Ответы к ГОСам — Билет 12

Системы координат, применяемые в спутниковых технологиях. Системы WGS-84, ПЗ-90, ITRF, СК-42, СК-95. Система высот БСВ-77. Способы преобразований координат. Методы Гельмерта и Молоденского. Глобальное и локальное преобразование. Определение нормальных высот по спутниковым измерениям.

Системы координат, в которых задается положение спутника (r, ?): 1. Геоцентрические небесные координаты r. О – в центре масс Земли, OZ – параллельные оси вращения Земли, ОХ – направлена в точку ? – точка весеннего равноденствия (неподвижная точка на небесной сфере), ОY – дополняет систему до правой. Положение ИСЗ: а) прямоугольная система координат: x, y, z; б) полярная система координат: ?, ?, |r|, где ? – прямое восхождение, ? – склонное. , где |r| — длина вектора r. 2. Топоцентрическая горизонтальная система координат ?. На небесной сфере единичного радиуса: OZ – направлена в зенит, совпадает либо с отвесной линией (астрономический зенит), либо с нормалью к эллипсоиду (геодезический); XOY – плоскость горизонта; N, S, E, W – север, юг, восток, запад; А – азимут – угол наклона между направлениями на север и на спутник; h – высота – угол наклона между плоскостью горизонта и направлением на ИСЗ. 3. Орбитальная система координат. Невозмущенное движение — движение ИСЗ при условиях: а) на движение влияет только тяготение Земли (остальными факторами пренебрегают); б) Земля – сфера с равномерным распределением плотности или материальная точка с массой, равной М; в) масса ИСЗ=0. При невозмущенном движении действуют законы Кеплера. Движение ИСЗ происходит по эллипсам, в одном из фокусов эллипса – центр масс Земли. а – большая полуось, b – малая полуось, е – эксцентриситет, ; — характеризует форму орбиты. Для окружности е=0, для параболы е=1, для эллипса 0?е< 1. Элементы (a; b) или (а; е) характеризуют форму и размер орбит. XOY – плоскость небесного экватора; OZ параллельна оси вращения Земли; 1, 2 – узлы орбиты, точки пересечения орбиты с плоскостью экватора; линия 12 – линия узлов; 1 – восходящий узел; ? – долгота восходящего узла – угол между направлением на точку ? и направлением на линию узлов; i – наклон орбиты, угол между плоскостями орбит и экватора; П – перигей – точка, ближайшая к центру масс Земли; А – апогей – наиболее удаленная точка; w – аргумент перигея, угол между линией узлов и направлением на перигей; (?, I, w) – определяют ориентировку орбиты в пространстве; tП – время прохождения ИСЗ через перигей. Набор элементов орбиты при невозмущенном движении: Э={a, e, ?, i, w, tП}. На движение ИСЗ влияют различные факторы (возмущающие потенциал Земли, влияние тяготения Солнца, Луны и планет, торможение атмосферы, световое давление и т.д.), поэтому Э?const. Оскулирующая орбита: Э(tI)=const. 4. Системы земных координат: а) прямоугольная экваториальная. OZ – параллельна оси вращения Земли; XOZ – плоскость начального меридиана; XOY – совпадает с плоскостью земного экватора. б) эллипсоидальная – связана с эллипсоидом, с параметрами (a, b) или (а, е). Геодезическая широта В – угол между нормалью к эллипсоиду и плоскостью экватора. геодезическая долгота L – двугранный угол между плоскостями начального и текущего геодезического меридианов. В спутниковых технологиях В: LATITUDE (LAT); L: LONGITUDE (LON). Геодезическая высота Н – расстояние между эллипсоидом и точкой наблюдения, отсчитанная по нормали к эллипсоиду. 5. Общеземные и референцные системы координат: а) общеземная система координат – начало координат в центре масс Земли. СК WGS-84: в этой системе координат работает система GPS. Точность привязки WGS-84 к геоцентру – несколько см. СК ITRF – общеземная система, включающая в себя геодинамику. В системе ITRF несколько десятков станций, в том числе в России: Менделеево, Звенигород, Иркутск. ПЗ-90 (параметры Земли) – работа ГЛОНАСС. б) референцные СК. Референц – эллипсоид, центр не совпадает с центром масс Земли. В России СК-42 использует эллипсоид Красовского. Система координат 1942 года – карты, каталоги координат. СК-95 – референцная система 1995 года, эллипсоид Красовского, более высокая точность взаимного положения пунктов. Так, если в СК-42 точность взаимного положения пунктов в лучшем случае порядка 10 см на расстоянии 10 км, то в СК-95 аналогичная точность 2-4 см на расстоянии 10 км. В СК-95 нет больших масштабных искажений по сравнению с СК-42. 6. Плоские координаты (x, y) в проекции Гаусса – Крюгера. В спутниковых технологиях используются координаты (ИТМ) – универсальная проекция Меркатора (плоские координаты). Проекция Гаусса – Крюгера – частный случай ИТМ.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *