Координаты wgs 84 что это

Система координат WGS 84 основные параметры

Аббревиатура, означающая World Geodetic System, что в переводе соответствует понятию глобальная опорная система, принятая на момент 1984 года с целью геодезического обеспечения ориентирования в мировом пространстве: космической, воздушной, морской и наземной навигации.

Такая единая мировая система отсчета появилась не в один год. С конца пятидесятых годов прошлого столетия, когда практически происходило становление космической эры и в СССР, и в США возникла потребность в точном проведении, сопровождении космических запусков и полетов. Для обеспечения этой деятельности необходимо было создать единую планетарную геодезическую сеть, с помощью которой возможно было вести геодезические, гравиметрические и астрономические наблюдения.

С периодическим постоянством через каждые шесть лет, начиная с 1960 года, в США были созданы всеземные геодезические системы wgs60, wgs66, wgs72. Последняя из перечисленных систем wgs, считалась геодезической основой первой навигационной спутниковой системой Transit.

В 1980 году Международным союзом по геодезии была принята новая геодезическая референцная система GRS80. В ней было представлено сочетание моделей: геоида, земного эллипсоида и гравитационной модели Земли. В США в 1983 году приняли свою геодезическую систему NAD83.

И все же в 1984 году в рамках Министерства обороны Соединенные Штаты Америки принимают решение о построении для своих целей, как военного ведомства и навигационных спутниковых задач новой WGS с годовой нумерацией 84. Для этого к тому времени стала использоваться навигационная спутниковая система GPS Navstar, которая получила в последствие глобальное распространение и применяется во всем мире до настоящего времени. Введена WGS84 была в 1987 году и по своим параметрам близка к NAD83.

Основные параметры WGS 84

Мировая система WGS-84 представляет собой астрономо-геодезическую-гравиметрическую систему отсчета, вписанную в фигуру Земли. Для любой такой системы характерными являются установление определенных параметров. К таким параметрам в системе отсчета wgs 84 относятся:

Ориентирование оси 0Z прямоугольной системы координат представлено в сторону условного направления на полюс, установленного в соответствии с данными международного бюро времени (BIH) на дату 1984 года. В пересечении плоскости нулевого меридиана (Гринвичского) с отклонением в 5,31 секунды к востоку и экваториальной плоскости ориентирована ось 0X. Правосторонне направленная и перпендикулярная к оси 0X в плоскости экватора, если можно так выразиться вторая плановая ось 0Y, завершает формирование геометрии отсчетной системы. Для исключения плавающего эффекта из-за движения земной коры, тектонических плит ориентация осей X, Y, Z остается неизменной.

Рис.1. Геоцентрическая World Geodetic System 84.

Физическая ориентация осей X, Y, Z в WGS84 определялась координатами на пяти контрольных станциях навигационной спутниковой системы GPS Transit в дату 1984 года (смотрите рис.2).

Рис.2. Физическая ориентация на пунктах WGS84.

В дальнейшем количество опорных точек увеличилось до семнадцати и переопределялось два раза уже с применением действующей навигационной спутниковой системой GPS Navstar. В 2002 году была принята последняя версия WGS84, в которой была достигнута высокая точность определения прямоугольных координат (X, Y, Z), геодезических координат (B, L) и геодезических высот над уровнем сфероида (H). Таким образом, эллипсоид был привязан физически к земной поверхности.

Рис.3 Преобразование данных аэрофотограмметрической съемки в координаты WGS-84

Международная геодезическая система координат

Одновременно с началом действия WGS84 в 1987 году были заложены основы новой мировой геодезической системы в рамках международной службы вращения Земли (IERS). Кроме других функциональных задач по оценке параметров Земли этой службой были применены международные земная система отсчета (ITRS) и отсчетная основа (ITRF). Если коротко, то отличия между ними заключаются в следующем. В системе отсчета (ITRS) определяются и устанавливаются параметры геодезической, математической, физической (гравиметрической) Земных моделей. В отсчетной основе (ITRF) происходит физическое построение и закрепление своего рода каркаса в виде опорных станций с фактическими их координатами, через которые реализуется практически глобальная геодезическая система.

Такую задачу можно решить двумя способами. В первом из них центр получить при соединении между собой диагоналей. Вторым способом возможно нахождение всех четырех центров сторон прямоугольника, каковым является формат бумаги. Соединив между собой центры сторон, получают центр листа. В идеале две точки должны совпасть. Но вероятнее всего это не произойдет из-за погрешностей определения середины сторон. Далее графическая точность проведения диагоналей именно из углов также внесет свои неточности. Не идеален, возможно, и прямоугольный лист бумаги, его края могут быть не параллельны. При графическом построении непосредственно из точки центра осей координат возникают инструментальные погрешности линейки, карандаша, транспортира.

Очевидно, могут получиться две немного отличающиеся друг от друга системы координат с разными центрами и небольшими разворотами осей. Так вот сам лист, систему координат, ее центр условно можно отнести к системе отсчета ITRS. А вот опорные метки, например, точки середины сторон формата закрепляют систему координат на бумаге и относятся по аналогии условно к отсчетной основе ITRF.

В отношении фигуры Земли и определения, например, ее центра масс в качестве начала геоцентрической системы координат значительно сложнее. Физически его не начертишь карандашом. В качестве опорных меток для WGS84 на рис.2 выступают контрольные станции, заложенные вдоль линии экватора. Система координат в WGS84 и система отсчета в ITRS теоретически одинаковы. Однако, точность привязки к началу отсчета в центре масс нашей планеты выше ввиду того, что в отсчетной основе ITRF находятся сотни таких опорных меток

К настоящему времени в ITRF, как физического воплощения мировой геодезической сети, наблюдается порядка 800 станций с GPS-примемниками Navstar. Периодически происходят обновления, уточнения, корректировка исходных координат как на станциях в WGS84, которые можно считать составной частью ITRF, так и во всей земной геодезической основе.

Для формирования полной и довольно сложной физико-математической картины под именем Земля в качестве параметров перехода от геоида к трехосному эллипсоиду вращения в WGS84 принимаются основные и вспомогательные параметры, указанные в таблице ниже.

Основные математические и физические параметры WGS84

Все размеры и параметры эллипсоида, вычисленного и принятого для использования в геодезической среде отдельной страны или глобальной сети, такой как WGS84, имеют свои значения, время (дату) вычисления и наименование «датум». Наиболее точными считаются параметры (датум) ITRF, которые ежесуточно контролируются спутниковыми методами измерений координат на опорных станциях и ежегодно публикуются с указанием даты.

В глобальных системах отличных от WGS84, которые в последние годы стали применяться в ведущих странах мира, в том числе и в России (ПЗ90, ПЗ90.02, ПЗ90.11) при необходимости решения определенных задач имеются возможности увязывать разные датумы, определять коэффициенты преобразования и производить собственно пересчеты координат в разные системы. В Российской Федерации такие пересчеты регламентируются государственным стандартом 51794-2001.

Источник

ликбез от дилетанта estimata

Новичку об основах в области экстремальных и чрезвычайных ситуаций, выживания, туризма. Также будет полезно рыбакам, охотникам и другим любителям природы и активного отдыха.

воскресенье, 6 декабря 2020 г.

Форматы записи географических координат (форматы GPS-координат)

Для записи географических координат может использоваться любой эллипсоид (или геоид), но чаще всего используются WGS 84 и Красовского (на территории РФ).

На картах поисковых систем по умолчанию показываются координаты в градусах с десятичной дробью со знаком «−» для отрицательной долготы. На картах Google и картах Яндекс вначале широта, затем долгота (до октября 2012 на картах Яндекс был принят обратный порядок: сначала долгота, потом широта). Эти координаты видны, например, при прокладке маршрутов от произвольных точек. При поиске распознаются и другие форматы.
Хотя я вам могут дать такой совет. Если вам надо увидеть место только на Яндекс картах, Google картах или самым простых стилях OSM, то проще всего открыть сайты соответствующих карт, вставить в строку поиска координаты (или просто название нужного вам места) и нажать «поиск» (лупу) или Enter. Сайт покажет вам, что находится на этом месте. И не надо заниматься переводом из одних координат в другие.

Пересчет координат

Иногда необходимо один тип координат, а есть только другой. В этом случае их можно пересчитать в другой тип координат. Вот как это можно сделать

Для преобразования из градусов в градусы-минуты

Целая часть градусов переписывается как есть. Дробная часть градусов (она всегда меньше 1) умножается на 60, получается значение минут.

Пример: Имеются координаты N60.5643 E30.7543.
Широта: Целая часть 60, дробная часть 0.5643.
Записываем целую часть N60°;
умножаем 0.5643*60=33.858;
Получается N60°33.858′.
То же самое с со второй координатой, долготой:
E30°;
0.7543*60=45.258
Итоговые координаты: N60°33.858′ E30° 45.258′

Для преобразования из градусы-минуты в градусы

Целая часть градусов переписывается как есть. Минуты (они всегда меньше 60) делятся на 60, и получается значение сотых долей градуса.

Пример: Имеются координаты N60°33.858′ E30° 45.258′
Широта: Целая часть 60, минуты 33.858
Записываем целую часть N60°;
Делим значение минут 33.858/60=0.5643;
Получается N60.5643°
То же самое с со второй координатой, долготой:
E30°;
45.258/60=0.7543
Итоговые координаты: N60.5643° E30.7543°

Для преобразования из градусы-минуты в градусы-минуты-секунды

Значение градусов переписывается как есть. Целая часть минут переписывается как есть.
Дробная часть минут (она всегда меньше 1) умножается на 60, получается значение секунд.

Пример: Имеются координаты N60°33.858′ E30° 45.258′.
Широта: Целая часть градусов 60, целая часть минут 33, дробная часть минут 0.858
Записываем целые часть N60° 33′;
умножаем 0.858*60=51.48;
Получается N60°33′ 51.48″.
То же самое с со второй координатой, долготой:
E30° 45′;
0.258*60=15.48
Итоговые координаты: N60°33′ 51.48″ E30° 45′ 15.48″

Для преобразования из градусы-минуты-секунды в градусы-минуты

Значение градусов переписывается как есть. Значение минут переписывается как есть. Значение секунд (оно всегда меньше 60) делится на 60, получается дробная часть минут.

Пример: Имеются координаты N60°33′ 51.48″ E30° 45′ 15.48″
Широта: значение градусов 60, значение минут 33, значение секунд 51.48
Записываем целые часть N60° 33′;
делим 51.48/60=0.858;
Получается N60°33.858′.
То же самое с со второй координатой, долготой:
E30° 45′;
15.48 /60=0.258;
Итоговые координаты: N60°33.858′ E30° 45.258′.

Преобразование градусы в градусы-минуты-секунды и обратно производится через преобразование в градусы-минуты (т.е необходимо произвести два пересчета). Точность координат при любом пересчете не изменяется.

Источник

СОДЕРЖАНИЕ

Определение

WGS 84 в настоящее время использует World Magnetic Model 2020. Следующее регулярное обновление (WMM2025) произойдет в декабре 2024 года.

История

Попытки дополнить различные национальные геодезические системы начались в 19 веке со знаменитой книги Ф. Р. Гельмерта « Mathematische und Physikalische Theorien der Physikalischen Geodäsie» ( Математические и физические теории физической геодезии ). Австрия и Германия основали Zentralbüro für Internationale умереть Erdmessung (Центральное бюро Международной геодезии ), а также ряд глобального эллипсоида Земли были получены (например, Helmert 1906, Хейфорд 1910/1924).

Единая геодезическая система для всего мира стала важной в 1950-х годах по нескольким причинам:

Версия 1966 года

Версия 1972 года

После обширных усилий в течение примерно трех лет была завершена разработка Всемирной геодезической системы 1972 года Министерства обороны. Выбранные спутниковые данные, данные о поверхностной гравитации и астрогеодезические данные, доступные до 1972 года как из источников Министерства обороны, так и из других источников, были использованы в едином решении WGS (крупномасштабная корректировка методом наименьших квадратов ). Результаты уравнивания состояли из поправок к исходным координатам станции и коэффициентам гравитационного поля.

Самая большая коллекция данных, когда-либо использовавшихся для целей WGS, была собрана, обработана и применена при разработке WGS 72. Использовались как оптические, так и электронные спутниковые данные. Электронные спутниковые данные частично состояли из доплеровских данных, предоставленных ВМС США и сотрудничающими со станциями спутникового слежения, не относящимися к Министерству обороны, созданными для поддержки навигационной спутниковой системы (NNSS) ВМФ. Доплеровские данные были также доступны на многочисленных сайтах, созданных GEOCEIVERS в 1971 и 1972 годах. Доплеровские данные были основным источником данных для WGS 72 (см. Изображение). Дополнительные электронные спутниковые данные были предоставлены экваториальной сетью SECOR (последовательное сопоставление дальности), созданной армией США в 1970 году. Данные оптических спутников из Всемирной программы геометрической спутниковой триангуляции были предоставлены системой камеры BC-4 (см. Изображение). Также использовались данные Смитсоновской астрофизической обсерватории, которые включали камеру ( Baker – Nunn ) и некоторые лазерные дальномеры.

Поле силы тяжести на поверхности, используемое в решении Unified WGS, состояло из набора из 410 аномалий средней силы тяжести в свободном воздухе равной площади 10 ° × 10 °, определенных исключительно по наземным данным. Это гравитационное поле включает средние значения аномалий, составленные непосредственно из наблюдаемых гравиметрических данных, если последние были доступны в достаточном количестве. Значение для областей с редкими данными наблюдений или без них было получено на основе геофизически совместимых гравитационных приближений с использованием методов гравитационно-геофизической корреляции. Приблизительно 45 процентов из 410 средних значений аномалии силы тяжести в свободном воздухе были определены непосредственно на основе данных наблюдений за гравитацией.

Астрогеодезические данные в своей основной форме состоят из отклонения вертикальных компонентов, относящихся к различным национальным геодезическим базам. Эти значения прогиба были интегрированы в астрогеодезические карты геоидов, относящиеся к этим национальным данным. Высота геоида внесла свой вклад в решение Unified WGS, предоставив дополнительные и более подробные данные о земельных участках. Стандартные данные наземной съемки были включены в решение для обеспечения согласованной корректировки координат соседних пунктов наблюдения систем BC-4, SECOR, Doppler и Baker – Nunn. Кроме того, были включены восемь точных геодиметрических маршрутов с целью контроля масштаба решения.

Унифицированное решение WGS, как указано выше, было решением для геодезических положений и связанных параметров гравитационного поля на основе оптимального сочетания имеющихся данных. Параметры эллипсоида WGS 72, сдвиги нулевой точки и другие связанные константы были получены отдельно. Для единого решения была сформирована матрица нормальных уравнений на основе каждого из упомянутых наборов данных. Затем отдельные матрицы нормальных уравнений были объединены, и полученная матрица решена для получения положений и параметров.

При разработке локальных смещений датумов WGS 72 были изучены, проанализированы и сопоставлены результаты различных геодезических дисциплин. Принятые сдвиги были основаны главным образом на большом количестве координат доплеровских станций TRANET и GEOCEIVER, которые были доступны во всем мире. Эти координаты были определены с использованием метода позиционирования точки Доплера.

Версия 1984 г.

Таким образом, очень небольшая разница в сглаживании приводит к крошечной разнице в 0,105 мм по полуполярной оси.

Долготы на WGS 84

Положение долготы на WGS 84 согласуется с долготами на более ранней североамериканской системе отсчета 1927 года примерно на 85 ° западной долготы в восточно-центральной части Соединенных Штатов.

Обновления и новые стандарты

Компонент геоида WGS84 постоянно обновляется как отдельная гравитационная модель Земли (EGM).

Магнитная модель также регулярно обновляется как Мировая Магнитная Модель (WMM). Как указано в разделе «Определения», магнитная модель в настоящее время является мировой магнитной моделью 2020 года.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки

Источник

Координаты wgs 84 что это

недельного отсутcтвия главы семьи у домашнего очага.

Весь материал взят из Википедии — свободной энциклопедии

Широта́ — угол φ между местным направлением зенита и плоскостью экватора, отсчитываемый от 0° до 90° в обе стороны от экватора. Географическую широту точек, лежащих в северном полушарии, (северную широту) принято считать положительной, широту точек в южном полушарии — отрицательной. О широтах, близких к полюсам, принято говорить как о высоких, а о близких к экватору — как о низких.

Широту места можно определить с помощью таких астрономических инструментов, как секстант или гномон ( прямое измерение ), также можно воспользоваться системами GPS или ГЛОНАСС ( косвенное измерение ).

Долгота́ — двугранный угол λ между плоскостью меридиана, проходящего через данную точку, и плоскостью начального нулевого меридиана, от которого ведётся отсчёт долготы. Долготу от 0° до 180° к востоку от нулевого меридиана называют восточной, к западу — западной. Восточные долготы принято считать положительными, западные — отрицательными.

От долготы зависит местное солнечное время.

Высота

Чтобы полностью определить положение точки трёхмерного пространства, необходима третья координата — высота. Расстояние до центра планеты не используется в географии: оно удобно лишь при описании очень глубоких областей планеты или, напротив, при расчёте орбит в космосе.

Расстояние от земной поверхности (ввысь или вглубь) часто используется для описания места, однако не служит координатой.

Географическая система координат

В навигации в качестве начала системы координат выбирается центр масс транспортного средства (ТС). Переход начала координат из инерциальной системы координат в географическую (то есть из O i <\displaystyle O_> в O g <\displaystyle O_> ) осуществляется исходя из значений широты и долготы. Координаты центра географической системы координат O g <\displaystyle O_> в инерциальной принимают значения (при расчёте по шарообразной модели Земли):

Ориентация осей в географической системе координат (Г. С.К.) выбирается по схеме:

Ось X (другое обозначение — ось E) — ось, направленная на восток. Ось Y (другое обозначение — ось N) — ось, направленная на север. Ось Z (другое обозначение — ось Up) — ось, направленная на вертикально вверх.

ω E = − V N / R <\displaystyle \omega _=-V_/R> ω N = V E / R + U cos ⁡ ( φ ) <\displaystyle \omega _=V_/R+U\cos(\varphi )> ω U p = V E R t g ( φ ) + U sin ⁡ ( φ ) <\displaystyle \omega _=<\frac >>tg(\varphi )+U\sin(\varphi )>

Основным недостатком в практическом применении Г. С.К. в навигации является большие величины угловой скорости этой системы в высоких широтах, возрастающие вплоть до бесконечности на полюсе. Поэтому вместо Г. С.К. используется полусвободная в азимуте СК.

Полусвободная в азимуте система координат

Полусвободная в азимуте С. К. отличается от Г. С.К. только одним уравнением, которое имеет вид:

ω U p = U sin ⁡ ( φ ) <\displaystyle \omega _=U\sin(\varphi )>

Соответственно, система имеет тоже начальное положение, осуществляется по формуле [2]

N = Y w cos ⁡ ( ε ) + X w sin ⁡ ( ε ) <\displaystyle N=Y_\cos(\varepsilon )+X_\sin(\varepsilon )> E = − Y w sin ⁡ ( ε ) + X w cos ⁡ ( ε ) <\displaystyle E=-Y_\sin(\varepsilon )+X_\cos(\varepsilon )>

В реальности все расчёты ведутся именно в этой системе, а потом, для выдачи выходной информации происходит преобразование координат в ГСК.

Форматы записи географических координат

Для записи географических координат может использоваться любой эллипсоид (или геоид), но чаще всего используются WGS 84 и Красовского (на территории РФ).

Координаты (широта от −90° до +90°, долгота от −180° до +180°) могут записываться:

Разделителем десятичной дроби может служить точка или запятая. Положительные знаки координат представляются (в большинстве случаев опускаемым) знаком «+» либо буквами: «N» — северная широта и «E» — восточная долгота. Отрицательные знаки координат представляются либо знаком «−», либо буквами: «S» — южная широта и «W» — западная долгота. Буквы могут стоять как впереди, так и сзади.

Единых правил записи координат не существует.

На картах поисковых систем по умолчанию показываются координаты в градусах с десятичной дробью со знаком «−» для отрицательной долготы. На картах Google и картах Яндекс вначале широта, затем долгота (до октября 2012 на картах Яндекс был принят обратный порядок: сначала долгота, потом широта). Эти координаты видны, например, при прокладке маршрутов от произвольных точек. При поиске распознаются и другие форматы.

При необходимости форматы можно пересчитать самостоятельно: 1° = 60′ (минутам), 1′ (минута) = 60″ (секундам). Также можно использовать специализированные сервисы. См. ссылки.

Датум карты

Датум (лат. Datum ) — набор параметров, используемых для смещения и трансформации референц-эллипсоида в локальные географические координаты.

Понятие «Датум» используется в геодезии и картографии для наилучшей аппроксимации к геоиду в данном месте. Датум задается смещением референц-эллипсоида по осям: X, Y, Z, а также поворотом декартовой системы координат в плоскости осей на угол rX, rY, rZ. Также необходимо знать параметры референц-эллипсоида а и f, где а — размер большой полуоси, f — сжатие эллипсоида.

WGS 84 определяет координаты относительно центра масс Земли, погрешность составляет менее 2 см. В WGS 84 нулевым меридианом считается Опорный меридиан, проходящий в 5,31″(

Список датумов

Всего известно несколько десятков локальных датумов для разных регионов Земли. Почти каждый из них имеет несколько модификаций.

Источник