O sistema de coordenadas de 1995 (SK-95) foi estabelecido pelo Decreto do Governo da Federação Russa de 28 de julho de 2002 nº 586 “Sobre o estabelecimento de sistemas de coordenadas estaduais unificados”. Utilizado na execução de trabalhos geodésicos e cartográficos, a partir de 1 de julho de 2002.

Antes da conclusão da transição para o uso do SC, o governo da Federação Russa decidiu usar sistema único coordenadas geodésicas de 1942, introduzidas pelo Decreto do Conselho de Ministros da URSS de 04/07/1996 nº 760.

A conveniência de introduzir o SK-95 é melhorar a precisão, eficiência e eficiência econômica resolver problemas de suporte geodésico que atenda requisitos modernos economia, ciência e defesa do país. Obtido como resultado do ajuste conjunto das coordenadas dos pontos do espaço rede estadual(KGS), a rede geodésica Doppler (DGS) e a rede geodésica astronômica (AGS) para a época de 1995, o sistema de coordenadas de 1995 é fixado por pontos da rede geodésica estadual.

O SK-95 é estritamente coordenado com o sistema de coordenadas geocêntricas de estado unificado, que é chamado de "Parâmetros da Terra 1990". (PZ-90). O SK-95 é instalado sob a condição de que seus eixos sejam paralelos aos eixos espaciais do SK PZ-90.

O elipsóide de referência é considerado como superfície de referência no SK-95.

A precisão do SK-95 é caracterizada pelos seguintes erros quadráticos médios da posição mútua dos pontos para cada uma das coordenadas planejadas: 2-4 cm para pontos ACS adjacentes, 30-80 cm em distâncias de 1 a 9 mil km entre pontos .

A precisão da determinação das alturas normais, dependendo do método de sua determinação, é caracterizada pelos seguintes erros quadráticos médios:

· 6-10 cm em média em todo o país a partir do nível de redes de nivelamento de 1 e 2 classes;

· 20-30 cm de determinações astronômicas e geodésicas durante a criação do AGS.

A precisão da determinação das alturas excedentes do quasi-geóide pelo método gravimétrico astronômico é caracterizada pelos seguintes erros quadráticos médios:

· de 6 a 9 cm a uma distância de 10-20 km;

30-50 cm a uma distância de 1000 km.

SK-95 é diferente de SK-42

1) aumentar a precisão das coordenadas de transmissão em uma distância de mais de 1000 km em 10-15 vezes e a precisão da posição relativa dos pontos adjacentes na rede geodésica do estado em uma média de 2-3 vezes;

2) a mesma precisão de distância do sistema de coordenadas para todo o território da Federação Russa;

3) a ausência de deformações regionais da rede geodésica estadual, atingindo vários metros no SK-42;

4) a possibilidade de criar um sistema de suporte geodésico altamente eficiente baseado na utilização de sistemas globais de navegação por satélite: Glonass, GPS, Navstar.

O desenvolvimento da rede astronômica e geodésica para todo o território da URSS foi concluído no início dos anos 80. Por esta altura, tornou-se óbvio que o ajuste geral do AGS foi realizado sem dividir em séries de triangulação de 1ª classe e redes contínuas de 2ª classe, uma vez que um ajuste separado levava a deformações significativas do AGS.

Em maio de 1991, foi concluído o ajuste geral da AGS. De acordo com os resultados do ajuste, seguintes características precisão de AGS:

1) erro quadrático médio das direções 0,7 segundos;

2) o erro quadrático médio do azimute medido é de 1,3 segundos;

3) erro quadrático médio relativo da medida dos lados básicos 1/200000;

4) o erro quadrático médio de pontos adjacentes é de 2-4 cm;

5) erro quadrático médio de transmissão das coordenadas do ponto fonte para pontos nas bordas da rede para cada coordenada de 1 m.

A rede ajustada incluiu:

· 164306 itens de 1ª e 2ª classe;

· 3,6 mil azimutes geodésicos determinados a partir de observações astronômicas;

· 2,8 mil lados básicos em 170-200 km.

Astronômico rede geodésica Doppler e KGS.

O volume de informações astronômicas e geodésicas processadas durante o ajuste conjunto para estabelecer o SK-95 excede o volume de informações de medição em uma ordem de magnitude.

Em 1999, o Serviço Federal de Geodésia e Cartografia (FSGiK) da SGS de um nível qualitativamente novo baseado em sistemas de navegação por satélite: Glonass, GPS, Navstar. O novo GHS inclui construções geodésicas várias aulas Precisão:

1) FAGS (fundamental)

2) WGS de alta precisão

3) Rede geodésica de satélite classe 1 (SGS 1)

4) Rede geodésica astronômica e redes geodésicas de condensação.

WGS-84 tornou-se agora sistema internacional navegação. Todos os aeroportos do mundo, de acordo com os requisitos da ICAO, definem seus marcos aeronáuticos no WGS-84. A Rússia não é exceção. Desde 1999, são emitidas ordens sobre sua utilização no sistema de nossa aviação Civil(As últimas ordens do Ministério dos Transportes nº HA-165-r datadas de 20.05.02 “Sobre a realização de trabalhos de levantamento geodésico de marcos aeronáuticos de aeródromos civis e vias aéreas da Rússia” e nº HA-21-r datadas de 04.02 .03 “Sobre a implementação de recomendações sobre a preparação ... para voos no sistema de navegação de área de precisão ... ”, consulte www.szrcai.ru), mas ainda não há clareza sobre o principal - se essas informações se tornarão aberto (caso contrário, perde o significado), e isso depende de departamentos completamente outros que não estão inclinados à abertura. Para comparação: as coordenadas das extremidades da pista do aeródromo com uma resolução de 0,01 ”(0,3 m) são atualmente emitidas pelo Cazaquistão, Moldávia e os países dos antigos estados bálticos; 0,1” (3 m) - Ucrânia e os países da Transcaucásia; e apenas a Rússia, a Bielorrússia e todos Ásia média revelar esses dados vitais para a navegação com uma precisão de 0,1" (180 m).

Também temos nosso próprio sistema de coordenadas globais, uma alternativa ao WGS-84, que é usado no GLONASS. Chama-se PZ-90, desenvolvido por nossos militares, e além deles, em geral, ninguém se interessa, embora tenha sido elevado ao posto de estado.

Nosso sistema estadual coordenadas - "O sistema de coordenadas de 1942", ou SK-42, (como o SK-95 recentemente substituído) difere porque, em primeiro lugar, é baseado no elipsóide de Krasovsky, um pouco maior que o WGS-84 e, em segundo lugar, " nosso" elipsóide é deslocado (por cerca de 150 m) e ligeiramente girado em relação à terra geral. Isso ocorre porque nossa rede geodésica cobria um sexto da terra mesmo antes do advento de quaisquer satélites. Essas diferenças levam a um erro de GPS em nossos mapas da ordem de 0,2 km. Depois de levar em conta os parâmetros de transição (eles estão disponíveis em qualquer Garmin "e), esses erros são eliminados para a precisão da navegação. desencontros dentro da rede estadual.Os agrimensores têm que para cada indivíduo do próprio distrito buscar os parâmetros de transformação para o sistema local.

Olá a todos!
Hoje vou falar para vocês, %USERNAME%, sobre sapatos e lacre, repolho, reis de coordenadas, projeções, sistemas geodésicos e um pouco sobre web mapping. Fique confortável.

Como disse Arthur Clarke, qualquer um é suficiente tecnologia avançada indistinguível da magia. Assim é na cartografia da web - acho que todos estão acostumados a usar mapas geográficos, mas nem todos podem imaginar como tudo funciona.

Aqui, parece coisa simples - coordenadas geográficas. Latitude e longitude, que poderiam ser mais simples. Mas imagine que você se encontra em uma ilha deserta. O smartphone afundou e você não tem outro meio de comunicação. Resta apenas escrever uma carta pedindo ajuda e, à moda antiga, jogá-la no mar em uma garrafa lacrada.

Isso é apenas azar - você absolutamente não sabe onde seu ilha deserta, e sem especificar as coordenadas, ninguém o encontrará, mesmo que pegue sua carta. O que fazer? Como determinar as coordenadas sem GPS?

Então, um pouco de teoria para começar. Para comparar coordenadas com pontos na superfície da esfera, é necessário definir a origem - o plano fundamental para contar latitudes e o meridiano zero para contar longitudes. Para a Terra, geralmente são usados ​​o plano equatorial e o meridiano de Greenwich, respectivamente.

Latitude (geralmente denotada por φ) é o ângulo entre a direção a um ponto do centro da esfera e o plano fundamental. A longitude (geralmente denotada por θ ou λ) é o ângulo entre o plano do meridiano que passa pelo ponto e o plano do meridiano principal.

Como determinar sua latitude, ou seja, o ângulo entre o plano do equador da Terra e o ponto onde você está?

Vejamos o mesmo desenho de um ângulo diferente, projetando-o no plano do nosso meridiano. Vamos também adicionar um plano de horizonte ao desenho (um plano tangente ao nosso ponto):

Vemos que o ângulo desejado entre a direção do ponto e o plano do equador igual ao ângulo entre o plano do horizonte e o eixo de rotação da Terra.

Então, como encontramos esse canto? Vamos relembrar as belas fotos do céu estrelado com longa exposição:

Este ponto no centro de todos os círculos descritos pelas estrelas é o pólo do mundo. Medindo sua altura acima do horizonte, obtemos a latitude do ponto de observação.

A questão permanece como encontrar o pólo do mundo em céu estrelado. Se você estiver no Hemisfério Norte, tudo é bem simples:

Encontre um balde Ursa Maior;
- desenhe mentalmente uma linha reta através das duas estrelas extremas do balde - Dubhe e Merak;
- esta linha reta apontará para a alça do balde Ursa Menor. A estrela extrema desta caneta - Polaris - coincide quase exatamente com o Pólo Norte do mundo.

A estrela polar está sempre no norte e sua altura acima do horizonte é igual à latitude do ponto de observação. Se você conseguir entrar Polo Norte, A Estrela do Norte estará exatamente sobre sua cabeça.

NO hemisfério sul Não é assim tão simples. Não há paz perto do pólo sul grandes estrelas, e você terá que encontrar a constelação do Cruzeiro do Sul, estender mentalmente sua grande barra transversal e contar 4,5 de seu comprimento - em algum lugar nesta área haverá pólo Sul Paz.

A constelação em si é fácil de encontrar - você já a viu muitas vezes em bandeiras países diferentes- Austrália, Nova Zelândia e Brasil, por exemplo.

Decidiu na latitude. Vamos para a dívida. Como determinar a longitude em uma ilha deserta?

Na verdade, isso é muito problema difícil, porque, ao contrário da latitude, o ponto de referência da longitude (meridiano zero) é escolhido arbitrariamente e não está vinculado a nenhum ponto de referência observável. O rei espanhol Filipe II em 1567 designou uma recompensa substancial para quem propusesse um método para determinar a longitude; em 1598, sob Filipe III, cresceu para 6 mil ducados de cada vez e 2 mil ducados de anuidade vitalícia - uma quantia muito decente na época. O problema de determinar a longitude é uma ideia fixa dos matemáticos há várias décadas, como o Teorema de Fermat no século XX.

Como resultado, a longitude começou a ser determinada usando este dispositivo:

Na verdade, este dispositivo continua a ser o mais de forma confiável determinação de longitude (sem contar GPS/Glonass) ainda hoje. Este instrumento… (rufar de tambores)… cronômetro marítimo.

Na verdade, quando a longitude muda, o fuso horário muda. Pela diferença entre a hora local e a hora média de Greenwich, é fácil determinar sua própria longitude e com muita precisão. Cada minuto da diferença horária corresponde a 15 minutos de arco de longitude.

Assim, se você tiver um relógio definido para Greenwich Mean Time (na verdade, não importa qual - basta saber o fuso horário do local em que seu relógio está funcionando) - não se apresse em traduzi-los. Aguarde o meio-dia local e a diferença horária lhe dirá a longitude da sua ilha. (Determinar o momento do meio-dia é muito fácil - observe as sombras. Na primeira metade do dia, as sombras são encurtadas, na segunda elas são alongadas. O momento em que as sombras começaram a se alongar é o meio-dia astronômico na área.)

Ambos os métodos de determinação de coordenadas, aliás, estão bem descritos no romance "A Ilha Misteriosa", de Júlio Verne.

Coordenadas geóides

Assim, conseguimos determinar nossa latitude e longitude com um erro de vários graus, ou seja, algumas centenas de quilômetros. Para uma nota em uma garrafa, tal precisão, talvez, ainda seja suficiente, mas para mapas geográficos não mais.

Parte desse erro se deve à imperfeição das ferramentas utilizadas, mas existem outras fontes de erro. A Terra pode ser considerada uma bola apenas na primeira aproximação - em geral, a Terra não é uma bola, mas um geóide - um corpo que mais se assemelha a um elipsóide de revolução altamente irregular. Para atribuir com precisão cada ponto superfície da Terra coordenadas precisam de regras - como projetar um ponto específico no geóide em uma esfera.

Tal conjunto de regras deve ser universal para todos os mapas geográficos do mundo - caso contrário, as mesmas coordenadas estarão em sistemas diferentes designar pontos diferentes superfície da Terra. Atualmente, quase todos os serviços geográficos utilizam um único sistema para atribuição de um ponto coordenado - WGS 84 (WGS = World Geodetic System, 84 - o ano em que o padrão foi adotado).

WGS 84 define o chamado. elipsóide de referência - uma superfície para a qual as coordenadas são dadas para a conveniência dos cálculos. Os parâmetros deste elipsóide são os seguintes:

Semi-eixo maior (raio equatorial): a = 6378137 metros;
- compressão: f = 1 / 298.257223563.

A partir do raio equatorial e da compressão, você pode obter o raio polar, também é um semi-eixo menor (b = a * (1 - f) ≈ 6356752 metros).

Qualquer ponto na superfície da Terra, portanto, está associado a três coordenadas: longitude e latitude (no elipsóide de referência) e altura acima de sua superfície. Em 2004, o WGS 84 foi complementado pelo padrão Earth Gravitational Model (EGM96), que especifica o nível do mar a partir do qual as alturas são medidas.

Curiosamente, o meridiano zero no WGS 84 não é Greenwich (passando pelo eixo do instrumento de passagem do Observatório de Greenwich), mas o chamado. Meridiano de Referência IERS, que passa 5,31 segundos de arco a leste de Greenwich.

mapas planos

Suponha que aprendemos a determinar nossas coordenadas. Agora você precisa aprender a exibir o acumulado conhecimento geográfico tela do monitor. Sim, isso é azar - de alguma forma, não há muitos monitores esféricos no mundo (sem mencionar monitores na forma de um geóide). Precisamos de alguma forma exibir o mapa em um avião - projetá-lo.

Um dos mais maneiras simples- projetar uma esfera em um cilindro e, em seguida, desdobrar esse cilindro em um plano. Tais projeções são chamadas de cilíndricas, suas propriedade característica- todos os meridianos são exibidos no mapa como linhas verticais.

Existem muitas projeções de uma esfera em um cilindro. A mais famosa das projeções cilíndricas é a projeção de Mercator (em homenagem ao cartógrafo e geógrafo flamengo Gerard Kremer, que a utilizou amplamente em seus mapas, mais conhecida pelo sobrenome latinizado Mercator).

Matematicamente, é expresso da seguinte forma (para uma esfera):

X = Rλ;
y = R ln(tg(π/4 + φ/2), onde R é o raio da esfera, λ é a longitude em radianos, φ é a latitude em radianos.

Na saída temos o usual Coordenadas cartesianas em metros.

O mapa na projeção de Mercator é assim:

É fácil ver que a projeção de Mercator distorce muito significativamente as formas e áreas dos objetos. Por exemplo, a Groenlândia no mapa leva duas vezes grande área do que a Austrália - embora na realidade a Austrália seja 3,5 vezes maior que a Groenlândia.

Por que essa projeção é tão boa que se tornou tão popular apesar de distorções significativas? O fato é que a projeção de Mercator tem uma importante propriedade característica: ela preserva os ângulos quando projetada.

Digamos que queremos navegar de Ilhas Canárias para as Bahamas. Vamos traçar uma linha reta no mapa conectando os pontos de partida e chegada.

Como todos os meridianos nas projeções cilíndricas são paralelos, e a projeção de Mercator também preserva os ângulos, nossa linha cruzará todos os meridianos no mesmo ângulo. E isso significa que será muito simples navegarmos nesta linha: basta manter o mesmo ângulo entre o curso do navio e a direção para estrela polar(ou a direção para o norte magnético, que é menos precisa), e o ângulo desejado pode ser facilmente medido com um transferidor banal.

Linhas semelhantes que cruzam todos os meridianos e paralelos no mesmo ângulo são chamadas de loxodromas. Todos os loxodromos na projeção de Mercator são representados como linhas retas no mapa, e é esta propriedade notável, extremamente conveniente para a navegação marítima, que trouxe grande popularidade à projeção de Mercator entre os marinheiros.

Deve-se notar que o que foi dito não é inteiramente verdade: se estivermos projetando uma esfera, mas nos movendo ao longo de um geóide, o ângulo da trilha não será determinado corretamente e não navegaremos exatamente até lá. (A discrepância pode ser bastante perceptível - afinal, os raios equatorial e polar da Terra diferem em mais de 20 quilômetros.) Um elipsóide também pode ser projetado com conservação de ângulos, embora as fórmulas para a projeção elíptica de Mercator sejam muito mais complicadas do que para o esférico ( transformação inversa nada expresso funções elementares). Completo e descrição detalhada a matemática da projeção de Mercator em um elipsóide pode ser encontrada.

Quando começamos a fazer nossos mapas no Yandex, parecia lógico para nós usar a projeção elíptica de Mercator. Infelizmente, muitos outros serviços de mapeamento da web não se sentem assim e usam projeção esférica. É por isso por muito tempo era impossível mostrar ladrilhos no mapa Yandex, digamos, OSM - eles divergiam ao longo do eixo y, quanto mais próximo do pólo - mais perceptível. Na API versão 2.0, decidimos não nadar contra a corrente e fornecemos a capacidade de trabalhar com o mapa em uma projeção arbitrária e mostrar várias camadas no mapa ao mesmo tempo em diferentes projeções - o que for mais conveniente.

Problemas geodésicos

Viajar no loxodrome é muito simples, mas essa simplicidade tem um preço: o loxodrome o enviará em uma jornada ao longo de uma rota abaixo do ideal. Em particular, o caminho ao longo do paralelo (se não for o equador) não é o mais curto!

Para encontrar o caminho mais curto na esfera, deve-se traçar um círculo centrado no centro da esfera que passa por esses dois pontos (ou, o que é o mesmo, cruzar a esfera com um plano que passa por dois pontos e o centro de a esfera).

É impossível projetar uma esfera em um plano de tal forma que os caminhos mais curtos se transformem em segmentos retos; a projeção de Mercator, é claro, não é exceção, e os grandes círculos nela parecem arcos fortemente distorcidos. Alguns caminhos (através do poste) na projeção de Mercator não podem ser representados corretamente:

É assim que se projeta a rota mais curta de Anadyr a Cardiff: primeiro voamos para o infinito ao norte e depois voltamos do infinito ao sul.

No caso do movimento ao longo de uma esfera, os caminhos mais curtos são construídos simplesmente usando o aparato da trigonometria esférica, mas no caso de um elipsóide, a tarefa se torna muito mais complicada - os caminhos mais curtos não são expressos em funções elementares.

(Observo que esse problema, é claro, não é resolvido escolhendo a projeção esférica de Mercator - a construção atalhosé realizado no elipsóide de referência WGS 84 e não depende de forma alguma dos parâmetros de projeção.)

Durante o desenvolvimento da API Yandex.Maps versão 2.0, enfrentamos uma tarefa difícil - parametrizar a construção dos caminhos mais curtos para que:
- foi fácil usar as funções internas para calcular os caminhos mais curtos no elipsóide WGS 84;
- foi fácil definir seu próprio sistema de coordenadas com métodos próprios cálculo dos caminhos mais curtos.

Afinal, a API do Google Maps pode ser usada não apenas para exibir mapas da superfície da Terra, mas também, digamos, a superfície da Lua ou algum mundo de jogo.

Para construir os caminhos mais curtos (linhas geodésicas) em caso Geral A seguinte equação simples e despretensiosa é usada:

Aqui - o chamado. Símbolos de Christoffel expressos em termos de derivadas parciais do tensor métrico fundamental.

Forçar o usuário a parametrizar sua área de mapeamento dessa forma parecia um tanto desumano para nós :).

Por isso, decidimos seguir um caminho diferente, mais próximo da Terra e das necessidades de nossos usuários. Na geodésia, os problemas de construção dos caminhos mais curtos são os chamados. o primeiro (direto) e o segundo (inverso) problemas geodésicos.

Problema geodésico direto: dado ponto de partida, a direção da viagem (geralmente o ângulo do curso, ou seja, o ângulo entre o norte e a direção) e a distância percorrida. É necessário encontrar o ponto final e a direção final do movimento.

Problema geodésico inverso: dado dois pontos. É necessário encontrar a distância entre eles e a direção do movimento.

Observe que a direção do deslocamento (ângulo da trilha) é função contínua, que muda ao longo do caminho.

Tendo à nossa disposição as funções para resolver esses problemas, podemos usá-las para resolver os casos que precisamos na API do Google Maps: calcular distâncias, exibir os caminhos mais curtos e construir círculos na superfície da Terra.

Declaramos a seguinte interface para sistemas de coordenadas personalizados:

SolveDirectProblem(startPoint, direction, distance) - Resolva o chamado primeiro problema geodésico (direto): onde terminaremos se deixarmos o ponto especificado na direção especificada e passarmos a distância especificada sem girar.

SolveInverseProblem(startPoint, endPoint, reverseDirection) - Resolva o chamado segundo problema geodésico (inverso): construa a rota mais curta entre dois pontos na superfície mapeada e determine a distância e a direção do movimento.

GetDistance(ponto1, ponto2) - retorna a distância mais curta (ao longo de uma geodésica) entre dois pontos dados(em metros).

(A função getDistance é separada para casos em que o cálculo de distâncias pode ser feito muito mais rápido do que resolver o problema inverso.)

Essa interface nos pareceu bastante simples de implementar nos casos em que o usuário mapeia alguma superfície não padronizada ou usa coordenadas não padronizadas. De nossa parte, escrevemos duas implementações padrão - para o plano cartesiano usual e para o elipsóide de referência WGS 84. Para a segunda implementação, usamos as fórmulas de Vincenty. A propósito, implementei diretamente essa lógica, dizemos olá a ele :).

Todos esses recursos geodésicos estão disponíveis na API Yandex.Maps a partir da versão 2.0.13. Bem-vindo!

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Elipsóide GRS80 (Sistema de Referência Geodésico - sistema de referência geodésico) foi adotado pela XVII Assembléia Geral União Internacional geodésia e geofísica em Canberra, em dezembro de 1979 como um elipsóide de referência geral da Terra.

O semi-eixo menor do GRS80 é paralelo à direção da Origem de Referência Internacional (EOR), e o meridiano principal é paralelo ao meridiano zero da contagem de longitude do BIE.GRS80 é baseado na teoria de um equipotencial ( nivelado ou normal) elipsóide. O Ellipsoid GRS80 é recomendado para realizar trabalhos geodésicos e calcular as características do campo gravitacional na superfície da Terra e no espaço sideral.

Sistema de coordenadas pz-90.

Os parâmetros da Terra 1990 PZ-90 foram determinados pelo Serviço Topográfico das Forças Armadas da Federação Russa. As opções do PZ-90 incluem:

Constantes astronômicas e geodésicas fundamentais.

Características da base de coordenadas (parâmetros do elipsóide terrestre, coordenadas dos pontos que fixam o sistema, parâmetros de conexão com outros sistemas de coordenadas).

Modelos de campos gravitacionais normais e anômalos da Terra, características locais campo gravitacional(altura do quasi-geóide acima do elipsóide global e anomalias de gravidade).

O sistema de coordenadas incluído no PZ-90 às vezes é chamado de SGS-90 (Satellite sistema geocêntrico 1990).

O início do sistema está localizado no centro de massa da Terra, o eixo Z é direcionado para o pólo norte médio para a época média 1900-1905. (MUN). O eixo X encontra-se no plano do equador da Terra da época 1900-1905. e plano (ХОZ) define a posição do ponto zero do sistema de referência de longitudes aceito. O eixo Y completa o sistema à direita. As coordenadas geodésicas B, L, H referem-se a um elipsóide terrestre comum. O eixo de rotação (semi-eixo menor) coincide com o eixo Z, o plano meridiano principal com um avião (XOZ).

O sistema de coordenadas geocêntricas do satélite é fixado no território da CEI com as coordenadas de 30 pontos de referência da rede geodésica espacial com uma distância média de 1-3 mil quilômetros. Para o sistema PZ-90, foram obtidos os parâmetros de comunicação com os sistemas SK-42 e WGS-84.

sistema wgs-84.

O Sistema Geodésico Mundial WGS-84 (WorldGeodeticSystem-84) foi desenvolvido pela Agência de Mapeamento Militar do Departamento de Defesa dos EUA. O sistema WGS-84 foi implementado modificando o sistema de coordenadas NSWC-9Z-2, criado a partir de medidas Doppler, alinhando-o com os dados do International Time Bureau.

O início do sistema WGS-84 está localizado no centro de massa da Terra, o eixo Z é direcionado para o Pólo Terrestre Condicional (SZP), estabelecido pelo BIE para a época 1980.0. O eixo X está localizado na interseção do meridiano de referência WGS-84 e o plano equatorial da USP. O meridiano de referência é o meridiano inicial (zero) determinado pelo BIE para a época 1980.0. O eixo Y complementa o sistema à direita, ou seja, em um ângulo de 90˚ para leste. A origem do sistema de coordenadas WGS-84 e seus eixos também servem centro geométrico e eixos do elipsóide de referência WGS-84. Este elipsóide é um elipsóide de revolução. Seus parâmetros são quase idênticos aos do elipsóide GRS80 internacional.

O sistema WGS-84 está em uso como sistema para efemérides de satélite GPS a bordo desde 23 de janeiro de 1987, substituindo o sistema WGS-72. Ambos os sistemas foram derivados de medições Doppler dos satélites TRANSIT. As operadoras do sistema foram cinco estações do Segmento de Controle GPS. Desde meados da década de 1990, a rede de estações WGS-84 cresceu significativamente. Em 1994, o Departamento de Defesa dos EUA introduziu uma implementação do WGS-84 inteiramente baseada em medições de GPS. este nova implementação conhecido como WGS-84 (G730), onde o G significa GPS e "730" significa o número da semana (começando às 0 h UTS de 2 de janeiro de 1994) quando a Autoridade Nacional de Exibição e Mapeamento começou a apresentar suas órbitas GPS naquele sistema . As seguintes implementações deste sistema:

WGS-84(G1150) para época 2001.0.

O referencial WGS-84(G1150) é praticamente idêntico ao referencial ITRF2000.

A navegação é impossível sem o uso de sistemas de coordenadas. Ao usar o SNA para fins de navegação aérea, é usado um sistema de coordenadas geocêntricas.

Em 1994, a ICAO recomendou como padrão para todos os estados membros da ICAO usar o sistema de coordenadas geodésicas globais WGS-84 a partir de 1º de janeiro de 1998, porque neste sistema de coordenadas, a posição da aeronave é determinada ao usar Sistemas GPS. A razão para isso é que o uso de coordenadas geodésicas locais no território de vários estados, e existem mais de 200 desses sistemas de coordenadas, levaria a erro adicional na determinação do MVS devido ao fato de que os waypoints inseridos no receptor-indicador SNS pertencem a um sistema de coordenadas diferente do WGS-84.

Centro sistema global coordenadas WGS-84 coincide com o centro de massa da Terra. O eixo Z corresponde à direção do pólo habitual da Terra, que se move devido à rotação oscilatória da Terra. O eixo X encontra-se no plano do equador na intersecção com o plano do meridiano zero (Greenwich). O eixo Y fica no plano equatorial e está a 90° do eixo X, a definição do sistema de coordenadas WGS-84 é mostrada na Figura 4.

Figura 4. Definição do sistema de coordenadas WGS-84

NO Federação Russa, a fim de fornecer suporte geodésico para voos orbitais e resolver problemas de navegação ao usar o GLONASS, é usado o sistema de coordenadas geocêntricas "Parâmetros da Terra 1990". (PZ-90). Para a execução dos trabalhos geodésicos e cartográficos, a partir de 1º de maio de 2002, é utilizado o sistema de coordenadas geodésicas de 1995 (SK-95). A transição do sistema de coordenadas geodésicas de 1942 (SK-42) para SK-95 levará certo intervalo tempo antes que todos os pontos de navegação no território da Rússia sejam transferidos para novo sistema coordenadas.

Os principais parâmetros dos sistemas de coordenadas discutidos acima são apresentados na Tabela 5.

Sistemas de coordenadas usados ​​na navegação - Tabela 5

Parâmetro	Designação
Eixo principal, m
Eixo menor, m
Deslocamento de
Centro de massa
Terra no eixo, m
Orientação
relativamente
eixos, ângulos. seg.

Os valores de ?x, ?y, ?z e ?x, ?y, ?z para PZ-90 são dados em relação a WGS-84, e para SK-95 e SK-42 em relação a PZ-90.

A Tabela 5 mostra que os sistemas de coordenadas WGS-84 e PZ-90 são praticamente os mesmos. Segue-se que ao voar ao longo da rota e na área do aeródromo, com a precisão existente de determinar o MVS, não importa em qual sistema de coordenadas os pontos de navegação serão determinados.

O eixo X em WGS-84 e o eixo X em PZ-90 são os mesmos.

O deslocamento angular do eixo Y "PZ-90 em relação ao eixo Y WGS-84 de 0,35" leva a um deslocamento linear na superfície do elipsóide no equador de 10,8 m, e o deslocamento do eixo Z "em relação ao eixo Z de 0,11" - 3,4 m. Esses deslocamentos podem levar a um deslocamento geral (radial) de um ponto localizado na superfície do PZ-90 em relação ao WGS-84 em 11,3 m.

Para poder usar com competência qualquer receptor GPS, você precisa conhecer alguns de seus recursos. Vamos falar um pouco sobre a forma da Terra. Vamos precisar disso no futuro. Forma da Terra, Datums. Muitos de nós estão acostumados a representar nosso planeta como uma esfera. Na realidade, a forma da Terra é uma figura complexa geometricamente irregular. Se estendermos a superfície das águas do Oceano Mundial sob todos os continentes, essa superfície será chamada nível. Sua principal propriedade é que é perpendicular à força da gravidade em qualquer ponto. A figura formada por esta superfície é chamada de Geóide. Para fins de navegação, a forma geóide é de difícil aplicação, por isso decidiu-se trazê-la para um corpo direito – elipsóide de revolução ou esferóide. A superfície projetada do geóide sobre o elipsóide de revolução é referida como Referência - Ellipsoesd. Como a distância do centro da Terra à sua superfície não é a mesma em lugares diferentes, surgem certos erros nas distâncias lineares. Cada estado, realizando medições geodésicas e cartográficas, atribui seu próprio conjunto de parâmetros e modos de orientação para o elipsóide de referência. Tais parâmetros são chamados dados geodésicos(Dado). O datum desloca (orienta) o elipsóide de referência em relação a um determinado ponto de referência (o centro de massa da Terra), definindo mais orientação correta em relação às linhas de latitude e longitude. Grosso modo, trata-se de uma espécie de grade de coordenadas ligada ao elipsóide de referência de um determinado lugar.

Sistema Geodésico Mundial 1984 (WGS-84) ou Sistema Geodésico Mundial. Atualmente, o sistema WGS84 é controlado por uma organização chamada US National Geospatial-Intelligence Agency - NGA, ou seja, Agência Nacional Inteligência geoespacial dos EUA. Inicialmente, o sistema WGS84 foi desenvolvido para fins de navegação aérea. 3 de março de 1989 Conselho organização Internacional aviação civil ICAO, aprovado WGS84 sistema de referência geodésico padrão (universal). O sistema entrou no setor de transporte marítimo após sua adoção pela Organização Marítima Internacional IMO.

No centro do processo de orientação WGS84 encontra-se um sistema tridimensional de coordenadas geocêntricas. O ponto de referência começa no centro de massa da Terra. O eixo X encontra-se no plano do equador e é direcionado para o meridiano aceito pelo International Bureau of Time (BIH). O eixo Z é direcionado para o Pólo Norte e coincide com o eixo de rotação da Terra. O eixo Y completa o sistema para o da direita (regra mão direita) e situa-se no plano do equador entre o eixo X em um ângulo de 90° para leste.

Os principais parâmetros do elipsóide de referência WGS84 incluem:

Recorde-se que o UKHO (United Kingdom Hydrographic Office) publica os seus mapas utilizando cerca de uma centena de diferentes datums (elipsóides de referência). Mas o receptor GPS determina as coordenadas por padrão no datum WGS84. Olhando para o futuro, a maioria dos receptores GPS modernos tem a função de comutação manual (manual) do datum (ou seja, a memória do receptor contém Grande quantidade vários dados). Ao transferir coordenadas do receptor para o mapa, é necessário verificar previamente em qual Datum o mapa foi publicado. Para simplificar este procedimento, desde 1982, o UKHO (United Kingdom Hydrographic Office) adicionou uma nota à legenda de suas cartas chamada “ Posição" e " Posição derivada de satélite". Nestes parágrafos, somos informados sobre o Datum em que o mapa foi publicado. E se não for WGS84 - como recalcular as coordenadas. Preste atenção especial a isso!