2. Определение координат объектов и целей, нанесение их на карту по известным координатам

2.1. Географические координаты.

Положение точек физической поверхности Земли определяется координатами — величинами, характеризующими расположение искомых точек относительно исходных плоскостей, линий и точек, определяющих выбранную систему координат. Существует много различных систем координат, которые находят широкое применение в различных областях науки, техники и в военном деле. В настоящее время все системы координат разделяют на две основные группы: пространственные и плоские.

К пространственным координатам относятся географические (астрономические и геодезические), геоцентрические, звёздные. К плоским координатам относятся полярные, биполярные, плоские прямоугольные координаты.

В военном деле применяют системы координат, которые позволяют наиболее просто и однозначно определять положение точек земной поверхности, как с помощью топографических карт, так и по результатам измерений на местности. К таким системам относятся географические и плоские координаты.

Географическими координатами называются величины, опреде­ляющие положение какой-либо точки на поверхности земного эллипсоида. Географическая система координат разработана астрономом Гиппархом (150—100 до н. э.), она объединяет под общим названием две системы: астрономическую и геодезическую.

В астрономической системе координаты точек определяются относительно направлений отвесных линий в точках земной поверхности, а в геодезической — относительно нормалей к референц-эллипсоиду. Астрономические координаты могут быть измерены техническими средствами и методами геодезической астрономии. Геодезические координаты точек получают вычисле­ниями по формулам сфероидической геодезии соответственно па­раметрам принятого референц-эллипсоида и его ориентировки в теле Земли. Эти системы связаны между собой через уклонения отвесных линий от нормали. Величины уклонений отвесных линий зависят от неравномерностей распределения масс в теле Земли, и составляют в среднем 3—4", достигая в отдельных районах десятков секунд. Поэтому координаты одних и тех же точек в двух рассматриваемых системах могут различаться до 100 м, а в аномальных районах (как правило, в горных районах) — значительно больше. Это необходимо учитывать при использовании географи­ческих координат точек, определённых из астрономических наблюдений.

Астрономические координаты φ и λ получают из наблюдений небесных светил. Они определяют положение точек местности на поверхности геоида, на которую эти точки проектируются отвесными линиями с физической поверхности Земли.

Астрономическая широта φ точки М — это угол с вершиной в центре Земли, заключённый между отвесной линией, проходящей через данную точку, и плоскостью земного экватора (рис.6).

Широта измеряется дугой меридиана от экватора до параллели данной точки в пределах от 0° (на экваторе) до 90° (на полюсе). Если точка находится в Северном полушарии, то широте приписывается наименование северная широта, а если в Южном — южная широта; обозначаются буквами φ _{c ш} или φ _{ю ш} .

Астрономическая долгота λ точки М — двугранный угол, заключённый между плоскостями Гринвичского меридиана и меридиана данной точки.

В 1884 г. международная географическая конференция постановила считать начальным меридианом меридиан обсерватории в г. Гринвиче, вошедшем теперь в г. Лондон. Этот меридиан и называется Гринвичским. Так как долгота Гринвичского меридиана принята равной 0°, то его называют также нулевым меридианом. Плоскость начального меридиана делит Землю на два полушария: Восточное и Западное.

Счёт долгот от Гринвичского меридиана ведётся к востоку и западу. Долготы, отсчитываемые к востоку от этого меридиана, называются восточными, а к западу — западными.

Долгота измеряется дугой экватора либо параллели от Гринвичского меридиана до меридиана данной точки и может быть 0° (на Гринвичском меридиане) и 180° (на противоположном Гринвичскому меридиане). Если точка находится в Восточном полушарии, то долготе приписывается наименование восточная долгота (λ,_в.д. ), а если в Западном — то западная долгота (λ _з.д ).

В астрономии долготы выражаются в часовой мере (час h соответствует 15°, минута т — 15' и секунда s — 15").

При создании карт применяются преимущественно геодезические координаты В и L. Элементами геодезической системы координат являются (рис. 7): плоскость экватора ЕЕ₁; ось вращения Земли РР₁, перпендикулярная к экватору; плоскость началь­ного меридиана POP₁.

Положение проекции точки М на поверхности эллипсоида определяется координатами: геодезической широтой и геодезической долготой, то есть М₁(В, L).

Геодезической широтой В называется угол, образованный нормалью к поверхности эллипсоида в данной точке и плоскостью экватора.

Геодезической долготой L называется двугранный угол, составленный плоскостями начального меридиана и геодезического меридиана данной точки.

Положение точки М на физической поверхности Земли определяется координатами В, L и высотой Н, характеризующей удаление по нормали данной точки от её проекции М₁ на поверхности эллипсоида.

В топографической практике разницу между геодезическими и астрономическими координатами не учитывают. Поэтому, говоря о географических координатах, в дальнейшем будем иметь в виду лишь геодезические координаты.

Таким образом, географическая система координат является международной. Являясь единой для всей нашей планеты, система географических координат удобна для решения задач по определению взаимного положения объектов, расположенных на значительных расстояниях друг от друга. Она широко применяется при решении задач астрономии, сферической геодезии, картографии и других наук. В военном деле эту систему используют главным образом для ведения расчётов, связанных с применением боевых средств дальнего действия: в космических войсках, авиации, ракетных войсках стратегического назначения, войсках противовоздушной обороны и др.

Географические (геодезические) координаты по топографическим картам масштабов 1:25000—1:200000 определяют с помощью шкал минутной рамки, имеющихся на каждом листе карты. Цена деления шкал минутной рамки на картах масштабов 1:25 000—1:100 000 равна 10", а на карте масштаба 1:200 000 — 1`. На картах масштабов 1:500000 и 1:1000 000 кроме шкал на рамках имеются и сами линии меридианов и параллелей, образующие сетку геодезических координат.