Pro řešení většiny problémů v aplikovaných vědách je nutné znát polohu objektu nebo bodu, která je určena pomocí jednoho z akceptovaných souřadnicových systémů. Kromě toho existují výškové systémy, které také určují výškovou polohu bodu na zemském povrchu.
Co jsou souřadnice
Souřadnice jsou číselné nebo abecední hodnoty, které lze použít k určení polohy bodu v terénu. Výsledkem je, že souřadnicový systém je sada hodnot stejného typu, které mají stejný princip pro nalezení bodu nebo objektu.
Nalezení polohy bodu je nutné k vyřešení mnoha praktických problémů. Ve vědě, jako je geodézie, je určení polohy bodu v daném prostoru hlavním cílem, na kterém je založena veškerá další práce.
Většina souřadnicových systémů zpravidla definuje umístění bodu v rovině omezené pouze dvěma osami. K určení polohy boduve 3D prostoru se uplatňuje i výškový systém. S jeho pomocí můžete zjistit přesnou polohu požadovaného objektu.
Stručně o souřadnicových systémech používaných v geodézii
Souřadnicové systémy definují polohu bodu na zemském povrchu tím, že mu dávají tři hodnoty. Principy jejich výpočtu se pro každý souřadnicový systém liší.
Základní prostorové souřadnicové systémy používané v geodézii:
- Geodesics.
- Geografický.
- Polární.
- Obdélníkový.
- Zonální Gauss-Krugerovy souřadnice.
Všechny systémy mají svůj vlastní výchozí bod, hodnoty pro umístění objektu a rozsah.
Geodetické souřadnice
Hlavním obrazcem používaným k měření geodetických souřadnic je zemský elipsoid.
Elipsoid je trojrozměrný komprimovaný obrazec, který nejlépe reprezentuje tvar zeměkoule. Vzhledem k tomu, že zeměkoule je matematicky nesprávný obrazec, je to elipsoid, který se používá k určení geodetických souřadnic. To usnadňuje provádění mnoha výpočtů k určení polohy těla na povrchu.
Geodetické souřadnice jsou definovány třemi hodnotami: geodetická zeměpisná šířka, zeměpisná délka a nadmořská výška.
- Geodetická šířka je úhel, jehož začátek leží v rovině rovníku a konec leží v kolmici,nakresleno do požadovaného bodu.
- Geodetická zeměpisná délka je úhel, který se měří od nultého poledníku k poledníku, na kterém se nachází požadovaný bod.
- Geodetická výška – hodnota normály vykreslená k povrchu elipsoidu rotace Země z daného bodu.
Zeměpisné souřadnice
Pro řešení vysoce přesných problémů vyšší geodézie je nutné rozlišovat mezi geodetickými a zeměpisnými souřadnicemi. V systému používaném v inženýrské geodézii se takové rozdíly zpravidla nedělají kvůli malému prostoru, který práce pokrývá.
K určení geodetických souřadnic se jako referenční rovina používá elipsoid a k určení zeměpisných souřadnic se používá geoid. Geoid je matematicky nesprávné číslo, blíže skutečnému tvaru Země. Jeho rovný povrch je považován za ten, který pokračuje pod hladinou moře v klidném stavu.
Geografický souřadnicový systém používaný v geodézii popisuje polohu bodu v prostoru se třemi hodnotami. Definice zeměpisné délky se shoduje s geodetickou, protože nultý poledník, nazývaný Greenwichský poledník, bude také referenčním bodem. Prochází stejnojmennou observatoří ve městě Londýn. Zeměpisná šířka se určuje z rovníku nakresleného na povrchu geoidu.
Výška v místním souřadnicovém systému používaném v geodézii se měří od hladiny moře v jeho klidném stavu. Na území Ruska a zemí bývalé Unieznačka, ze které se určují výšky, je kronštadtská podnož. Nachází se na úrovni B altského moře.
Polární souřadnice
Systém polárních souřadnic používaný v geodézii má jiné nuance měření. Používá se v malých oblastech terénu k určení relativní polohy bodu. Referenčním bodem může být jakýkoli objekt označený jako zdroj. Pomocí polárních souřadnic je tedy nemožné určit jednoznačnou polohu bodu na území zeměkoule.
Polární souřadnice jsou definovány dvěma hodnotami: úhlem a vzdáleností. Úhel se měří od severního směru poledníku k danému bodu a určuje jeho polohu v prostoru. Jeden úhel ale stačit nebude, proto se zavádí poloměrový vektor – vzdálenost od stojícího bodu k požadovanému objektu. Pomocí těchto dvou parametrů můžete určit polohu bodu v místním systému.
Tento souřadnicový systém se obvykle používá pro inženýrské práce prováděné na malé ploše pozemku.
Obdélníkové souřadnice
Obdélníkový souřadnicový systém používaný v geodézii se také používá v malých oblastech terénu. Hlavním prvkem systému je souřadnicová osa, na kterou se odkazuje. Souřadnice bodu se nalézají jako délka kolmiček nakreslených z úseček a pořadnic k požadovanému bodu.
Severní směr osy X a východ osy Y jsou považovány za pozitivní, zatímco jih a západ jsou považovány za negativní. V závislosti na znameních a čtvrtích určují polohu bodu v prostoru.
Gauss-Krugerovy souřadnice
Zonální systém Gauss-Krugerových souřadnic je podobný pravoúhlému. Rozdíl je v tom, že jej lze aplikovat na celou oblast zeměkoule, nejen na malé oblasti.
Obdélníkové souřadnice Gauss-Krugerových zón jsou ve skutečnosti projekcí zeměkoule do roviny. Vznikl pro praktické účely k zobrazení velkých oblastí Země na papíře. Přenášející zkreslení je považováno za zanedbatelné.
Podle tohoto systému je zeměkoule rozdělena podle zeměpisné délky do šestistupňových zón s axiálním poledníkem uprostřed. Rovník je ve středu podél vodorovné čáry. Celkem je takových zón 60.
číslo zóny.
Hodnoty osy X v Rusku jsou obvykle kladné, zatímco hodnoty Y mohou být záporné. Aby se zabránilo znaménku mínus v hodnotách osy úsečky, axiální poledník každé zóny se podmíněně posune o 500 metrů na západ. Pak se všechny souřadnice stanoupozitivní.
Souřadnicový systém navrhl Gauss jako možný a matematicky jej vypočítal Krueger v polovině dvacátého století. Od té doby se používá v geodézii jako jeden z hlavních.
Výškový systém
Systémy souřadnic a výšek používané v geodézii se používají k přesnému určení polohy bodu na Zemi. Absolutní výšky se měří od hladiny moře nebo jiného povrchu braného jako originál. Kromě toho existují relativní výšky. Ty se počítají jako přebytek od požadovaného bodu k jakémukoli jinému. Jsou vhodné pro práci v lokálním souřadnicovém systému, aby se zjednodušilo následné zpracování výsledků.
Aplikace souřadnicových systémů v geodézii
Kromě výše uvedených se v geodézii používají další souřadnicové systémy. Každý z nich má své výhody a nevýhody. Existují také jejich vlastní oblasti práce, pro které je ten či onen způsob určení místa relevantní.
Je to účel práce, který určuje, které souřadnicové systémy používané v geodézii se nejlépe používají. Pro práci na malých plochách je vhodné používat pravoúhlé a polární souřadnicové systémy a pro řešení rozsáhlých problémů jsou potřeba systémy umožňující pokrytí celého území zemského povrchu.
