Системы координат, применяемые в топографии. Определение координат объектов на земной поверхности

Определение координат объектов на земной поверхности

Система координат представляет собой совокупность линий и плоскостей, ориентированных определенным образом в пространстве, относительно которых определяют положение точек. Линии, принятые за начальные, служат осями координат, а плоскости – координатными плоскостями. Угловые и линейные величины, которыми определяется в той или иной системе координат положение точек на линии, поверхности или в пространстве, называются координатами.

В науке, технике, архитектуре существуют различные системы координат. В каждом конкретном случае применяются системы координат, которые наилучшим образом отвечают требованиям к определению положения точек.

Положение точек на поверхности Земли в зависимости от характера решаемых задач и требуемой точности чаще всего определяют в системах географических, плоских прямоугольных полярных и биполярных координат. Пространственное положение точек в каждой системе координат дополнительно определяется высотой этих точек над уровенной поверхностью, принятой за начальную (см. подраздел 6.7.3).

Указанные выше системы координат широко применяются в топографии. Они позволяют сравнительно просто и однозначно определять с необходимой точностью положения точек на земной поверхности по результатам измерений, выполненных непосредственно на местности или по карте. Система географических координат является единой для всей поверхности Земли. Она позволяет определять взаимное положение расположенных точек на значительных расстояниях друг от друга.

При решении использование этой системы ограничено неудобствами работы с координатами, выраженными в градусах, минутах и секундах.

Системой плоских прямоугольных координат какой-либо зоны связана с системой координат остальных зон и с системой географических координат точек на поверхности земли.

Прямоугольные координаты находят наиболее широкое применение при решении практических задач на местности и по карте. Они удобнее географических координат, так как оперировать линейными величинами проще, чем угловыми.

Система полярных координат состоит из точки, называемой полюсом, и начального направления – полярной оси. Положение любой точки на земной поверхности в этой системе координат определяется углом направления на нее относительно полярной оси и расстоянием от полюса до точки. При топогеодезической подготовке запуска искусственных спутников Земли в некоторых других случаях географические или прямоугольные координаты перевычисляют в полярные координаты. Часто система полярных координат используется как местная система, например, при указании по азимуту и дальности до точки.

Система биполярных координат (двухполюсная система) состоит из двух фиксированных точек, называемых полюсами, и направления между ними, которое называется базисом или базой засечки. Положение любой точки на земной поверхности определяется в этой системе двумя углами направлений с полюсов на точку относительно базиса. Если видимости между полюсами нет, то направления на точку в этой системе координат можно определять относительно какого-либо другого направления, принятого за начальное, например направления магнитного меридиана. Система биполярных координат часто применяется при засечке точек, высотных реперов и т. п.