Na vyriešenie väčšiny problémov v aplikovaných vedách je potrebné poznať polohu objektu alebo bodu, ktorá je určená pomocou jedného z akceptovaných súradnicových systémov. Okrem toho existujú výškové systémy, ktoré určujú aj výškovú polohu bodu na zemskom povrchu.
Aké sú súradnice
Súradnice sú číselné alebo abecedné hodnoty, ktoré možno použiť na určenie polohy bodu v teréne. Výsledkom je, že súradnicový systém je množina hodnôt rovnakého typu, ktoré majú rovnaký princíp na nájdenie bodu alebo objektu.
Na vyriešenie mnohých praktických problémov je potrebné nájsť polohu bodu. Vo vede, akým je geodézia, je určenie polohy bodu v danom priestore hlavným cieľom, na ktorom sú založené všetky nasledujúce práce.
Väčšina súradnicových systémov spravidla definuje polohu bodu v rovine obmedzenej iba dvoma osami. Na určenie polohy boduv 3D priestore sa uplatňuje aj výškový systém. S jeho pomocou môžete zistiť presnú polohu požadovaného objektu.
Stručne o súradnicových systémoch používaných v geodézii
Súradnicové systémy definujú polohu bodu na zemskom povrchu tak, že mu dávajú tri hodnoty. Princípy ich výpočtu sú pre každý súradnicový systém odlišné.
Základné priestorové súradnicové systémy používané v geodézii:
- Geodesics.
- Geografický.
- Polar.
- Obdĺžnikové.
- Zonálne Gauss-Krugerove súradnice.
Všetky systémy majú svoj vlastný počiatočný bod, hodnoty pre umiestnenie objektu a rozsah.
Geodetické súradnice
Hlavný obrazec používaný na meranie geodetických súradníc je zemský elipsoid.
Elipsoid je trojrozmerný komprimovaný obrazec, ktorý najlepšie reprezentuje tvar zemegule. Vzhľadom na to, že zemeguľa je matematicky nesprávny obrazec, na určenie geodetických súradníc sa namiesto toho používa elipsoid. To uľahčuje vykonávanie mnohých výpočtov na určenie polohy tela na povrchu.
Geodetické súradnice sú definované tromi hodnotami: geodetická zemepisná šírka, zemepisná dĺžka a nadmorská výška.
- Geodetická šírka je uhol, ktorého začiatok leží v rovine rovníka a koniec leží v kolmici,nakreslené do požadovaného bodu.
- Geodetická zemepisná dĺžka je uhol, ktorý sa meria od nultého poludníka k poludníku, na ktorom sa nachádza požadovaný bod.
- Geodetická výška – hodnota normály nakreslená na povrch elipsoidu rotácie Zeme z daného bodu.
Geografické súradnice
Pre riešenie vysoko presných problémov vyššej geodézie je potrebné rozlišovať medzi geodetickými a geografickými súradnicami. V systéme používanom v inžinierskej geodézii sa takéto rozdiely spravidla nerobia kvôli malému priestoru pokrytému dielom.
Na určenie geodetických súradníc sa ako referenčná rovina používa elipsoid a na určenie zemepisných súradníc sa používa geoid. Geoid je matematicky nesprávny obrazec, ktorý je bližšie k skutočnému tvaru Zeme. Jeho rovný povrch sa považuje za taký, ktorý pokračuje pod hladinou mora v pokojnom stave.
Geografický súradnicový systém používaný v geodézii popisuje polohu bodu v priestore s tromi hodnotami. Definícia zemepisnej dĺžky sa zhoduje s geodetickou, keďže referenčným bodom bude aj nultý poludník, nazývaný Greenwichský poludník. Prechádza cez rovnomenné observatórium v meste Londýn. Zemepisná šírka sa určuje z rovníka nakresleného na povrchu geoidu.
Výška v miestnom súradnicovom systéme používanom v geodézii sa meria od hladiny mora v pokojnom stave. Na území Ruska a krajín bývalej únieznačka, z ktorej sa určujú výšky, je kronštadtská pätka. Nachádza sa na úrovni B altského mora.
Polárne súradnice
Systém polárnych súradníc používaný v geodézii má iné nuansy merania. Používa sa v malých oblastiach terénu na určenie relatívnej polohy bodu. Referenčným bodom môže byť akýkoľvek objekt označený ako zdroj. Pomocou polárnych súradníc teda nie je možné určiť jednoznačnú polohu bodu na území zemegule.
Polárne súradnice sú definované dvomi hodnotami: uhol a vzdialenosť. Uhol sa meria od severného smeru poludníka k danému bodu a určuje jeho polohu v priestore. Jeden uhol však nebude stačiť, preto sa zavádza polomerový vektor - vzdialenosť od stojaceho bodu k požadovanému objektu. Pomocou týchto dvoch parametrov môžete určiť polohu bodu v lokálnom systéme.
Tento súradnicový systém sa zvyčajne používa na inžinierske práce vykonávané na malej ploche pozemku.
Obdĺžnikové súradnice
Obdĺžnikový súradnicový systém používaný v geodézii sa používa aj v malých oblastiach terénu. Hlavným prvkom systému je súradnicová os, na ktorú sa odkazuje. Súradnice bodu sa zisťujú ako dĺžka kolmic nakreslených z osi x a osi y na požadovaný bod.
Severný smer osi X a východ osi Y sa považujú za kladné, zatiaľ čo juh a západ sa považujú za záporné. V závislosti od znakov a štvrtí určujú polohu bodu v priestore.
Gauss-Krugerove súradnice
Gauss-Krugerov súradnicový zonálny systém je podobný pravouhlému. Rozdiel je v tom, že ho možno aplikovať na celú oblasť zemegule, nielen na malé oblasti.
Obdĺžnikové súradnice Gauss-Krugerových zón sú v skutočnosti projekciou zemegule do roviny. Vznikol z praktických dôvodov na zobrazenie veľkých oblastí Zeme na papieri. Prenášajúce skreslenie sa považuje za zanedbateľné.
Podľa tohto systému je zemeguľa rozdelená podľa zemepisnej dĺžky na šesťstupňové zóny s axiálnym poludníkom v strede. Rovník je v strede pozdĺž vodorovnej čiary. Celkovo je takýchto zón 60.
číslo zóny.
Hodnoty osi X v Rusku sú zvyčajne kladné, zatiaľ čo hodnoty Y môžu byť záporné. Aby sa predišlo znamienku mínus v hodnotách osi x, axiálny poludník každej zóny sa podmienečne posunie o 500 metrov na západ. Potom sa stanú všetky súradnicepozitívne.
Súradnicový systém navrhol Gauss ako možný a matematicky ho vypočítal Krueger v polovici dvadsiateho storočia. Odvtedy sa používa v geodézii ako jeden z hlavných.
Výškový systém
Systémy súradníc a výšok používané v geodézii sa používajú na presné určenie polohy bodu na Zemi. Absolútne výšky sa merajú od hladiny mora alebo iného povrchu braného ako originál. Okrem toho existujú relatívne výšky. Tieto sa počítajú ako prebytok od požadovaného bodu k akémukoľvek inému. Sú vhodné na prácu v lokálnom súradnicovom systéme, aby sa zjednodušilo následné spracovanie výsledkov.
Aplikácia súradnicových systémov v geodézii
Okrem vyššie uvedených sa v geodézii používajú aj ďalšie súradnicové systémy. Každý z nich má svoje výhody a nevýhody. Existujú aj ich vlastné oblasti práce, pre ktoré je relevantný ten či onen spôsob určenia polohy.
Účel práce určuje, ktoré súradnicové systémy používané v geodézii sa najlepšie používajú. Pre prácu na malých plochách je vhodné použiť pravouhlé a polárne súradnicové systémy a na riešenie rozsiahlych problémov sú potrebné systémy, ktoré umožňujú pokryť celé územie zemského povrchu.
