Определение местоположения точек в геодезии

Определение местоположения точек (система географических координат, система плоских координат, высотные координаты).

Чтобы определить положе­ние точек на земной поверхности, на ней условно проводят ли­нии — меридианы и параллели, которые образуют систему гео­графических координат (рис.2, а).

Меридиан — это воображаемая линия, образованная секущей плоскостью, проходящей через ось РР₁ вращения Земли.

Параллель — это воображаемая линия, образованная на поверх­ности Земли секущей плоскостью, перпендикулярной оси враще­ния Земли. Параллель, образованная плоскостью, проходящей через центр Земли, называется экватор.

Рис. 2. Системы координат: а — географических; б — плоских прямоугольных

Один из меридианов, например меридиан РNМ₀Р₁, принима­ют за начальный. Тогда положение меридиана точки М определя­ется двугранным углом между меридианной плоскостью, прохо­дящей через эту точку, и плоскостью начального меридиана. Этот угол называют долготой данной точки и обозначают буквой λ. По­ложение параллели точки М определяется углом между радиусом ОМ земного шара и плоскостью экватора. Этот угол называют широтой данной точки и обозначают буквой φ. Долготу точки М можно измерить также дугой NМ параллели, а широту той же точки — дугой М₁М меридиана. Долгота λ и широта φ  называются географическими координатами данной точки.

Начальным меридианом на поверхности Земли принято счи­тать меридиан, проходящий через центр меридианного зала ста­рейшей в Европе астрономической обсерватории в Гринвиче, вбли­зи Лондона. Долготы отсчитывают к востоку и западу от началь­ного меридиана в пределах 0... 180^о и обозначают, например, так: 62° в. д. (восточной долготы) или 124^о з. д. (западной долготы) от Гринвича; широты — 0...90^о к северу и югу от экватора, напри­мер 56^о с. ш. (северной широты) или ю. ш. (южной широты).

Положение любой точки на поверхности Земли можно определить с помощью астрономических наблюдений (астрономические коорди­наты), вычислить по результатам геодезических измерений на мест­ности или по наблюдению спутников (геодезические координаты).

Если геодезические работы ведут на небольшом участке, что позволяет не принимать во внимание сферичность поверхности Земли, для определения положения точки используют систему плоских прямоугольных координат (рис. 2, б). Систему образуют две взаимно-перпендикулярные линии (оси), лежащие в гори­зонтальной плоскости, причем ось абсцисс х, как правило, со­вмещают с меридианом какой-либо точки. Точка О — начало ко­ординат. Положительное направление оси х — на север от эквато­ра, оси у — на восток от меридиана. Оси абсцисс и ординат обра­зуют координатные четверти I...IV, которые нумеруют по ходу часовой стрелки; северо-восточная четверть считается первой.

Например, положение точки А определяется координатами х_А у_А. В зависимости от четверти, в которой расположена точка, перед координатами ставят знаки «плюс» или «минус».

Для полной характеристики положения точки на поверхности Земли необходимо знать еще третью координату — высоту.

Высо­той точки называется расстояние по отвесному направлению от этой точки до уровенной поверхности. Числовое значение высоты точки называется ее отметкой.

Высоты (рис. 3) бывают абсолютные, условные и относитель­ные. Абсолютные высоты, например Н_А и Н_в, отсчитывают от ис­ходной уровенной поверхности — среднего уровня океана или моря (в России это нуль Кронштадтского футштока — горизонтальная черта на медной пластине, прикрепленной к устою моста чрез обводной канал в г. Кронштадте).

Рис. 3. Абсолютные, условные и относительные высоты

Условной высотой, напри­мер Н_Вусл, называется отвесное расстояние от точки земной по­верхности до условной уровенной поверхности — любой точки, принятой за исходную (нулевую).

Относительной высотой, или превышением, h точки называет­ся высота ее над другой точкой земной поверхности (например, nочки В над точкой А).