Системи координат (datums) можна розділити на геоцентричні і топоцентрические.
У геоцентричної системі розміри еліпсоїда, орієнтація і положення його центру вибираються наступним чином:
обсяг еліпсоїда передбачається рівним обсягом геоїда;
велика піввісь еліпсоїда лежить в площині екватора геоїда;
мала піввісь направлена по осі обертання Землі;
середньоквадратичне відхилення поверхні еліпсоїда від поверхні геоїда мінімально по всій території земної кулі.
WGS72 і змінила її WGS84 (математична модель Землі, що застосовується в GPS приймачах), а також російська СГС85 є геоцентричними системами координат на еліпсоїд WGS72, GRS80 і SGS85 відповідно. В системі NAVSTAR використовується WGS84, а в системі GLONASS - СГС85.
Топоцентрические (національна) система координат з'являється так: ви берете деякий еліпсоїд і маєте в своєму розпорядженні його таким чином, щоб для заданої території середньоквадратичне відхилення поверхні еліпсоїда від поверхні геоїда було мінімальним. При цьому інша частина світу вас не цікавить: відхилення на іншій стороні Землі може бути як завгодно велике.
Параметри перетворення для Пулково-1942.
Перетворення Bursa-Wolf (Position Vector Transformation)
В цілому, GPS слід сприймати як сукупності засобів, методів і технологій геопозиционирования, що дозволяють визначати географічне положення об'єкта із заданою точністю, відображати його координати на електронній карті, а також виробляти певні керуючі впливу на об'єкт по заданим алгоритмом з урахуванням поточної ситуації. GPS використовується в повітряному, морської та наземної навігації.
Галілео - Європейська навігаційна супутникова система
ГЛОНАСС - Російська навігаційна супутникова система
НАВСТАР - Офіційна назва, дане Американським урядом системі супутників навігації
Геоид і еліпсоїди
Геоид - фігура складної форми, утворена поверхнею рівня вод Світового океану, продовженої під материками. Ця поверхня у всіх точках перпендикулярна (нормальна) вектору сили тяжіння. Схил спрямований перпендикулярно поверхні геоїда, а не до центру Землі! Це пов'язано з тим, що щільність Землі розподілена нерівномірно.
Еліпсоїд - тіло, отримане обертанням еліпса навколо його малої осі. Розміри підбирають так, щоб середньоквадратичне відхилення від поверхні геоїда було мінімально або по всій поверхні Землі, або для заданої території.
Параметри деяких еліпсоїдів
У таблицях еліпсоїдів часто вказується не полярне стиснення f, а зворотна величина 1 / f, наприклад, для еліпсоїда Красовського 1 / f = 298,3.
Відхилення еліпсоїда Красовського від геоїда на території СНД не перевищують 150 м.
- Проекція Гаусса-Крюгера і Universal Transverse Mercator (UTM) - це різновиди поперечно-циліндричної проекції (Transverse Mercator). Уявний циліндр, на який відбувається проекція, охоплює земний еліпсоїд по меридіану, званому центральним (осьовим) меридіаном зони. Зона - це ділянка земної поверхні, обмежений двома меридіанами. Обидві проекції ділять земний еліпсоїд на 60 зон шириною 6 °. Зони нумеруються із заходу на схід, починаючи з 0 °: зона 1 простягається з меридіана 0 ° до меридіана 6 °, її центральний меридіан 3 °. Зона 2 - з 6 ° до 12 °, і т. Д. Нумерація номенклатурних аркушів починається з 180 °, наприклад, лист N-39 знаходиться в 9-й зоні. Таким чином, для даної довготи
номер зони = (ціла частина від ділення довготи на 6 °) + 1,
центральний меридіан = (номер зони) * 6 ° - 3 °
У проекції Гаусса-Крюгера циліндр стосується еліпсоїда по центральному меридіану, масштаб (scale) уздовж нього дорівнює 1.
UTM - це проекція на січний циліндр і масштаб дорівнює одиниці вздовж двох січних ліній, віддалених від центрального меридіана на 180 000 м.
Циліндр розгортають у площину і накладають прямокутну кілометрову сітку з початком координат в точці перетину екватора і центрального меридіана. Вертикальні лінії сітки паралельні центральному меридіану. Для того, щоб все прямокутні координати були позитивні, вводиться східне зміщення (false easting), рівне 500 000 м, т. Е. Координата X на центральному меридіані дорівнює 500 000 м.
У південній півкулі в тих же цілях вводиться північне зміщення (false northing) 10 000 000 м.
Важливо розуміти, що вертикалі кілометрової сітки не орієнтовані точно на північ (за винятком лінії на центральному меридіані), кут розбіжності з меридіанами може становити до 3 °.
Порівняння UTM і проекції Гаусса-Крюгера