Балтийская система географических координат

3 Метод проекций, принятый в геодезии. Высоты абсолютные и относитьельные. Балтийская система высот.

Метод проекций при составлении карт и планов заключается в том, что точки физической поверхности Земли А, В и так далее проектируются отвесными линиями на уровенную поверхность (см. рис. 3, а,б). Точки а, b и так далее называются горизонтальными проекциями соответствующих точек физической поверхности. Затем определяется положение этих точек на уровенной поверхности с помощью различных систем координат, и тогда их можно нанести на лист бумаги, т. е. на лист бумаги будет нанесен отрезок ab, который является горизонтальной проекцией отрезка AВ. Но, чтобы по горизонтальной проекции определить действительное значение отрезка AВ, необходимо знать длины аА и bВ (см. рис. 3, б), т.е. расстояния от точек A и В до уровенной поверхности. Эти расстояния называются абсолютными высотами точек местности.

Таким образом, задача составления карт и планов распадается на две:

определение положения горизонтальных проекций точек;

определение высот точек местности.

При проектировании точек на плоскость, а не на уровенную поверхность, появляются искажения: вместо отрезка ab будет отрезок а’b‘ вместо высот точек местности аА и bВ будут а’А и b‘В (см. рис. 3, а,б).

Итак, длины горизонтальных проекций отрезков и высоты точек будут различны и при проектировании на уровенную поверхность, т.е. при учете кривизны Земли, и при проектировании на плоскость, когда кривизна Земли не учитывается (рис. 4). Эти различия будут наблюдаться в длинах проекций S = t – S, в высотах точек h = b‘О – bО = b‘О – R.

в настоящее время относительная погрешность

Балтийская система высот (БСВ) — принятая в СССР в 1977 году система абсолютных высот, отсчёт которых ведётся от нуля футштока в Кронштадте. От этой отметки отсчитаны высоты опорных геодезических пунктов, которые обозначены на местности разными геодезическими знаками и нанесены на карты.

В настоящее время БСВ используется в России и ряде других стран СНГ.

Абсолютная высота, или абсолютная отметка (в геодезии) — расстояние (в метрах) по вертикали от какой-либо точки на поверхности Земли до среднего уровня поверхности океана, не нарушенного волнением и приливами, или до поверхности геоида.

Абсолютная высота представляет собой третью координату точки, дополняющую широту и долготу; на суше определяется при помощи нивелирования. Абсолютная высота точки, лежащей выше уровня океана, считается положительной, ниже — отрицательной.

При съёмке местности используют географические координаты и абсолютную высоту ближайших опорных геодезических пунктов.

В России абсолютные высоты точек земной поверхности отсчитывают от среднемноголетнего уровня Балтийского моря, определённого от нуля футштока в Кронштадте.

Относительная высота — топографическое превышение какой-либо точки земной поверхности относительно другой точки, отсчитываемое по вертикали, равное разности абсолютных высот этих точек (например, высота горной вершины над уровнем дна ближайшей долины); расстояние по вертикали от указанного исходного уровня до уровня, точки или объекта, принятого за точку.

Источник

3. Системы координат(географическая; пространственных прямоугольных координат; плоских прямоугольных координат) и высот(Балтийская; условная для отдельного строительства),применяемые в геодезими.

Положение пунктов на физической поверхности Земли определяется в различных системах координат. Рассмотрим некоторые из них.

Географические координаты (долгота и широта ) являются обобщенным понятием ас­трономических и геодезических координат и используются в случаях, когда нет необходимости учитывать разницу между названными координатами. Астрономические широту и долготу опре­деляют с помощью специальных приборов относительно уровенной поверхности и направлениясилы тяжести. При проецировании астрономических координат на поверхность земного рефе­ренц-эллипсоида получают геодезические широту и долготу.

Плоскими прямоугольными координатами в топографии называются линейные величины — абсцисса х и ордината у, определяющие положение точки на плоскости (карте), на которой отображена по определенному математическому закону (в проекции Гаусса) поверхность земного эллипсоида. Эти координаты несколько отличаются от принятых в математике декартовых координат на плоскости. За положительное направление осей координат принято для оси абсцисс (осевого меридиана зоны) направление на север, для оси ординат (экватора эллипсоида) на восток.

Пространственные прямоугольные координаты. Начало системы координат расположено в центре O земного эллипсоида Ось Z направлена по оси вращения эллипсоида к северу. Ось Х лежит в пересечении плоскости экватора с начальным — гринвичским меридианом. Ось Y направлена перпендикулярно осям Z и X на восток.

Высота — расстояние по отвесной линии от уровенной

поверхности до точки физической поверхности Земли.

Различают абсолютные высоты, если отсчет ведется от уровенной

поверхности Земли (геоида) и относительные, если отсчитываются от

произвольной уровенной поверхности.

В Белоруси за начало отсчета абсолютных высот принят средний

уровень Балтийского моря, отмеченный штрихом на специальной пластине

(нуль Кронштадтского футштока). Нуль Кронштадтского футштока представляет собой или местной системы координат и Балтийской 1977 года системы

многолетний средний уровень Балтийского моря. Если за начало счета высот выбрана какая-либо другая уровенная поверхность, то высоты называют условными.

4.Свойства плоских прямоугольных систем координат в проекции Гаусса-Крюгера.

В основу этой системы положено поперечно-цилиндрическая равноугольная проекция Гаусса-Крюгера. В этой проекции поверхность земного эллипсоида меридианами делят на шестиградусные зоны и номеруют с 1-й по 60-ю от Гринвичского меридиана на восток. В пределах каждой 6-градусной зоны определяется прямоугольная система координат Гаусса-Крюгера, где координаты отсчитываются в метрах от среднего меридиана зоны и от экватора. Средний меридиан шестиугольной зоны наз. осевым.

Его совмещают с внутренней поверхностью цилиндра и принимают за ось абсцисс. Чтобы избежать отрицательного значения ординат (у), ординату осевого меридиана принимают за 500 км. Перед ординатой указывают номер зоны.

Например, запись координат X_Мн=6350 км, Y_Мн=5500 км указывает, что точка расположена в 5-й зоне на осевом меридиане. Для приближенных расчетов при переходе от географических к прямоугольным зональным координатам считают, что 1 соответствует 111 км.

Источник

1. 3 Системы координат и высот, применяемые в геодезии

Для определения положения точек на земной поверхности в геодезии применяются системы координат: географическая, прямоугольная, полярная.

Система географических координат. В этой системе Землю принимают за шар, а за координатные оси – географические (истинные) меридианы и параллели. Начало координат – пересечениеГринвичского меридиана, принимаемого за ноль, с экватором. Точка на поверхности шара определяется географической широтойВи географической долготойL. ( Долгота 0 0 – центр зала Гринвичской обсерватории вблизи Лондона). Географические координаты подписаны в углах топографических карт. Широту и долготу точки по карте можно определить, используя минутные деления рамок карты.

Система плоских прямоугольных координатприменяется на небольших участках, принимаемых за плоскость. Ось Х – северное направление меридиана, ось У – восточное направление горизонтальной линии (рис.1.3).

В строительстве эта система применяется для составления планов небольших участков Начало координат т. О выбирается с таким расчетом, чтобы на всем плане не было отрицательных координат (план должен располагаться в северо-восточной части). Такая система плоских прямоугольных координат называется частной (илиместной).

При выполнении геодезических работ, носящих местный характер (съемочные работы способом прямоугольных координат, составление планов архитектурных ансамблей, архитектурные обмеры зданий, памятников архитектуры, составление разбивочных планов и планов вертикальной планировки и т. д.), принимают частную систему координат, в которой начало координат и направление осей выбирают произвольно, исходя из удобства их использования.

Полярную систему координат можно успешно применять при архитектурных обмерах. С одной станции измеряются полярные углы угломерными приборами – теодолитамии полярные расстояниярулеткой.

План можно составит по полярным координатам при помощи транспортира и линейки. А можно полярные координаты

Система полярных координат. В строительстве эта система (рис.1.4) применяется при съемочных работах. За полюсОпринимают точку местности, за полярную осьОА— любое направление на местности; т.Мбудет описываться координатами: полярным углом, измеренным от полярной оси по часовой стрелке, и полярным расстояниемd. ТочкуМлегко построить на плане при помощи транспортира и линейки.

Рис 1.4 — Система полярных координат

пере вычислить в прямоугольные координаты и по ним составить план, что будет точнее, чем при помощи транспортира.

Система координат Гаусса — Крюгера. Система применяется для изображения на плоскости значительных частей земной поверхности с учетом кривизны Земли в картографической проекции Гаусса. Для этой цели земную поверхность делят с севера на юг на узкие ленты –зонышириной 6 0 . На экваторе ширина зоны около 667 км, к северу – уменьшается. Счет зон от Гринвичского меридиана на восток. Средний меридиан зоны называетсяосевым, долготу его L₀можно подсчитать по формуле

где n— номер зоны.

Каждая зона (от 1 до 60) в отдельности проектируется на плоскость при условии равенства углов на сфере и на плоскости. Такая проекция называетсяравноугольнойи обеспечивает подобие контуров на сфере и на плоскости, что удобно при решении задач в строительстве. При развертывании зоны в плоскость экватор и осевой меридиан изображаются прямыми линиями, которые принимаются за координатные оси:ось х – северное направлениеосевого меридиана, ось у – восточное направление экватора(рис.1.5). Точка на местности обозначается координатами:n, x, y– номер зоны, расстояния от экватора и осевого меридиана. Например, т.В: зона 3,х=6021550 м, у=- 205675 м. Такая система называетсядействительнойсистемой координат. В действительной системе точки к востоку от осевого меридиана зоны имеют положительные ординаты, к западу — отрицательные

Для удобства чтения все ординаты на картах увеличены на 500 км. Связь между измененными ординатами и действительными:

у’ = y + 500 000 м. (1.2)

Перед измененной ординатой пишется номер зоны. Такие ординаты называются преобразованными.Например, по карте определилит В: х = 6021550 м, у(преобр.) = 3294325м. Следовательно, зона 3, действительная ордината в соответствии с (1.2)у=-205675м. Или,у (пр.)=32675450 м, что соответствует зоне 32, расстоянию от осевого меридиана зоныу = + 175450 м.

Источник

Балтийская система географических координат

Балтийская система высот (БСВ) — принятая в СССР система нормальных высот, отсчёт которых ведётся от нуля Кронштадтского футштока. От этой отметки отсчитаны нормальные высоты реперов, образующих нивелирную сеть России. Нуль Кронштадтского футштока представляет собой многолетний средний уровень Балтийского моря. Таким образом, вся нивелирная сеть на территорию России опирается на один исходный пункт, не имеет внешнего контроля и уравнивается как свободная система

В 1873 начато создание государственной нивелирной сети методом геометрического нивелирования. Первая линия прошла по Николаевской железной дороге средняя квадратичная погрешность составила 6 мм/1 км.

К 1950 году были завершены нивелирные работы в Европейской и в восточных регионах СССР. По результатам нивелирных работ и их уравнивания был издан в 1952 году каталог высот нивелирной сети СССР. В 1954 намечены трассы 28 линий I класса, обеспечивающие связи уровней всех морей, омывающих СССР. Программа по их прокладке одобрена 29 января 1968 года. Она предусматривала развития новых нивелирных линий, совершенствование морских уровнемерных постов, изучение современных вертикальных движений земной коры, обусловленных тектоникой, сейсмичностью и крупным гидротехническим строительством.

К середине 1970-х годов в СССР была построена высокоточная нивелирная сеть I и II классов.

В 1977 г. было закончено переуравнивание в систему нормальных высот (БСВ-77). Общая протяженность линий I класса составила 70 000 км, а линий II класса — 360 000 км. Система состоит из 500 полигонов общей протяженностью более 110 000 км и отсчитывается от нуля Кронштадтского футштока. Наиболее удаленные от Кронштадтского футштока пункты (более чем на 10 000 км) определены со средней квадратической ошибкой не более 15 см. В 1977 году были подготовлены к изданию пять томов каталога нивелирования, а также каталог всех уровнемерных станций страны.

В настоящее время в России и ряде других стран СНГ используется система нормальных высот (БСВ-77). Действующая система высот после очередного цикла уравнивания и редукции нивелирной сети СССР была введена приказом ГУГК при СМ СССР и ВТУ ГШ ВС СССР от 05.06.1978 г. № 7/155 «О введении в действие каталога главной высотной основы СССР». Балтийская система высот использовалась в некоторых странах — членах СЭВ (Болгарии, Венгрии, Чехословакии и ГДР). В настоящее время эта система применяется в Болгарии, Эстонии, Латвии, Литве, Сербии, Словакии, Чехии и Венгрии.

Проблемы установления и использования единой государственной системы высот

Значительная часть существующих уровнемерных постов, созданных различными ведомствами на морских побережьях, крупных водохранилищах и реках, имеет высоты в существовавших ранее системах высот (Охотской, Восточно-Сибирской, Тихоокеанской, Балтийско-Черноморской), а также в условных системах, принятых при проектировании и строительстве водных объектов (таких как «система высот Волгостроя», «Беломорская система высот», «система высот Истрстроя» и т. п.), отличающихся от Балтийской системы высот 1977 года. Условные системы высот некоторых крупных водохранилищ отличаются от Балтийской системы высот 1977 года на величины от −0,18 м до +0,88 м:

— каскад Нивских водохранилищ — +0,88 м;

— Нижнетуломское водохранилище — +0,275 м;

— Иваньковское водохранилище — −0,11 м;

— Угличское водохранилище — −0,18 м;

— Рыбинское водохранилище — −0,19 м;

— Братское водохранилище — +0,27 — +0,35 м;

— озеро Байкал и Иркутское водохранилище — +0,41 — +0,52 м.

Модернизация нивелирной сети России

Главная высотная основа РФ модернизируется в соответствии с ведомственными программами, которые определяют перечень линий нивелирования ГВО, на которых выполняются повторные измерения или измерения по новым линиям. Последние работы по модернизации и развитию ГВО проводились по Программе модернизации ГВО на период 1991—2000 гг. («Программа 1991») и по Программе модернизации ГВО на период 2001—2010 гг. («Программа 2010»). Из запланированных «Программой 1991» объемов нивелирования было выполнено: 45 % объемов работ по нивелированию I класса и 22 % по нивелированию II класса. Из запланированных «Программой 2010» объемов нивелирования выполнено 17,3 % нивелирования I класса и 4,8 % нивелирования II класса. В настоящее время работы по модернизации и развитию ГВО осуществляются в рамках двух мероприятий Росреестра — «Оптимизация Главной высотной основы (ГВО) в пограничных областях России с целью формирования полигонов I класса» и «Модернизация Главной высотной основы (ГВО) России с целью обновления высот по линиям нивелирования ГВО, измеренных в 60-х и 70-х годах прошлого столетия».

Источник