Per risolvere la maggior parte dei problemi nelle scienze applicate, è necessario conoscere la posizione di un oggetto o di un punto, che viene determinato utilizzando uno dei sistemi di coordinate accettati. Inoltre, esistono sistemi di altezza che determinano anche la posizione dell' altitudine di un punto sulla superficie terrestre.
Cosa sono le coordinate
Le coordinate sono valori numerici o alfabetici che possono essere utilizzati per determinare la posizione di un punto sul terreno. Di conseguenza, un sistema di coordinate è un insieme di valori dello stesso tipo che hanno lo stesso principio per trovare un punto o un oggetto.
Trovare la posizione di un punto è necessario per risolvere molti problemi pratici. In una scienza come la geodesia, determinare la posizione di un punto in un dato spazio è l'obiettivo principale su cui si basa tutto il lavoro successivo.
La maggior parte dei sistemi di coordinate, di regola, definisce la posizione di un punto su un piano limitato da due soli assi. Per determinare la posizione di un puntonello spazio 3D viene applicato anche il sistema di altezza. Con il suo aiuto, puoi scoprire la posizione esatta dell'oggetto desiderato.
In breve sui sistemi di coordinate utilizzati nella geodesia
I sistemi di coordinate definiscono la posizione di un punto sulla superficie terrestre assegnandogli tre valori. I principi del loro calcolo sono diversi per ogni sistema di coordinate.
Sistemi di coordinate spaziali di base utilizzati nella geodesia:
- Geodetiche.
- Geografica.
- Polare.
- Rettangolare.
- Coordinate zonali Gauss-Kruger.
Tutti i sistemi hanno il proprio punto di partenza, valori per la posizione dell'oggetto e ambito.
Coordinate geodetiche
La figura principale utilizzata per misurare le coordinate geodetiche è l'ellissoide terrestre.
Un ellissoide è una figura compressa tridimensionale che rappresenta al meglio la forma del globo. A causa del fatto che il globo è una figura matematicamente errata, è invece l'ellissoide che viene utilizzato per determinare le coordinate geodetiche. Questo rende più facile eseguire molti calcoli per determinare la posizione del corpo sulla superficie.
Le coordinate geodetiche sono definite da tre valori: latitudine geodetica, longitudine e altitudine.
- La latitudine geodetica è un angolo il cui inizio giace sul piano dell'equatore e l'estremità giace sulla perpendicolare,disegnato al punto desiderato.
- La longitudine geodetica è l'angolo che viene misurato dal meridiano zero al meridiano su cui si trova il punto desiderato.
- Altezza geodetica - il valore della normale disegnata sulla superficie dell'ellissoide di rotazione terrestre da un dato punto.
Coordinate geografiche
Per risolvere problemi di alta precisione di geodesia superiore, è necessario distinguere tra coordinate geodetiche e geografiche. Nel sistema utilizzato nella geodesia ingegneristica, tali differenze, di regola, non si verificano a causa del piccolo spazio coperto dall'opera.
Per determinare le coordinate geodetiche, viene utilizzato un ellissoide come piano di riferimento e un geoide viene utilizzato per determinare le coordinate geografiche. Il geoide è una figura matematicamente scorretta, più vicina alla figura reale della Terra. La sua superficie piana è considerata quella che continua sotto il livello del mare nel suo stato calmo.
Il sistema di coordinate geografiche utilizzato nella geodesia descrive la posizione di un punto nello spazio con tre valori. La definizione di longitudine geografica coincide con la geodetica, poiché il punto di riferimento sarà anche il meridiano zero, detto meridiano di Greenwich. Passa attraverso l'osservatorio omonimo nella città di Londra. La latitudine geografica è determinata dall'equatore disegnato sulla superficie del geoide.
L' altezza nel sistema di coordinate locale utilizzato nella geodesia è misurata dal livello del mare nel suo stato calmo. Sul territorio della Russia e dei paesi dell'ex Unioneil segno da cui vengono determinate le altezze è la pedana di Kronstadt. Si trova al livello del Mar B altico.
Coordinate polari
Il sistema di coordinate polari utilizzato nella geodesia ha altre sfumature di misurazione. Viene utilizzato in piccole aree di terreno per determinare la posizione relativa di un punto. Il punto di riferimento può essere qualsiasi oggetto contrassegnato come sorgente. Pertanto, utilizzando le coordinate polari, è impossibile determinare la posizione inequivocabile di un punto sul territorio del globo.
Le coordinate polari sono definite da due valori: angolo e distanza. L'angolo viene misurato dalla direzione nord del meridiano a un dato punto, determinando la sua posizione nello spazio. Ma un angolo non sarà sufficiente, quindi viene introdotto un vettore raggio: la distanza dal punto in piedi all'oggetto desiderato. Con questi due parametri è possibile determinare la posizione del punto nel sistema locale.
In genere, questo sistema di coordinate viene utilizzato per lavori di ingegneria eseguiti su una piccola area di terra.
Coordinate rettangolari
Il sistema di coordinate rettangolare utilizzato nella geodesia viene utilizzato anche in piccole aree del terreno. L'elemento principale del sistema è l'asse delle coordinate da cui viene fatto il riferimento. Le coordinate del punto si trovano come la lunghezza delle perpendicolari tracciate dalle ascisse e dagli assi delle ordinate al punto desiderato.
La direzione nord dell'asse X e l'est dell'asse Y sono considerate positive, mentre il sud e l'ovest sono considerati negativi. A seconda dei segni e dei quarti, determinano la posizione di un punto nello spazio.
Coordinate Gauss-Kruger
Il sistema zonale di coordinate Gauss-Kruger è simile a quello rettangolare. La differenza è che può essere applicato a tutta l'area del globo, non solo a piccole aree.
Le coordinate rettangolari delle zone Gauss-Kruger, infatti, sono la proiezione del globo su un piano. È nato per scopi pratici per rappresentare su carta vaste aree della Terra. Il trasferimento della distorsione è considerato trascurabile.
Secondo questo sistema, il globo è diviso per longitudine in zone di sei gradi con il meridiano assiale al centro. L'equatore è al centro lungo una linea orizzontale. In totale, ci sono 60 di queste zone.
numero di zona.
I valori dell'asse X in Russia sono generalmente positivi, mentre i valori Y possono essere negativi. Per evitare il segno meno nei valori dell'asse delle ascisse, il meridiano assiale di ciascuna zona viene spostato condizionatamente di 500 metri a ovest. Quindi tutte le coordinate diventanopositivo.
Il sistema di coordinate fu proposto da Gauss come possibile e calcolato matematicamente da Krueger a metà del ventesimo secolo. Da allora, è stato utilizzato nella geodesia come uno dei principali.
Sistema di altezza
I sistemi di coordinate e altezze usati nella geodesia sono usati per determinare con precisione la posizione di un punto sulla Terra. Le altezze assolute sono misurate dal livello del mare o da un' altra superficie presa come l'originale. Inoltre, ci sono altezze relative. Questi ultimi vengono conteggiati come eccedenza dal punto desiderato a qualsiasi altro. Sono convenienti da utilizzare per lavorare nel sistema di coordinate locale al fine di semplificare la successiva elaborazione dei risultati.
Applicazione dei sistemi di coordinate nella geodesia
Oltre a quanto sopra, ci sono altri sistemi di coordinate usati nella geodesia. Ognuno di loro ha i suoi vantaggi e svantaggi. Ci sono anche aree di lavoro per le quali questo o quel metodo per determinare la posizione è rilevante.
È lo scopo del lavoro che determina quali sistemi di coordinate utilizzati nella geodesia sono meglio utilizzati. Per il lavoro in piccole aree, è conveniente utilizzare sistemi di coordinate rettangolari e polari e per risolvere problemi su larga scala sono necessari sistemi che consentano di coprire l'intero territorio della superficie terrestre.
