ในการแก้ปัญหาทางวิทยาศาสตร์ประยุกต์ส่วนใหญ่ จำเป็นต้องรู้ตำแหน่งของวัตถุหรือจุด ซึ่งกำหนดโดยใช้หนึ่งในระบบพิกัดที่ยอมรับได้ นอกจากนี้ยังมีระบบความสูงที่กำหนดตำแหน่งระดับความสูงของจุดบนพื้นผิวโลกด้วย
พิกัดคืออะไร
พิกัดคือค่าตัวเลขหรือตัวอักษรที่สามารถใช้กำหนดตำแหน่งของจุดบนภูมิประเทศได้ เป็นผลให้ระบบพิกัดคือชุดของค่าประเภทเดียวกันที่มีหลักการเดียวกันในการค้นหาจุดหรือวัตถุ
การหาตำแหน่งของจุดเป็นสิ่งจำเป็นในการแก้ปัญหาในทางปฏิบัติมากมาย ในวิทยาศาสตร์เช่น geodesy การกำหนดตำแหน่งของจุดในพื้นที่ที่กำหนดเป็นเป้าหมายหลักสำหรับการทำงานที่ตามมาทั้งหมด
ระบบพิกัดส่วนใหญ่จะกำหนดตำแหน่งของจุดบนระนาบที่จำกัดเพียงสองแกนเท่านั้น เพื่อกำหนดตำแหน่งของจุดในพื้นที่ 3 มิติ จะใช้ระบบความสูงด้วย คุณสามารถค้นหาตำแหน่งที่แน่นอนของวัตถุที่ต้องการได้ด้วยความช่วยเหลือ
สั้นๆ เกี่ยวกับระบบพิกัดที่ใช้ใน geodesy
ระบบพิกัดกำหนดตำแหน่งของจุดบนพื้นผิวโลกโดยให้ค่าสามค่าแก่จุดนั้น หลักการคำนวณจะแตกต่างกันไปในแต่ละระบบพิกัด
ระบบพิกัดเชิงพื้นที่พื้นฐานที่ใช้ในมาตร:
- ธรณีวิทยา.
- ภูมิศาสตร์
- ขั้วโลก
- สี่เหลี่ยม
- พิกัดโซนเกาส์-ครูเกอร์
ทุกระบบมีจุดเริ่มต้น ค่าตำแหน่งของวัตถุและขอบเขตของตัวเอง
พิกัดทางภูมิศาสตร์
ตัวเลขหลักที่ใช้วัดพิกัดทางภูมิศาสตร์คือรูปวงรีโลก
ทรงรีเป็นรูปสามมิติที่ถูกบีบอัดซึ่งแสดงถึงรูปร่างของโลกได้ดีที่สุด เนื่องจากโลกเป็นตัวเลขที่ไม่ถูกต้องทางคณิตศาสตร์ จึงเป็นทรงรีที่ใช้ในการกำหนดพิกัดทางภูมิศาสตร์แทน ซึ่งช่วยให้ทำการคำนวณหลายๆ อย่างเพื่อระบุตำแหน่งของร่างกายบนพื้นผิวได้ง่ายขึ้น
พิกัดทางภูมิศาสตร์ถูกกำหนดโดยค่าสามค่า: ละติจูด ลองจิจูด และระดับความสูง
- ละติจูด Geodetic คือมุมที่จุดเริ่มต้นอยู่บนระนาบของเส้นศูนย์สูตรและจุดสิ้นสุดอยู่ที่เส้นตั้งฉากลากไปยังจุดที่ต้องการ
- เส้นแวงเป็นมุมที่วัดจากเส้นเมริเดียนศูนย์ถึงเส้นเมอริเดียนที่จุดที่ต้องการตั้งอยู่
- ความสูง geodesic - ค่าของเส้นตั้งฉากที่วาดพื้นผิวของวงรีการหมุนของโลกจากจุดที่กำหนด
พิกัดทางภูมิศาสตร์
ในการแก้ปัญหาที่มีความแม่นยำสูงของ geodesy ที่สูงขึ้น จำเป็นต้องแยกความแตกต่างระหว่างพิกัดทางภูมิศาสตร์และพิกัดทางภูมิศาสตร์ ในระบบที่ใช้ใน geodesy ทางวิศวกรรมความแตกต่างดังกล่าวไม่ได้เกิดขึ้นเนื่องจากพื้นที่ขนาดเล็กที่ครอบคลุมโดยงาน
ในการกำหนดพิกัดทางภูมิศาสตร์ วงรีจะใช้เป็นระนาบอ้างอิง และใช้ geoid เพื่อกำหนดพิกัดทางภูมิศาสตร์ geoid เป็นตัวเลขที่ไม่ถูกต้องทางคณิตศาสตร์ ใกล้กับตัวเลขจริงของโลก ระดับพื้นผิวของมันคือระดับที่ยังคงดำเนินต่อไปภายใต้ระดับน้ำทะเลในสภาวะที่สงบ
ระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์ที่ใช้ใน geodesy อธิบายตำแหน่งของจุดในอวกาศด้วยค่าสามค่า คำจำกัดความของลองจิจูดทางภูมิศาสตร์เกิดขึ้นพร้อมกับ geodesic เนื่องจากเส้นเมอริเดียนศูนย์ที่เรียกว่าเส้นเมอริเดียนกรีนิชก็จะเป็นจุดอ้างอิงเช่นกัน มันผ่านหอดูดาวชื่อเดียวกันในเมืองลอนดอน ละติจูดทางภูมิศาสตร์กำหนดจากเส้นศูนย์สูตรที่วาดบนพื้นผิว geoid
ความสูงในระบบพิกัดท้องถิ่นที่ใช้ใน geodesy วัดจากระดับน้ำทะเลในสภาวะที่สงบ ในอาณาเขตของรัสเซียและประเทศของอดีตสหภาพเครื่องหมายที่กำหนดความสูงคือฐานของ Kronstadt ตั้งอยู่ที่ระดับของทะเลบอลติก
พิกัดเชิงขั้ว
ระบบพิกัดเชิงขั้วที่ใช้ใน geodesy มีความแตกต่างในการวัดอื่นๆ ใช้ในพื้นที่ขนาดเล็กของภูมิประเทศเพื่อกำหนดตำแหน่งสัมพัทธ์ของจุด จุดอ้างอิงสามารถเป็นวัตถุใดๆ ที่ทำเครื่องหมายว่าเป็นแหล่งที่มาได้ ดังนั้น การใช้พิกัดเชิงขั้วจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุตำแหน่งที่ชัดเจนของจุดบนอาณาเขตของโลก
พิกัดเชิงขั้วถูกกำหนดโดยค่าสองค่า: มุมและระยะทาง มุมวัดจากทิศเหนือของเส้นเมอริเดียนไปยังจุดที่กำหนด โดยกำหนดตำแหน่งในอวกาศ แต่มุมเดียวจะไม่เพียงพอ ดังนั้นจึงแนะนำเวกเตอร์รัศมี - ระยะทางจากจุดยืนไปยังวัตถุที่ต้องการ ด้วยพารามิเตอร์ทั้งสองนี้ คุณสามารถระบุตำแหน่งของจุดในระบบโลคัลได้
โดยทั่วไป ระบบพิกัดนี้ใช้สำหรับงานวิศวกรรมที่ดำเนินการบนพื้นที่เล็กๆ
พิกัดสี่เหลี่ยม
ระบบพิกัดสี่เหลี่ยมที่ใช้ใน geodesy ยังใช้ในพื้นที่ขนาดเล็กของภูมิประเทศ องค์ประกอบหลักของระบบคือแกนพิกัดที่ใช้อ้างอิง พิกัดของจุดพบเป็นความยาวของเส้นตั้งฉากที่ลากจาก abscissa และแกนกำหนดไปยังจุดที่ต้องการ
ทิศเหนือของแกน X และทิศตะวันออกของแกน Y ถือเป็นค่าบวก ในขณะที่ทิศใต้และทิศตะวันตกถือเป็นค่าลบ ขึ้นอยู่กับป้ายและไตรมาส พวกเขากำหนดตำแหน่งของจุดในอวกาศ
พิกัดเกาส์-ครูเกอร์
ระบบพิกัดเกาส์-ครูเกอร์จะคล้ายกับสี่เหลี่ยม ความแตกต่างคือสามารถใช้ได้กับพื้นที่ทั้งหมดทั่วโลก ไม่ใช่แค่กับพื้นที่เล็กๆ
พิกัดสี่เหลี่ยมของโซนเกาส์-ครูเกอร์อันที่จริงเป็นการฉายภาพโลกบนเครื่องบิน มันเกิดขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติเพื่อพรรณนาพื้นที่ขนาดใหญ่ของโลกบนกระดาษ การถ่ายโอนความผิดเพี้ยนถือว่าเล็กน้อย
ตามระบบนี้ โลกถูกหารด้วยลองจิจูดออกเป็นโซนหกองศาโดยมีเส้นเมอริเดียนตามแนวแกนอยู่ตรงกลาง เส้นศูนย์สูตรอยู่ตรงกลางตามแนวแนวนอน ทั้งหมดมี 60 โซนดังกล่าว
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