För att lösa de flesta problem inom tillämpad vetenskap är det nödvändigt att känna till platsen för ett objekt eller punkt, vilket bestäms med hjälp av ett av de accepterade koordinatsystemen. Dessutom finns det höjdsystem som också bestämmer höjdläget för en punkt på jordens yta.
Vad är koordinater
Koordinater är numeriska eller alfabetiska värden som kan användas för att bestämma platsen för en punkt i terrängen. Som ett resultat är ett koordinatsystem en uppsättning värden av samma typ som har samma princip för att hitta en punkt eller ett objekt.
Att hitta platsen för en punkt krävs för att lösa många praktiska problem. I en vetenskap som geodesi är att bestämma platsen för en punkt i ett givet utrymme huvudmålet som allt efterföljande arbete bygger på.
De flesta koordinatsystem definierar som regel platsen för en punkt på ett plan begränsat av endast två axlar. För att bestämma positionen för en punkti 3D-rymden tillämpas även höjdsystemet. Med dess hjälp kan du ta reda på den exakta platsen för det önskade objektet.
Kort om koordinatsystem som används inom geodesin
Koordinatsystem definierar platsen för en punkt på jordens yta genom att ge den tre värden. Principerna för deras beräkning är olika för varje koordinatsystem.
Grundläggande rumsliga koordinatsystem som används i geodesi:
- Geodesics.
- Geographic.
- Polar.
- Rektangulär.
- Zonala Gauss-Kruger-koordinater.
Alla system har sin egen startpunkt, värden för objektets placering och omfattning.
Geodetiska koordinater
Huvudsiffran som används för att mäta geodetiska koordinater är jordellipsoiden.
En ellipsoid är en tredimensionell komprimerad figur som bäst representerar jordklotet. På grund av att jordklotet är en matematiskt felaktig figur är det ellipsoiden som istället används för att bestämma geodetiska koordinater. Detta gör det lättare att utföra många beräkningar för att bestämma kroppens position på ytan.
Geodetiska koordinater definieras av tre värden: geodetisk latitud, longitud och höjd.
- Geodetisk latitud är en vinkel vars början ligger på ekvatorns plan och slutet ligger i vinkelrät,dras till önskad punkt.
- Geodesisk longitud är vinkeln som mäts från nollmeridianen till meridianen på vilken den önskade punkten är belägen.
- Geodesisk höjd - värdet på normalen som dras till ytan av jordens rotationsellipsoid från en given punkt.
Geografiska koordinater
För att lösa högprecisionsproblem med högre geodesi är det nödvändigt att skilja mellan geodetiska och geografiska koordinater. I det system som används inom teknisk geodesi görs sådana skillnader som regel inte på grund av det lilla utrymme som verket täcker.
För att bestämma geodetiska koordinater används en ellipsoid som referensplan och en geoid används för att bestämma geografiska koordinater. Geoiden är en matematiskt felaktig figur, närmare jordens verkliga figur. Dess plana yta anses vara den som fortsätter under havsytan i sitt lugna tillstånd.
Det geografiska koordinatsystemet som används inom geodesin beskriver positionen för en punkt i rymden med tre värden. Definitionen av geografisk longitud sammanfaller med den geodetiska, eftersom nollmeridianen, kallad Greenwich-meridianen, också kommer att vara referenspunkten. Den passerar genom observatoriet med samma namn i staden London. Geografisk latitud bestäms från ekvatorn ritad på geoidens yta.
Höjden i det lokala koordinatsystemet som används inom geodesin mäts från havsnivån i dess lugna tillstånd. På Rysslands territorium och länderna i den tidigare unionenmärket från vilket höjderna bestäms är Kronstadts fotstock. Den ligger i nivå med Östersjön.
Polära koordinater
Det polära koordinatsystemet som används inom geodesin har andra nyanser av mätning. Den används i små terrängområden för att bestämma den relativa platsen för en punkt. Referenspunkten kan vara vilket objekt som helst markerat som källa. Med hjälp av polära koordinater är det alltså omöjligt att bestämma den entydiga platsen för en punkt på jordens territorium.
Polära koordinater definieras av två värden: vinkel och avstånd. Vinkeln mäts från meridianens norra riktning till en given punkt, vilket bestämmer dess position i rymden. Men en vinkel räcker inte, så en radievektor introduceras - avståndet från den stående punkten till det önskade objektet. Med dessa två parametrar kan du bestämma platsen för punkten i det lokala systemet.
Vanligtvis används detta koordinatsystem för ingenjörsarbete som utförs på ett litet landområde.
Rektangulära koordinater
Det rektangulära koordinatsystemet som används inom geodesi används också i små områden i terrängen. Huvudelementet i systemet är koordinataxeln från vilken referensen görs. Punktkoordinater återfinns som längden av perpendikulära ritningar från abskissan och ordinatan till den önskade punkten.
Nordriktningen för X-axeln och öster om Y-axeln anses vara positiv, medan söder och väster anses vara negativa. Beroende på skyltarna och kvarteren bestämmer de platsen för en punkt i rymden.
Gauss-Kruger-koordinater
Gauss-Krugers koordinatzonsystem liknar det rektangulära. Skillnaden är att den kan appliceras på hela jordklotet, inte bara på små områden.
De rektangulära koordinaterna för Gauss-Kruger-zonerna är i själva verket projektionen av jordklotet på ett plan. Det uppstod i praktiska syften att skildra stora områden av jorden på papper. Överföring av distorsion anses vara försumbar.
Enligt detta system är jordklotet uppdelat efter longitud i sexgraderszoner med den axiella meridianen i mitten. Ekvatorn är i mitten längs en horisontell linje. Tot alt finns det 60 sådana zoner.
zonnummer.
X-axelvärdena i Ryssland är vanligtvis positiva, medan Y-värdena kan vara negativa. För att undvika minustecknet i abskissaxelns värden flyttas den axiella meridianen för varje zon villkorligt 500 meter västerut. Då blir alla koordinaterpositiv.
Koordinatsystemet föreslogs av Gauss som möjligt och beräknades matematiskt av Krueger i mitten av 1900-talet. Sedan dess har den använts inom geodesin som en av de viktigaste.
Höjdsystem
Koordinat- och höjdsystemen som används i geodesin används för att exakt bestämma positionen för en punkt på jorden. Absoluta höjder mäts från havsnivån eller annan yta som tas som original. Dessutom finns det relativa höjder. De senare räknas som ett överskott från den önskade punkten till någon annan. De är bekväma att använda för att arbeta i det lokala koordinatsystemet för att förenkla den efterföljande bearbetningen av resultaten.
Tillämpning av koordinatsystem i geodesi
Utöver ovanstående finns det andra koordinatsystem som används inom geodesi. Var och en av dem har sina egna fördelar och nackdelar. Det finns också deras egna arbetsområden för vilka den eller den metoden att bestämma platsen är relevant för.
Det är syftet med arbetet som avgör vilka koordinatsystem som används inom geodesin som bäst används. För arbete i små områden är det bekvämt att använda rektangulära och polära koordinatsystem, och för att lösa storskaliga problem behövs system som tillåter att täcka hela jordytans territorium.
