Системы координат в геодезии, методы их установления и параметры связи

В высшей геодезии используются следующие системы координат:

1. Система геодезических координат.

2. Система прямоугольных пространственных координат.

3. Система плоских прямоугольных координат.

4. Система прямоугольных прямолинейных координат х, y, отнесенных к плоскости меридиана данной точки.

5. Система геоцентрических координат.

6. Система координат с приведенной широтой и геодезической долготой.

7. Система прямоугольных сфероидических координат.

В практике геодезических работ наиболее часто используются первые три из перечисленных систем координат.

1. Система геодезических координат характеризуется геодезическими широтой В, долготой L, высотой Н. Эти величины определяют положение любой точки М земной поверхности в системе принятого референц – эллипсоида (рис.2.1).

Рис. 2.1. Геодезические координаты В, L, Н точки земной поверхности М.

ЕЕ₀ — плоскость земного экватора;

РЕ₀P' — плоскость Гринвичского или нулевого меридиана;

РmР' — плоскость местного геодезического меридиана (проведенного через точку М(m) местности).

Мmn — нормаль к эллипсоиду, опущенная из точки М.

Геодезической широтой точки М(m) называется острый угол В между плоскостью экватора Е и нормалью (Мmn) к поверхности эллипсоида в данной точке.

Геодезическая широта изменяется от 0⁰ до 90⁰. Она имеет положительный знак в северном полушарии и отрицательный — в южном.

Геодезической долготой L точки М (m) называется двугранный угол Рm E ₀между плоскостью РЕ₀P' гринвичского (нулевого) меридиана и плоскостью РmР' местного геодезического меридиана точки М(m). Долготы отсчитываются от начального меридиана и изменяются от 0⁰ до 360 ⁰. В России и Белоруссии с запада на восток, в некоторых стран наоборот.

Геодезической высотой точки М местности называется расстояние Mm этой точки от поверхности референц – эллипсоида, отсчитанное по нормали.

Точки, лежащие выше поверхности эллипсоида имеют положительные высоты, ниже – отрицательные.

Астрономические координаты характеризуются астрономической широтой и астрономической долготой l..

Рис. 2.2. Астрономические координаты и l точки земной поверхности М.

ЕЕ₀ — плоскость земного экватора;

РЕ₀Е' — плоскость Гринвичского или нулевого меридиана;

Р₁ m Р₁' — плоскость местного астрономического меридиана.

М mg — отвесная линия , проходящая через точку М.

Астрономической широтой точки М(m) называется острый угол между плоскостью земного экватора Е и отвесной линией Мmg в данной точке.

Астрономическая широта изменяется от 0⁰ до 90⁰. Она имеет положительный знак в северном полушарии и отрицательный — в южном.

Астрономической долготой точки М (m) называется двугранный уголмежду плоскостью РЕ₀P' гринвичского (нулевого) меридиана и плоскостью астрономического меридиана данной точки. Под плоскостью астрономического меридиана точки понимают плоскость, проходящую через отвесную линию (Мmg) в данной точке и прямую, располагающуюся параллельно оси вращения Земли (в общем случае плоскость астрономического меридиана не проходит через полюсы Земли).

2. Система прямоугольных пространственных координат (OXYZ) отнесена к центру О земного эллипсоида (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Система прямоугольных пространственных координат ОХУZ.

Е ₀ — точка пересечения Гринвичского меридиана с земным экватором.

Ось OZ располагается на полярной оси эллипсоида ; ось ОХ — в плоскости экватора и начального (Гринвичского) меридиана РЕ₀ ; ось ОУ — в плоскости экватора, но в меридиане РK , плоскость которого составляет с плоскостью Гринвичского меридиана угол в .