Կիրառական գիտությունների խնդիրների մեծ մասը լուծելու համար անհրաժեշտ է իմանալ օբյեկտի կամ կետի գտնվելու վայրը, որը որոշվում է ընդունված կոորդինատային համակարգերից մեկի միջոցով։ Բացի այդ, կան բարձրության համակարգեր, որոնք որոշում են նաև Երկրի մակերևույթի մի կետի բարձրության դիրքը։
Ինչ են կոորդինատները
Կորդինատները թվային կամ այբբենական արժեքներ են, որոնք կարող են օգտագործվել տեղանքի վրա կետի գտնվելու վայրը որոշելու համար: Արդյունքում, կոորդինատային համակարգը նույն տիպի արժեքների մի շարք է, որոնք ունեն կետ կամ առարկա գտնելու նույն սկզբունքը:
Կետի գտնվելու վայրը գտնելը պահանջվում է բազմաթիվ գործնական խնդիրներ լուծելու համար: Գիտության մեջ, ինչպիսին է գեոդեզիան, տվյալ տարածության մեջ կետի գտնվելու վայրը որոշելը հիմնական նպատակն է, որի վրա հիմնված են բոլոր հետագա աշխատանքները:
Կորդինատային համակարգերի մեծ մասը, որպես կանոն, սահմանում է կետի գտնվելու վայրը հարթության վրա, որը սահմանափակված է ընդամենը երկու առանցքով: Կետի դիրքը որոշելու համար3D տարածության մեջ կիրառվում է նաև բարձրության համակարգը։ Նրա օգնությամբ դուք կարող եք պարզել ցանկալի օբյեկտի ճշգրիտ վայրը։
Համառոտ գեոդեզիայում օգտագործվող կոորդինատային համակարգերի մասին
Կորդինատային համակարգերը սահմանում են երկրի մակերևույթի կետի գտնվելու վայրը՝ տալով նրան երեք արժեք: Նրանց հաշվարկման սկզբունքները տարբեր են յուրաքանչյուր կոորդինատային համակարգի համար։
Գեոդեզիայում օգտագործվող հիմնական տարածական կոորդինատային համակարգեր՝
- գեոդեզիկա.
- Աշխարհագրական.
- Բևեռային.
- Ուղղանկյուն.
- Զոնալ Գաուս-Կրյուգերի կոորդինատներ.
Բոլոր համակարգերն ունեն իրենց ելակետը, արժեքները օբյեկտի գտնվելու վայրի և շրջանակի համար:
գեոդեզիական կոորդինատներ
Գեոդեզիական կոորդինատները չափելու համար օգտագործվող հիմնական ցուցանիշը երկրի էլիպսոիդն է:
Էլիպսոիդը եռաչափ սեղմված պատկեր է, որը լավագույնս ներկայացնում է երկրագնդի ձևը: Շնորհիվ այն բանի, որ գլոբուսը մաթեմատիկորեն սխալ պատկեր է, դրա փոխարեն դա էլիպսոիդն է, որն օգտագործվում է գեոդեզիական կոորդինատները որոշելու համար։ Սա հեշտացնում է բազմաթիվ հաշվարկներ կատարելը մարմնի դիրքը մակերեսի վրա որոշելու համար:
Գեոդեզիական կոորդինատները սահմանվում են երեք արժեքներով՝ գեոդեզիական լայնություն, երկայնություն և բարձրություն:
- Գեոդեզիական լայնությունը այն անկյունն է, որի սկիզբը գտնվում է հասարակածի հարթության վրա, իսկ վերջը՝ ուղղահայաց,ձգված դեպի ցանկալի կետը։
- Գեոդեզիական երկայնությունը այն անկյունն է, որը չափվում է զրոյական միջօրեականից մինչև այն միջօրեականը, որի վրա գտնվում է ցանկալի կետը:
- Գեոդեզիական բարձրություն - տվյալ կետից Երկրի պտտման էլիպսոիդի մակերեսին վերցված նորմալի արժեքը։
Աշխարհագրական կոորդինատներ
Բարձրագույն գեոդեզիայի բարձր ճշգրտության խնդիրները լուծելու համար անհրաժեշտ է տարբերակել գեոդեզիական և աշխարհագրական կոորդինատները։ Ինժեներական գեոդեզիայում կիրառվող համակարգում նման տարբերություններ, որպես կանոն, չեն կատարվում աշխատանքի ծածկած փոքր տարածության պատճառով։
Գեոդեզիական կոորդինատները որոշելու համար էլիպսոիդն օգտագործվում է որպես հղման հարթություն, իսկ գեոիդը՝ աշխարհագրական կոորդինատները որոշելու համար։ Գեոիդը մաթեմատիկորեն սխալ թիվ է, ավելի մոտ է Երկրի իրական թվին: Նրա մակարդակի մակերեսը համարվում է այն, ինչ շարունակվում է ծովի մակարդակի տակ իր հանգիստ վիճակում:
Աշխարհագրական կոորդինատների համակարգը, որն օգտագործվում է գեոդեզիայում, նկարագրում է երեք արժեք ունեցող կետի դիրքը տարածության մեջ: Աշխարհագրական երկայնության սահմանումը համընկնում է գեոդեզիականին, քանի որ զրոյական միջօրեականը, որը կոչվում է Գրինվիչի միջօրեական, նույնպես կլինի հղման կետը: Այն անցնում է Լոնդոն քաղաքի համանուն աստղադիտարանի միջով։ Աշխարհագրական լայնությունը որոշվում է գեոիդի մակերևույթի վրա գծված հասարակածից։
Բարձրությունը տեղային կոորդինատային համակարգում, որն օգտագործվում է գեոդեզիայում, չափվում է ծովի մակարդակից իր հանգիստ վիճակում: Ռուսաստանի և նախկին Միության երկրների տարածքումնշանը, որից որոշվում են բարձրությունները, դա Կրոնշտադտի ոտնաթաթը: Այն գտնվում է Բալթիկ ծովի մակարդակում։
Բևեռային կոորդինատներ
Գեոդեզիայում օգտագործվող բևեռային կոորդինատների համակարգը չափման այլ նրբություններ ունի: Այն օգտագործվում է տեղանքի փոքր տարածքներում՝ կետի հարաբերական դիրքը որոշելու համար: Հղման կետը կարող է լինել որպես աղբյուր նշված ցանկացած օբյեկտ: Այսպիսով, օգտագործելով բևեռային կոորդինատները, անհնար է որոշել երկրագնդի տարածքում մի կետի միանշանակ գտնվելու վայրը:
Բևեռային կոորդինատները սահմանվում են երկու արժեքով՝ անկյուն և հեռավորություն: Անկյունը չափվում է միջօրեականի հյուսիսային ուղղությունից մինչև տվյալ կետ՝ որոշելով նրա դիրքը տարածության մեջ։ Բայց մեկ անկյունը բավարար չի լինի, ուստի ներկայացվում է շառավիղի վեկտոր՝ կանգնած կետից մինչև ցանկալի օբյեկտի հեռավորությունը: Այս երկու պարամետրերով դուք կարող եք որոշել կետի գտնվելու վայրը տեղական համակարգում:
Սովորաբար, այս կոորդինատային համակարգը օգտագործվում է փոքր տարածքի վրա կատարվող ինժեներական աշխատանքների համար:
Ուղղանկյուն կոորդինատներ
Գեոդեզիայում օգտագործվող ուղղանկյուն կոորդինատային համակարգը նույնպես օգտագործվում է տեղանքի փոքր տարածքներում: Համակարգի հիմնական տարրը կոորդինատային առանցքն է, որից կատարվում է հղումը: Կետերի կոորդինատները հայտնաբերվում են որպես աբսցիսից և օրդինատների առանցքներից մինչև ցանկալի կետը գծված ուղղանկյունների երկարությունը:
X առանցքի հյուսիսային ուղղությունը և Y առանցքի արևելքը համարվում են դրական, իսկ հարավը և արևմուտքը՝ բացասական: Կախված նշաններից և քառորդներից՝ նրանք որոշում են տարածության կետի գտնվելու վայրը։
Գաուս-Կրյուգերի կոորդինատներ
Գաուս-Կրյուգերի կոորդինատային գոտիական համակարգը նման է ուղղանկյունին։ Տարբերությունն այն է, որ այն կարող է կիրառվել երկրագնդի ողջ տարածքում, ոչ միայն փոքր տարածքների վրա:
Գաուս-Կրյուգերի գոտիների ուղղանկյուն կոորդինատները, ըստ էության, երկրագնդի պրոյեկցիան են հարթության վրա: Այն առաջացել է գործնական նպատակներով՝ թղթի վրա Երկրի մեծ տարածքները պատկերելու համար։ Խեղաթյուրման փոխանցումը համարվում է աննշան:
Համաձայն այս համակարգի՝ երկրագունդը երկայնությամբ բաժանվում է վեց աստիճանի գոտիների՝ առանցքային միջօրեականը մեջտեղում։ Հասարակածը կենտրոնում է հորիզոնական գծի երկայնքով: Ընդհանուր առմամբ, այդպիսի 60 գոտի կա։
գոտու համար:
Ռուսաստանում X-առանցքի արժեքները սովորաբար դրական են, մինչդեռ Y- արժեքները կարող են լինել բացասական: Abscissa առանցքի արժեքներում մինուս նշանից խուսափելու համար յուրաքանչյուր գոտու առանցքային միջօրեականը պայմանականորեն տեղափոխվում է 500 մետր դեպի արևմուտք։ Այնուհետև բոլոր կոորդինատները դառնում ենդրական։
Կորդինատների համակարգը առաջարկվել է Գաուսի կողմից հնարավորինս և մաթեմատիկորեն հաշվարկվել է Քրյուգերի կողմից 20-րդ դարի կեսերին: Այդ ժամանակվանից այն օգտագործվել է գեոդեզիայում՝ որպես հիմնականներից մեկը։
Բարձրության համակարգ
Գեոդեզիայում օգտագործվող կոորդինատների և բարձրությունների համակարգերն օգտագործվում են Երկրի վրա կետի դիրքը ճշգրիտ որոշելու համար։ Բացարձակ բարձրությունները չափվում են ծովի մակարդակից կամ բնօրինակ վերցված այլ մակերևույթից: Բացի այդ, կան հարաբերական բարձրություններ. Վերջիններս հաշվվում են որպես ցանկալի կետից ցանկացած այլ ավելցուկ: Դրանք հարմար են տեղական կոորդինատային համակարգում աշխատելու համար՝ արդյունքների հետագա մշակումը հեշտացնելու համար:
Կորդինատային համակարգերի կիրառումը գեոդեզիայում
Բացի վերը նշվածից, կան նաև այլ կոորդինատային համակարգեր, որոնք օգտագործվում են գեոդեզիայում: Նրանցից յուրաքանչյուրն ունի իր առավելություններն ու թերությունները: Կան նաև իրենց աշխատանքի ոլորտները, որոնց համար տեղին է գտնվելու վայրի որոշման այս կամ այն մեթոդը։
Աշխատանքի նպատակն է որոշում, թե գեոդեզիայում օգտագործվող կոորդինատային համակարգերն են լավագույնս օգտագործվում: Փոքր տարածքներում աշխատանքի համար հարմար է օգտագործել ուղղանկյուն և բևեռային կոորդինատային համակարգեր, իսկ լայնածավալ խնդիրներ լուծելու համար անհրաժեշտ են համակարգեր, որոնք թույլ են տալիս ծածկել երկրի մակերևույթի ողջ տարածքը։
