Az alkalmazott tudományok legtöbb problémájának megoldásához ismerni kell egy objektum vagy pont helyét, amelyet az elfogadott koordinátarendszerek valamelyikével határoznak meg. Ezen kívül vannak olyan magasságrendszerek, amelyek a Föld felszínén lévő pont magassági helyét is meghatározzák.
Mik azok a koordináták
A koordináták numerikus vagy alfabetikus értékek, amelyek segítségével meghatározható egy pont helye a terepen. Ennek eredményeként a koordináta-rendszer azonos típusú értékek halmaza, amelyek ugyanazzal az elvvel rendelkeznek egy pont vagy objektum megtalálásához.
Egy pont helyének megtalálása számos gyakorlati probléma megoldásához szükséges. Egy olyan tudományban, mint a geodézia, egy pont egy adott térben való elhelyezkedésének meghatározása a fő cél, amelyen minden további munka alapul.
A legtöbb koordinátarendszer általában meghatározza egy pont helyét egy olyan síkon, amelyet csak két tengely korlátoz. Egy pont helyzetének meghatározása3D térben a magasságrendszert is alkalmazzák. Segítségével megtudhatja a kívánt objektum pontos helyét.
Röviden a geodéziában használt koordinátarendszerekről
A koordinátarendszerek három érték megadásával határozzák meg egy pont helyét a Föld felszínén. Számításuk elve minden koordinátarendszernél eltérő.
A geodéziában használt alapvető térbeli koordináta-rendszerek:
- Geodézia.
- Geographic.
- Polar.
- Téglalap.
- Zonális Gauss-Kruger koordináták.
Minden rendszernek megvan a saját kiindulópontja, értékei az objektum helyének és a hatókörnek.
Geodéziai koordináták
A geodéziai koordináták mérésére használt fő ábra a földellipszoid.
Az ellipszoid egy háromdimenziós tömörített alak, amely a legjobban ábrázolja a földgömb alakját. Tekintettel arra, hogy a földgömb matematikailag hibás alakzat, a geodéziai koordináták meghatározására inkább az ellipszoidot használják. Ez megkönnyíti számos számítás elvégzését a test helyzetének meghatározásához a felszínen.
A geodéziai koordinátákat három érték határozza meg: geodéziai szélesség, hosszúság és magasság.
- A geodéziai szélesség olyan szög, amelynek kezdete az Egyenlítő síkján, a vége pedig a merőlegesen van,a kívánt pontra húzva.
- A geodéziai hosszúság az a szög, amelyet a nulla meridián és a kívánt pont közötti meridián között mérnek.
- Geodéziai magasság - a Föld forgási ellipszoidjának felületére egy adott pontból húzott normálérték értéke.
Földrajzi koordináták
A magasabb geodézia nagy pontosságú problémáinak megoldásához különbséget kell tenni a geodéziai és a földrajzi koordináták között. A mérnökgeodéziában használt rendszerben ilyen eltérések általában nem jönnek létre a munka által lefedett kis hely miatt.
A geodéziai koordináták meghatározásához egy ellipszoidot használnak referenciasíkként, a geoidot pedig a földrajzi koordináták meghatározásához. A geoid egy matematikailag helytelen alak, közelebb áll a Föld tényleges alakjához. Vízszintes felszínének azt tekintjük, amely nyugodt állapotában a tengerszint alatt folytatódik.
A geodéziában használt földrajzi koordinátarendszer három értékkel írja le egy pont helyzetét a térben. A földrajzi hosszúság meghatározása egybeesik a geodéziával, mivel a nulla meridián, az úgynevezett greenwichi meridián is referenciapont lesz. Az azonos nevű csillagvizsgálón halad keresztül London városában. A földrajzi szélesség meghatározása a geoid felületére rajzolt egyenlítő alapján történik.
A geodéziában használt helyi koordináta-rendszerben a magasságot a tengerszinttől mérik nyugodt állapotában. Oroszország és a volt Unió országai területéna jel, amelyből a magasságokat meghatározzák, a kronstadti lábszár. A B alti-tenger szintjén található.
Poláris koordináták
A geodéziában használt poláris koordináta-rendszernek más mérési árnyalatai is vannak. Kis terepterületeken használják egy pont relatív helyzetének meghatározására. A referenciapont bármely forrásként megjelölt objektum lehet. Így a poláris koordináták segítségével lehetetlen meghatározni egy pont egyértelmű helyét a földgömb területén.
A poláris koordinátákat két érték határozza meg: a szög és a távolság. A szöget a meridián északi irányától egy adott pontig mérjük, meghatározva a térbeli helyzetét. De egy szög nem lesz elég, ezért bevezetik a sugárvektort - az állópont és a kívánt objektum távolságát. Ezzel a két paraméterrel meghatározhatja a pont helyét a helyi rendszerben.
Általában ezt a koordinátarendszert kis területen végzett mérnöki munkákhoz használják.
Téglalap koordináták
A geodéziában használt derékszögű koordinátarendszert a terep kis területein is használják. A rendszer fő eleme az a koordinátatengely, amelyről a referencia készül. A pontkoordináták az abszcissza és az ordináta tengelyeiből a kívánt pontra húzott merőlegesek hosszaként találhatók.
Az X-tengely északi iránya és az Y-tengelytől keleti iránya pozitív, míg a déli és nyugati iránya negatív. A jelektől és a negyedektől függően ezek határozzák meg egy pont helyét a térben.
Gauss-Kruger koordináták
A Gauss-Kruger koordináta-zónarendszer hasonló a téglalap alakúhoz. A különbség az, hogy a földgömb teljes területén alkalmazható, nem csak kis területeken.
A Gauss-Kruger zónák derékszögű koordinátái valójában a földgömb síkra vetületei. Gyakorlati célból merült fel, hogy a Föld nagy területeit papíron ábrázolják. A torzítás átvitele elhanyagolhatónak tekinthető.
E rendszer szerint a földgömböt a hosszúság hat fokos zónákra osztja, középen az axiális meridiánnal. Az Egyenlítő egy vízszintes vonal mentén van a közepén. Összesen 60 ilyen zóna van.
zónaszám.
Az X-tengely értékei Oroszországban általában pozitívak, míg az Y-értékek negatívak is lehetnek. Az abszcissza tengely értékeiben a mínusz jel elkerülése érdekében az egyes zónák axiális meridiánját feltételesen 500 méterrel nyugatra mozgatják. Ekkor minden koordináta leszpozitív.
A koordinátarendszert Gauss javasolta, mint lehetséges, és Krueger számította ki matematikailag a huszadik század közepén. Azóta a geodéziában az egyik főként használják.
Magassági rendszer
A geodéziában használt koordináta- és magasságrendszerek egy pont helyzetének pontos meghatározására szolgálnak a Földön. Az abszolút magasságot a tengerszinttől vagy más eredetinek tekintett felülettől mérik. Ezen kívül vannak relatív magasságok. Ez utóbbiak többletnek számítanak a kívánt ponttól bármely másikig. Kényelmesen használhatók a helyi koordinátarendszerben történő munkavégzéshez, hogy leegyszerűsítsék az eredmények későbbi feldolgozását.
Koordinátarendszerek alkalmazása a geodéziában
A fentieken kívül más koordinátarendszereket is használnak a geodéziában. Mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai. Vannak saját munkaterületeik is, amelyeknél ez vagy az a helymeghatározási módszer releváns.
A munka célja meghatározni, hogy a geodéziában használt koordinátarendszerek közül melyek a legmegfelelőbbek. Kis területeken végzett munkákhoz kényelmes a téglalap és polárkoordináta-rendszerek alkalmazása, a nagy léptékű problémák megoldásához pedig olyan rendszerekre van szükség, amelyek lehetővé teszik a földfelszín teljes területének lefedését.
