Para resolver a maioria dos problemas em ciências aplicadas, é necessário conhecer a localização de um objeto ou ponto, que é determinada usando um dos sistemas de coordenadas aceitos. Além disso, existem sistemas de altura que também determinam a localização da altitude de um ponto na superfície da Terra.
O que são coordenadas
Coordenadas são valores numéricos ou alfabéticos que podem ser usados para determinar a localização de um ponto no terreno. Como resultado, 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 para resolver 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 todo o trabalho subsequente se baseia.
A maioria dos sistemas de coordenadas, via de regra, define a localização de um ponto em um plano limitado por apenas dois eixos. Para determinar a posição de um pontono espaço 3D, o sistema de altura também é aplicado. 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.
Sistemas básicos de coordenadas espaciais usados em geodésia:
- Geodésica.
- 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 figura principal usada para medir as coordenadas geodésicas é o elipsóide terrestre.
Um elipsóide é uma figura tridimensional comprimida que melhor representa a forma 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 torna mais fácil realizar muitos cálculos para determinar a posição do corpo na superfície.
Coordenadas geodésicas são definidas por três valores: latitude geodésica, longitude e altitude.
- Latitude geodésica é um ângulo cujo início está no plano do equador e o fim está na perpendicular,desenhado para o ponto desejado.
- 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 de rotação da Terra a partir de um determinado ponto.
Coordenadas geográficas
Para resolver problemas de alta precisão de geodésia superior, é necessário distinguir entre coordenadas geodésicas e geográficas. No sistema utilizado em geodésia de engenharia, tais diferenças, via de regra, não são feitas devido ao pequeno espaço coberto pela obra.
Para determinar as coordenadas geodésicas, um elipsóide é usado como plano de referência e um geóide é usado para determinar as coordenadas geográficas. O geóide é uma figura matematicamente incorreta, mais próxima da figura real da Terra. Sua superfície plana é considerada aquela que continua abaixo do nível do mar em seu estado calmo.
O sistema de coordenadas geográficas usado na geodésia 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.
A altura no sistema de coordenadas local usado na geodésia é medida a partir do nível do mar em seu estado calmo. No território da Rússia e dos países da antiga Uniãoa 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 na geodésia tem outras nuances de medição. 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.
Coordenadas polares são definidas por dois valores: ângulo e distância. O ângulo é medido 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 esses dois parâmetros, você pode determinar a localização do ponto no sistema local.
Normalmente, este sistema de coordenadas é usado para trabalhos de engenharia realizados em uma pequena área de terra.
Coordenadas retangulares
O sistema de coordenadas retangulares usado na geodésia também é usado em pequenas áreas do terreno. O elemento principal do sistema é o eixo de coordenadas a partir do qual a referência é feita. As coordenadas do ponto são encontradas como o comprimento das perpendiculares traçadas a partir dos eixos de abcissa e ordenada até o ponto desejado.
A direção norte do eixo X e o leste do eixo Y são considerados positivos, enquanto o sul e oeste são considerados negativos. Dependendo dos sinais e quartos, eles determinam a localização de um ponto no espaço.
Coordenadas de Gauss-Kruger
O sistema zonal de coordenadas Gauss-Kruger é semelhante ao retangular. A diferença é que pode ser aplicado em toda a área do globo, não apenas em pequenas áreas.
As coordenadas retangulares das zonas de Gauss-Kruger, na verdade, são a projeção do globo em um plano. Surgiu para fins práticos para representar grandes áreas da Terra no papel. A transferência de distorção é considerada insignificante.
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. No total, existem 60 dessas zonas.
número da zona.
Os valores do eixo X na Rússia geralmente são positivos, enquanto os valores Y podem ser negativos. Para evitar o sinal de menos nos valores do eixo das abcissas, o meridiano axial de cada zona é movido condicionalmente 500 metros para oeste. Então todas as coordenadas se tornampositivo.
O sistema de coordenadas foi proposto por Gauss como possível e calculado matematicamente por Krueger em meados do século XX. Desde então, tem sido usado na geodésia como um dos principais.
Sistema de altura
Os sistemas de coordenadas e alturas usados na geodésia 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 tomada como original. Além disso, existem alturas relativas. Estes últimos são contabilizados como excesso do ponto desejado para qualquer outro. Eles são convenientes de usar para trabalhar no sistema de coordenadas local para simplificar o processamento subsequente dos resultados.
Aplicação de sistemas de coordenadas em geodésia
Além do acima, existem outros sistemas de coordenadas usados em geodésia. Cada um deles tem suas próprias vantagens e desvantagens. Há também suas próprias áreas de trabalho para as quais este ou aquele método de determinação da localização é relevante.
É o propósito do trabalho que determina quais sistemas de coordenadas usados em geodésia são mais bem utilizados. Para trabalhar em pequenas áreas, é conveniente usar sistemas de coordenadas retangulares e polares e, para resolver problemas de grande escala, são necessários sistemas que permitam cobrir todo o território da superfície terrestre.
