Системы координат, применяемые

В ГЕОДЕЗИИ

Положение точек на физической поверхности Земли определя­ется системой координат. Координаты – это угловые и ли­нейные величины, определяющие положение точек на поверх­ности Земли или в пространстве. В геодезии применяются раз­личные системы. Рассмотрим некоторые из них.

Геодезические координаты – это геодезическая широта (В), геодезическая долгота (L)и геодезическая вы­сота (Н).

Координатными плоскостями, относительно которых опреде­ляют положение точек, являются плоскость экватора земного эллипсоида и плоскость начального меридиана. Плоскость эква­тора проходит через центр эллипсоида перпендикулярно к его оси вращения. Плоскость, проходящая через отвесную линию и параллельно оси вращения Земли, называется плоскостью геодезического меридиана. Меридианом называют линию на по­верхности Земли, проходящую через оба полюса, все точки ко­торой имеют одинаковую долготу. Они образуются пересече­нием плоскостей меридианов с земной поверхностью. Плоскость начального меридиана проходит через начальный (Гринвич­ский) меридиан, параллельно малой оси земного эллипсоида.

Геодезической широтой называют угол, образо­ванный нормалью к поверхности земного эллипсоида в данной точке и плоскостью его экватора. Широты, отсчитываемые от экватора к северу, называются северными и имеют знак плюс; широты, отсчитываемые от экватора к югу – южными, со зна­ком минус. По величине они могут быть от 0º до 90º.

Геодезическая долгота – это двугранный угол между плоскостями геодезического меридиана данной точки М и на­чального геодезического меридиана. Долготы отсчитывают от начального меридиана в направлении с запада на восток от 0^º до 360º или в обе стороны от 0º до 180º с указанием соответ­ственно слова «восточная» или «западная».

Геодезической высотой точки М, расположенной на физиче­ской поверхности Земли, называется расстояние по нормали от этой точки до ее проекции на поверхности земного эллип­соида.

Геодезические координаты позволяют обрабатывать резуль­таты геодезических измерений в единой для всей поверхности Земли системе координат.

Астрономические координаты состоят также из трех величин, называемых астрономической широтой (φ), аст­рономической долготой (λ) и ортометрической высотой (H_g).

Астрономическая широта – угол, образованный отвесной линией в данной точке и плоскостью, перпендикуляр­ной к оси вращения Земли. Она определяется из астрономиче­ских наблюдений и может быть равна от 0º до 90º. Для точек северного полушария широты называются северными, или по­ложительными и для южного – южными, или отрицательными.

Астрономическая долгота – двугранный угол между плоскостями астрономического меридиана данной точки и начального астрономического меридиана. За начальный здесь также принят Гринвичский меридиан, от которого счет долгот ведется как и в геодезических координатах.

Ортометрическая высота – высота точки над по­верхностью геоида. Она может быть вычислена только при зна­нии строения земной коры.

Географические координаты (рис.1) – обоб­щенное понятие об астрономических и геодезических координа­тах, когда уклонения отвесных линий не учитывают. Такие ко­ординаты применяются при составлении географических карт, а также и в инженерно-геодезических работах.

Система прямоугольных пространственных координат характерна тем, что ее начало расположено в центре земного эллипсоида, а оси Х и У – в плоскости эква­тора, при этом Х – в плоскости начального меридиана, а У ­ перпендикулярна к ней. Ось Z проходит вдоль полярной оси. Применяется эта система для определения мест положения объектов специального назначения (космических аппаратов, ракет и др.), в инженерной геодезии эти координаты распро­странения не получили.

Местная система прямоугольных коорди­нат (рис.2) – состоит из двух взаимно перпендикулярных прямых – оси абсцисс Х и оси ординат У, которые делят пло­скость на четверти. Применяется в инженерной геодезии при съемке небольших участков поверхности Земли. Уровенная по­верхность принимается здесь за горизонтальную плоскость, пер­пендикулярную к отвесной линии, проходящей через начало ко­ординат. Направление оси абсцисс обычно принимают на се­вер, а в строительстве чаще – по направлению главных осей строящегося предприятия. Направлениям осей приписывают знаки «плюс» или «минус».

Система полярных координат применяют при определении планового положения точек на небольших участках в процессе съемки местности и при геодезических разбивочных работах.

За начало координат – полюс принимают точку «О» местности, за начальную координатную линию – полярную ось, произвольно расположенную на местности. Полярными координатами точки «М» поверхности будут полярный угол, отсчитываемый по часовой стрелке от полярной оси и полярное расстояние (радиус-вектор), которое измеряется от точки «О» до точки «М». Назад