Местные системы координат
К нам часто приходят вопросы о местных системах координат, которые представлены в нашем ПО TOPODRONE Post Processing в формате *.prj. В данной статье мы расскажем о системах координат, структуре *.prj для локальных систем координат и покажем пример формирования такого файла.
Системы координат
Рис. 1. Общеземной эллипсоид и референц-эллипсоид.
В геодезии широко используются геодезические общеземные и референцные системы координаты. Все геодезические данные определяются (измеряются или вычисляются) в конкретной геодезической системе координат.
К геодезическим общеземным СК относятся:
- WGS-84
- ПЗ-90
- ITRF
К геодезическим референцным:
- СК-42
- СК-95
При геодезических работах в РФ используется проекция Гаусса-Крюгера (сохраняет равенство углов и подобие бесконечно малых фигур, но не сохраняет равными длины линий и площади, измеряемые на поверхности земли).
Вся поверхность Земли разбита на шестиградусные зоны, для каждой зоны существует свой отсчет координат. Для северной (northing) координаты - "Ось икс" - нулевое значение равно земному экватору. Для восточной (easting) координаты - "Ось игрек" - нулевое значение устанавливается в осевом меридиане зоны.
С элементами эллипсоида Красовского так же иногда применяется проекция Гаусса с местными координатными сетками.
Местной системой координат называется система плоских прямоугольных координат в проекции Гаусса с местной координатной сеткой.
Рис. 2. Проекция Гаусса-Крюгера.
Обязательным требованием при установлении местных систем координат является обеспечение возможности перехода от местной системы координат к государственной системе координат, который осуществляется с использованием параметров перехода (ключей).
Каждая местная система координат субъекта РФ имеет название. В название входит число равное коду, установленному документом "Перечень номеров (кодов) субъектов Российской Федерации".
Структура *.prj файлов для местных или локальных систем координат
Для работы с местными системами координат в TOPODRONE Post Processing добавлены большинство *.prj файлов, в случае отсутствия необходимого, Вы можете самостоятельно сформировать файл для Вашей системы координат или можете скорректировать уже существующие файлы *.prj.
Рис. 3. Проекция Гаусса-Крюгера
Для корректного преобразования данных из или в местную/локальную систему координат (СК) необходим файл *.prj, точно описывающий параметры преобразования.
При формировании файла необходимы следующие данные:
- PROJCS["Projection_name", -- Название проекции
- GEOGCS["GeographicCS", -- Название системы координат
- DATUM["Datum_name", -- Название датума
- SPHEROID["Krassowsky 1940",6378245,298.3], -- Параметры эллипсоида
- TOWGS84[0,0,0,0,0,0,0]], -- 7 параметров перехода к WGS84 (dx,dy,dz,wx,wy,wz,m)
- PRIMEM["Greenwich",0], -- Начальный меридиан
- UNIT["degree",0.01745329251994328]], -- Единица измерения СК (градусы)
- PROJECTION["Transverse_Mercator"], -- Тип проекции
- PARAMETER["latitude_of_origin",0], -- Начальная широта
- PARAMETER["central_meridian",36], -- Центральный меридиан
- PARAMETER["scale_factor",1], -- Масштабный коэффициент
- PARAMETER["false_easting",10000], -- Сдвиг на восток
- PARAMETER["false_northing",-5000000], -- Сдвиг на север
- UNIT["metre",1]] -- Единица измерения проекции (метры)
В рамках одной местной или локальной СК все параметры, кроме TOWGS84, остаются неизменными. Для выполнения точных преобразований необходимо использовать параметры TOWGS84, получаемые при калибровке (локализация) ГНСС сети (проекта).
Калибровка в TOPODRONE Post Processing
Данная калибровка аппроксимирует искажения калибруемой Системы Координат на WGS-84 или ITRF, также аппроксимируются искажения высоты. В отличии от локализации или калибровки 7-ми параметров датума, наша калибровка исправляет искажения, не поддающиеся математическому описанию, и исправляет искажения без остаточных ошибок. В отличии от NTv2 исправляет высоты и аппроксимирует искажения не от 4-х точек, а от одной точки и до беспредельно большого количества.
Рис. 4. Калибровка в ПО TOPODRONE Post Processing
Для выполнения калибровки необходима хотя бы одна точка, у которой известны координаты в WGS-84 и в калибруемой системе координат.
Пример формирования файла *.prj на основе данных из контроллера EFT.
Рис. 5. Данные с контроллера EFT
Данные для формирования *.prj файла:
- PROJCS["Russia-EFT-Tverskaya oblast'-Ostashkov MSK 69 zona 1",
- GEOGCS["unknown",
- DATUM["Unknown based on Krassovsky, 1942 ellipsoid",
- SPHEROID["Krassovsky, 1942",6378245,298.3],
- TOWGS84[5.0547,-178.4816,-90.3714,-0.52,0.847,2.136,-1.00000492]],
- PRIMEM["Greenwich",0,
- AUTHORITY["EPSG","8901"]],
- UNIT["degree",0.0174532925199433,
- AUTHORITY["EPSG","9122"]]],
- PROJECTION["Transverse_Mercator"],
- PARAMETER["latitude_of_origin",0],
- PARAMETER["central_meridian",32.48333333333333],
- PARAMETER["scale_factor",1],
- PARAMETER["false_easting",1250000],
- PARAMETER["false_northing",-6012900.566],
- UNIT["metre",1,
- AUTHORITY["EPSG","9001"]],
- AXIS["Easting",EAST],
- AXIS["Northing",NORTH]]
Важно: обратите внимание на знаки для 7-ми параметров перехода. При формировании файла *.prj по данным из приемника EFT нужно поменять знаки на противоположные для линейных параметров 1(dx), 2(dY), 3(dz) и 7(m), для этого умножьте значения на -1. Для других ГНСС приемников надо проверять, необходимо ли менять знаки. Это зависит от принципа перехода от WGS 84 или к WGS 84. После формирования *.prj файла всегда проверяйте его корректность.
