Прямоугольные и геодезические общеземные системы координат.

Система общеземных геоцентрических прямоугольных координат, фиксированная по отношению к Земле, определяется следующим образом:

• Начало в центре масс Земли.

• Ось Z проходит через УЗП.

• Ось Х проходит через точку G пересечения плоскости экватора и начального меридиана, определяемого как начальный меридиан для счёта долгот совокупности станций, реализующих координатную систему.

• Ось У находится в экваториальной плоскости и дополняет систему до правой.

Для обозначения этой системы могут встречаться такие названия как «общеземная система» или «средняя земная система». Последний термин указывает на использование некоторого среднего земного полюса, каковыми являются и УЗП, и МУН.

Земные геоцентрические системы реализуются в виде геодезических сетей, построенных методами космической геодезии (или с обязательным применением методов космической геодезии). Пункты таких сетей распределены по всему земному шару или по значительной его части. Чем более точны положения этих точек, тем меньше остаточные ошибки, и более точна реализация координатной системы.

В понятие земной геоцентрической системы входят не только координаты пунктов, которые закрепляют данную систему на местности, но и ряд других параметров, характеризующих её. В первую очередь это параметры земного эллипсоида, определяющие размеры и форму Земли. Для построения эллипсоида используют два главных параметра: экваториальный радиус а и сжатие α. Остальные параметры, определяющие размеры и форму эллипсоида можно вычислить по этим двум параметрам.

Из других параметров нужно указать параметры, представляющие гравитационное поле Земли, параметры связи с другими системами координат, число которых может достигать многих тысяч. Поэтому, когда говорят о современной геоцентрической системе координат (или системе отсчёта) подразумевается система геодезических параметров Земли.

Все геоцентрические системы связаны с определёнными эллипсоидами, названия которых обычно совпадают с названием самой системы. В этом случае возможно использование не только декартовых, но и эллипсоидальных (сфероидических) координат: геодезической широты В, геодезической долготы L и высоты над эллипсоидом Н. Для определения геодезических координат из точки А проводится нормаль к эллипсоиду АС. Геодезической широтой В называют угол между нормалью и плоскостью экватора эллипсоида, а геодезической долготой L – угол, отсчитываемый против часовой стрелки от начального меридиана до меридиана пункта

Общеземная система координат.

Постоянно повышающаяся точность методов космических наблюдений требует соответствующего повышения точности установления координатных систем. Международная служба вращения Земли и референцных систем (МСВЗ) выделяет

• Теоретические системы для которых даются концепция системы, фундаментальная теория и стандарты.

• Практические реализации этих систем через наборы координат точек.

Для теоретических систем применяется термин Terrestrial Reference System (TRS), то есть земная система отсчёта. Концепции таких систем были разработаны астрономами и геодезистами в конце 1980-х годов. Системы второго рода называют Terrestrial Reference Frame (TRF) – земная отсчётная основа.

Земная отсчётная основа TRF – это набор физических точек с точно определёнными координатами в некоторой координатной системе (декартовой, эллипсоидальной, картографической). Линии, соединяющие пункты TRF, образуют в теле Земли каркас (слово «frame» может переводиться как «каркас»), жёстко связанный с земной корой.

В настоящее время отсчётные основы ITRF являются наиболее точными реализациями общеземных систем. Название ITRFyy расшифровывается как International Terrestrial Reference Frame – Международная земная отсчётная основа (или каркас), уу – две последние цифры года образования системы.

По форме общеземная система координат может быть эллиптической (B, L, H) и пространственной прямоугольной (Х, Н, Н). Переход между ними выполняется по известным формулам. В космической геодезии более удобна прямоугольная.

Каталоги координат обновляют и указывают их эпоху, например ITRF-94. Сеть 1994 г. содержит 150 пунктов, расположенных на всех материках и островах всех океанов.

Данная система принята Международным астрономическим союзом (МАС) в 1991 году.

В настоящее время отсчетные основы ITRF являются наиболее точными реализациями общеземных систем. Название ITRFyy расшифровывается как International Terrestrial Reference Frame - Международная земная отсчетная основа (или каркас), уу - две последние цифры года образования системы. Вывод ITRF основан на объединении координат более чем 200 станций МСВЗ и их скоростей движения, полученных по данным наблюдений РСДБ, лазерной локации Луны и искусственных спутников Земли, GPS (с 1991 г.), доплеровской орбитографической радиопозиционной интегрированной спутниковой системы DORIS (с 1994 г.) и микроволновой спутниковой системы PRARE (IERS, 1996).

Системы ITRS удовлетворяют следующим требованиям:

начало систем находится в центре масс всей Земли, включая океаны и атмосферу;

единицей длины является метр (SI), определенный в локальной земной системе в смысле релятивистской теории гравитации;

ориентировка осей задается по данным МБВ на эпоху 1984.0;

временная эволюция ориентировки осей такова, что она не имеет остаточной вращательной скорости в плоскости горизонта по отношению к земной коре.