Per risolvere la maggior parte dei problemi nelle scienze applicateè necessario conoscere la posizione di un oggetto o punto, che viene determinata utilizzando uno dei sistemi di coordinate accettati. Inoltre, esistono sistemi di elevazione che definiscono anche la posizione di elevazione di un punto sulla superficie terrestre.
Cosa sono le coordinate?
Coordinate - valori numerici o alfabetici, scon cui è possibile determinare il luogo in cui si trova il punto sul terreno. Di conseguenza, un sistema di coordinate è una raccolta di valori dello stesso tipo che hanno lo stesso principio di trovare un punto o un oggetto.
Trovare la posizione del punto è necessario perrisolvere molti problemi pratici. In una scienza come la geodesia, determinare la posizione di un punto in un dato spazio è l'obiettivo principale sul cui raggiungimento si basa tutto il lavoro successivo.
La maggior parte dei sistemi di coordinate tende ad esseredefinire la posizione di un punto su un piano delimitato da due soli assi. Per determinare la posizione di un punto nello spazio 3D, viene utilizzato anche un sistema di altezza. Con il suo aiuto, puoi scoprire la posizione esatta dell'oggetto desiderato.
Brevemente sui sistemi di coordinate utilizzati in geodesia
I sistemi di coordinate definiscono la posizione di un punto sulla superficie terrestre assegnandogli tre valori. I principi del loro calcolo sono diversi per ogni sistema di coordinate.
I principali sistemi di coordinate spaziali utilizzati in geodesia:
- geodetico.
- Geografico.
- Polare.
- Rettangolare
- Coordinate zonali di Gauss-Kruger.
Tutti i sistemi hanno il proprio punto di partenza, valori per la posizione dell'oggetto e l'area di applicazione.
Coordinate geodetiche
La figura principale utilizzata per fare riferimento alle coordinate geodetiche è l'ellissoide terrestre.
Un ellissoide è una figura schiacciata tridimensionale cherappresenta al meglio la forma del globo. A causa del fatto che il globo è una figura matematicamente irregolare, viene invece utilizzato un ellissoide per determinare le coordinate geodetiche. Ciò facilita molti calcoli per determinare la posizione del corpo sulla superficie.
Le coordinate geodetiche sono definite da tre valori: latitudine geodetica, longitudine e altitudine.
- La latitudine geodetica è un angolo, il cui inizio si trova sul piano equatoriale e la cui fine si trova sulla perpendicolare disegnata al punto desiderato.
- La longitudine geodetica è l'angolo misurato dal primo meridiano al meridiano in cui si trova il punto desiderato.
- Altezza geodetica - il valore della normale disegnata sulla superficie dell'ellissoide di rotazione della Terra da un dato punto.
Coordinate geografiche
Per risolvere compiti ad alta precisione di geodesia superioreè necessario distinguere tra coordinate geodetiche e geografiche. Nel sistema utilizzato nella geodesia ingegneristica, tali differenze, a causa del piccolo spazio coperto dall'opera, di solito non si verificano.
Per determinare le coordinate geodetiche inun ellissoide viene utilizzato come piano di riferimento e un geoide viene utilizzato per determinare quelli geografici. Il geoide è una figura matematicamente irregolare che è più vicina alla figura reale della Terra. La sua superficie piana è considerata quella che continua sotto il livello del mare nel suo stato calmo.
Il sistema di coordinate geografiche utilizzato ingeodesia, descrive la posizione di un punto nello spazio con tre valori. La definizione di longitudine geografica coincide con quella geodetica, poiché il punto di riferimento sarà anche il meridiano primo, chiamato Greenwich. Passa attraverso l'omonimo osservatorio della città di Londra. La latitudine geografica è determinata dall'equatore disegnato sulla superficie del geoide.
L'elevazione nel sistema di coordinate locale utilizzato ingeodesia, misurata dal livello del mare allo stato calmo. Sul territorio della Russia e dei paesi dell'ex Unione, il segno da cui vengono determinate le altezze è lo stock di marea di Kronstadt. Si trova al livello del Mar Baltico.
Coordinate polari
Il sistema di coordinate polari utilizzato ingeodesia, ha altre sfumature nel fare misurazioni. Viene utilizzato in piccole aree di terreno per determinare la posizione relativa di un punto. L'origine può essere qualsiasi oggetto contrassegnato come origine. Pertanto, utilizzando le coordinate polari, è impossibile determinare la posizione univoca di un punto sul territorio del globo.
Le coordinate polari sono definite da due valori:angolo e distanza. L'angolo viene misurato dalla direzione nord del meridiano fino a un dato punto, determinandone la posizione nello spazio. Ma un angolo non sarà sufficiente, quindi viene inserito un vettore del raggio: la distanza dal punto in cui si trova all'oggetto desiderato. Questi due parametri possono essere utilizzati per localizzare il punto nel sistema locale.
In genere, questo sistema di coordinate viene utilizzato per eseguire lavori di ingegneria eseguiti in una piccola area di terreno.
Coordinate rettangolari
Il sistema di coordinate rettangolari utilizzato inla geodesia viene utilizzata anche in piccole aree di terreno. L'elemento principale del sistema è l'asse delle coordinate da cui ha origine il conteggio. Le coordinate di un punto si trovano come la lunghezza delle perpendicolari tracciate dagli assi delle ascisse e delle ordinate al punto desiderato.
La direzione nord dell'asse X e la direzione est dell'asse Y sono considerate positive, mentre le direzioni sud e ovest sono considerate negative. A seconda dei segni e dei quarti, viene determinata la posizione del punto nello spazio.
Coordinate di Gauss-Kruger
Il sistema zonale di coordinate di Gauss-Kruger è simile a quello rettangolare. La differenza è che può essere applicato all'intero territorio del globo, e non solo a piccole aree.
Coordinate rettangolari delle zone di Gauss-Kruger, perinfatti, sono una proiezione del globo su un piano. È nato per scopi pratici per rappresentare grandi aree della Terra su carta. La distorsione di trasferimento è considerata insignificante.
Secondo questo sistema, il globo è diviso in longitudine in zone di sei gradi con un meridiano assiale nel mezzo. L'equatore è centrato lungo la linea orizzontale. Di conseguenza, ci sono 60 di queste zone.
Ognuna delle sessanta zone ha la suaun sistema di coordinate rettangolari misurate lungo l'ordinata dal meridiano assiale X e lungo l'ascissa - dalla sezione dell'equatore terrestre Y. Per determinare in modo univoco la posizione sul territorio dell'intero globo, il numero della zona è posto davanti a i valori X e Y.
I valori dell'asse X in Russia, di regola,sono positivi, mentre i valori di Y possono essere negativi. Per evitare il segno meno nei valori dell'asse delle ascisse, il meridiano assiale di ciascuna zona viene convenzionalmente trasferito a 500 metri ad ovest. Quindi tutte le coordinate diventano positive.
Il sistema di coordinate è stato proposto da Gauss come possibile e calcolato matematicamente da Kruger a metà del ventesimo secolo. Da allora, è stato utilizzato in geodesia come uno dei principali.
Sistema di altezza
Sistemi di coordinate e di elevazione utilizzati inla geodesia viene utilizzata per determinare con precisione la posizione di un punto sul territorio della Terra. Le altezze assolute sono misurate dal livello del mare o da un'altra superficie presa come riferimento. Inoltre, ci sono altezze relative. Questi ultimi vengono conteggiati come l'eccedenza dal punto desiderato a qualsiasi altro. Sono convenienti da utilizzare per il lavoro nel sistema di coordinate locale al fine di semplificare la successiva elaborazione dei risultati.
Applicazione dei sistemi di coordinate in geodesia
Oltre a quanto sopra, ce ne sono altrisistemi di coordinate utilizzati in geodesia. Ognuno di loro ha i suoi vantaggi e svantaggi. Ci sono anche aree di lavoro per le quali è rilevante l'uno o l'altro metodo per determinare la posizione.
È lo scopo del lavoro che determina quali sistemile coordinate utilizzate in geodesia sono le migliori. Per lavorare in piccole aree, è conveniente utilizzare sistemi di coordinate rettangolari e polari e per risolvere problemi su larga scala sono necessari sistemi che consentano di coprire l'intero territorio della superficie terrestre.
