Funcția final al SRNS - pentru a răspunde la întrebarea „unde?“ și „când?“ așa cum se aplică pentru consumator. Răspunsul poate servi ca o descriere a contextului, dar este mai convenabil de a folosi coordonate de abstractizare.
Sistem de coordonate - un set de definiții care implementează metoda de coordonate. există o modalitate de a determina poziția unui punct, sau corpul cu ajutorul unor numere sau alte simboluri. Setul de numere care determină poziția unui anumit punct, numit coordonatele punctului.
Înainte de a SRNS încearcă să determine cele trei coordonate spațiale și temporale una (timp). Începem prin studierea diferitelor sisteme de coordonate spațiale utilizate în SRNS.
Tipuri de sisteme de coordonate spațiale care
Există o mare diversitate considerabilă a tipurilor de coordonate, altele decât legile de origine de conectare și poziția în spațiu sisteme. În aplicațiile cele mai solicitate sistem de coordonate SRNS
- Geometrie: dreptunghiular și elipsoidală;
- scară: terestre comune, național, local și asociat cu obiectul;
- Motion: inerțială și non-inerțial.
Sistemul de coordonate cartezian locală
Carteziene Sistemul de coordonate - sistem este coordonate dreptunghiular, cu o scală egală de-a lungul diferitelor axe.
Pentru a determina un sistem de coordonate cartezian este suficient pentru a specifica:
- poziția sistemului de origine;
- axele direcție ,;
- scara axelor.
Sistemul de coordonate cartezian asociat cu obiectul
Euler unghiuri
Girație, ruliu, tangaj
Geocentric sistem de coordonate cartezian asociat cu Pământul
În general acceptat denumirea internațională a sistemului de coordonate de acest tip - ECEF (Pământ Centrat, Pământ fix). După cum sugerează și numele, geocentric neinertiale de coordonate legat rigid cu Pământul și își are originea în centrul său de masă.
Axa este direcționată de-a lungul axei de rotație a Pământului în direcția de Polul Nord.
Axa se află în planul ecuatorului terestru, asociat cu meridianul zero.
Axa completează sistemul de coordonate la dreapta.
În acest sistem de coordonate este convenabil pentru a descrie poziția punctelor de pe teren sau deplasarea în apropierea acestuia.
ECEF este conectat rigid cu Pământul și se rotește cu ea în ceea ce privește spațiu inerțiale. Într-un astfel de sistem poziția de puncte, ancorat pe suprafața solidă a pământului, au coordonate care trec doar mici schimbări în timp datorită efectelor geofizice. Coordonate Permanență punct sol - Principalul avantaj al SC asociat cu Pământul.
Există mai multe varietăți ECEF SC diferite centrul de masă al Pământului a acceptat, meridianul zero (în continuare în această secțiune despre geodezic SC).
Geodezic sistem de coordonate
În ciuda faptului că împrejurimile unei persoane de trei-dimensional, este convenabil să se utilizeze hartă bidimensională. Faptul există o serie de motive:
- cu imagini bidimensionale sunt mult mai ușor de manevrat - crearea, utilizarea, stocarea,
- o persoană care nu utilizează întregul volum al planetei, și doar un strat foarte subțire de la suprafață.
Suprafața este aceasta, într-o primă aproximație, este foarte aproape de teren. Figura drumuri, case, munți, râuri și continente cu această suprafață este copiat pe card.
Găsirea unui punct convenabil pe harta pe abscisa și ordonata pe card, mai degrabă decât coordonatele ECEF. De exemplu, puteți spune, fără calcule suplimentare cu privire la locația punctului (4366997, -4867716, 79259)? Sau (2701898, -3375560, 4906826)? Unde sunt ei pe hartă? La ce altitudine se află? În ce emisfera? Fus orar?
Harta sistem de coordonate - geodezic. Două coordonate definesc poziția pe elipsoid apropierea suprafeței pământului, și să coordoneze una - abatere de la înălțimea acestei elipsoidal (ENU - est, nord, în sus). Dar această calitate, și cum să meargă la un anumit număr?
Un set de parametri, legarea ECEF și ENU, este numit datumul sau de multe ori pur și simplu datum (parametrii de origine teren GSPZ).
Atunci când se ocupă cu SRNS cele mai frecvente:
De exemplu, compoziția din PP-90 GSPZ:
- Constantele geodezice fundamentale;
- Parametrii elipsoid terestru comun;
- PZ-90 sistem de coordonate, să stabilească coordonatele puncte ale spațiului mondial rețelei geodezice (ICSC), situat pe punctele astronomice și geodezice ale Ministerului Apărării din România;
- Modelul planetar al câmpului normale și anormale gravitațional al Pământului;
- Elemente de transformare între sistemul de coordonate PZ-90 Geodezic sistemul de coordonate WGS-84, Terrestrial ITRS Internațional sistem de coordonate și cadrele naționale de referință România sisteme de coordonate.
Primul lucru pe care trebuie să se stabilească originea sistemului de coordonate.
Centrul de masă - centrul de masa - punctul geometric, poziția care caracterizează distribuția masei în corp sau sistem mecanic.
Centrul de masă al Pământului, sau Geocenter folosit ca origine de coordonate în multe sisteme, deoarece este mult mai stabil decât punctul de la sol. Geocenter determinat de sateliți de observare se deplasează în câmpul gravitațional al Pământului. Se ia în considerare nu numai masa de rocă solidă, dar, de asemenea, oceane, atmosfera.
Analiza cu laser prin satelit observații variind de siguranță arată că sistemul de referință coordonează observațiile în stațiile fixe în raport cu scoarța terestră, în mod semnificativ în raport deplasat în centrul de masă al Pământului. De exemplu, în România a folosit sistemul Baltic de înălțimi - sistemul de altitudini, care numărul este realizat din Kronstadt ecartament maree zero. Înălțimea marcat pe hărțile gabaritului relative de adâncime. Dar se schimbă înălțimea sa, împreună cu o schimbare de plăci tectonice, și, împreună cu ea, și pentru a muta în raport cu carduri de carduri interne efectuate, să zicem, în Statele Unite.
Pe baza modelelor geofizice moderne de masuratori cu laser si prelucrarea rezultatelor, GPS și DORIS ajuns la concluzia că valoarea mișcărilor vitezei seculare (tendință) geocenter este de aproximativ 1 cm pe secol.
Secular schimbare în poziția geocenter poate fi explicată prin astfel de factori:
- modificări ale nivelului mării;
- modificări în foaia de gheață (Groenlanda, Antarctica);
- deplasările tectonice din scoarța terestră (mișcarea de recul postglaciare plăcilor tectonice, subductiune și colab.).
fluctuații anuale în poziția geocenter amplitudine sunt de aproximativ 4 mm în coordonatele X, Y, și aproximativ 10 mm în Z.
De asemenea Oscilații detectate cu perioada 140, 60-70, 20 și 14 zile cu amplitudinile câțiva milimetri și erorile de amplitudine aproape de același ordin.
Mișcarea bazelor de referință terestre geocenter rețea relativ identificabile, dar cantitatea sa redusă. Observați schimbarea poziției în rezultatele măsurătorilor geocenter comisiile respective nu a fost recomandată.
Axele elipsoidului
În geocentric terestru sistemul de coordonate este începutul centrului de masă al Pământului, și direcția axelor asociate cu poziția polii Pământului, ecuator și primul meridian.
Polul este punctul de intersecție al axei de rotație cu suprafața. Sub influența mai multor factori pol instantaneu mutat. Geodezic sisteme de coordonate geografice utilizează poli condiționale obținute prin calcularea mediei observațiilor rețele terestre ramificate.
La începutul secolului trecut pentru a defini pol condiționată îndeplinește latitudinea de serviciu internațional (ILS), se monitorizează în prezent deplasarea instantanee a polilor de contingent angajate în serviciu în rotație și de referință sistemele Pământului (The IER), printr-o rețea extinsă de peste 50 de stații. Aceeași organizație monitorizează deplasarea centrului de masă al Pământului și a altor parametri.
A relevat o tendință de mișcare a polilor Pământului - aproximativ 1 grad în 1 milion de ani ..
Timpul de fin scara datorită suprafeței mareelor mișcarea Pământului sub influența lunii și a soarelui. Efectele de greutate ale acestor organisme conduce la compresiune și o suprafață de decompresie aproximativ 1 metru.
Datorită înclinării în raport cu planul ecuatorial al orbital planul Pământului de soare cu diferite forță atrage părțile de nord și de sud ale planetei care cauzeaza precesia axei Pamantului. Efectul este sporit de rezonanță cauzată de interacțiunea gravitațională cu Luna. Ca urmare a polilor Terrei sunt deplasate în fiecare an, de câțiva metri.
Mișcarea adevăratului polul nord (punctul în trepte de câte 30 de zile)
Poziția polilor magnetici și geografice diferă în mod semnificativ. De exemplu, în ultimii ani, polul nord magnetic își schimbă poziția cu o viteză de 70 km pe an. Prin urmare, busola indică direcția de nord este doar cca.
elipsoid
formă complexă figura formată de nivelul suprafeței oceanelor de apă, extins sub continente - geoidului. Această suprafață este, în toate punctele perpendiculare (normale) la vectorul de gravitație, cu această normală, ca regulă, nu trece prin centrul de greutate al planetei.
Ellipsoid - suprafata, deformarea rezultată a sferei de-a lungul celor trei axe reciproc perpendiculare.
Să presupunem că am ales ca o aproximare a unei anumite geoid terestre elipsoid. Astfel, elipsoid aplatizează numai de-a lungul unei axe, astfel este un corp de revoluție.
Elipsoid de revoluție (sferoid) - o figură formată prin rotirea unei elipse aproximativ una dintre axele.
SC-42, etc. bazat pe elipsoid Krasovsky (1940), WGS-84 - pe GRS80 elipsoid.
Referință elipsoid ellipsoidObschezemnoy
Topocentrice și geodezic geocentric sistemul de coordonate
Geodezic de coordonate sistem poate fi împărțit în geocentric (terestră comună, la nivel mondial) și topocentrice (naționale).
Sistemul global de coordonate pentru a minimiza diferențele dintre geoidul și elipsoidul pe întreaga suprafață a Pământului sau mai multe părți ale acestuia, în care:
- volum egal cu volumul unui elipsoid se presupune geoid;
- semiaxa mare a elipsoidului se află în planul ecuatorial al geoid;
- axa mică este direcționată de-a lungul axei de rotație.
Exemple de sisteme - PP-90, WGS-84.
Topocentrice elipsoid (național) este poziționat astfel încât pentru un anumit teritoriu de deviație standard de la suprafața geoidului elipsoidală a fost minimă. Abateri de pe cealaltă parte a pământului, în acest caz, poate fi arbitrar de mare. elipsoid de referință Center poate fi compensată în mod considerabil de la centrul de masă al Pământului. Exemple de sisteme naționale - SC-42, SC-95.
proiecţiile Harta
Geocentric inerțială de coordonate
Pentru a asigura eficiența SRNS este necesar să se calculeze și poziția previziune a aparatului de navigare. mișcarea lor, într-o primă aproximare este descrisă de ecuațiile mecanicii newtoniene, care sunt valabile în inerțial sistem de coordonate.
Orice sistem de coordonate, care este conectat rigid cu Pământul, este în mod esențial diferit de amploarea mișcării inerțial de nave spațiale. Despre o zi, sistemul de coordonate are timp pentru a transforma inerție relativă.
Geocentrică inerțială sistem de coordonate, într-o primă aproximare, aceasta nu schimbă orientarea în ceea ce privește spațiu inerțiale. Avionul se află în planul ecuatorial al Pământului, axa îndreptată spre punctul vernal - punctul de primăvară sau punct de berbec, care se află pe linia de intersecție a planului ecuatorial al Pământului și o mișcare de revoluție a Pământului în jurul planului de soare. Axa completează sistemul de coordonate rectangulare la dreapta, adică, direcționat de-a lungul axei de rotație a Pământului în direcția de Polul Nord.
transformare de coordonate
dreptunghiular Conversie sisteme de coordonate
dreptunghiular Conversie sisteme de coordonate în geocentric
geodezic Conversion coordonate ale sistemului datums diferite
Există diverse abordări și de conversie, bazate în principal pe termenii din dreptunghiular IC.
De exemplu, SC-42 și WGS-84 legat ca (calcul bazat pe conversia Molodensky):
literatură
Note pentru anul viitor
Lecture a izbucnit într-o jumătate de perechi. Primul poluparie discutat:
- Conceptul de sistem de coordonate
- Clasificarea de asigurare pe diferite motive
- Conceptul de UK carteziene
- Local SC (exemplu ilustrativ - aeroport SC)
- CS locală asociată cu obiectul (de exemplu, aeronave)
- Euler unghiuri
- Girație, ruliu, tangaj
- Beneficiile descrie quaternions
- matrice povrotov (matricea de ieșire pe un plan, generalizarea la cazul tridimensional).
A doua sesiune (o pereche):
- O sarcină simplă de axele de rotație (90 grade)
- ECEF
- ECEF pot intra în set. Ai nevoie de a decide cu privire la originea, polul și meridianul zero.
- Centrul de greutate al Pământului și evoluția acesteia
- Polul și evoluția sa (în același timp, despre o nepotrivire cu polul magnetic)
- Meridianul Greenwich zero, cu standardul internațional
- Omul este ghidat de-a lungul mai suprafața Pământului -> geodezic SC
- Cea mai simplă opțiune - zona aproximativă a ECEF selectat.
- Sarcina de calcul a coordonatelor pe o insulă pustie
- Domeniul de aplicare nu este cea mai bună aproximare, Pământul aplatizate încă 20 + 20 km la poli. Prin urmare, elipsoidală geodezice UK.
- Elipsele sunt diferite. Unele terestre comune (cel din WGS), unele - mestyachkovye (Krasovsky).
- ECEF comunicare Formula și ENU.
- Următorul nivel de apropiere - geoid. Mai ales în cererea printre marinari.
- Datum ca un agregat. Exemple de datums. Datum este un sistem definit de un set de stații de monitorizare și modele matematice. Prin urmare - o discrepanță ca o funcție de timp.
- Definit cu coordonatele pe sferă. Minunat. Dar vom folosi o hartă plană. Tabletele sferice nu au. De aici - proiecția hartă.
- Clasificarea proiecțiilor de hărți și exemplele lor.
- Mercator de exemplu Yandex. Minus - scara nonconservation. Plus - verificarea ușoară a cursului.
- Primul și al doilea probleme geodezice. Decizia de a doua problemă geodezice în proiecția Mercator sferică pe exemplul Yandex. Limitarea cazurilor.