Lielākās daļas lietišķo zinātņu problēmu risināšanaijums jāzina objekta vai punkta atrašanās vieta, kuru nosaka, izmantojot kādu no pieņemtajām koordinātu sistēmām. Turklāt ir arī pacēluma sistēmas, kas nosaka arī punkta augstuma atrašanās vietu uz Zemes virsmas.
Kas ir koordinātas
Koordinātas - skaitliskas vai alfabētiskas vērtības, sar kuru jūs varat noteikt vietu, kur punkts atrodas uz zemes. Rezultātā koordinātu sistēma ir tāda paša veida vērtību kopums, kam ir vienāds punkta vai objekta atrašanas princips.
Nepieciešama punkta atrašanās vietas atrašanadaudzu praktisku problēmu risināšana. Tādā zinātnē kā ģeodēzija punkta atrašana noteiktā telpā ir galvenais mērķis, uz kura sasniegšanu balstās viss turpmākais darbs.
Vairums koordinātu sistēmu mēdz būtdefinē punkta atrašanās vietu plaknē, kuru ierobežo tikai divas asis. Lai noteiktu punkta stāvokli 3D telpā, tiek izmantota arī augstuma sistēma. Ar tās palīdzību jūs varat uzzināt precīzu vēlamā objekta atrašanās vietu.
Īsumā par ģeodēzijā izmantotajām koordinātu sistēmām
Koordinātu sistēmas nosaka punkta atrašanās vietu uz zemes virsmas, piešķirot tam trīs vērtības. Katrai koordinātu sistēmai to aprēķināšanas principi ir atšķirīgi.
Galvenās ģeodēzijā izmantotās telpisko koordinātu sistēmas:
- Ģeodēzisks.
- Ģeogrāfiskais.
- Polārais.
- Taisnstūra.
- Gausa-Krugera zonālās koordinātas.
Visām sistēmām ir savs sākumpunkts, objekta atrašanās vietas un pielietojuma apgabala vērtības.
Ģeodēziskās koordinātas
Galvenais skaitlis, ko izmanto ģeodēzisko koordinātu noteikšanai, ir zemes elipsoīds.
Elipsoīds ir trīsdimensiju izspiesta figūra, kasvislabāk atspoguļo globusa formu. Sakarā ar to, ka globuss ir matemātiski neregulāra figūra, tā vietā ģeodēzisko koordinātu noteikšanai izmanto elipsoīdu. Tas atvieglo daudzus aprēķinus, lai noteiktu ķermeņa stāvokli uz virsmas.
Ģeodēziskās koordinātas nosaka trīs vērtības: ģeodēziskais platums, garums un augstums.
- Ģeodēziskais platums ir leņķis, kura sākums atrodas ekvatora plaknē, un kura gals atrodas perpendikulā, kas novilkts vēlamajam punktam.
- Ģeodēziskais garums ir leņķis, kas tiek skaitīts no galvenā meridiāna līdz meridiānam, kurā atrodas vēlamais punkts.
- Ģeodēziskais augstums - normāla vērtība, kas no noteikta punkta novilkta uz Zemes rotācijas elipsoīda virsmu.
Ģeogrāfiskās koordinātas
Augstākas ģeodēzijas augstas precizitātes uzdevumu risināšanaiir jānošķir ģeodēziskās un ģeogrāfiskās koordinātas. Inženierģeodēzijā izmantotajā sistēmā šādas atšķirības, ņemot vērā nelielo darba platību, parasti netiek veiktas.
Lai noteiktu ģeodēziskās koordinātaskā atskaites plakni izmanto elipsoīdu, bet ģeogrāfisko - ģeoīdu. Ģeoid ir matemātiski neregulāra figūra, kas ir tuvāk faktiskajai Zemes figūrai. Tiek uzskatīts, ka tā līmeņa virsma mierīgā stāvoklī turpinās zem jūras līmeņa.
Gadā izmantotā ģeogrāfisko koordinātu sistēmaģeodēzija, apraksta punkta stāvokli telpā ar trim vērtībām. Ģeogrāfiskā garuma definīcija sakrīt ar ģeodēzisko, jo atskaites punkts būs arī galvenais meridiāns, saukts par Griniču. Tas iet caur tāda paša nosaukuma observatoriju Londonā. Ģeogrāfisko platumu nosaka pēc ekoatora, kas uzzīmēts uz ģeoīda virsmas.
Gadā izmantotais vietējās koordinātu sistēmas augstumsģeodēzija, mērot no jūras līmeņa mierīgā stāvoklī. Krievijas un bijušās Padomju Savienības valstu zīme, no kuras nosaka augstumus, ir Kronštates plūdmaiņu krājums. Tas atrodas Baltijas jūras līmenī.
Polārās koordinātas
Gadā izmantotā polāro koordinātu sistēmaģeodēzijā, ir citas mērījumu veikšanas nianses. To izmanto nelielos reljefa apgabalos, lai noteiktu punkta relatīvo atrašanās vietu. Izcelsme var būt jebkurš objekts, kas atzīmēts kā izcelsme. Tādējādi, izmantojot polārās koordinātas, nav iespējams noteikt punkta nepārprotamu atrašanās vietu globusa teritorijā.
Polārās koordinātas nosaka divas vērtības: leņķis un attālums. Leņķi mēra no meridiāna ziemeļu virziena līdz noteiktam punktam, nosakot tā atrašanās vietu telpā. Bet ar vienu stūri nepietiks, tāpēc tiek ievadīts rādiusa vektors - attālums no stāvēšanas punkta līdz vēlamajam objektam. Šos divus parametrus var izmantot, lai atrastu punktu vietējā sistēmā.
Parasti šo koordinātu sistēmu izmanto inženiertehnisko darbu veikšanai nelielā reljefa zonā.
Taisnstūra koordinātas
Gadā izmantotā taisnstūra koordinātu sistēmaģeodēziju izmanto arī nelielos reljefa apgabalos. Sistēmas galvenais elements ir koordinātu ass, no kuras sākas skaitīšana. Punkta koordinātas tiek atrastas kā perpendikulu garums, kas novilkts no abscisu un ordinātu asīm līdz vajadzīgajam punktam.
X ass ziemeļu virziens un Y ass austrumu virziens tiek uzskatīti par pozitīviem, savukārt dienvidu un rietumu virzieni ir negatīvi. Atkarībā no zīmēm un ceturtdaļām tiek noteikta punkta atrašanās vieta telpā.
Gauss-Krugers koordinē
Gausa-Krugera koordinātu zonālā sistēma ir līdzīga taisnstūrveida. Atšķirība ir tā, ka to var attiecināt uz visu zemeslodes teritoriju, un ne tikai uz mazām teritorijām.
Taisnstūra koordinātas Gauss-Kruger zonās arpatiesībā tie ir globusa projekcija uz plaknes. Tas radās praktiskiem mērķiem, lai uz papīra attēlotu lielas Zemes platības. Pārsūtīšanas traucējumus uzskata par nenozīmīgiem.
Saskaņā ar šo sistēmu globuss ir sadalīts garuma zonā sešu grādu zonās ar aksiālo meridiānu vidū. Ekvators ir centrēts pa horizontālo līniju. Rezultātā ir 60 šādas zonas.
Katrai no sešdesmit zonām ir savataisnstūra koordinātu sistēma, ko mēra gar ordinātu no aksiālā meridiāna X un gar abscisu no zemes ekvatora Y sekcijas. Lai unikāli noteiktu atrašanās vietu visa globusa teritorijā, zonas numuru novieto priekšā X un Y vērtības.
X ass vērtības Krievijas teritorijā parasti irir pozitīvi, savukārt Y vērtības var būt negatīvas. Lai izvairītos no mīnus zīmes abscisu ass vērtībās, katras zonas aksiālais meridiāns parasti tiek pārvietots 500 metrus uz rietumiem. Tad visas koordinātas kļūst pozitīvas.
Koordinātu sistēmu pēc iespējas ierosināja Gauss, un Krugers divdesmitā gadsimta vidū matemātiski aprēķināja. Kopš tā laika to izmanto mērniecībā kā vienu no galvenajiem.
Augstuma sistēma
Gadā izmantotās koordinātu un pacēlumu sistēmasģeodēziju izmanto, lai precīzi noteiktu punkta stāvokli Zemes teritorijā. Absolūtos augstumus mēra no jūras līmeņa vai citas virsmas, kas ņemta par atskaiti. Turklāt ir relatīvi augstumi. Pēdējie tiek ieskaitīti kā pārsniegums no vēlamā punkta uz jebkuru citu. Tos ir ērti izmantot darbam vietējā koordinātu sistēmā, lai vienkāršotu turpmāko rezultātu apstrādi.
Koordinātu sistēmu pielietošana ģeodēzijā
Papildus iepriekšminētajam ir arī citiģeodēzijā izmantotās koordinātu sistēmas. Katram no tiem ir savas priekšrocības un trūkumi. Ir arī tādas darba jomas, kurām ir būtiska viena vai otra atrašanās vietas noteikšanas metode.
Kuras sistēmas nosaka darba mērķisvislabāk izmantot ģeodēzijā izmantotās koordinātas. Darbam nelielās teritorijās ir ērti izmantot taisnstūra un polāra koordinātu sistēmas, un liela mēroga problēmu risināšanai ir nepieciešamas sistēmas, kas ļauj aptvert visu zemes virsmas teritoriju.
