9. Система геодезичних координат 1942 року (ск-42)

У 1930 році під загальним керівництвом Ф.Н. Красовського обчислювальний бюро Головного геодезичного управління приступило до зрівнювання 8 полігонів 1 класу для Європейської частини СРСР. Пізніше до цих полігонів був приєднаний Уральський полігон. Обчислення велися щодо еліпсоїда Бесселя методом розгортання, за початковий пункт приймався пункт Сабліно. Основна особливість і головний недолік методу розгортання полягає в тому, що результати вимірів, виконані на земній поверхні і редуковані до рівня моря при подальшої обробки вважалися виконаними на поверхні референц-еліпсоїда без будь-яких поправок за розбіжність поверхні еліпсоїда і рівної поверхні нульової висоти.

Роботи щодо вирівнювання тріангуляції були завершені в 1932 році і прийнята система координат отримала назву системи 1932 року. У ті ж роки в Цниигаик під керівництвом Ф.Н. Красовського і А.А. Ізотова почалися роботи з виведення референц-еліпсоїда, найкращим чином підходив для території СРСР. Під керівництвом та участю М.С. Молоденського велися роботи з визначення висот геоїда за даними астрономо-гравіметричного нівелювання.

У 1942 році почалися роботи по Повторне зрівнювання АГС. Спільним рішенням Головного управління геодезії і картографії (ГУГК) і Військово-топографічного управління Генерального Штабу Міністерства Оборони (ВТУ ГШ МО) від 4 червня 1942 року в якості референц-еліпсоїда при зрівнюванні був прийнятий еліпсоїд (в подальшому отримав ім'я Красовського) з наступними параметрами:

велика піввісь а = 6378245,0 м

зворотне стиснення a = 298,3,

Систему координат, в якій велися обчислення, було вирішено іменувати системою координат 1942 року. Встановлення системи координат 1942 року передбачало також висновок значень вихідних геодезичних дат у вихідному пункті геодезичної мережі Пулково. До складу вихідних геодезичних дат входять геодезичні широта і довгота початкового пункту на референц-еліпсоїді Красовського, геодезичний азимут вихідного напрями, складові ухилення прямовисній лінії і висота квазігеоїда над еліпсоїдом Красовського у вихідному пункті. Ці дані в сукупності визначають просторове орієнтування осей референц-еліпсоїда в тілі Землі при виконанні таких теоретично строгих умов:

- Мала вісь еліпсоїда паралельна напрямку до положення середнього полюсу;

- Площина нульового меридіана паралельна площині початкового астрономічного меридіана;

- Поверхня референц-еліпсоїда має в середньому найменші ухилення від поверхні геоїда на всій території розташування оброблюваної геодезичної мережі.

Реальна строгість виконання перелічених умов визначається точністю всіх використаних астрономо-геодезичних даних і не залежить від конкретного вибору вихідного пункту. Значення вихідних геодезичних дат встановлюють систему відліку координат, але не визначають внутрішню точність самої геодезичної мережі. Точність взаємного положення геодезичних пунктів в мережі також не залежить від місця розташування вихідного пункту, а також від значень вихідних геодезичних дат. Подібне встановлення по суті референцних систем координат був єдино можливим в той час при використанні традиційних астрономо-геодезичних вимірів, які виконуються на земній поверхні. Вихідні геодезичні дати лише частково визначають просторове положення референцної системи в тілі Землі через взаємне положення поверхні референц-еліпсоїда і геоїда для даної території. Проте становище центру референц-еліпсоїда відносно центру мас Землі залишається невідомим без залучення додаткової інформації. Наприклад, висот геоїда над загальним земним еліпсоїдом або координат деякої кількості пунктів, відомих в референцної і Загальноземний геоцентричної системі координат.

При встановленні системи координат 1942 року в зрівняння увійшли 87 полігонів АГС, що покривали більшу частину Європейської території СРСР і вузькою смугою поширюють координати до Далекого Сходу. Обробка виконувалась на еліпсоїді Красовського з використанням методу проектування. Метод проектування на відміну від методу розгортання припускав редукування даних геодезичних вимірювань з земної поверхні через поверхню рівня моря на поверхню референц-еліпсоїда. Визначення висот квазігеоїда і складових ухилень стрімких ліній, необхідних для такого редукування, виконувалося з використанням гравіметричних даних: спочатку для підвищення точності інтерполяції астрономо-геодезичних ухилень схилу і для розрахунку приростів висот квазігеоїда, а потім з розвитком гравіметричного методу висоти квазігеоїда і складові ухилень стрімких ліній визначалися незалежно від астрономо-геодезичних даних.

Постановою Ради Міністрів СРСР від 7 квітня 1946 № 760 на основі результатів виконаного зрівнювання була введена єдина система геодезичних координат і висот на території СРСР - система координат 1942 року.

Подальше поширення системи координат 1942 року на територію СРСР проводилося послідовно декількома крупними блоками полігонів тріангуляції і полігонометрії 1 класу. При приєднанні кожного чергового блоку координати пунктів на кордонах блоків однаковох мережі приймалися за жорсткі. Для згущення АГС, сформованої у вигляді системи полігонів, виконувалося їх заповнення суцільними мережами тріангуляції 2 класу (рис. 2) [6]. Реальна схема полігонів рядів тріангуляції 1 класу часто істотно відрізнялася від наведеної на цьому малюнку.

Суцільні мережі тріангуляції 2 класу зрівнювалися в межах окремих полігонів з використанням зрівняних координат пунктів тріангуляції 1 класу в якості вихідних.

На зміну СК-42 в результаті спільного зрівнювання трьох самостійних, але пов'язаних між собою, геодезичних побудов різних класів точності: КМБ, ДГС, АГС по їх станом на період 1991-93 років, почала нова система координат СК-95.

10. Універсальна поперечна проекція Меркатора (UTM) географічна система координат використовується 2-мірної декартовій системі координат , щоб дати місця на поверхні Землі. Це горизонтальне представлення позиції , тобто використовується для визначення місця на Землі, незалежно від вертикального положення , але відрізняється від традиційного методу широти і довготи в декількох відносинах.

Система UTM жодної картографічної проекції . Системи, а не ділить Землю на шістдесят зон, кожна з шести ступінь група довготи, і використовує січний поперечної проекції Меркатора в кожній зоні.

Універсальна поперечна проекція Меркатора системі координат був розроблений корпус армії Сполучених Штатів інженерів в 1940 році. [1] Ця система заснована на еліптичну модель Землі. Для областей, в суміжних США Кларк 1866 еліпсоїда [2] був використаний. Для решти областей Землі, включаючи Гаваї, Міжнародний еліпсоїда [3] була використана. WGS84 еліпсоїда в даний час використовується для моделювання Землі в системі координат UTM, що означає поточний Northing UTM в даний момент може бути 200 + метрів відрізняється від старого.

До розробки універсальної поперечної системі Меркатора координат, кілька європейських країн показали корисність сітки на основі конформних відображень, зіставивши їх території, в міжвоєнний період. Розрахунок відстані між двома точками на цих картах можуть бути виконані більш легко в цій галузі (за допомогою теореми Піфагора ), ніж це було можливо з використанням тригонометричних формул потрібно відповідно до сіткою на основі системи широти і довготи . В післявоєнні роки, ці поняття були розширені в універсальній поперечної проекції Меркатора / Універсальна полярна стереографічна (UTM / UPS), система координат, яка є глобальною (або універсальні) системи на основі сітки карти.

Поперечної проекції Меркатора є варіант проекції Меркатора , який був спочатку розроблений фламандський географ і картограф Герард Меркатор , в 1570 році. Ця проекція є конформним , тому вона зберігає кути і наближає форму, але спотворює відстані і площі. UTM включає в себе не-лінійне масштабування як в харчоблок і дрейф на північ для забезпечення прогнозованого карти еліпсоїд є конформним.

Система UTM ділить поверхню Землі між 80 ° пд.ш. і 84 ° північної широти на 60 зон, кожна 6 ° по довготі в ширину. Зона 1 включає довгота 180 ° до 174 ° W, зони нумерації збільшується на схід, в зону 60, який охоплює довготи 174 до 180 Сході.

Кожен з 60 довготу зон в системі UTM використовує поперечної Меркатора проекція, яку можна зіставити області великих півночі на південь з низьким рівнем спотворень. За допомогою вузьких зон 6 ° по довготі (до 800 км) в ширину, і скорочення масштабу фактор уздовж центрального меридіана лише 0,0004 до 0,9996 (зниження 1:2500), кількість спотворень проводиться менше 1 частина в 1000 в кожній зоні. Спотворення масштабу зростає до 1,0010 на зовнішніх кордонах зони уздовж екватора.

У кожній зоні, масштабний фактор центрального меридіана зменшує діаметр поперечного циліндра для створення січної проекції з двома стандартними лініями або лініями істинного масштабу, розташований приблизно в 180 км по обидві сторони, і приблизно паралельно, центральна меридіана (ArcCos 0,9996 = 1,62 ° на екваторі). Масштаб менше 1 усередині цих ліній і більше 1 поза цих ліній, але в цілому масштаб спотворення всередині всієї зони зведені до мінімуму.

Перекриття мереж

Спотворення масштабу збільшується в кожному UTM зони, межі між UTM зони підійшов. Тим не менш, часто буває зручно або необхідно виміряти ряд місць на одну сітку, коли деякі з них розташовані в двох сусідніх зонах. Навколо кордонів великомасштабних карт (1:100000 або більше) координати і прилеглих зонах UTM зазвичай друкуються протягом мінімум 40 км по обидві сторони від кордону зони. В ідеалі, координати кожної позиції повинна бути виміряна на сітці для зони, в яких вони знаходяться, а тому, що масштабний фактор все ще є відносно невеликий ближній зоні кордону, можна перекривати вимірювань в сусідню зону на деяку відстань, коли це необхідно .

Широта смуги

Широта смуги не є частиною UTM, а частина МГРС . [4] Вони ж іноді використовуються.

Кожна зона поділена на 20 груп широти. Кожен широти смуги 8 градусів висока, і буквами, починаючи з "C" на 80 ° С , збільшуючи до англійського алфавіту до "X", опускаючи літери "Я" і "O" (через їх схожості з цифра один і нуль). Остання група широти, "X", продовжено додатково на 4 градуси, так що вона закінчується на 84 ° північної широти , таким чином, охоплює північну землю, на Землі . Широта групи "А" і "Б" дійсно існують, як і смуги "Y" і Z ". Вони охоплюють західну і східну боку Антарктики і Арктики, відповідно. Зручний мнемонічний пам'ятати, що буква "N" Перша буква в північній півкулі, так що будь-який лист найближчі до "N" в алфавіті знаходиться в південному півкулі, і будь-яка буква "N" або після того, як в північній півкулі.

Позначення

Поєднання зони і широта група визначає сітку зони. Зона завжди пишеться першою, а потім широту діапазону. Наприклад (див. малюнок справа вгорі), положення в Торонто , Канада , опиниться в зоні 17 і широта групи "Т", таким чином, повна посилання зони сітки "17Т". Сітка зони служать для розмежування нерегулярними межами зони UTM. Вони також є невід'ємною частиною військової системи координатної сітки .

Попередження: метод також використовується, що просто додає N або S відповідно до номером зони, щоб вказати, Північної або Південної півкулі (харчоблок і дрейф на північ уздовж координати з номером зони постачання все необхідне, щоб географічне положення, крім яких півкулі). Однак цей метод викликав деяке замішання, тому що, наприклад, "50S" може означати південній півкулі, а й сітку зони "50S" в північній півкулі. [5]

Винятки

Ці сітки зони рівномірне по всьому світу, за винятком двох областей. На південно-західному узбережжі Норвегії , сітка зона 32V (9 ° довготи в ширину) поширюється далі на захід, і сітку зони 31В (3 ° довготи в ширину), відповідно, скоротився на покриття тільки відкритій воді. Крім того, в регіоні навколо Шпіцбергена , чотири зони сітки 31x (9 ° довготи в ширину), 33X (12 ° по довготі в ширину), 35X (12 ° по довготі в ширину) і 37x (9 ° довготи в ширини) будуть поширені на те, що в іншому випадку були охоплені сім зон сітці 31x 37x с. Три зони сітки 32X, 36X, 34x і не використовуються.