Билет №4. Географические координаты (астрономические и геодезические)

Геодезические координаты. Геодезическими координатами точки являются ее широта, долгота и высота (рис. 2.2).

Геодезической широтой точки М называется угол В, образованный нормалью к поверхности эллипсоида, проходящей через данную точку, и плоскостью экватора.

Широта отсчитывается от экватора к северу и югу от 0° до 90° и называется северной или южной. Северную широту считают положительной, а южную - отрицательной.

Плоскости сечения эллипсоида, проходящие через его малую ось, называются меридианами.

Геодезической долготой точки М называется двугранный угол L, образованный плоскостями начального (гринвичского) меридиана и меридиана данной точки.

Долготы отсчитывают от начального меридиана в пределах от 0° до 360° на восток, или от 0° до 180° на восток (положительные) и от 0° до 180° на запад (отрицательные).

Геодезической высотой точки М является ее высота Н над поверхностью земного эллипсоида.

Геодезические координаты с пространственными прямоугольными координатами связаны формулами X = (N + H)cosB cosL,

Y = (N+H)cosB sinL, Z = (b² N/a²+H) sinB,

где N = a² / (а² cos²B-b² sin²B)^1/2 ( радиус кривизны) и . е - эксцентриситет меридиана эллипса

Геодезические и пространственные координаты точек определяют с помощью спутниковых измерений, а также путем их привязки геодезическими измерениями к точкам с известными координатами.

Астрономическая широта j это - угол, составленный отвесной линией в данной точке с плоскостью экватора. Астрономическая долгота l – угол между плоскостями Гринвичского меридиана и проходящего через отвесную линию в данной точке астрономического меридиана. Астрономические координаты определяют на местности из астрономических наблюдений.

Астрономические координаты отличаются от геодезических, потому что направления отвесных линий не совпадают с направлениями нормалей к поверхности эллипсоида. Угол между направлением нормали к поверхности эллипсоида и отвесной линией в данной точке земной поверхности называется уклонением отвесной линии.

Обобщением геодезических и астрономических координат является термин – географические координаты.

Билет №5. Геоцентрические пространственные прямоугольные координаты.

Это пространственная прямоугольная система координат, представляющая собой геоцентрическую экваториальную систему координат, ось Z которой направлена на северный полюс Земли, а ось X – в точку гринвича G пересечения гринвичского меридиана с экватором. Полученная система координат (OXYZ) участвует в суточном вращении Зеемли, оставаясь неподвижной относительно точек земной поверхности, и потому удобна для определения положения объектов земной поверхности.

Билет №6. Система зональных прямоугольных координат.

Для решения задач инженерной геодезии от пространственных и геодезических координат переходят к более простым - плоским координатам, позволяющим изображать местность на плоскости и определять положение точек двумя координатами х и у.

Поскольку выпуклую поверхность Земли изобразить на плоскости без искажений нельзя, введение плоских координат возможно только на ограниченных участках, где искажения так малы, что ими можно пренебречь.

В России принята система прямоугольных координат, основой которой является равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция Гаусса. Поверхность эллипсоида изображается на плоскости по частям, называемым зонами. Зоны представляют собой сферические двуугольники, ограниченные меридианами, и простирающиеся от северного полюса до южного (рис. 2.3). Размер зоны по долготе равен 6°. Центральный меридиан каждой зоны называется осевым.

Долгота осевого меридиана зоны с номером N равна:l₀ = 6°× N - 3° .

Осевой меридиан зоны и экватор изображаются на плоскости прямыми линиями. Осевой меридиан принимают за ось абсцисс x, а экватор - за ось ординат y. Их пересечение (точка О) служит началом координат данной зоны. Чтобы избежать отрицательных значений ординат, координаты пресечения принимают равными x₀ = 0, y₀ = 500 км, что равносильно смещению оси х к западу на 500 км.

Чтобы по прямоугольным координатам точки можно было судить, в какой зоне она расположена, к ординате y слева приписывают номер координатной зоны.