Para resolver a maioria dos problemas em ciências aplicadasé necessário conhecer a localização de um objeto ou ponto, que é determinado pela aplicação de um dos sistemas de coordenadas aceitos. Além disso, existem sistemas de elevação que também determinam a localização da altitude de um ponto na superfície da Terra.
O que são coordenadas
Coordenadas - valores numéricos ou alfabéticos, comcom o qual você pode determinar o local onde o ponto está localizado no terreno. Como consequência, um sistema de coordenadas é um conjunto de valores do mesmo tipo que possuem o mesmo princípio para encontrar um ponto ou objeto.
Encontrar a localização de um ponto é necessário pararesolver muitos problemas práticos. Em uma ciência como a geodésia, determinar a localização de um ponto em um determinado espaço é o objetivo principal, no qual se baseia todo o trabalho subsequente.
A maioria dos sistemas de coordenadas tende adeterminar a localização de um ponto em um plano limitado por apenas dois eixos. Para determinar a posição de um ponto no espaço tridimensional, também é usado um sistema de alturas. Com sua ajuda, você pode descobrir a localização exata do objeto desejado.
Brevemente sobre os sistemas de coordenadas usados na geodésia
Os sistemas de coordenadas definem a localização de um ponto na superfície da Terra dando-lhe três valores. Os princípios de seu cálculo são diferentes para cada sistema de coordenadas.
Os principais sistemas de coordenadas espaciais usados na geodésia:
- Geodésico.
- Geográfico.
- Polar.
- Retangular.
- Coordenadas zonais de Gauss-Kruger.
Todos os sistemas têm seu próprio ponto de partida, valores para a localização do objeto e escopo.
Coordenadas geodésicas
A principal figura usada para ler as coordenadas geodésicas é o elipsóide da Terra.
Um elipsóide é uma figura tridimensional comprimida quemelhor representa a figura do globo. Devido ao fato de que o globo é uma figura matematicamente incorreta, é o elipsóide que é usado para determinar as coordenadas geodésicas. Isso facilita a implementação de muitos cálculos para determinar a posição do corpo na superfície.
As coordenadas geodésicas são definidas por três valores: latitude geodésica, longitude e altitude.
- A latitude geodésica é um ângulo cujo início está no plano do equador e o fim está na perpendicular traçada ao ponto desejado.
- A longitude geodésica é o ângulo que é medido do meridiano zero ao meridiano no qual o ponto desejado está localizado.
- Altura geodésica - o valor da normal desenhada para a superfície do elipsóide da rotação da Terra a partir de um determinado ponto.
Coordenadas geográficas
Para resolver tarefas de alta precisão de geodésia superioré necessário distinguir entre coordenadas geodésicas e geográficas. No sistema utilizado em geodésia de engenharia, tais diferenças, devido ao pequeno espaço percorrido pela obra, via de regra, não.
Para determinar as coordenadas geodésicas emum elipsóide é usado como plano de referência e um geóide é usado para determinar os geográficos. O geóide é uma figura matematicamente incorreta que está mais próxima da figura real da Terra. Por sua superfície nivelada, tomam-se o que continua abaixo do nível do mar em seu estado calmo.
Sistema de coordenadas geográficas usado emgeodésia, descreve a posição de um ponto no espaço com três valores. A definição de longitude geográfica coincide com a geodésica, pois o meridiano zero, denominado meridiano de Greenwich, também será o ponto de referência. Passa pelo observatório de mesmo nome na cidade de Londres. A latitude geográfica é determinada a partir do equador desenhado na superfície do geóide.
Altitude no sistema de coordenadas local usado emgeodésia, é medido a partir do nível do mar em seu estado calmo. No território da Rússia e dos países da antiga União, a marca a partir da qual as alturas são determinadas é o pé de Kronstadt. Está localizado ao nível do Mar Báltico.
Coordenadas polares
O sistema de coordenadas polares usado emgeodésia, tem outras nuances do produto das medições. É usado em pequenas áreas de terreno para determinar a localização relativa de um ponto. O ponto de referência pode ser qualquer objeto marcado como fonte. Assim, usando coordenadas polares, é impossível determinar a localização inequívoca de um ponto no território do globo.
As coordenadas polares são definidas por duas quantidades:ângulo e distância. O ângulo é medido a partir da direção norte do meridiano até um determinado ponto, determinando sua posição no espaço. Mas um ângulo não será suficiente, então um vetor de raio é introduzido - a distância do ponto de apoio ao objeto desejado. Com essas duas opções, você pode determinar a localização do ponto no sistema local.
Como regra, esse sistema de coordenadas é usado para trabalhos de engenharia realizados em uma pequena área de área.
Coordenadas retangulares
O sistema de coordenadas retangulares usado ema geodésia também é usada em pequenas áreas da área. O elemento principal do sistema é o eixo de coordenadas a partir do qual a referência é feita. As coordenadas de um ponto são encontradas como o comprimento das perpendiculares traçadas a partir dos eixos de abcissas e ordenadas até o ponto desejado.
A direção norte do eixo x e a direção leste do eixo y são consideradas positivas, enquanto as direções sul e oeste são negativas. Dependendo dos sinais e quartos, a localização de um ponto no espaço é determinada.
Coordenadas de Gauss-Kruger
O sistema zonal de coordenadas de Gauss-Kruger é semelhante ao retangular. A diferença é que pode ser aplicado em todo o território do globo, e não apenas em pequenas áreas.
Coordenadas retangulares das zonas de Gauss-Kruger, de acordo comna verdade, eles são uma projeção do globo em um plano. Surgiu para fins práticos para representar grandes áreas da Terra no papel. As distorções de transferência são consideradas insignificantes.
De acordo com este sistema, o globo é dividido por longitude em zonas de seis graus com o meridiano axial no meio. O equador está no centro ao longo de uma linha horizontal. Como resultado, existem 60 dessas zonas.
Cada uma das sessenta zonas tem o seu próprioum sistema de coordenadas retangulares, medido ao longo do eixo das ordenadas a partir do meridiano axial X, e ao longo do eixo das abcissas - a partir da seção do equador terrestre Y. Para determinar inequivocamente a localização no território de todo o globo, o número da zona é colocado na frente dos valores X e Y.
Os valores do eixo X no território da Rússia, via de regra,são positivos, enquanto os valores de Y podem ser negativos. Para evitar um sinal negativo nos valores do eixo x, o meridiano axial de cada zona é movido condicionalmente 500 metros para oeste. Então todas as coordenadas tornam-se positivas.
O sistema de coordenadas foi proposto como possibilidade por Gauss e calculado matematicamente por Kruger em meados do século XX. Desde então tem sido utilizado na geodésia como um dos principais.
Sistema de altura
Sistemas de coordenadas e elevação usados emgeodésia, são usados para determinar com precisão a posição de um ponto na Terra. As alturas absolutas são medidas a partir do nível do mar ou de outra superfície considerada como fonte. Além disso, existem alturas relativas. Estes últimos são contados como o excesso do ponto desejado para qualquer outro. Eles são convenientes para trabalhar em um sistema de coordenadas local, a fim de simplificar o processamento subsequente dos resultados.
Aplicação de sistemas de coordenadas em geodésia
Além dos acima, existem outrossistemas de coordenadas usados em geodésia. Cada um deles tem suas próprias vantagens e desvantagens. Existem também áreas de trabalho para as quais um ou outro método de determinação da localização é relevante.
É o propósito do trabalho que determina quais sistemasas coordenadas usadas na geodésia são melhores para usar. Para trabalhar em pequenas áreas é conveniente utilizar sistemas de coordenadas retangulares e polares, mas para resolver problemas de grande escala são necessários sistemas que permitam cobrir todo o território da superfície terrestre.
