О GPS и координатах

Нужен ли GPS? С момента появления спутниковых систем навигации, главной проблемой пользователей стало точное отображение полученных координат на карте.

Конечно, сама система достаточно точно может вывести Вас из одной точки в другую, что сводит шансы заблудится практически к нулю, но было бы гораздо удобней видеть свое местоположение не на плане дорог и населенных пунктов, как нередко предлагают производители GPS, а на настоящей цветной топографической карте, с растром, и со всеми картографическими знаками и обозначениями.

Для этого нужен прибор GPS, который имеет возможность соединения с компьютером, например для этого полностью подходят системы компании Garmin и соответствующее программное обеспечение. Среди лучших программ на первом месте стоит пакет OziExplorer, который на данный момент является лучшим в своей области. Он позволяет использовать буквально любые карты любых регионов и привязывать их после сканирования на компьютер с помощью 9 или 12 точек, полученных от GPS. Сканированная карта с помощью привязки GPS становится как бы натянутой на координатную сетку, и в дальнейшем Вы сможете в реальном масштабе времени увидеть своё местоположение именно на этой карте.

Кроме того, появляется возможность прокладки маршрута на компьютере заранее, перед началом пути, и закачки его в GPS. Возможно решение обратной задачи - проследовать где-то с приёмником, а потом отобразить весь маршрут на карте. Система позволяет иметь несколько карт, причем каждая из них будет предназначена для решения своей задачи.

На сегодняшний день очень распространены устройства КПК, работающие под управлением оперативной системы Windows CE. Они имеют неплохую встроенную память, которой вполне хватает для запоминания карты значительного размера, а также доступный интерфейс, позволяющий легко подключится к GPS (если нет встроенного приёмника). С такой совмещенной системой, Вы сможете всегда видеть свое местоположение на полноценной топографической карте.

Система координат (datum) в GPS-приемнике

Datum (англ.) -

1. в геодезии основа системы координат, исходные данные (даты), параметры задания системы координат на поверхности Земли, размеры референц-эллипсоида, координаты начального пункта, направление на опорный ориентир и высота геоида в начальном пункте;
2. в геодезии система координат (в наименованиях конкретных систем);
3. ГИС параметры, задающие положение референц-эллипсоида относительно общеземного эллипсоида;
4. любая величина или набор величин, которые могут служить в качестве основы для определения других величин, например, системы координат.

Англо-русский толковый словарь по геоинформатике. Адрианов В.Ю., ДАТА+, Москва, 2001г.

Как правило, в GPS-приёмнике прописаны параметры более 100 систем координат и имеется возможность указать параметры необходимого датума вручную. По-умолчанию во многих приёмниках установлен датум WGS-84. В России же обычно используется Пулково 1942 г., карты чаще всего созданы именно в этой системе координат. Если карта была напечатана с сеткой координат, то привязать ее проще всего именно по сетке, т.е. в Пулковских координатах.

Координаты одной и той же точки в системе координат WGS-84 и Пулково отличаются. К примеру, программа RealMaps не имеет настроек системы координат. Поэтому чтобы пользоваться картой, привязанной в Пулково, без погрешностей необходимо, чтобы GPS-приёмник передавал на экран координаты в той же системе, в которой привязаны карты. Для этого нужно установить параметры Пулково в GPS-приёмнике.

Системы координат (datums) можно разделить на геоцентрические и топоцентрические. В геоцентрической системе размеры эллипсоида, ориентация и положение его центра выбираются следующим образом: объём эллипсоида предполагается равным объёму геоида; большая полуось эллипсоида лежит в плоскости экватора геоида; малая полуось направлена по оси вращения Земли; среднеквадратичное отклонение поверхности эллипсоида от поверхности геоида минимально по всей территории земного шара. Система WGS72 и сменившая её WGS84, а также российская SGS85 являются геоцентрическими системами координат на эллипсоидах WGS72, GRS80 и SGS85 соответственно. В системе NAVSTAR используется WGS84, а в системе GLONASS - SGS85.

Топоцентрическая (национальная) система координат появляется так: вы берёте некоторый эллипсоид и располагаете его таким образом, чтобы для заданной территории среднеквадратичное отклонение поверхности эллипсоида от поверхности геоида было минимальным. При этом остальная часть мира вас не интересует: отклонения на другой стороне Земли может быть сколь угодно велико.

В России используются несколько геодезических систем координат: Пулково 1942 г., 1963 г. и 1991 г. Система координат 1963 г. используется военными и её параметры преобразования засекречены. Обычно мы пользуемся картами, составленными в системе координат 1942 г. Она базируется на эллипсоиде Красовского.

Таблицы

Параметры преобразования для Пулково-1942:

Преобразование Bursa-Wolf (Position Vector Transformation)

Преобразование Молоденского