ระบบพิกัดที่ใช้ในมาตรและภูมิประเทศ

สารบัญ:

ระบบพิกัดที่ใช้ในมาตรและภูมิประเทศ
ระบบพิกัดที่ใช้ในมาตรและภูมิประเทศ
Anonim

ในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ประยุกต์ส่วนใหญ่ จำเป็นต้องรู้ตำแหน่งของวัตถุหรือจุด ซึ่งกำหนดโดยใช้หนึ่งในระบบพิกัดที่ยอมรับได้ นอกจากนี้ยังมีระบบความสูงที่กำหนดตำแหน่งระดับความสูงของจุดบนพื้นผิวโลกด้วย

พิกัดคืออะไร

พิกัดคือค่าตัวเลขหรือตัวอักษรที่สามารถใช้กำหนดตำแหน่งของจุดบนภูมิประเทศได้ เป็นผลให้ระบบพิกัดคือชุดของค่าประเภทเดียวกันที่มีหลักการเดียวกันในการค้นหาจุดหรือวัตถุ

การหาตำแหน่งของจุดเป็นสิ่งจำเป็นในการแก้ปัญหาในทางปฏิบัติมากมาย ในวิทยาศาสตร์เช่น geodesy การกำหนดตำแหน่งของจุดในพื้นที่ที่กำหนดเป็นเป้าหมายหลักสำหรับการทำงานที่ตามมาทั้งหมด

ระบบพิกัดที่ใช้ใน geodesy
ระบบพิกัดที่ใช้ใน geodesy

ระบบพิกัดส่วนใหญ่จะกำหนดตำแหน่งของจุดบนระนาบที่จำกัดเพียงสองแกนเท่านั้น เพื่อกำหนดตำแหน่งของจุดในพื้นที่ 3 มิติ จะใช้ระบบความสูงด้วย คุณสามารถค้นหาตำแหน่งที่แน่นอนของวัตถุที่ต้องการได้ด้วยความช่วยเหลือ

สั้นๆ เกี่ยวกับระบบพิกัดที่ใช้ใน geodesy

ระบบพิกัดกำหนดตำแหน่งของจุดบนพื้นผิวโลกโดยให้ค่าสามค่าแก่จุดนั้น หลักการคำนวณจะแตกต่างกันไปในแต่ละระบบพิกัด

ระบบพิกัดใดที่ใช้ใน geodesy
ระบบพิกัดใดที่ใช้ใน geodesy

ระบบพิกัดเชิงพื้นที่พื้นฐานที่ใช้ในมาตร:

  1. ธรณีวิทยา.
  2. ภูมิศาสตร์
  3. ขั้วโลก
  4. สี่เหลี่ยม
  5. พิกัดโซนเกาส์-ครูเกอร์

ทุกระบบมีจุดเริ่มต้น ค่าตำแหน่งของวัตถุและขอบเขตของตัวเอง

พิกัดทางภูมิศาสตร์

ตัวเลขหลักที่ใช้วัดพิกัดทางภูมิศาสตร์คือรูปวงรีโลก

ทรงรีเป็นรูปสามมิติที่ถูกบีบอัดซึ่งแสดงถึงรูปร่างของโลกได้ดีที่สุด เนื่องจากโลกเป็นตัวเลขที่ไม่ถูกต้องทางคณิตศาสตร์ จึงเป็นทรงรีที่ใช้ในการกำหนดพิกัดทางภูมิศาสตร์แทน ซึ่งช่วยให้ทำการคำนวณหลายๆ อย่างเพื่อระบุตำแหน่งของร่างกายบนพื้นผิวได้ง่ายขึ้น

ระบบพิกัดที่ใช้ในมาตรวิศวกรรม
ระบบพิกัดที่ใช้ในมาตรวิศวกรรม

พิกัดทางภูมิศาสตร์ถูกกำหนดโดยค่าสามค่า: ละติจูด ลองจิจูด และระดับความสูง

  1. ละติจูด Geodetic คือมุมที่จุดเริ่มต้นอยู่บนระนาบของเส้นศูนย์สูตรและจุดสิ้นสุดอยู่ที่เส้นตั้งฉากลากไปยังจุดที่ต้องการ
  2. เส้นแวงเป็นมุมที่วัดจากเส้นเมริเดียนศูนย์ถึงเส้นเมอริเดียนที่จุดที่ต้องการตั้งอยู่
  3. ความสูง geodesic - ค่าของเส้นตั้งฉากที่วาดพื้นผิวของวงรีการหมุนของโลกจากจุดที่กำหนด

พิกัดทางภูมิศาสตร์

ในการแก้ปัญหาที่มีความแม่นยำสูงของ geodesy ที่สูงขึ้น จำเป็นต้องแยกความแตกต่างระหว่างพิกัดทางภูมิศาสตร์และพิกัดทางภูมิศาสตร์ ในระบบที่ใช้ใน geodesy ทางวิศวกรรมความแตกต่างดังกล่าวไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากพื้นที่ขนาดเล็กที่ครอบคลุมโดยงาน

ในการกำหนดพิกัดทางภูมิศาสตร์ วงรีจะใช้เป็นระนาบอ้างอิง และใช้ geoid เพื่อกำหนดพิกัดทางภูมิศาสตร์ geoid เป็นตัวเลขที่ไม่ถูกต้องทางคณิตศาสตร์ ใกล้กับตัวเลขจริงของโลก ระดับพื้นผิวของมันคือระดับที่ยังคงดำเนินต่อไปภายใต้ระดับน้ำทะเลในสภาวะที่สงบ

ระบบพิกัดและความสูงที่ใช้ใน geodesy
ระบบพิกัดและความสูงที่ใช้ใน geodesy

ระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์ที่ใช้ใน geodesy อธิบายตำแหน่งของจุดในอวกาศด้วยค่าสามค่า คำจำกัดความของลองจิจูดทางภูมิศาสตร์เกิดขึ้นพร้อมกับ geodesic เนื่องจากเส้นเมอริเดียนศูนย์ที่เรียกว่าเส้นเมอริเดียนกรีนิชก็จะเป็นจุดอ้างอิงเช่นกัน มันผ่านหอดูดาวชื่อเดียวกันในเมืองลอนดอน ละติจูดทางภูมิศาสตร์กำหนดจากเส้นศูนย์สูตรที่วาดบนพื้นผิว geoid

ความสูงในระบบพิกัดท้องถิ่นที่ใช้ใน geodesy วัดจากระดับน้ำทะเลในสภาวะที่สงบ ในอาณาเขตของรัสเซียและประเทศของอดีตสหภาพเครื่องหมายที่กำหนดความสูงคือฐานของ Kronstadt ตั้งอยู่ที่ระดับของทะเลบอลติก

พิกัดเชิงขั้ว

ระบบพิกัดเชิงขั้วที่ใช้ใน geodesy มีความแตกต่างในการวัดอื่นๆ ใช้ในพื้นที่ขนาดเล็กของภูมิประเทศเพื่อกำหนดตำแหน่งสัมพัทธ์ของจุด จุดอ้างอิงสามารถเป็นวัตถุใดๆ ที่ทำเครื่องหมายว่าเป็นแหล่งที่มาได้ ดังนั้น การใช้พิกัดเชิงขั้วจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุตำแหน่งที่ชัดเจนของจุดบนอาณาเขตของโลก

ระบบพิกัดที่ใช้ใน geodesy สั้น ๆ
ระบบพิกัดที่ใช้ใน geodesy สั้น ๆ

พิกัดเชิงขั้วถูกกำหนดโดยค่าสองค่า: มุมและระยะทาง มุมวัดจากทิศเหนือของเส้นเมอริเดียนไปยังจุดที่กำหนด โดยกำหนดตำแหน่งในอวกาศ แต่มุมเดียวจะไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงแนะนำเวกเตอร์รัศมี - ระยะทางจากจุดยืนไปยังวัตถุที่ต้องการ ด้วยพารามิเตอร์ทั้งสองนี้ คุณสามารถระบุตำแหน่งของจุดในระบบโลคัลได้

โดยทั่วไป ระบบพิกัดนี้ใช้สำหรับงานวิศวกรรมที่ดำเนินการบนพื้นที่เล็กๆ

พิกัดสี่เหลี่ยม

ระบบพิกัดสี่เหลี่ยมที่ใช้ใน geodesy ยังใช้ในพื้นที่ขนาดเล็กของภูมิประเทศ องค์ประกอบหลักของระบบคือแกนพิกัดที่ใช้อ้างอิง พิกัดของจุดพบเป็นความยาวของเส้นตั้งฉากที่ลากจาก abscissa และแกนกำหนดไปยังจุดที่ต้องการ

ระบบพิกัดท้องถิ่นที่ใช้ใน geodesy
ระบบพิกัดท้องถิ่นที่ใช้ใน geodesy

ทิศเหนือของแกน X และทิศตะวันออกของแกน Y ถือเป็นค่าบวก ในขณะที่ทิศใต้และทิศตะวันตกถือเป็นค่าลบ ขึ้นอยู่กับป้ายและไตรมาส พวกเขากำหนดตำแหน่งของจุดในอวกาศ

พิกัดเกาส์-ครูเกอร์

ระบบพิกัดเกาส์-ครูเกอร์จะคล้ายกับสี่เหลี่ยม ความแตกต่างคือสามารถใช้ได้กับพื้นที่ทั้งหมดทั่วโลก ไม่ใช่แค่กับพื้นที่เล็กๆ

พิกัดสี่เหลี่ยมของโซนเกาส์-ครูเกอร์อันที่จริงเป็นการฉายภาพโลกบนเครื่องบิน มันเกิดขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติเพื่อพรรณนาพื้นที่ขนาดใหญ่ของโลกบนกระดาษ การถ่ายโอนความผิดเพี้ยนถือว่าเล็กน้อย

ตามระบบนี้ โลกถูกหารด้วยลองจิจูดออกเป็นโซนหกองศาโดยมีเส้นเมอริเดียนตามแนวแกนอยู่ตรงกลาง เส้นศูนย์สูตรอยู่ตรงกลางตามแนวแนวนอน ทั้งหมดมี 60 โซนดังกล่าว

ระบบพิกัดเชิงพื้นที่ที่ใช้ใน geodesy
ระบบพิกัดเชิงพื้นที่ที่ใช้ใน geodesy

หมายเลขโซน

ค่าแกน X ในรัสเซียมักจะเป็นค่าบวก ในขณะที่ค่า Y สามารถเป็นค่าลบได้ เพื่อหลีกเลี่ยงเครื่องหมายลบในค่าของแกน abscissa เส้นเมอริเดียนตามแนวแกนของแต่ละโซนจะถูกย้ายอย่างมีเงื่อนไขไปทางทิศตะวันตก 500 เมตร จากนั้นพิกัดทั้งหมดจะกลายเป็นแง่บวก

ระบบพิกัดถูกเสนอโดยเกาส์ที่สุดเท่าที่เป็นไปได้และคำนวณทางคณิตศาสตร์โดยครูเกอร์ในช่วงกลางศตวรรษที่ยี่สิบ ตั้งแต่นั้นมาก็ถูกนำมาใช้ใน geodesy เป็นหลัก

ระบบความสูง

ระบบพิกัดและความสูงที่ใช้ใน geodesy ใช้เพื่อกำหนดตำแหน่งของจุดบนโลกได้อย่างแม่นยำ ความสูงสัมบูรณ์วัดจากระดับน้ำทะเลหรือพื้นผิวอื่นๆ ตามแบบต้นฉบับ นอกจากนี้ยังมีความสูงสัมพัทธ์ หลังจะนับเป็นส่วนเกินจากจุดที่ต้องการไปยังจุดอื่นๆ สะดวกในการใช้งานสำหรับการทำงานในระบบพิกัดในพื้นที่เพื่อลดความซับซ้อนในการประมวลผลผลลัพธ์ในภายหลัง

การประยุกต์ใช้ระบบพิกัดในมาตร

นอกเหนือจากข้างต้นแล้ว ยังมีระบบพิกัดอื่นๆ ที่ใช้ใน geodesy แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง นอกจากนี้ยังมีพื้นที่ทำงานของตนเองซึ่งวิธีนี้หรือวิธีการนั้นในการกำหนดตำแหน่งมีความเกี่ยวข้อง

เป็นจุดประสงค์ของงานที่กำหนดว่าระบบพิกัดใดที่ใช้ใน geodesy เหมาะที่สุด สำหรับงานในพื้นที่ขนาดเล็ก จะสะดวกที่จะใช้ระบบพิกัดสี่เหลี่ยมและเชิงขั้ว และสำหรับการแก้ปัญหาขนาดใหญ่ จำเป็นต้องมีระบบที่ช่วยให้ครอบคลุมพื้นที่ทั้งหมดของพื้นผิวโลก