2.(29)Координатные системы отсчета, используемые в геодезической практике на территории Республики Беларусь.
Координатные системы отсчета подразделяются на две категории:
геоцентрические - системы отсчета, начало которых отнесено к центру масс Земли, математической поверхностью относимости в которых являются эллипсоиды вращения глобально близкие к геоиду;
референцные - системы отсчета координат, математической поверхностью которых является эллипсоид вращения, размеры и ориентация которого в теле Земли подбираются при условии наилучшего соответствия фигуре квазигеоида для отдельного участка поверхности Земли.
Геоцентрические системы отсчета координат
1.Международная общеземная система отсчета ITRS
Исходные даты ITRS полностью удовлетворяют следующим условиям:
-начало системы отсчета относится к центру масс всей Земли, включая океаны и атмосферу (центр масс Земли совпадает с центром круговых орбит);
-единицей измерения длины является метр; -начальная ориентировка осей задана по данным Международного Бюро Времени на эпоху 1984.0;
За отсчетную поверхность принят общеземной эллипсоид GRS80, за начальный (нулевой) принят отсчетный меридиан DBRS, который лежит на 5,31” восточнее начального Гринвичского меридиана, что соответствует 102,5 м на широте Королевской обсерватории. ITRS реализуется Международной общеземной отсчетной основой ITRF. Современная процедура предполагает комбинированное решение, вычисленное Международной службой вращение Земли, с использованием технологий космической геодезии: лазерная локация спутников и Луны, наблюдения за спутниками GPS и ГЛОНАСС.
2. "Параметры Земли 1990 года” Геоцентрическая система отсчета координат ПЗ-90, принятая в 2000 году в качестве государственной геоцентрической системы координат Российской Федерации, является частью системы геодезических параметров "Параметры Земли 1990 года”.
Геометрические параметры общеземного эллипсоида приняты равными соответствующим параметрам уровенного эллипсоида вращения. При этом за уровенный эллипсоид вращения принята внешняя поверхность нормальной Земли, масса и угловая скорость вращения которой задаются равными массе и угловой скорости вращения Земли.
За отсчетную поверхность в геоцентрической системе отсчета координат ПЗ-90 принят общеземной эллипсоид. Центр этого эллипсоида совмещен с началом трехмерной прямоугольной системы координат. Начало отнесено к центру масс Земли. Точность отнесения системы к центру масс Земли характеризуется средней квадратической погрешностью порядка 1 м. Гринвичский меридиан принят в качестве начального (нулевого). Ось X совпадает с линией пересечения начального меридиана и экваториальной плоскости.
3. Мировая геодезическая система WGS-84, введенная в действие в 1984 году, является системой отсчета, принятой для Global Positioning System (GPS). Это геоцентрическая глобальная внутренне согласованная на уровне ± 1м система отсчета. Погрешность отнесения к центру масс Земли на уровне 2 см.
WGS-84 включает в себя набор геодезических параметров: систему отсчета координат, реализуемую отсчетной основой, фундаментальные геодезические постоянные, характеристики гравитационного поля Земли.
Референцные системы отсчета координат Референцные системы отсчета координат связаны с локальными референц-эллипсоидами (отсчетными эллипсоидами), принятыми в отдельной стране или ряде государств. Центры таких эллипсоидов, как правило, не совпадают с центром масс Земли, поэтому такие системы иногда называют квазигеоцентрическими.
В референцных системах отсчета координат обычно применяют геодезическую (эллипсоидальную) систему координат, в которой положение точки в пространстве описывается координатами: геодезической широтой В, геодезической долготой L и геодезической высотой Н.
1 Система отсчета координат СК-42 являлась основной системой отсчета координат, принятой на территории бывшего Советского Союза. В качестве математической поверхности относимости принят эллипсоид Красовского с параметрами. Исходные даты вычислены путем введения поправок за уклонение отвесной линии в астрономические координаты.
В качестве ориентирующего направления принят вычисленный азимут направления на пункт Бугры Саблинской базисной сети со значением Л ■ 121°40'38,79п.
2.Система отсчета координат СК-95. Направление осей системы отсчета координат СК-95 совпадает с направлением осей геоцентрической системы отсчета координат ПЗ-90, масштаб системы отсчета координат СК-95 равен масштабу ПЗ-90, положение начала системы выбрано так, чтобы координаты пункта Пулково были равны его координатам в системе отсчета координат СК-42. При таком определении системы отсчета координат СК-95 ее связь ПЗ-90 определяется только линейными элементами смещения начала отсчета.
За отсчетную поверхность в системе отсчета координат СК-95 принят референц-эллипсоид Красовского. Счет долгот ведется от Гринвичского меридиана.
В качестве фундаментальной точки, в которой определена связь между системой координат и Землей принят пункт Пулково, где высота квазигеоида принята равной 0.
3. Система отсчета координат СК-95 Республики Беларусь
На территории Республики Беларусь с 1 января 2010 г. установлена к применению при выполнении геодезических и картографических работ государственная система геодезических координат 1995 года (СК-95), для вычисления геодезических координат применяется эллипсоид Красовского со следующими параметрами. Система отсчета координат СК-95 Республики Беларусь реализована пунктами ГГС, включающей пункты ФАГС, ВГС, СГС-1 и ГСС. Пункты ФАГС, ВГС и СГС-1 распространяют на территории Республики Беларусь международную общеземную систему отсчета ITRS в реализации ITRF2005 на эпоху 23.04.2008. Среднее квадратическое отклонение численных значений координат совмещенных пунктов СГС-1 и АТС в системе отсчета координат СК-95 РБ, от значений, полученных по результатам уравнивания, результатом которого является система отсчета координат СК-95, по обеим плановым компонентам х и у составляет ± 0,05 м, что соответствует заявленной точности СК-95.
4. Координаты в картографических проекциях.
На территории Республики Беларусь традиционно используется проекция Гаусса-Крюгера, являющаяся частным случаем поперечно-цилиндрической проекции Меркатора. При поперечном расположении цилиндр касается земного эллипсоида по осевому меридиану.
Применял проекцию Гаусса-Крюгера, поверхность эллипсоида делят линиями меридианов на зоны определенной протяженности по долготе как показано на рисунке. Часть поверхности эллипсоида, соответствующая некоторой зоне, переносится в конформном изображении на плоскость при условиях:
-центральный (осевой) меридиан должен быть изображен прямой линией;
-масштаб изображения по осевому меридиану должен быть равен единице (при удалении от осевого меридиана масштаб увеличивается);
-для точек осевого меридиана абсциссы х должны быть равны соответствующим дугам X - дугам меридиана от экватора до данной точки с широтой В. Изображение осевого меридиана принимается за ось абсцисс плоской прямоугольной системы координат. Началом системы координат служит точка пересечения осевого меридиана с экватором. Таким образом, каждая зона имеет свою систему отсчета координат со своим началом.
Координатами некой точки на отсчетном эллипсоиде в проективной системе отсчета координат будут координаты х и у изображения этой точки на плоскости в данной зоне. Территория Республики Беларусь в проекции Гаусса-Крюгера находится в пределах 3-х (трех) зон протяженностью по долготе 6° (градусов). Каждая из зон совпадает с колонной номенклатурных листов карты масштаба 1:1 000 000. Счет зон, нумерация которых приведена в таблице 2, ведется от начала счета долгот.
5. СК-63 можно отнести к производным системам отсчета координат. Основной системой отсчета, от которой произведена СК-63, является геодезическая система отсчета координат СК-42. Геодезические координаты точек В и L остаются неизменными: то есть, отнесены к тому же эллипсоиду и к одним и тем же исходным геодезическим датам, что и основная система отсчета координат. Проекция, как и в проективной системе отсчета координат СК-42, - Гаусса-Крюгера, но изменено значение условной ординаты осевого меридиана. В СК-63 изменен порядок и размер зон, смещены осевые меридианы, территория условно поделена на районы. Для каждого района ось ординат, которая в проективной системе отсчета координат СК-42 есть изображение линии экватора (В = 0) на плоскости, смещена на условную величину, кратную длине дуги меридиана в Г.