ОБЗОР  СИСТЕМ  КООРДИНАТ  ПРИ  ПОЗИЦИОНИРОВАНИИ  ОБЪЕКТОВ  НА  МЕСТНОСТИ

Шкуркина  Анна  Игоревна

студент  3  курса,  кафедра  промышленного  и  гражданского  строительства  филиал  Южно-Уральского  государственного  университета,  РФ,  г.  Златоуст

E-mail: 

Максимов  Сергей  Павлович

научный  руководитель,  канд.  техн.  наук,  доцент,  филиал  Южно-Уральского  государственного  университета,  РФ,  г.  Златоуст

Одним  из  начальных  этапов  проведения  строительных  работ  являются  геодезические  изыскания,  к  которым,  в  том  числе,  относятся  и  разбивочные  работы.  Они  выполняются  по  рабочим  чертежам  проекта  для  закрепления  на  местности  планового  и  высотного  положения  характерных  точек  сооружения.

Дороги,  мосты,  здания  гражданского  и  промышленного  назначения  проектируют,  используя  планы  местности,  на  которых  показывают  границы  объекта,  а  при  необходимости  и  его  значимые  составляющие.  Для  осуществления  строительных  работ  на  отведенном  участке  необходимо  разработанный  проект  перенести  на  местность.  Для  этих  целей  используют  в  современной  практике  теодолит  —  геодезический  прибор,  предназначенный  для  определения  направления,  а  также  измерения  вертикальных  и  горизонтальных  углов.  Теодолит  используют  при  производстве  топографических  (создание  топографических  карт,  планов  местности  и  изображений  Земной  поверхности  с  летательных  аппаратов),  геодезических  (разработка  документации,  отражающей  положение  объектов  и  коммуникаций),  маркшейдерских  съемок  (определение  прямоугольных  пространственных  координат  точек  на  Земной  поверхности  и  в  пределах  объемных  контуров  месторождений  полезных  ископаемых  для  составления  горной  графической  документации)  или  в  работах  по  геодезическому  сопровождению  строительства.  Теодолит  применяется  для  определения  координат  точек  на  местности,  с  которых  производятся  непосредственные  работы  [1].

Положение  объектов  на  физической  поверхности  Земли  определяется  в  различных  системах  координат.  В  зависимости  от  задач,  которые  стоят  перед  геодезистами  и  работ,  которые  они  осуществляют,  используют  следующие  системы  координат.

Всемирная  система  координат  —  WGS-84.  Она  применяется  для  позиционирования  на  Земле  при  помощи  спутников  GPS  (Global  Positioning  System  —  система  глобального  позиционирования)  и  ГЛОНАСС  (глобальная  навигационная  спутниковая  система)  (рисунок  1)  [2].  WGS-84  в  отличие  от  локальных  систем,  является  единой  системой  для  всей  планеты  и  допускает  определение  координат  относительно  центра  масс  Земли  с  низкой  погрешностью.

Рисунок  1.  Спутниковая  система  позиционирования

Другая  система  координат  —  Пулково  (для  эллипсоида  Красовского  базовая  точка  принята  в  центре  зала  обсерватории),  которая  предназначена  для  нанесения  на  карты  местности  и  объектов.  В  нашей  стране,  в  разные  годы,  находили  применение  следующие  геодезические  системы  координат  Пулково:  СК-42,  СК-63.  и  СК-95.  Территория  страны  в  данной  системе  разбита  на  участки  сложной  формы,  которым  было  присвоено  обозначение  в  виде  букв  латинского  алфавита  [3].

В  годы,  когда  начались  проводиться  кадастровые  работы,  для  приведения  каждым  субъектом  РФ  в  порядок  карт  и  планов,  была  введена  местная  система  координат.  Местную  систему  координат  определяют  в  границах  территории  кадастрового  округа.  Местная  система  плоских  прямоугольных  координат  —  система  геодезических  координат  с  местными  координатными  сетками  проекции  Гаусса  (рисунок  2).

Рисунок  2.  Координаты  точки  в  проекции  Гаусса

Осевой  меридиан  в  выбранной  местной  системе  координат  может  и  не  совпадать  с  осевым  меридианом  какой  либо  из  шестиградусных  зон  (рисунок  3).  Поэтому  в  местной  системе  координат  в  определении  указана  проекция  Гаусса,  а  не  Гаусса-Крюгера.

При  разработке  местных  систем  координат  используют  параметры  эллипсоида  Красовского,  размеры  которого  выведены  в  1940  году  в  Центральном  научно-исследовательский  институте  геодезии,  аэросъёмки  и  картографии  на  основании  исследований  Ф.Н.  Красовского.

В  местных  системах  координат  применяют  Балтийскую  систему  высот.  Кронштадтский  футшток  —  футшток  для  контроля  высоты  уровня  Балтийского  моря,  который  установлен  на  устое  моста  через  проводной  канал  в  Кронштадте.  От  нуля  Кронштадтского  футштока  (в  рамках  Балтийской  системы  высот)  на  всей  территории  РФ  производятся  измерения  абсолютных  высот  местности.

Рисунок  3.  Деление  поверхности  Земли  на  шестиградусные  зоны.

За  основу  местных  систем  координат  может  быть  принята  система  СК-63,  которая  покрывает  территорию  субъектов  Российской  Федерации  несколькими  самостоятельными  блоками.  В  то  же  время,  вместо  блочного  покрытия  территории  страны,  местные  системы  координат  можно  устанавливать  на  территории  кадастрового  района  или  округа.

Применение  единой  местной  системы  координат  позволяет  однозначно  и  без  дополнительных  преобразований  вести  Единый  государственный  реестр  земель.  Местные  системы  координат  имеют  свои  обозначения.  Названием  системы  может  являться  ее  номер,  равный,  например,  коду  (номеру)  субъекта  РФ  или  города,  который  присвоен  в  соответствии  с  «Общероссийским  классификатором  объектов  административно-территориального  деления»  (например  МСК-74  —  местная  система  координат  Челябинской  области.  Одновременно  с  областной,  может  иметь  место  и  городская  система  координат,  принятая  в  отдельных  округах.  На  основании  этой  системы  ведётся  планшетный  учёт  территории  этих  муниципальных  образований.

Спутниковые  системы  определяют  координаты  в  общеземных  системах:  GPS  —  в  WGS-84,  ГЛОНАСС  —  в  ПЗ-90  (ПЗ-90  —  Параметры  Земли  1990  года  —  государственная  геоцентрическая  система  координат,  которая  используется  в  целях  геодезической  навигации  орбитальных  полётов  и  решения  смежных  задач  системы  ГЛОНАСС.  Орбитальная  группировка  спутников  ГЛОНАСС  не  имеют  резонанса  (синхронности)  с  вращением  Земли,  что  обеспечивает  системе  большую  стабильность  в  работе.

При  практических  работах  используют  референцную  (например,  местную)  систему  координат.  При  этом  возникает  потребность  пересчета  координат  из  одной  в  другую  систему  [1].  Для  осуществления  данного  перехода  используется  набор  значений,  называемый  геодезическим  датумом.  Датумы  описывают  параметры  эллипсоида,  который  определяет  поверхность  Земли  и  задает  систему  координат.  Общеземные  координаты  WGS-84  (геоцентрические)  пересчитывают  в  геодезические  широты  B,  долготы  L  и  высоты  H.  Геодезические  высоты  преобразуют  в  ортометрические  высоты  Hg  —  гипсометрическая  величина  (значение  рельефа  над  уровнем  моря),  получаемая  посредством  измерений.  По  геодезическим  широтам  и  долготам  вычисляют  плоские  прямоугольные  координаты,  например,  в  проекции  UTM  —  проекции  на  секущий  цилиндр  (рисунок  4).  Масштаб  секущего  цилиндра  вдоль  двух  секущих  линий,  отстоящих  от  центрального  меридиана  на  180000  метров  равен  единице.

Каждая  система  координат  решает  свои  задачи.  Всемирная  —  предназначена  для  глобального  позиционирования  транспорта,  спутников,  кораблей,  самолётов.  Местные  —  позволяют  осуществлять  геодезические  и  другие  виды  работ  в  строительстве.  Многообразие  систем  координат  с  одной  стороны  затрудняет  понимание  вопроса,  с  другой  —  чётко  формулирует  цели  и  последовательность  действий  по  выполнению  конкретных  практических  задач.

Рисунок  4.  Проекция  UTM

Список  литературы:

1.Высшая  геодезия.  Системы  координат  и  преобразования  между  ними:  Учеб.-метод.  пособие/  К.Ф.  Афонин.  Новосибирск:  СГГА,2011.  —  66  с.

2.Геодезия:  СК-43,  WGS-84,  СК-63  и  местные  системы.  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://internetgeo.ru/uploads/journals/geoprofile0310/perehod_systemy_koordinat.pdf  (дата  обращения  12.11.2014).

3.Система  координат  СК-42.  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://old.kpfu.ru/f3/gis_center/bin_files/_42!51.pdf  (дата  обращения  14.11.2014).