами».

Описание датума

Как было указано выше, описания доступных программе датумов (систем координат) хранятся в файле datums.ini, который находится в программной папке Digitals. Это обычный текстовый файл, который можно открыть для редактирования Блокнотом.

Если вы дополнили файл datums.ini описаниями своих систем координат, то следует позаботиться о том, чтобы данный файл был однаковым на всех ваших рабочих местах. Если программа не находит соответствующее имя датума при открытии карты, то пересчет будет недоступен, а заданный в свойствах карты датум сбрасывается.

Ситуация запутывается еще больше, если на разных компьютерах будут присутствовать файлы, содержащие датумы с одинаковыми именами, но разными параметрами систем координат. В этом случае результат пересчета будет совершенно непредсказуем.

Каждый датум описывается в отдельной секции файла. Общая схема секции следующая:

;Комментарий [ИмяДатума] Параметр=Значение

Здесь:

•Комментарий начинается с символа ; (точка с запятой), размещенного в начале строки. Комментарии можно размещать в произвольной строке. Например, можно временно закомментировать некоторый параметр. В комментарии, размещаемом перед именем датума, принято давать дополнительную информацию об описываемой системе координат.

•ИмяДатума в квадратных скобках однозначно идентифицирует систему координат в файле и открывает секцию описания.

•Пара Параметр=Значение задает некоторый параметр датума. Имеется целый ряд параметров, смысл которых объясняется в Табл.9.1.

Таблица 9.1. Параметры, применяемые при описании датумов

233

Глава 9. Cистема координат карты

Как работает пересчет координат

Датумы в Digitals описываются относительно системы координат WGS84. Таким образом, при пересчете координаты проходят путь преобразования из датума1 к “общей точке” (системе WGS84), а затем обратно в датум2.

Исключениями из этой схемы является семейство датумов Pulkovo, а также датум Широта/ Долгота, на которых мы выше останавливались отдельно.

Рассмотрим порядок пересчета из WGS84 в гипотетическую местную систему, пример описания которой имеется в файле datums.ini. Взяв за основу данное описание, можно создать свою систему координат, базирующуюся на СК63.

;Местная система координат на базе СК63 [Местная]

234

Описание датума

a=6378245

f=298.3

Scale=1.0

FalseEast=300000 FalseNorth=-9214.688 PrimeMeridian=22 AddZone=1 CurrentZone=3 ZoneSize=3

Helmert=25.0 -141 -78.5 0.0 -0.35 -0.736 0.0 TiePoint1=5000000 3000000 0 0 0 0

Итак, порядок следующий:

1.Пересчет по Гельмерту (параметр Helmert).

2.Пересчет в геодезические широту, долготу и высоту на заданном эллипсоиде (параметры a, f).

3.Пересчет в картографическую проекцию с учетом масштаба на осевом меридиане, начального меридиана, а также номера и размера зоны (параметры Scale, PrimeMeridian, CurrentZone,

ZoneSize).

4.Применение значений смещений начала отсчета (параметры FalseNorth, FalseEast). Тут заданы “магические” числа системы СК63 для района X, который охватывает большую часть территории Украины.

5.Пересчет по связующим точкам (параметр TiePoint1). Пересчет происходит по тому же принципу, что и рассмотренный ранее в разделе «Пересчет по связующим точкам». В данном случае, применяется простейшая “срезка” координат по одной точке. Альтернативное написание могло бы выглядеть так:

AffTransN=-5000000

AffTransE=-3000000

При обратном пересчете из местной системы в WGS84 порядок изменится на обратный - от пункта 5 к пункту 1. Разумеется, что значения параметров Гельмерта, смещений начала отсчета и аффинного преобразования также будут применяться с обратным знаком. В параметрах TiePointN координаты Xс Yс Zс Xн Yн Zн виртуально меняются местами - то есть, пересчет пойдет от новых к старым.

Критически настроенный читатель может заподозрить автора в чересчур вольном манипулировании названием системы координат WGS84. Как минимум, можно задать вопрос: о какой реализации системы идет речь?

В действительности, в описываемой схеме пересчета важен прежде всего сам механизм, а выбор WGS84 в качестве “общей точки” достаточно условен. При пересчете из одной прямоугольной системы в другую система WGS84 используется в качестве промежуточной фазы и правильность пересчета, в конечном итоге, определяется параметрами Гельмерта, заданными в исходном и конечном датуме. Если вы располагаете более точными параметрами - используйте их, создав свой датум.

Отметим также, что если эти параметры одинаковы для обоих датумов, участвующих в пересчете, то правильность их значений отходит на второй план (как в случае пересчета между СК42 и СК63).

Особенности пересчета высот

При пересчете программа предоставляет возможность использования моделей квазигеоида Земли для перехода от эллипсоидальной высоты к геоидальной и обратно. Описание каждой модели содержится в отдельном файле в виде сетки разностей (ондуляций) высот между поверхностью эллипсоида и квазигеоида по отвесной линии в каждой точке сетки.

Доступные модели описываются в файле Geoids.ini, который находится в программной папке. В этом файле для каждой модели квазигеоида имеется отдельная секция, которая содержит имя файла модели

235

Глава 9. Cистема координат карты

и описание его структуры. Все файлы моделей квазигеоида тоже находятся в программной папке. Для каждого эллипсоида должна должна присутствовать своя модель геоида.

Сразу после установки программы в файле Geoids.ini доступно описание трех моделей:

EGM96

Модель для всего земного шара с шагом сетки 15х15 минут для эллипсоида WGS84 (файл модели WW15MGH.DAC). Это устаревшая на сегодня модель, но зато охватывающая весь земной шар.

EGM08-UTM-Ukraine

Модель квазигеоида Украины с шагом 1х1 минута для эллипсоида WGS84 (файл модели EGM08_WGS84_UA.bin). Это фрагмент геоида EGM08 для широты 44-53 градуса и долготы 21-41 градусов.

EGM08-USK2000-Ukraine

Модель квазигеоида Украины с шагом 1х1 минута для эллипсоида Красовского, полученная из модели EGM08-UTM-Ukraine расчетным путем (файл модели EGM08_2000_UA.bin).

Первые две модели применяются в датуме UTM, последняя - в датумах СК42/СК63/УСК2000. Для любой точки местности в пределах модели высота определяется билинейной интерполяцией значений вершин фрагмента сетки, в который попала точка.

Порядок пересчета:

1.К высоте точки применяется поправка из модели геоида входного (первичного) датума, чтобы перейти к эллипсоидальной высоте. При отсутствии модели в описании датума эта поправка равна нулю.

2.Пересчет из входного эллипсоида на выходной эллипсоид по параметрам Гельмерта.

3.Применение поправки из модели геоида выходного (вторичного) датума для перехода к геоидальной высоте. Опять таки, при отсутствии модели эта поправка равна нулю.

Рассмотрим возможные сценарии использования:

•Пересчет без указания модели геоида. По умолчанию в файле datums.ini никаких моделей геоида при описании датумов не указано. Это означает, что высоты трактуются как эллипсоидальные. Вместе с тем, если использовать геоидальные высоты, неудобств при пересчете, к примеру, из СК42 в СК63, не возникунет. Эллипсоид в этих системах один и тот же, а поправка из модели геоида будет равна нулю, так что высота останется той же, что и до пересчета.

•Пересчет с указанием модели геоида. Если для входного и выходного датума указать подходящие модели геоида (UTM или USK), то высоты будут трактоваться как геоидальные. Фактически, в этом случае поправка из модели геоида будет применяться как на входе, так и на выходе, взаимно компенсируясь, так что высота останется неизменной.

•Балтийская высота (геоидальная) в эллипсоидальную WGS84. Добавьте в датум USK2000 параметр

Geoid=EGM08-USK2000-Ukraine, не указывая при этом модели геоида для датума UTM. Тогда при пересчете из USK2000 в UTM вы перейдете от балтийской (геоидальной) высоты, принятой в системе УСК2000, к эллипсоидальной на WGS84.

По такому же принципу, добавляя модель геоида в один из датумов и убирая в другом, можно построить и другие сочетания для пересчета. Не запутайтесь! Следите за тем, чтобы использовать подходящую для датума модель квазигеоида. Если не хотите “испортить” существующий датум, скопируйте его описание и дайте ему новое имя.

Упреждая возможную критику, напомним, что, строго говоря, геоид и квазигеоид - это не одно и то же. Тем не менее, в большинстве случаев моделью квазигеоида пользоваться вполне допустимо (если только ваши точки не находятся в горной местности).

•Пересчет с сохранением высоты. Если вы не хотите, чтобы программа как-либо пересчитывала высоту, то в описании датума (или обоих датумов) укажите параметр KeepZ=1.

236