Лекция 2. Системы координат и высот, применяемые в геодезии.

Лекция 2. Системы координат и
высот, применяемые в геодезии.
Преподаватель кафедры
полезных
ископаемых
Валерьевич
месторождений
Рыбин
Илья
План лекции.
I. ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КООРДИНАТ.
II. ПРЯМОУГОЛЬНАЯ СИСТЕМА КООРДИНАТ.
III. ЗОНАЛЬНАЯ И МЕСТНАЯ СИСТЕМЫ
ПЛОСКИХ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ КООРДИНАТ.
IV. СИСТЕМА ВЫСОТ.
I. ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КООРДИНАТ.
Положение любой точки на земной поверхности можно
определить, зная её географические координаты: широту - ϕ и
долготу λ, которые определяют из астрономических наблюдений.
На карте точка определяется как точка пересечения меридиана и
параллели.
ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ (ИСТИННЫЙ) МЕРИДИАН – дуга окружности,
cоединяющая полюса Земли.
P - северный полюс Земли
P1- южный полюс Земли.
PP1- полярная ось (ось вращения Земли) –
прямая соединяющая полюса Земли.
EE1 – экваториальная ось – прямая,
проходящая через центр Земли
перпендикулярно полярной оси.
ЭКВАТОР – окружность, полученная при пересечении поверхности Земли
плоскостью, проходящей через центр Земли, перпендикулярно полярной
оси.
ПАРАЛЛЕЛЬ – окружность, образованная при пересечении земной
поверхности, плоскостью, параллельной экваториальной плоскости.
Экватор – самая большая параллель.
ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ШИРОТА ϕ – угол между отвесной линией
(радиусом) точки и плоскостью экватора.
Широты отсчитываются по меридиану от экватора к северному полюсу –
северные, к южному полюсу – южные. Широты изменяются в пределах
от 0° до 90°
ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ДОЛГОТА λ - двугранный угол между плоскостью
начального меридиана и плоскостью меридиана данной точки.
За начальный или нулевой меридиан принят меридиан, проходящий
через центр Гринвичской обсерватории, находящейся вблизи Лондона.
Долготы отсчитываются по экватору или параллели от нулевого
меридиана к востоку – восточные, к западу – западные. Долготы
изменяются в пределах от 0° до 180°
Все точки экватора имеют широту 0°.
Все точки Гринвичского меридиана имеют долготу 0°.
II. ПРЯМОУГОЛЬНАЯ СИСТЕМА КООРДИНАТ.
Наряду с географической системой координат, в геодезии
применяется система плоских прямоугольных координат
Гаусса. Координатными осями являются взаимно
перпендикулярные оси: абсцисс (Х) и ординат (Y) ,
лежащие в горизонтальной плоскости.
Положительными считаются северное направление оси Х
и восточное направление оси Y. Оси абсцисс и ординат
образуют координатные четверти, которые нумеруются по
часовой стрелке, начиная с северо-восточной четверти,
римскими цифрами.
Чтобы определить положение точки А на плоскости в
прямоугольной системе координат, надо опустить
перпендикуляры из этой точки А на оси координат .
Расстояние от точки А до оси YY, называется абсциссой
точки А, а до оси ХХ ординатой и обозначается Ха и Yа.
Точка 0 – начало координат.
Ось абсцисс ХХ – вертикальная и совпадает с направлением меридиана,
Ось ординат YY – горизонтальная
III. ЗОНАЛЬНАЯ И МЕСТНАЯ СИСТЕМЫ ПЛОСКИХ
ПРЯМОУГОЛЬНЫХ КООРДИНАТ.
В нашей стране применяют две системы плоских
прямоугольных координат: зональную и местную.
ЗОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА КООРДИНАТ создается для каждой
зоны отдельно. Ось YY совмещена с экватором.
Ось ХХ и начало координат смещены параллельно
осевому меридиану на 500 км к западу за пределы зоны,
для того, чтобы не было отрицательных Y. Все точки
осевого меридиана имеют ординату равную 500 км.
В зональной системе координат, координаты точек
вычисляют в единой государственной системе координат
1942 г. от исходной точки с известными координатами,
измеренными астрономически. За исходную точку
государственной системы координат 1942 года принят
центр круглого зала Пулковской астрономической
обсерватории.
МЕСТНАЯ СИСТЕМА КООРДИНАТ - система
плоских прямоугольных координат, в
которой координаты точек определяются от
условного начала. Применяют местную
систему, когда невозможно или трудно
получить координаты в зональной системе.
КАРТОГРАФИЧЕСКАЯ И КООРДИНАТНАЯ
СЕТКИ.
Каждая топографическая карта имеет две
системы координат: географическую и
зональную прямоугольную.
Внутренняя
рамка карты является картографической
сеткой, вертикальные линии которой –
истинные меридианы, горизонтальные –
параллели, от которых отсчитывают
географические координаты: Во всех
четырех углах внутренней рамки подписаны
их географические координаты широта ϕ и долгота λ , относительно
которых определяют координаты любой точки карты.
Минуты и секунды координат определяют по градусной рамке карты.
Для удобства измерения прямоугольных координат при решении
практических задач на планах и картах нанесена квадратная
координатная сетка, вертикальные линии которой параллельны осевому
меридиану зоны (оси Х) и горизонтальные – экватору (оси Y). Значения
координат прямоугольной зональной системы подписаны на выходах
координатной сетки между внутренней рамкой и градусной рамкой в км.
IV. СИСТЕМА ВЫСОТ.
Чтобы определить положение точки на физической земной поверхности,
кроме координат точки, надо знать ее высоту.
ВЫСОТА ТОЧКИ - расстояние от основной уровенной поверхности до
точки по отвесной линии. Обозначается НА, Нв и т.д.
ОТМЕТКА ТОЧКИ – число, обозначающее высоту точки.
ПРЕВЫШЕНИЕ – это разность высот двух точек. Превышение
обозначается h и показывает, насколько одна точка выше или ниже
другой.
В нашей стране высоты всех точек определяются в Балтийской системе
абсолютных высот. Началом отсчета считается нуль Кронштадского
футштока.
hАВ = НА – НВ , откуда НВ = НА- hАВ