Norint išspręsti daugumą taikomųjų mokslų problemų, būtina žinoti objekto ar taško vietą, kuri nustatoma naudojant vieną iš priimtų koordinačių sistemų. Be to, yra aukščio sistemų, kurios taip pat nustato taško vietą aukštyje Žemės paviršiuje.
Kas yra koordinatės
Koordinatės yra skaitinės arba abėcėlės reikšmės, kurias galima naudoti taško vietai reljefe nustatyti. Dėl to koordinačių sistema yra to paties tipo reikšmių rinkinys, turintis tą patį taško ar objekto radimo principą.
Norint išspręsti daugelį praktinių problemų, reikia rasti taško vietą. Tokiame moksle kaip geodezija taško vietos tam tikroje erdvėje nustatymas yra pagrindinis tikslas, kuriuo grindžiamas visas tolesnis darbas.
Dauguma koordinačių sistemų, kaip taisyklė, apibrėžia taško vietą plokštumoje, kurią riboja tik dvi ašys. Norėdami nustatyti taško padėtį3D erdvėje taip pat taikoma aukščio sistema. Su jo pagalba galite sužinoti tikslią norimo objekto vietą.
Trumpai apie geodezijoje naudojamas koordinačių sistemas
Koordinačių sistemos apibrėžia taško vietą žemės paviršiuje suteikdamos jam tris reikšmes. Jų skaičiavimo principai kiekvienai koordinačių sistemai skiriasi.
Pagrindinės geodezijoje naudojamos erdvinių koordinačių sistemos:
- Geodezika.
- Geografinė.
- Polar.
- Stačiakampis.
- Zoninės Gauss-Kruger koordinatės.
Visos sistemos turi savo pradinį tašką, objekto vietos ir apimties reikšmes.
Geodezinės koordinatės
Pagrindinė geodezinėms koordinatėms matuoti naudojama figūra yra žemės elipsoidas.
Elipsoidas yra trimatė suspausta figūra, kuri geriausiai atspindi Žemės rutulio formą. Dėl to, kad Žemės rutulys yra matematiškai neteisinga figūra, vietoj to geodezinėms koordinatėms nustatyti naudojamas elipsoidas. Taip lengviau atlikti daugybę skaičiavimų, kad būtų galima nustatyti kūno padėtį paviršiuje.
Geodezines koordinates apibrėžia trys reikšmės: geodezinė platuma, ilguma ir aukštis virš jūros lygio.
- Geodezinė platuma yra kampas, kurio pradžia yra pusiaujo plokštumoje, o pabaiga yra statmenoje,nupieštas į norimą tašką.
- Geodezinė ilguma yra kampas, matuojamas nuo nulinio dienovidinio iki dienovidinio, kuriame yra norimas taškas.
- Geodezinis aukštis – normaliosios vertės, nubrėžtos į Žemės sukimosi elipsoido paviršių iš tam tikro taško.
Geografinės koordinatės
Norint išspręsti didelio tikslumo aukštosios geodezijos uždavinius, būtina atskirti geodezines ir geografines koordinates. Inžinerinėje geodezijoje naudojamoje sistemoje tokie skirtumai, kaip taisyklė, nėra padaryti dėl mažos darbo vietos.
Norint nustatyti geodezines koordinates, elipsoidas naudojamas kaip atskaitos plokštuma, o geoidas – geografinėms koordinatėms nustatyti. Geoidas yra matematiškai neteisinga figūra, artimesnė tikrajai Žemės figūrai. Lygiu paviršiumi laikomas tas paviršius, kuris tęsiasi po jūros lygiu ramioje būsenoje.
Geografinė koordinačių sistema, naudojama geodezijoje, apibūdina taško padėtį erdvėje trimis reikšmėmis. Geografinės ilgumos apibrėžimas sutampa su geodeziniu, nes nulinis dienovidinis, vadinamas Grinvičo dienovidiniu, taip pat bus atskaitos taškas. Jis eina per to paties pavadinimo observatoriją Londono mieste. Geografinė platuma nustatoma pagal geoido paviršiuje nubrėžtą pusiaują.
Aukštis vietinėje koordinačių sistemoje, naudojamoje geodezijoje, matuojamas nuo jūros lygio ramioje būsenoje. Rusijos ir buvusios Sąjungos šalių teritorijoježenklas, nuo kurio nustatomi aukščiai, yra Kronštato pėdsakas. Jis yra B altijos jūros lygyje.
Poliarinės koordinatės
Geodezijoje naudojama polinių koordinačių sistema turi ir kitų matavimo niuansų. Jis naudojamas mažose reljefo vietose santykinei taško vietai nustatyti. Atskaitos taškas gali būti bet koks objektas, pažymėtas kaip š altinis. Taigi, naudojant poliarines koordinates, neįmanoma vienareikšmiškai nustatyti taško vietą Žemės rutulio teritorijoje.
Poliarinės koordinatės apibrėžiamos dviem reikšmėmis: kampu ir atstumu. Kampas matuojamas nuo dienovidinio šiaurinės krypties iki tam tikro taško, nustatant jo padėtį erdvėje. Tačiau vieno kampo nepakaks, todėl įvedamas spindulio vektorius – atstumas nuo stovinčio taško iki norimo objekto. Naudodami šiuos du parametrus galite nustatyti taško vietą vietinėje sistemoje.
Paprastai ši koordinačių sistema naudojama inžineriniams darbams, atliekamiems nedideliame žemės plote.
Stačiakampės koordinatės
Geodezijoje naudojama stačiakampė koordinačių sistema taip pat naudojama nedidelėse reljefo vietose. Pagrindinis sistemos elementas yra koordinačių ašis, iš kurios daroma atskaita. Taško koordinatės randamos kaip statmenų, nubrėžtų nuo abscisių ir ordinačių ašių iki norimo taško, ilgis.
X ašies šiaurinė kryptis ir Y ašies rytai laikomi teigiamais, o pietūs ir vakarai laikomi neigiamais. Atsižvelgiant į ženklus ir ketvirčius, jie nustato taško vietą erdvėje.
Gauss-Kruger koordinatės
Gauso-Krugerio koordinačių zoninė sistema yra panaši į stačiakampę. Skirtumas tas, kad jis gali būti taikomas visam Žemės rutulio plotui, o ne tik mažiems plotams.
Stačiakampės Gauss-Kruger zonų koordinatės iš tikrųjų yra Žemės rutulio projekcija į plokštumą. Ji atsirado praktiniais tikslais, norint pavaizduoti didelius Žemės plotus popieriuje. Iškraipymo perkėlimas laikomas nereikšmingu.
Pagal šią sistemą Žemės rutulys pagal ilgumą yra padalintas į šešių laipsnių zonas, kurių viduryje yra ašinis dienovidinis. Pusiaujas yra centre išilgai horizontalios linijos. Iš viso yra 60 tokių zonų.
zonos numeris.
X ašies reikšmės Rusijoje paprastai yra teigiamos, o Y vertės gali būti neigiamos. Siekiant išvengti minuso ženklo abscisių ašies reikšmėse, kiekvienos zonos ašinis dienovidinis sąlyginai perkeliamas 500 metrų į vakarus. Tada visos koordinatės tampateigiamas.
Koordinačių sistemą kaip įmanomą pasiūlė Gaussas, o XX amžiaus viduryje matematiškai apskaičiavo Kriugeris. Nuo tada jis naudojamas geodezijoje kaip vienas pagrindinių.
Aukščio sistema
Geodezijoje naudojamos koordinačių ir aukščių sistemos naudojamos tiksliai nustatyti taško padėtį Žemėje. Absoliutus aukštis matuojamas nuo jūros lygio ar kito paviršiaus, kuris laikomas originaliu. Be to, yra santykinių aukščių. Pastarieji skaičiuojami kaip perteklius nuo norimo taško iki bet kurio kito. Jas patogu naudoti dirbant vietinėje koordinačių sistemoje, kad būtų supaprastintas tolesnis rezultatų apdorojimas.
Koordinačių sistemų taikymas geodezijoje
Be aukščiau išvardytų, geodezijoje naudojamos ir kitos koordinačių sistemos. Kiekvienas iš jų turi savų privalumų ir trūkumų. Taip pat yra savo darbo sričių, kurioms tinka tas ar kitas vietos nustatymo būdas.
Darbo tikslas nulemia, kokias geodezijoje naudojamas koordinačių sistemas geriausia naudoti. Darbui mažuose plotuose patogu naudoti stačiakampes ir polines koordinačių sistemas, o stambaus masto uždaviniams spręsti reikalingos sistemos, leidžiančios aprėpti visą žemės paviršiaus teritoriją.
