Преобразование плановых и высотных координат в спутниковых технологиях.

Как говорилось выше, преобразование координат из одной системы в другую проводится в рамках применяемого ПО, поэтому не будем подробно останавливаться на описаниях систем координат и подробном описании.

Различают два типа преобразования координат при переходе из одной системы в другую:

- преобразование пространственных прямоугольных или эллипсоидальных координат одной координатной системы в другую координатную систему того же типа с использованием точно определенных параметров перехода;

- преобразование одной координатной системы в другую коор­динатную систему того же типа с использованием пунктов, координа­ты которых известных в двух системах.

При этом различают трехмерные, двухмерные и одномерные ме­тоды преобразования (трансформирования).

Преобразование одной координатной системы в другую коорди­натную систему того же типа с использованием пунктов, координаты которых известны в двух системах, на основе теории подобия является сегодня наиболее распространенным на практике способом преобра­зования координат.

Традиционным способом развития высотной сети является геометрическое нивелирование, которое, несмотря на автоматизацию от­дельных процессов, до сих пор является одним из самых трудоемких процессов топографо-геодезического производства. В результате гео­метрического нивелирования определяются нормальные или ортометрические высоты, необходимые для решения большинства практичес­ких задач.

Нормальная высота определяется от поверхности геоида или ква­зигеоида. Геоид (квазигеоид) является одной из семейства эквипотен­циальных или уроненных поверхностей гравитационного поля Земли. Гравитационный вектор или направление вертикали в любой точке перпендикулярен к геопотенциальной поверхности, проходящей че­рез эту точку (рисунок 15).

Рисунок 15 – К вопросу о высоте

Для получения нормальных высот с помощью спутниковых измерений необходимо с высокой точностью знать вы­соты геоида и квазигеоида в каждой определяемой точке.

Поскольку спутниковые координатные определения, выполняе­мые с геодезической точностью, являются относительными, то и опре­деление нормальных и геодезических высот следует рассматривать как относительные определения.

Использование метода относительных определений для передачи нормальных высот без учета разностей высот геоида (квазигеоида) мо­жет привести к значительным погрешностям. Средние кнадратические погрешности неучета разности высот геоида составля­ют до 1 м на расстоянии до 50 км и до 5 м на расстоянии до 200 км.

Наиболее массовым способом передачи высот при использова­нии спутниковых координатных определении является одномерное трансформирование высот с использованием нормальных высот опор­ных точек. Так, знание нормальных высот опорных точек в начале и в конце трассы линейного сооружения позволяет выполнить высотную съемку этой трассы, а знание нормальных высот трех опорных точек позволяет определить методом интерполяции разности высот геоида на площадном объекте, ограниченном опорными точками.

Как и двухмерное трансформирование с использованием опор­ных точек трансформирование высот имеет свои методические огра­ничения, связанные с необходимой точностью определения нормаль­ных высот, с точностью опорных точек, с размером объекта и равно­мерностью в пределах объекта поверхности квазигеоида. Формальное трансформирование высот на основе теории подобия для линейных объектов длиной порядка десятков километров или площадных объек­тов таких же размеров, особенно протяженных вдоль параллели, могут привести к методическим погрешностям трансформирования, пре­восходящим и точность спутниковых измерений и точность использу­емых опорных высотных точек.

14