Что такое географические координаты? Почему не совпадают координаты? Датум карты. Практическая картография Форматы записи географических координат

На момент индустриального рывка в 30-е годы XX века в нашей стране был запрос на полное картографирование всей территории страны. Для этого возникала необходимость в формировании общей геодезической сети всей страны с максимальной точностью в кратчайшие сроки. А по результатам этих измерений в последствие делать выводы, определяться с общенациональной системой координат , точками ее отсчета, с вычислениями параметров Земли, математическими и физическими ее величинами.

Так вот, для выполнения всего этого на Дальнем Востоке и Восточной Сибири, начиная с 1934 года, производились работы по устройству на этой территории страны астрономо-геодезической сети. Исходным пунктом для этого приняли геодезический пункт Черниговский возле города Свободный с исходным астрономическим азимутом на пункт Гащенский и астрономическими координатами. Эти астрономические данные приравнены к геодезическим данным по подобию СК32 . Высоты в исходном пункте Черниговский были также приравнены к нулю в уровенной поверхности геоида и референц-эллипсоида Бесселя, который был принят за правильную поверхность. В результате этих работ по названию города уравненная сеть и система координат получила название Свободненская с датой 1935 года и аббревиатурой СК35.

В 1936 году в районе города Красноярска были соединены общими пунктами две АГС. В результате чего получили сравнение Пулковская (СК32) и Свободненская (СК35) системы координат . При получении в наземных измерениях триангуляционных сетей довольно высокой точности, отклонения оказались существенными (-270м, +790м). Кроме этих двух систем, точно по таким же принципам выбора и ориентирования начальных исходных данных, использовались в разных регионах и другие Магаданско-Дебинская, Петропавловская, Ташкентская системы координат . В них также применялся эллипсоид Бесселя с его параметрами и размерами.

В 1937 году были собраны сведения по всем имеющимся полигонам астрономо-геодезических сетей с формированием каталогов координат. В 1939 году выходят Основные положения ГГС со схемой построения на основе принципов Красовского «от общего к частному», которые соответствовали техническим условиям, экономическим возможностям страны и развивались в дальнейшем.

Так в 40-х годах XX столетия были выполнены колоссальные по объему работ уравнивания общей астрономо-геодезической сети с количеством 4733 пунктов, 87 полигонами и протяженностью порядка 60 тысяч км. В результате полученных данных в центральном НИИ геодезии , аэросъемки и картографии начались работы по определению параметров референц-эллипсоида применительно к территории нашей страны (М.С. Молоденский, А.А. Изотов). В то же время велись работы по астрономо-геодезическому нивелированию (М.С. Молоденский) и вычислению высот геоида.

Результатом этих работ стало получение новых параметров эллипсоида, который в последствие назвали именем Ф.Н. Красовского. А систему координат , принятую для всей страны, учредили в 1946 году. Но дата окончания работ 1942 года стала отправной точкой в ее наименовании СК-42. С 1943года в Главном управлением геодезии и картографии в соответствии с внутренним приказом стали устанавливать исходные геодезические даты. Так в референц-эллипсоиде Красовского основными исходными параметрами (датами) являются:

• большая полуось эллипсоида, равная 6378245, 000м;
• малая полуось эллипсоида со значением 6356863,019м;
• сжатие эллипсоида имеет соотношение 1:298,3;
• геодезические координаты пункта Сигнал А (B=59º46´15,359"; L=30º19´28,318") возле обсерватории Пулково;
• геодезический азимут Сигнал А - Бугры 121º06´42,305".

Стоит отметить, что в 1948 году были внесены уточнения по поводу исходных пунктов в системе СК-42. За исходный пункт ГГС был принят Сигнал А, находящийся в двух сотнях метров от центра в зале Пулковской обсерватории.

Назначение системы координат 1942 года

Практически на всех топографических картах, планах, планшетах СССР была указана система координат , в которой они выполнены и таковой была СК42. Так что ее можно называть картографической системой координат . Выше не было сказано о том, что для перехода на плоскую систему координат , которой и является СК42, был использован метод проецирования земной поверхности на плоскость по именам немецких ученых Гаусса - Крюгера. Ее еще называют равноугольной в связи с тем, что после проецировании углы в ней не претерпевают искажений.

По своей геометрической сути СК42 является поперечно-цилиндрической проекцией эллипсоида Красовского. Что имеется ввиду. Все меридианы эллипсоида, находящегося в цилиндре и имеющего с ним одну линию соприкосновения (экватор), проецируются на его внутреннюю поверхность. После чего вся боковая поверхность цилиндра разворачивается на плоскости, что и говорит о ее плоскостном характере. Важно уточнить, что эллипсоид условно делится на шести градусные зоны, количество которых будет равняться шестидесяти (показано на рис.1). Поэтому СК-42 можно еще назвать прямоугольной зональной системой координат . Она предусматривает проецирование каждой из шестидесяти зон отдельно. И такой способ проецирования дает минимальные линейные и площадные искажения. Вдоль осевых меридианов каждой зоны этих искажения нулевые. А вот к краям зон они достигают максимальных значений равных отношению 1/750.

Рис.1. Прямоугольная зональная СК-42.

Каждую шести градусную зону СК-42 можно считать отдельной координатной системой со своим началом в точке пресечения меридианов и экватора, которые являются осями координат соответственно X и Y. Тогда все абсциссы выше экватора имеют положительные значения, а ниже - отрицательные. В России все координаты имеют положительные значения. Для того что бы избежать ненужных отрицательных значений по ординатам, начало координат смешено в каждой зоне по оси Y на 500000 м (см.рис.2).

Рис.2. Координатная система в отдельной зоне.

Даже самая западная граница практически любой зоны имеет координату Y значением в районе +165м. Такое смещение начала координат по ординатам именуют ложным восточным сдвигом.

На территории нашей страны размещается 28 таких зон. Известно, что каждая конкретная точка в СК-42имеет свою пару координат, которые имеют естественно метровые единицы измерения. Но вот сетки координат на топографических планах имеют различные разграфки в зависимости от масштаба. Так топографический план масштаба 1:50000 имеет километровую разграфку. Точка пересечения координатной сетки топографической карты с номенклатурой (N-37-133-B) в юго-западной части имеет такую пару координат (5768;7295), (см. рис.3). Это означает, что угловая точка пересечения находится в 5768 км к северу от экватора, в 7-й зоне и в 205-ти км к западу от зональной оси абсцисс. Для топографической карты с номенклатурой (N-37-144-Г) точка пересечения сетки координат в юго-западной ее части имеет следующие координаты (5768;7690). Что в свою очередь означает нахождение точки в 5768 км севернее экватора, в той же седьмой зоне и в 190 км восточнее оси координат X.

Рис.3. Координатная сетка на карте М 1:50000.

Очевидно, что вся координатная сетка представляет собой прямоугольный вид с возможностью широкого спектра применения для практических целей с достаточной точностью получения результата.

Значение системы координат 1942 года

Трудно переоценить. СК-42 использовалась в экономической, оборонной и научной деятельности государства в течение более 50-ти лет. Ее установление можно считать государственным и профессиональным достижением геодезического сообщества. На ее основе производили построения все последующие координатные системы такие, как СК-95 , ПЗ-90 . И даже в настоящее время при отсутствии геодезических сведений в регламентированных системах координат СК-42 может быть использована и преобразована в необходимую из них, по соответствующим формулам перехода. Многие геодезические пункты СК-42 применяются до сих пор и участвуют только в составе и построениях вновь созданных АГС и СК. И в заключение можно выразить уважение таким выдающимся ученным, как Ф.Н. Красовский, А.А. Изотов, М.С. Молоденский и другим их коллегам, которые осуществили грандиозные геодезические практические и научные преобразования на территории такой большой страны как Россия.

Настройка Datum и отображение метрических координат

Настраивать датум нужно для того, чтобы навигатор показывал местоположение в координатах плоской прямоугольной сетки. Ориентироваться по прямоугольной сетке удобнее, чем по градусным координатам, поскольку каждая линия имеет километровую отметку. Например, на рисунке показан узел сетки с координатами N6190 E7407 .

Если навигатор выдает текущую координату на сетке, по ней можно найти соответствующую точку на бумажной карте. Причем навигатор сообщает координату с точностью до метра. Так, координата из предыдущего абзаца была бы показана в виде N06190000 E07407000 . Благодаря этой способности навигатора можно искать точки на местности, координаты которых выражены в километрах и метрах прямоугольной сетки.

В большинстве случаев указанными задачами исчерпывается необходимость настройки датума. Если высокая точность не требуется, допустим достаточно определить, на каком острове вы находитесь, можно обойтись без датума. Максимальное отклонение на территории России не превысит 140 метров. Если задать датум, также будут корректироваться угловые координаты. Однако, я знаю мало людей, которые этим пользуются.

С Dakota 20 поставляется векторная карта “Дороги России. ТОПО”. Для ее использования настраивать датум не нужно, поскольку он не влияет на позицию графического символа, обозначающего местоположение.

Проекции, проекции...

Наверное, немногие изучали геодезию и знают разницу между проекцией Гаусса-Крюгера и проекцией Universal Transverse Mercator. Я тоже не отношусь к числу знатоков. Попытка сходу вникнуть в суть проекций и координатных систем чуть не довела до мигрени. Зато перед глазами пронеслись любопытные факты. Оказывается, Меркатор - это фамилия средневекового географа, составившего карты Европы, а привычное слово “атлас” - имя древнегреческого персонажа, которого боги обрекли держать небесный свод на плечах.

Все это любопытно, но какое отношение имеет к Dakota? Дело в том, что датум влияет на точность определения координат, как геодезических, измеряемых в градусах - минутах - секундах, так и километровых, отраженных на плоской прямоугольной сетке. Строго говоря, датум служит для пересчета координат из одних координатных систем в другие. Но вся эта математика реализована внутри Dakota и знать ее незачем. Нас интересует конечный результат, который можно увидеть и пощупать. Он воплощен в цифрах на экране. Ради них мы и будем настраивать датум. Но сначала немного о проекциях.

Когда-то географ Меркатор размышлял, как перенести очертания материков со сферической формы на бумагу, чтобы отмеченный на карте азимут можно было взять на компасе и попасть в нужную точку. Меркатор придумал такую модель. Уменьшенный до комнатных масштабов макет Земли оборачивается бумажным цилиндром, а в центр шара ставится свеча. Тени от материков лягут на бумагу, и их нужно обвести карандашом. Так получится карта. Изобретенную карту Меркатор опубликовал в виде книги под названием атлас. Карты в такой проекции по сей день используются в авиации и морской навигации. Их недостаток в том, что линейные размеры сильно искажаются к краям карты. Зато точно выдерживаются азимуты на сколь угодно удаленные объекты.

Большее распространение получили карты в проекции Universal Transverse Mercator (UTM). Ее отличие от предыдущей в том, что воображаемый цилиндр направлен не вдоль оси земли, а поперек. То есть, если ось земли идет сверху вниз, то цилиндр лежит на боку и соприкасается с землей по меридиану. Цилиндр поворачивают и через каждые 6° снимают проекцию поверхности в месте соприкосновения со сфероидом. Получается, что вся земля разделена на сектора по 6°, как апельсин на дольки, и поверхность каждого сектора проецируется на плоскость.

Параллельно с картографией решалась задача о присвоении координат каждой точке на планете и каждой точке на картах. Ее решали многие ученые по всему миру, включая и нашу страну. В 1984 году была принята мировая система координат World Geodetic System (WGS-84), которая позволяет определять широту и долготу любой точки на поверхности Земли, над землей или под землей (водой). Легко догадаться, что третим параметром точки является высота над поверхностью океана либо глубина. Если не настраивать датум, GPS-приемник показывает координаты именно в системе WGS-84 .

В нашей стране и в других странах шли разработки собственных координатных систем, причем задолго до появления WGS-84. В результате были получены системы, которые охватывали локальные территории государств или даже весь земной шар и были смещены относительно друг-друга и относительно более поздней WGS-84. На основе национальных систем были проставлены координаты на национальных картах. Все бы ничего, но в век глобализации хочется прийти к единым стандартам, при этом не отказываясь от результатов титанического труда наших геодезистов и картографов. На помощь пришел датум.

Датум служит для пересчета координат из какой-либо национальной системы в WGS-84 и обратно. По сути это набор корректирующих коэффициентов к общемировым координатам WGS-84.

А зачем приводить общемировые координаты к национальной системе? Выше упоминалась задача ориентироваться по бумажным генштабовским картам. Для этого требуется знать текущее местоположение в координатах метрической сетки. По метрическим координатам легко найти точку на карте, в которой вы сейчас находитесь.

Однако, прямоугольная сетка рассчитана на основе нашей национальной градусной системы. Поэтому навигатор должен привести мировые координаты к национальной системе и уже затем рассчитать положение на метрической сетке. Наша национальная система называется Pulkovo-42 и также известна под именем СК-42. Принята она в 1942 году, а условный центр начала расчетов координат находится в районе Пулково.

На рисунке слева показан экран навигатора Dakota. Булавка установлена на пересечении линий прямоугольной сетки. Как можно видеть, точность определения метрических координат очень высока.

Настройка Datum

Существуют два набора коэффициентов для пересчета координат из WGS-84 в Pulkovo-42. Первый рекомендован агентством NIMA - подразделением американского министерства обороны, второй можно почерпнуть из ГОСТ 51794-2001. Гостовский набор точнее на большей части России. Однако, коэффициенты NIMA усредненно более подходят для всей обширной территории планеты. Линейная разница при вычислении координат по NIMA и ГОСТ составляет от 16 до 20 м на территории России.

Ниже на рисунках показаны значения по ГОСТ 51794-2001, в тексте также приведены значения NIMA.

Чтобы задать датум в Dakota, перейдите в меню Настройка > Формат коорд. > Датум карты > User и введите коэффициенты:

DX = +00024m (NIMA +00028m)

DY = –00141m (NIMA –00130m)

DZ = –00081m (NIMA –00095m)

Указанные параметры задают смещение между центрами эллипсоидов в системах WGS-84 и Pulkovo-42. Эллипсоиды - это математические модели Земли. Наша планета имеет форму не шара, а приплюснутой груши, эллипс точнее соответствует этой форме. Центры эллипсоидов обеих систем расположены в условном центре масс планеты, но с небольшим смещением. В системе Pulkovo-42 эллипсоид носит имя ученого Красовского, который вычислил его параметры.

Перейдите в меню Настройка > Формат коорд. > Сфероид карты > User Spheroid и введите еще два коэффициента (одинаковы для NIMA и ГОСТ):

DA = –00108m

DF = +0.00480795m

Параметры DA и DF определяют разницу между формами эллипсоидов. Параметр DA показывает разницу между длинами больших полуосей, а DF - разницу между коэффициентами сжатия.

Прим.: Истинное значение DF это 4,80795х10 -7 , но чаще значение приводят умноженным на 10 4 .

Теперь нужно задать параметры для пересчета угловых координат в прямоугольные. Для этого перейдите в меню Настройка > Формат коорд. > Формат коорд. > Сетка пользователя > UTM и введите параметры:

Усл. смещение по долготе = 7500000.0m (см. пояснение ниже)

Усл. смещение по широте = 0.0m

Масштаб = 1.0000000

Начало отсчета долготы = 39°00.000’ (для Москвы)

Исходная широта = 00°00.000’

Теперь можно получать местоположение в координатах прямоугольной сетки генштабовских карт. Только помните, что при переходе в другую зону (другой шестиградусный сектор), потребуется изменить координату центрального меридиана зоны. Для Москвы она равна 39°, а, скажем, для Петербурга - 33°, а для Выборга - 27°.

Узнать центральный меридиан зоны можно по индексу листа генштабовской карты. Индекс включает букву и число, например N-37. Здесь число 37 - номер зоны. Если обозначить его через X, то формула центрального меридиана зоны будет такой

(X - 30) * 6 - 3

Вот пример вычисления центрального меридиана зоны, в которой расположена Москва

(37 - 30) * 6 - 3 = 39°

Также номера зон можно узнать из этой . Карта разделена по вертикали на зоны: один столбец - одна зона. Номера зон приведены над столбцами.

И еще замечание касается параметра Усл. смещение по долготе . У меня он равен 7500000. Часто в сети встречается значение 500000. Оно правильное, как правильно и 4500000 и 9500000. Главное, чтобы значение было кратно 500000. Условное смещение просто прибавляется к метрической координате долготы после ее расчета. Для чего, рассказывается дальше.

Каждая зона имеет собственную прямоугольную сетку, начало которой находится на пересечении центрального меридиана зоны с экватором. Правее этого меридиана долгота точек выражается положительными числами, левее - отрицательными. Чтобы сделать все долготы положительными, ввели постоянную поправку - 500000 м, или 500 км. Она просто прибавляется к долготе каждой точки. Даже самые левоудаленные точки зоны ближе к центральному меридиану, чем 500 км, поэтому и их долготы выражаются положительными числами.

Но что происходит, если картами нужно покрыть несколько зон? Поскольку у каждой зоны независимая прямоугольная сетка, точки в разных зонах имеют одинаковые долготы. Чтобы этого не было, на генштабовских картах в разных зонах применяются разные условные смещения по долготе. Смещения увеличиваются от зоны к зоне с запада на восток. Таким образом в разных зонах исключаются одинаковые значения долготы.

Вверху страницы есть фрагмент карты с вертикальной линией сетки 74 07, что означает координату 7407000 метров. Если задать в Dakota условное смещение по долготе равное 500000, навигатор выдаст координату E0407000, то есть не покажет семерку в старшем разряде. Если же задать смещение 7500000 м, будет показана координата E7407000, которая полностью соответствует генштабовской. Такую координату удобнее искать на карте.

Однако, есть ограничения. В Dakota нельзя задать условное смещение еще больше на порядок, хотя на генштабовских картах соответствующие координаты встречаются. Например, в районе Абакана вертикальные линии имеют обозначения 163 72 и т.п. Хотелось бы задать в Dakota смещение 16500000, но увы, навигатор перестанет показывать координаты. Для такого листа можно задать смещение 6500000. Тогда координата определится как E6372000, то есть старшей единички не будет. Но все же это удобнее для поиска координаты на карте.

Понятие «Датум» используется в геодезии и картографии для наилучшей аппроксимации к геоиду в данном месте. Датум задается смещением референц-эллипсоида по осям: X, Y, Z, а также поворотом декартовой системы координат в плоскости осей на угол rX, rY, rZ. Также необходимо знать параметры референц-эллипсоида а и f , где а - размер большой полуоси, f - сжатие эллипсоида.

Чаще всего с датумами приходится сталкиваться в GPS приемниках , в ГИС системах и в картографии при использовании какой-либо локальной координатной сети. Преобразование координат в таких системах из одного датума в другой может, в общем случае, выполняться автоматически. Неверная установка датума (либо неправильное его преобразование) в итоге дает горизонтальные и вертикальные ошибки определения места величиной от нескольких до сотни и даже больше метров .

Список датумов

• WGS84 (World Geodetic System 1984). Глобальный датум, использующий геоцентрический общемировой эллипсоид, вычисленный по результатам точных спутниковых измерений. Используется в системе GPS . В настоящее время принят, как основной, в США.
• Пулково-1942 (СК-42, Система координат 1942) Локальный датум, использующий эллипсоид Красовского, максимально подходящего к европейской территории СССР. Основной (по распространенности) датум в СССР и постсоветском пространстве .
• ПЗ-90 (Параметры Земли 1990) Глобальный датум, основной (с 2012 года) в Российской Федерации.
• NAD-83 (Nord American Datum 1983). Локальный датум для североамериканского континента.

Всего известно несколько десятков локальных датумов для разных регионов Земли. Почти каждый из них имеет несколько модификаций.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Датум" в других словарях:

- (лат. datum). То же, что дата. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ДАТУМ лат. datum. Число месяца на письмах, официальных бумагах. и т.п. Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в… … Словарь иностранных слов русского языка

датум - (лат. datum) 1. точно календарско време на некој настан 2. денот во месецот (според редниот број) 3. ознака на календарското време на документ, писмо и сл 4. временска граница, временски миг 5. времето на настанокот, на појавувањето на нешто,… … Macedonian dictionary

Serbian identity card - (Serbian: Лична карта / Lična karta) is the national identification card used in Serbia. Though the ID card is a primary photo ID, Serbian passport and national Drivers license are used as valid photo IDs for various purposes. It is issued to… … Wikipedia

Расширение.tiff, .tif MIME image/tiff Тип формата геопространственные метаданные Расширен из TIFF GeoTIFF открытый формат метаданных, позволяющий включать информацию о географической привязке в файлы TIFF. Может включать в себя вид … Википедия

дата - ы, ж. date f., нем. Datum, пол. data. 1. Помета на документе, письме и т. п. о времени (год, месяц, число) выдачи документа, написания письма и т. п. БАС 2. Я пишу тебе.. вести из различных мест, и потому, признаюсь, что мне хотелось подражать… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

ГИС MapInfo Professional (MapInfo Corp., США) имеет широкое распространение в России и используется в землеустройстве, ведении территориальных кадастров, экологии, геологии, лесоустройстве и др.

Координатная основа России представлена референцной системой координат. В качестве референцной системы для территории России в 1946 г. была установлена система координат 1942 г. (СК–42), а 1 июля 2002 г. - новая референцная система СК–95 . За отсчетную поверхность в обеих системах координат принят референц-эллипсоид Красовского. В настоящее время СК–42 является основной в повседневной практике и будет использоваться до завершения мероприятий по переходу на СК–95.

Кроме СК–42, в России используются и другие системы координат, например, система координат 1963 г. Тем не менее, большая часть топографических карт масштабов 1:10 000–1:100 000 составлены в равноугольной поперечно-циллиндрической проекции Гаусса в системе координат СК–42, а цифровые карты в растровом и векторном виде являются, в основном, производными от топографических карт в СК–42.

В последнее время широкое распространение приобрели навигационные приемники GPS. Входящий в состав ГИС MapInfo программный модуль «The Geographic Tracker», предназначенный для поддержки системы GPS, хорошо интегрируется с приемниками GPS. В числе функций, выполняемых этим модулем: отображение данных GPS-измерений в графическом и текстовом видах в режиме реального времени. Для определения координат точек местности с помощью спутниковых приемников используется абсолютный метод, который позволяет оперативно определять местоположение объекта местности в системе координат WGS–84.

MapInfo поддерживает более 300 систем координат. Базовой системой координат является WGS–84, за отсчетную поверхность принят общеземной эллипсоид WGS–84. Для преобразования координат в другие системы используются «Уточняющие параметры». Система СК–42 представлена в виде геодезических и плоских прямоугольных координат, в терминологии MapInfo они именуются «Долгота/Широта (Пулково 1942)» и «Гаусса-Крюгера (Пулково 1942)», отсчетная поверхность системы референц-эллипсоид Красовского .

При использовании спутниковой GPS-аппаратуры совместно с ГИС MapInfo у пользователя появляется необходимость соединить топографические карты и данные GPS, представленных в СК–42 и WGS–84, соответственно. Для этого в MapInfo выполняется преобразование координат между системами. Однако преобразование координат из системы СК–42 в WGS–84 выполняется не точно, с погрешностью ∆x = 21,4 м, ∆y = –2,6 м.

На рис. 1 приведен пример нестыковки осевых линий дорожной сети, выполненной в «Гаусса-Крюгера (Пулково 1942)», и маршрутных точек GPS в WGS–84. Рис. 1
Фрагмент нестыковки осевых линий дорожной сети в «Пулково 1942» и маршрутных точек GPS в WGS–84

В общеземной WGS–84 и референцной СК–42 системах координат положение точек земной поверхности могут задаваться различными видами координат: пространственными прямоугольными координатами X, Y, Z, геодезическими В, L, Н, плоскими прямоугольными координатами х, у и т. д.

Внутри каждой системы, между видами координат существуют математические связи. Так, в СК–42 геодезические координаты В, L, Н связаны с пространственными прямоугольными координатами X, Y, Z, согласно , следующими соотношениями: где a и b - полуоси эллипсоида,

Связь между различными системами устанавливается, например, через пространственные прямоугольные координаты этих систем. Для этого используются следующие элементы трансформирования: три линейных (смещение начала координат), три угловых (разворот осей координат) и масштабный коэффициент (линейный масштаб одной системы относительно другой).

В общем случае преобразование координат между системами осуществляется с использованием элементов трансформирования, согласно , по формуле: где ∆x, ∆y, ∆z - линейные элементы трансформирования;
ωx, ωy, ωz - угловые элементы трансформирования;
m - дифференциальное различие масштабов систем координат;
А, Б - системы координат.

Можно предположить, что в MapInfo используются приближенные элементы трансформирования «Пулково 1942», задающие ориентировку референц-эллипсоида Красовского относительно общеземного эллипсоида WGS–84. В то же время MapInfo позволяет уточнять модели референц-эллипсоидов с использованием элементов трансформирования, в терминологии MapInfo - «параметров». Поэтому логично ввести в «Пулково 1942» соответствующую корректировку. Для этого необходимо сначала определить элементы трансформирования между системами WGS–84 и СК–42, а затем, используя полученные элементы, уточнить в MapInfo координатную систему. Полученную систему назовем, например, «Пулково 42–WGS».

Изменение координатной системы в MapInfo осуществляется путем ввода соответствующих элементов трансформирования в файл «MapInfo.prj». Элементы трансформирования между системами WGS-84 и «Пулково 42–WGS» можно получить, например, с помощью программного обеспечения, предназначенного для обработки данных спутниковых геодезических измерений.

Для каждой системы координат файл «MapInfo.prj» содержит список определяющих ее параметров, записанных в одну строку. Например, строка, определяющая «Пулково 1942», в виде геодезических координат выглядит так:

"Долгота/Широта (Пулково 1942)", 1, 1001

Строка, определяющая систему плоских прямоугольных координат «Пулково 1942» для 14-й зоны в проекции Гаусса-Крюгера, приведена в следующем виде:

"GK зона 14 (Пулково 1942)/p28414", 8, 1001, 7, 81, 0, 1, 14500000, 0

Первым значением в строке описания задается название координатной системы в кавычках. Затем следует номер, задающий вид проекции и, далее, значения параметров координатной системы.

Отредактировав файл «Mapinfo.prj», подставив значения элементов трансформирования, как описано в руководстве , получим определение новой координатной системы «Пулково 42–WGS».

Например, строка, определяющая новую систему координат «Пулково 42–WGS», в виде геодезических координат должна выглядеть следующим образом:

"Долгота/Широта (Пулково 42–WGS)", 1, 9999, 3, 26,3, –132,6, –76,3, –0,22, –0,4, –0,9, –0,12, 0

Строка, определяющая систему плоских прямоугольных координат новой «Пулково 42–WGS» для 14-й зоны в проекции Гаусса-Крюгера, должна быть введена в следующем виде:

"GK зона 14 (Пулково 42–WGS)/p28414", 8, 9999, 3, 26,3, –132,6, –76,3, –0,22, –0,4, –0,9, –0,12, 0, 7, 81, 0, 1, 14500000, 0

Указанные элементы трансформирования являются также приближенными, но позволяют на порядок повысить точность пересчета координат между системами «Пулково 42-WGS» и WGS-84 в MapInfo, приблизив ее к метровой точности (рис. 2). Рис. 2
Фрагмент данных осевых линий дорожной сети в «Пулково 42–WGS», совмещенных с маршрутными точками GPS в WGS–84

Точные элементы трансформирования между системами координат могут быть получены, например, в результате совместного уравнивания результатов спутниковых и наземных измерений , включая элементы трансформирования при уравнивании в качестве дополнительных неизвестных.

На практике, при работе в MapInfo с данными навигационных приемников GPS, метровая точность пересчета является достаточной, чему удовлетворяют приведенные элементы трансформирования.

Список литературы

1. Постановление Правительства РФ «Об установлении государственных систем координат» № 568 от 28 июля 2000 г.
2. MapInfo Professional. Руководство пользователя. - Нью-Йорк: MapInfo Corp., 2000.
3. ГОСТ Р51794–2001. Системы координат. Методы преобразований координат определяемых точек. - М.: Госстандарт РФ, 2001.
4. Маркузе Ю.И. Алгоритм объединения наземных и спутниковых геодезических сетей // Геодезия и картография. - 1997. - № 9.

RESUME

Errors of the coordinate transformation for the «1942» (SK–42) and WGS–84 coordinate systems in the MapInfo are estimated as 21,4 m for the x axis and –2,6 m for the y axis. This accuracy is insufficient for certain tasks when contemporary (including navigational) GPS-systems are used.

An algorithm for correction of the transformation elements for the SK–42 coordinate systems relative to the basic WGS–84 coordinate system using MapInfo standard tools is presented. This correction is aimed at the accuracy improvement.

UPD:
В адрес сайта пришло письмо читателя, в котором он высказал совершенно справедливые замечания. Цитата:

В статье на Вашем сайте приведены параметры согласно ГОСТ Р51794–2001, но в настоящий момент он отменен и действует ГОСТ Р51794–2008 (…)

Согласно ГОСТ Р51794–2008:
"Долгота / Широта (Пулково 1942–WGS ГОСТ 51794-2008)", 1, 9999, 3, 23.56, -140.95, -79.8, 0, -0.35, -0.79, -0.22, 0
"— Гаусса-Крюгера (Пулково 1942-WGS ГОСТ 51794-2008) —"
"GK зона 1 (Пулково 1942–WGS)", 8, 9999, 3, 23.56, -140.95, -79.8, 0, -0.35, -0.79, -0.22, 0, 7, 3, 0, 1, 1500000, 0
и т.д.

Для 3-х градусных зон СК-42:
"GK зона 7 (Пулково 1942)", 8, 9999, 3, 23.56, -140.95, -79.8, 0, -0.35, -0.79, -0.22, 0, 7, 3, 0, 1, 7500000, 0
и т.д.

Для СК-63:
"1963_номер зоны", 8, 9999, 3, 23.56, -140.95, -79.8, 0, -0.35, -0.79, -0.22, 0, 7, хх.хх, у.уууууу, 1, aaaaaaa, 0
и т.д.

С уважением,
ведущий маркшейдер маркшейдерско-геодезического отдела
ООО «Газпром нефть шельф»
Донецков Андрей Александрович

Для того чтобы уметь грамотно пользоваться любым приемником GPS необходимо знать его некоторые особенности. Давайте поговорим немного о форме Земли. В дальнейшем нам это понадобиться. Форма Земли, Датумы . Многие из нас привыкли представлять нашу планету в виде шара. В действительности форма Земли представляет из себя сложную геометрически неправильную фигуру. Если продлить поверхность вод Мирового океана под всеми материками, то такая поверхность будет называться уровенной . Главным её свойством является то, что она перпендикулярна силе тяжести в любой ее точке. Фигура образованная этой поверхностью называется Геоид. В целях навигации форму геоида применять сложно, поэтому его решили привести к математически правильному телу – эллипсоиду вращения или сфероиду . Проецируемая поверхность геоида на эллипсоид вращения именуется как Референц – Эллипсои д . Так как расстояние от центра земли до ее поверхности в различных местах неодинаково, возникают определенные погрешности в линейных расстояниях. Каждое государство, проводя геодезические и картографические измерения, закрепляет за собой собственный набор параметров и режимов ориентации для референц - эллипсоида. Такие параметры называются геодезическими датумами (Datum). Датум смещает (ориентирует) референц - эллипсоид относительно определенной точки отсчета (центра масс Земли), задавая более правильную ориентацию относительно линий широты и долготы. Грубо говоря, это подобие координатной сетки привязанной к референц - эллипсоиду конкретного места.

World Geodetic System 1984 (WGS–84) или Всемирная Геодезическая Система . В нынешнее время, контроль над системой WGS84 осуществляет организация под названием US National Geospatial-Intelligence Agency - NGA т.е. Национальное агентство геопространственной разведки США. Первоначально, система WGS84 разрабатывалась для целей аэронавигации. 3 марта 1989 года совет Международной организации гражданской авиации IСAO, утвердил WGS84 стандартной (всемирной) геодезической системой отсчета. В морскую транспортную отрасль система вступила после ее принятия Международной морской организацией IMO.

В основе процесса ориентации WGS84 лежит трехмерная система геоцентрических координат. Начало отсчета начинается из центра масс Земли. Ось Х лежит в плоскости экватора и направлена на меридиан принятый Международным Бюро Времени (BIH). Ось Z направлена на Северный полюс и совпадает с осью вращения Земли. Ось Y дополняет систему до правосторонней (правило правой руки) и лежит в плоскости экватора между осью Х под углом 90° к востоку.

К основным параметрам референц - эллипсоида WGS84 относятся:

Следует помнить, что UKHO (United Kingdom Hydrographic Office) публикуя свои карты, использует около сотни различных датумов (референц-эллипсоидов). Но приемник GPS определяет координаты по умолчанию в датуме WGS84 . Забегая вперед, большинство современных приемников GPS имеют функцию мануального (ручного) переключения датума (т.е. в памяти приемника содержится огромное количество различных датумов). При переносе координат из приемника на карту, необходимо заблаговременно просмотреть, в каком Датуме опубликована карта. Для упрощения этой процедуры с 1982 года UKHO (United Kingdom Hydrographic Office) добавило в легенду своих карт примечание под названием “Position ” и “Satellite Derived Position ”. В этих пунктах нас информируют о том, в каком Датуме опубликована карта. И если это не WGS84 - то, как произвести пересчет координат. Уделите этому особое внимание!