За решаване на повечето проблеми в приложните науки е необходимо да се знае местоположението на обект или точка, което се определя с помощта на една от приетите координатни системи. Освен това има системи за височина, които също определят местоположението на височината на точка от земната повърхност.
Какви са координатите
Координатите са числови или азбучни стойности, които могат да се използват за определяне на местоположението на точка на терена. В резултат на това координатната система е набор от стойности от един и същи тип, които имат същия принцип за намиране на точка или обект.
Намирането на местоположението на точка е необходимо за решаване на много практически проблеми. В наука като геодезията, определянето на местоположението на точка в дадено пространство е основната цел, върху която се основава цялата последваща работа.
По правило повечето координатни системи определят местоположението на точка в равнина, ограничена само от две оси. За да определите позицията на точкав 3D пространството се прилага и системата за височина. С негова помощ можете да разберете точното местоположение на желания обект.
Накратко за координатните системи, използвани в геодезията
Координатните системи определят местоположението на точка на земната повърхност, като й дават три стойности. Принципите на тяхното изчисляване са различни за всяка координатна система.
Основни пространствени координатни системи, използвани в геодезията:
- Геодезика.
- Geographic.
- Polar.
- Правоъгълна.
- Зонални координати на Гаус-Крюгер.
Всички системи имат собствена начална точка, стойности за местоположението на обекта и обхват.
Геодезически координати
Основната фигура, използвана за измерване на геодезическите координати, е земният елипсоид.
Елипсоидът е триизмерна компресирана фигура, която най-добре представя формата на земното кълбо. Поради факта, че глобусът е математически неправилна фигура, вместо това елипсоидът се използва за определяне на геодезически координати. Това улеснява извършването на много изчисления за определяне на позицията на тялото на повърхността.
Геодезическите координати се дефинират от три стойности: геодезическа ширина, дължина и надморска височина.
- Геодезическата ширина е ъгъл, чието начало лежи в равнината на екватора, а краят е в перпендикуляра,изтеглена до желаната точка.
- Геодезическа дължина е ъгълът, който се измерва от нулевия меридиан до меридиана, на който се намира желаната точка.
- Геодезическа височина - стойността на нормата, изтеглена към повърхността на земния елипсоид на въртене от дадена точка.
Географски координати
За решаване на високоточни задачи на висшата геодезия е необходимо да се прави разлика между геодезически и географски координати. В системата, използвана в инженерната геодезия, такива разлики по правило не се правят поради малкото пространство, покрито от произведението.
За определяне на геодезическите координати се използва елипсоид като референтна равнина, а геоидът се използва за определяне на географски координати. Геоидът е математически неправилна фигура, по-близка до действителната фигура на Земята. Неговата равна повърхност се приема за тази, която продължава под морското равнище в своето спокойно състояние.
Географската координатна система, използвана в геодезията, описва позицията на точка в пространството с три стойности. Определението за географска дължина съвпада с геодезическата, тъй като нулевият меридиан, наречен Гринуички меридиан, също ще бъде референтна точка. Минава през едноименната обсерватория в град Лондон. Географската ширина се определя от екватора, начертан върху повърхността на геоида.
Височината в местната координатна система, използвана в геодезията, се измерва от морското равнище в неговото спокойно състояние. На територията на Русия и страните от бившия съюззнакът, от който се определят височините, е кронщадската подложка. Намира се на нивото на Балтийско море.
Полярни координати
Полярната координатна система, използвана в геодезията, има и други нюанси на измерване. Използва се в малки терени за определяне на относителното местоположение на точка. Референтната точка може да бъде всеки обект, маркиран като източник. По този начин, използвайки полярните координати, е невъзможно да се определи недвусмисленото местоположение на точка на територията на земното кълбо.
Полярните координати се дефинират от две стойности: ъгъл и разстояние. Ъгълът се измерва от северната посока на меридиана до дадена точка, като се определя нейната позиция в пространството. Но един ъгъл няма да е достатъчен, така че се въвежда радиус вектор - разстоянието от стоящата точка до желания обект. С тези два параметъра можете да определите местоположението на точката в локалната система.
Обикновено тази координатна система се използва за инженерни работи, извършвани на малка площ от земя.
Правоъгълни координати
Правоъгълната координатна система, използвана в геодезията, се използва и в малки участъци от терена. Основният елемент на системата е координатната ос, от която се прави справката. Координатите на точките се намират като дължината на перпендикулярите, изтеглени от осите на абсцисата и ординатите до желаната точка.
Северната посока на оста X и източната част на оста Y се считат за положителни, докато югът и западът се считат за отрицателни. В зависимост от знаците и кварталите те определят местоположението на точка в пространството.
координати на Гаус-Крюгер
Координатната зона на Гаус-Крюгер е подобна на правоъгълната. Разликата е, че може да се приложи към цялата област на земното кълбо, а не само към малки области.
Правоъгълните координати на зоните на Гаус-Крюгер всъщност са проекцията на земното кълбо върху равнина. Възникна с практически цели, за да изобрази големи площи от Земята на хартия. Прехвърлянето на изкривяване се счита за незначително.
Според тази система земното кълбо е разделено по дължина на шестградусови зони с аксиален меридиан в средата. Екваторът е в центъра по хоризонтална линия. Общо има 60 такива зони.
номер на зона.
Стойностите на оста X в Русия обикновено са положителни, докато Y-стойностите могат да бъдат отрицателни. За да се избегне знакът минус в стойностите на оста на абсцисата, аксиалният меридиан на всяка зона условно се премества на 500 метра на запад. Тогава всички координати ставатположителен.
Координатната система е предложена от Гаус като възможна и изчислена математически от Крюгер в средата на двадесети век. Оттогава се използва в геодезията като един от основните.
Система за височина
Системите от координати и височини, използвани в геодезията, се използват за точно определяне на позицията на точка на Земята. Абсолютните височини се измерват от морското равнище или друга повърхност, взета като оригинал. Освен това има относителни височини. Последните се отчитат като излишък от желаната точка до всяка друга. Те са удобни за използване за работа в локална координатна система, за да се опрости последващата обработка на резултатите.
Прилагане на координатни системи в геодезията
В допълнение към горните, има и други координатни системи, използвани в геодезията. Всеки от тях има своите предимства и недостатъци. Има и свои собствени области на работа, за които е подходящ този или онзи метод за определяне на местоположението.
Това е целта на работата, която определя кои координатни системи, използвани в геодезията, се използват най-добре. За работа в малки площи е удобно да се използват правоъгълни и полярни координатни системи, а за решаване на мащабни проблеми са необходими системи, които позволяват покриване на цялата територия на земната повърхност.
