Методы преобразования координат и высот

При работе с высокоточной спутниковой геодезической аппаратурой, работающей по сигналам Глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) GPS, ГЛОНАСС и др., неизбежно возникает задача преобразования координат. Геодезические, топографические, кадастровые работы, инженерные изыскания, разбивочные работы, вынос в натуру осей сооружений и другие виды работ требуют предоставление результатов в государственных, местных, локальных и иногда международных системах координат. При этом применяются следующие виды представления координат и высот:
 
— прямоугольные пространственные координаты (X, Y, Z);
— геодезические (эллипсоидальные) координаты (B, L, H);
— плоские прямоугольные координаты (x, y) в равноугольной (конформной) картографической проекции;
— геодезические высоты;
— ортометрические высоты;
— нормальные высоты.

На территории Российской Федерации применяется Балтийская система высот 1977 года, которая является реализацией системы нормальных высот. Отсчет высот в Балтийской системе высот 1977 года ведется от нуля Кронштадтского футштока, укрепленного в устое моста через обводной канал в г. Кронштадте. Спутниковые определения с использованием ГНСС выполняют в пространственной геоцентрической земной системе координат, практическими реализациями которой являются международная система WGS-84, государственные системы координат ПЗ-90.11 и ГСК-2011.

Система WGS-84 – всемирная система геодезических параметров Земли 1984 года, в число которых входит система геоцентрических координат, используемая в ГНСС GPS Navstar.

Геодезическая система координат 2011 года (ГСК-2011) — государственная система координат, предназначенная для использования при осуществлении геодезических и картографических работ, устанавливаемая и распространяемая с использованием государственной геодезической сети.

ПЗ-90 — система геодезических параметров «Параметры Земли 1990 года», в число которых входит земная геоцентрическая система координат ПЗ-90.11, используемая в ГНСС ГЛОНАСС в целях геодезического обеспечения орбитальных полетов, решения навигационных задач и выполнения геодезических и картографических работ в интересах обороны.

Государственная система координат Российской Федерации – единая система координат, устанавливаемая в отношении территории Российской Федерации для использования при осуществлении геодезических и картографических работ.

Преобразования координат из одного типа координат в требуемый (конечный) тип координат осуществляется по математическим формулам, выражающим математическую связь этих типов координат. Преобразования высот из исходной системы высот в требуемую (конечную) систему высот осуществляется по математическим формулам, выражающим математическую связь этих систем. При преобразовании координат необходимо учитывать, что погрешности преобразованных координат точек включают погрешности координат точек в исходной системе координат и погрешности параметров преобразования координат.

Параметры перехода (ключи) – параметры преобразования координат из местной системы координат в государственную систему координат в проекции на плоскость.

Параметры преобразования координат – набор параметров, значения которых используются при пересчете (преобразовании) координат из одной системы координат в другую.

Наравне с государственными системами координат в субъектах Российской Федерации применяются местные системы координат (МСК). Кроме того, до сих пор в силу различных причин некоторые проекты, в том числе «долгоиграющие», требуют представления координат в действующих до 1 января 2017 года системах координат СК-42, СК-63 или СК-95.