1.3.4 Преобразование координат

Преобразованием координат называется переход от одной системы координат в другую. Вопрос преобразования координат становится наиболее актуальным при использовании Мировой геодезической сети и GPS – позиционирования.

Все приборы, использующие систему GPS – позиционирования, показывают долготу и широту в системе WGS – 84. В этой же системе координат можно получить информацию о пунктах на снимках сайта Google Планета Земля.

До недавнего времени координаты пунктов в любой из местных систем считались секретными. Каждый район Курской области имел свою местную систему координат. Преобразование координат из одной системы в другую и в государственную СК – 42 производилось с помощью специальных ключей. Доступ к ключам перевода имел ограниченный круг лиц.

Точных формул пересчета геодезических WGS – 84 координат в плоские прямоугольные координаты СК – 42 в настоящее время не существует по следующим двум основным причинам.

1). СК – 42 имеет существенные деформации сети, которые до настоящего времени не устранены.

2). WGS – 84 находится в постоянном развитии и периодически уточняется.

При ведении кадастровых работ требуется определение координат поворотных точек земельных участков с точность 0,1 м. Прямые преобразования координат такую точность не обеспечивают.

С другой стороны, при подготовке материалов для составления эскизных проектов, для рекогносцировки местности при поиске утраченных геодезических пунктов и в некоторых других случаях может использоваться приближенное преобразование.

Наиболее доступным средством преобразования координат служит геодезический калькулятор [11; 12], работающий по программе PHOTOMOD GeoCalculator. Программа предназначена для пересчёта геодезических координат точек из одной системы координат в другую по выбору.

Окно программы разделено на две панели – правую и левую. В одной из них вводятся исходные данные для точек, а в другой показываются результаты пересчёта (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Пример использования программы PHOTOMOD GeoCalculator

Долгота и широта в системе координат WGS – 84 вводится в левое окно программы в формате: «градусы – пробел – минуты – секунды с десятичными долями». Далее необходимо подать команду «Вычислить». В левом окне программы появится результат в выбранной системе координат. Команда очистить удаляет информацию по текущей точке.

1.4. Ориентирование на местности

Ориентировать линию на местности - значит определить ее направление относительно другого направления, принимаемого за исходное.

В зависимости от того, что принимают за исходное направление, различают следующие углы ориентирования:

• Азимут истинный А^И - плоский горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления истинного меридиана, по ходу часовой стрелки до заданного направления.

• Азимут магнитный А^М - плоский горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления магнитного меридиана, по ходу часовой стрелки до заданного направления.

• Дирекционный угол α - плоский горизонтальный угол, отсчитываемый от северного направления осевого меридиана или линии ему параллельной, по ходу часовой стрелки до заданного направления.

• Румб r – острый, плоский горизонтальный угол, отсчитываемый от ближайшего направления меридиана (по умолчанию осевого или линии ему параллельной) северного или южного до заданного направления.

Азимуты при производстве точных геодезических работ на местности не применяются по следующим причинам:

Во-первых, достаточно протяженная линия на своих концах имеет различные значения азимутов.

Во-вторых, направление магнитного меридиана в точке в течение времени изменяется, и на него оказывают влияние случайные электромагнитные поля.

Для приближенных оценок значения азимутов могут быть определены следующими способами.

В астрономических ежегодниках приводятся эфемериды (координаты) небесных светил. Наблюдая одно из светил и направление на предмет можно определить азимут этого направления [2].

Угломерные приборы – теодолиты имеют пазы для крепления буссоли. При ориентировании стрелки буссоли на магнитный полюс можно измерить магнитный азимут направления на предмет.

Связь между различными углами ориентирования можно установить при рассмотрении схемы (рис. 1.4).

Углы связей направлений - магнитное склонение δ и сближение меридианов γ отсчитываются от направления истинного меридиана. Положительное направление по ходу часовой стрелки (восточное).

Складывая (алгебраически) углы, имеем:

α = А^И - γ (1.1)

α = А^М –(γ-δ) (1.2)

Более внимательного рассмотрения требует понятие румба. Определение направления через дирекционный угол и румб полностью эквивалентны. Никакой дополнительной связи между ними устанавливать не требуется.

Вместе с тем румб - это сложное понятие его можно представить в виде двух элементов. С одной стороны это направление (четверть), с другой стороны значение угла (модуль, │r│)

r= четверть: │r│ . (1.3)

Если рассматривать дирекционные углы и модули румба (см. рис. 1.5), то имеют место следующие соотношения (см. табл.1)

Анализ направлений

Таблица 1.1

Четверть	Наименование	Область изменения α	Связь α и │r│	Знаки приращений координат
				Δx	Δy
I	СВ	0-90	α=│r│	+	+
II	ЮВ	90-180	α=180-│r│	-	+
III	ЮЗ	180-270	α=180+│r│	-	-
IV	СЗ	270-360	α=360-│r│	+	-

Таким образом, необходимо внимательно относиться к термину «направление» и представлять себе, как будет выглядеть направление в системе плоских прямоугольных координат. Знаки приращений координат в зависимости от четверти будут использованы в дальнейшем, при рассмотрении обратной геодезической задачи.