Геоцентрические системы координат

Системы координат

Необходимость в использовании различных координатных систем в спутниковых технологиях обусловлена тем, что для вычисления орбит спутников и прогнозирования их движения применяются одни системы координат, а для определения пространственного положения точек требуются другие системы координат.

Системы, начало которых совпадает с центром масс Земли, называют геоцентрическими [34]. Земными (рис. 1) – называют системы, вращающиеся вместе с Землей и у которых:

- ось z проходит через условный земной полюс (УЗП);

- ось x проходит через точку G пересечения плоскостей экватора и начального меридиана;

- ось y дополняет систему до правой.

Рисунок 1. Геоцентрическая земная система координат

На рисунке 1 обозначено: О – начало координат, В – геодезическая широта, L – геодезическая долгота, Н – геодезическая высота, А – точка находящаяся на физической поверхности Земли, а – проекция точки А на поверхность эллипсоида, N = ac – радиус кривизны эллипсоида в плоскости первого вертикала.

В геодезии используют общеземную систему координат, которая должна отвечать следующим условиям:

- начало координат совмещается с центром масс Земли;

- масса эллипсоида должна равняться массе Земли;

- эллипсоид должен наиболее лучше описывать физическую поверхность Земли.

Для определения геодезических координат требуется знать параметры земного эллипсоида. Параметры некоторых общеземных эллипсоидов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Параметры для эллипсоидов WGS-84, ПЗ-90 и Красовского

Для решения геодезических задач требуется так же знать и гравитационное поле Земли. А для того, чтобы осуществить пересчет из одной системы в другую, необходимо знать параметры преобразований.

Все геоцентрические системы связаны с определенными эллипсоидами, название которых обычно совпадают с названием самой системы. В этом случае возможно использование не только декартовых, но и эллипсоидальных координат: геодезическая широта B, геодезическая долгота L и геодезическая высота H (см. рисунок 1).