Системы координат, используемые при выполнении промерных работ

При выполнении промерных работ используются прямоугольные координаты.

Планшеты общей и подробной съемки выполняют в нормальной прямоугольной цилиндрической проекции Меркатора до широты 82⁰ и в поперечной равноугольной цилиндрической проекции Меркатора на районы съемки в более высоких широтах.

Планшеты детальной съемки разрешается разбивать как в проекции Меркатора, так и в поперечной цилиндрической проекции Гаусса. Последнюю разрешается использовать также при подробной съемке для рабочих планшетов.

Наибольшее применение в гидрографии получили географические и прямоугольные координаты. При решении отдельных вопросов при­меняются также геоцентрические и полярные координаты.

Система географических координат оказалась наиболее универсальной и поэтому широко применяется при решении теорети­ческих и практических задач. В качестве координатных линий здесь используются меридианы и параллели.

Географическая широта φ представляет собой угол между нормалью* к поверхности Земли и плоскостью экватора.

Географическая долгота λ определяется двугранным углом между плоскостями начального меридиана и меридиана данной точки.

В зависимости от фигуры, которая отождествляется с поверхностью Земли, и, значит, от способа получения географических координат раз­личают геодезические, астрономические и сферические координаты.

Геодезические координаты получают в результате выпол­нения специальных геодезических работ и относят к поверхности референц-эллипсоида.

Геодезической широтой В называют угол между нормалью к поверх­ности референц-эллипсоида в определяемой точке и плоскостью эква­тора.

Геодезической долготой L называют двугранный угол между плоско­стями начального геодезического меридиана и геодезического меридиана определяемой точки.

Астрономические координаты относятся к поверхности геоида, а получают их на основе астрономических наблюдений.

Астрономической широтой φ; называют угол между отвесной линией в определяемой точке и плоскостью экватора.

Астрономическая долгота λ представляет собой двугранный угол между плоскостями начального астрономического меридиана и астро­номического меридиана определяемой точки.

Различие между геодезическими и астрономическими координатами связано с несовпадением поверхностей геоида и референц-эллипсоида, что проявляется в уклонении отвесных линий от нормалей к поверхности референц-эллипсоида. Поскольку погрешности морских астрономических наблюдений значительно превышают величину укло­нений отвесных линий, в гидрографической практике разницей между геодезическими и астрономическими координатами часто пренебрегают. В последующих главах учебника вместо геодезических или астрономи­ческих координат употребляется термин сфероидические коор­динаты. Здесь через φ; будем обозначать сфероидическую широту, а через λ — сфероидическую долготу.

Сферические координаты представляют собой такой вари­ант географических координат, в котором поверхность Земли отожде­ствляется со сферой.

Сферической широтой и называется угол между плоскостью эква­тора и радиусом, проходящим через определяемую точку.

Сферической долготой ω называется сферический угол при полюсе между начальным меридианом и меридианом определяемой точки.

Пространственные прямоугольные координаты X, У, Z используются при определении места по геодезическим или нави­гационным спутникам, а также при передаче координат на большие расстояния. Начало этой системы координат помещено в центре эллип­соида, ось Z совпадает с осью вращения Земли, ось X образуется пере­сечением плоскостей начального меридиана и экватора, ось У направ­лена нормально к плоскости X к востоку. Связь между геодезическими и пространственными прямоугольными координатами выражается сле­дующими формулами:

где а — большая полуось эллипсоида;

е — эксцентриситет эллипсоида;

Н —высота точки над поверхностью эллипсоида.

Плоские прямоугольные координаты применяются в гидрографии преимущественно при производстве детальных работ. Ось абсцисс X в этом случае располагается в плоскости осевого мери­диана. Положительные значения X считаются к северу от начала коор­динат. Ось ординат Y располагается перпендикулярно оси абсцисс и считается положительной к востоку от начала координат. Начало координат находится в точке пересечения осевого меридиана с эква­тором.

Система геоцентрических координат относится к эллип­соиду и применяется для решения некоторых задач математической картографии.

Здесь одной из координат остается сфероидическая долгота λ, а в качестве другой используют геоцентрическую широту φ'.

Геоцентрической широтой φ'называют угол между плоскостью экватора и прямой, соединяющей центр земного эллипсоида с опреде­ляемой точкой.

Разность (φ — φ') между сфероидической и геоцентрической широ­тами максимальна в широте 45°, где она достигает 11,5'.

Система полярных координат оказывается весьма удобной при изучении некоторых картографических проекций и широко используется для вычисления координат при различных способах определения места. Положение точки сферической поверхности в этой системе коор­динат определяется азимутом и сферическим радиусом.