Pour résoudre la plupart des problèmes en sciences appliquées, il est nécessaire de connaître l'emplacement d'un objet ou d'un point, qui est déterminé à l'aide de l'un des systèmes de coordonnées acceptés. De plus, il existe des systèmes de hauteur qui déterminent également l' altitude d'un point sur la surface de la Terre.
Que sont les coordonnées
Les coordonnées sont des valeurs numériques ou alphabétiques qui peuvent être utilisées pour déterminer l'emplacement d'un point sur le terrain. Par conséquent, un système de coordonnées est un ensemble de valeurs du même type qui ont le même principe pour trouver un point ou un objet.
Trouver l'emplacement d'un point est nécessaire pour résoudre de nombreux problèmes pratiques. Dans une science telle que la géodésie, déterminer l'emplacement d'un point dans un espace donné est l'objectif principal sur lequel reposent tous les travaux ultérieurs.
La plupart des systèmes de coordonnées, en règle générale, définissent l'emplacement d'un point sur un plan limité par seulement deux axes. Pour déterminer la position d'un pointdans l'espace 3D, le système de hauteur est également appliqué. Avec son aide, vous pouvez trouver l'emplacement exact de l'objet souhaité.
En bref sur les systèmes de coordonnées utilisés en géodésie
Les systèmes de coordonnées définissent l'emplacement d'un point sur la surface de la Terre en lui donnant trois valeurs. Les principes de leur calcul sont différents pour chaque système de coordonnées.
Systèmes de coordonnées spatiales de base utilisés en géodésie:
- Géodésiques.
- Géographique.
- Polaire.
- Rectangulaire.
- Coordonnées zonales de Gauss-Kruger.
Tous les systèmes ont leur propre point de départ, des valeurs pour l'emplacement de l'objet et leur portée.
Coordonnées géodésiques
La figure principale utilisée pour mesurer les coordonnées géodésiques est l'ellipsoïde terrestre.
Un ellipsoïde est une figure compressée en trois dimensions qui représente le mieux la forme du globe. En raison du fait que le globe est une figure mathématiquement incorrecte, c'est l'ellipsoïde qui est utilisé pour déterminer les coordonnées géodésiques à la place. Cela facilite l'exécution de nombreux calculs pour déterminer la position du corps sur la surface.
Les coordonnées géodésiques sont définies par trois valeurs: la latitude, la longitude et l' altitude géodésiques.
- La latitude géodésique est un angle dont le début se trouve sur le plan de l'équateur, et la fin se trouve à la perpendiculaire,tiré au point désiré.
- La longitude géodésique est l'angle mesuré entre le méridien zéro et le méridien sur lequel se trouve le point souhaité.
- Hauteur géodésique - la valeur de la normale dessinée à la surface de l'ellipsoïde de rotation de la Terre à partir d'un point donné.
Coordonnées géographiques
Pour résoudre des problèmes de haute précision de géodésie supérieure, il est nécessaire de faire la distinction entre les coordonnées géodésiques et géographiques. Dans le système utilisé en géodésie d'ingénierie, de telles différences, en règle générale, ne sont pas faites en raison du petit espace couvert par le travail.
Pour déterminer les coordonnées géodésiques, un ellipsoïde est utilisé comme plan de référence et un géoïde est utilisé pour déterminer les coordonnées géographiques. Le géoïde est une figure mathématiquement incorrecte, plus proche de la figure réelle de la Terre. Sa surface plane est considérée comme celle qui se poursuit sous le niveau de la mer dans son état calme.
Le système de coordonnées géographiques utilisé en géodésie décrit la position d'un point dans l'espace avec trois valeurs. La définition de la longitude géographique coïncide avec la géodésique, puisque le méridien zéro, appelé méridien de Greenwich, sera également le point de référence. Il passe par l'observatoire du même nom dans la ville de Londres. La latitude géographique est déterminée à partir de l'équateur tracé à la surface du géoïde.
La hauteur dans le système de coordonnées local utilisé en géodésie est mesurée à partir du niveau de la mer dans son état calme. Sur le territoire de la Russie et des pays de l'ancienne Unionla marque à partir de laquelle les hauteurs sont déterminées est le pied de Kronstadt. Il est situé au niveau de la mer B altique.
Coordonnées polaires
Le système de coordonnées polaires utilisé en géodésie a d'autres nuances de mesure. Il est utilisé dans de petites zones de terrain pour déterminer l'emplacement relatif d'un point. Le point de référence peut être n'importe quel objet marqué comme source. Ainsi, en utilisant les coordonnées polaires, il est impossible de déterminer l'emplacement sans ambiguïté d'un point sur le territoire du globe.
Les coordonnées polaires sont définies par deux valeurs: l'angle et la distance. L'angle est mesuré à partir de la direction nord du méridien jusqu'à un point donné, déterminant sa position dans l'espace. Mais un angle ne suffira pas, donc un vecteur de rayon est introduit - la distance entre le point debout et l'objet souhaité. Avec ces deux paramètres, vous pouvez déterminer l'emplacement du point dans le système local.
Généralement, ce système de coordonnées est utilisé pour les travaux d'ingénierie effectués sur une petite surface de terrain.
Coordonnées rectangulaires
Le système de coordonnées rectangulaires utilisé en géodésie est également utilisé dans de petites zones du terrain. L'élément principal du système est l'axe de coordonnées à partir duquel la référence est faite. Les coordonnées du point sont trouvées comme la longueur des perpendiculaires tirées des axes d'abscisse et d'ordonnée jusqu'au point souhaité.
La direction nord de l'axe X et l'est de l'axe Y sont considérées comme positives, tandis que le sud et l'ouest sont considérés comme négatifs. En fonction des signes et des quartiers, ils déterminent l'emplacement d'un point dans l'espace.
Coordonnées de Gauss-Kruger
Le système zonal de coordonnées de Gauss-Kruger est similaire au système rectangulaire. La différence est qu'il peut être appliqué à toute la surface du globe, pas seulement à de petites zones.
Les coordonnées rectangulaires des zones de Gauss-Kruger sont en fait la projection du globe sur un plan. Il est né à des fins pratiques pour représenter de vastes zones de la Terre sur papier. La distorsion de transfert est considérée comme négligeable.
Selon ce système, le globe est divisé par longitude en zones de six degrés avec le méridien axial au milieu. L'équateur est au centre le long d'une ligne horizontale. Au total, il existe 60 zones de ce type.
numéro de zone.
Les valeurs de l'axe X en Russie sont généralement positives, tandis que les valeurs Y peuvent être négatives. Afin d'éviter le signe moins dans les valeurs de l'axe des abscisses, le méridien axial de chaque zone est conditionnellement déplacé de 500 mètres vers l'ouest. Alors toutes les coordonnées deviennentpositif.
Le système de coordonnées a été proposé par Gauss comme possible et calculé mathématiquement par Krueger au milieu du XXe siècle. Depuis lors, il a été utilisé en géodésie comme l'un des principaux.
Système de hauteur
Les systèmes de coordonnées et d' altitudes utilisés en géodésie sont utilisés pour déterminer avec précision la position d'un point sur la Terre. Les hauteurs absolues sont mesurées à partir du niveau de la mer ou d'une autre surface prise comme l'original. De plus, il existe des hauteurs relatives. Ces derniers sont comptés comme un excédent du point désiré à tout autre. Ils sont pratiques à utiliser pour travailler dans le système de coordonnées local afin de simplifier le traitement ultérieur des résultats.
Application des systèmes de coordonnées en géodésie
En plus de ce qui précède, il existe d'autres systèmes de coordonnées utilisés en géodésie. Chacun d'eux a ses propres avantages et inconvénients. Il existe également leurs propres domaines de travail pour lesquels telle ou telle méthode de détermination de l'emplacement est pertinente.
C'est le but du travail qui détermine quels systèmes de coordonnées utilisés en géodésie sont les mieux utilisés. Pour travailler dans de petites zones, il est pratique d'utiliser des systèmes de coordonnées rectangulaires et polaires, et pour résoudre des problèmes à grande échelle, des systèmes permettant de couvrir l'ensemble du territoire de la surface de la terre sont nécessaires.
