Презентация на тему "Системы координат и проекции"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Системы координат и проекции

• 
  Слайд 2

  Форма Земли. История вопроса

• 
  Слайд 3
  
• 
  Слайд 4

  Геоид

  В результате длительного развития представлений о форме Земли как планеты сложилось понятие о геоиде. Термин предложил в 1873 году немецкий физик Листинг. Поверхность геоида совпадает с поверхностью морей и океанов в их спокойном состоянии и мысленно продолжается под материки.

• 
  Слайд 5

  Квазигеоид

  Чтобы упростить решение проблемы, М.С.Молоденский вместо геоида предложил использовать поверхность квазигеоида, для описания которого достаточно теоретически расчитанных значений так называемой нормальной силы тяжести на земной поверхности без привлечения данных по распределению масс и плотностей в теле Земли.

• 
  Слайд 6
  
• 
  Слайд 7

  Элипсоид

• 
  Слайд 8

  ЭлипсоидWGS84

  Являясь геоцентрическим (глобальным), этот эллипсоид использует центр масс Земли в качестве начала отсчета. Наиболее широкое использование в настоящее время получил геоцентрический (глобальный) эллипсоид WGS84 (WorldGoodeticSystem 1984). Он служит основой для измерения местоположений во всем мире. Общеземной эллипсоид ориентируется в теле Земли согласно следующим условиям: Малая полуось должна совпадать с осью вращения Земли. Центр эллипсоида должен совпадать с центром масс Земли. Сумма квадратов отступлений геоида от общеземного эллипсоида должна быть по всей Земле наименьшей из всех возможных

• 
  Слайд 9

  Глобальные элипсоиды.1

  Система спутниковой навигации GPS сообщает координаты в системе эллипсоида WGS84 (WorldGoodeticSystem 1984). Эллипсоид IERS96 (InternationalEarthRotationService 1996), предлагаемый в стандартах Международной службы вращения Земли, рекомендуется использовать при обработке РСДБ-наблюдений. Для геодезических работ рекомендуется использовать средний эллипсоид GRS80 (GeodeticReferenceSystem 1980), принятый Генеральной Ассамблеей Международной ассоциацией геодезии в 1979 г.

• 
  Слайд 10

  Глобальные элипсоиды.2

• 
  Слайд 11

  Локальные элипсоиды.1

  И, если глобальный эллипсоид наилучшим образом согласуется с поверхностью геоида в целом, то для того, чтобы описать поверхность Земли для данной конкретной территории, используют так называемые локальные эллипсоиды, которые наилучшим образом согласуются с геоидом на ограниченной части его поверхности. Ориентирование локального эллипсоида в теле Земли подчиняется следующим требованиям: Сумма квадратов отступлений геоида от эллипсоида должна быть наименьшей из всех возможных для данной территории Сумма квадратов уклонений отвесных линий отвесных линий от перпендикуляра (нормали) к поверхности эллипсоида должна быть наименьшей из всех возможных для данной территории

• 
  Слайд 12

  Локальные элипсоиды.2

• 
  Слайд 13

  Локальные элипсоиды.3

• 
  Слайд 14

  Преобразование координат.1

  Для точных работ необходимо учитывать положение конкретного эллипсоида по отношению к геоиду. Эта базовая информация, необходимая для преобразования координатных систем и картографических проекций, в основе которых лежат различные эллипсоиды.

• 
  Слайд 15

  Преобразование координат.2

  Молоденский разработал формулы для применения параметров сдвига географических координат (без перевода их в прямоугольные геоцентрические) по трем параметрам (сдвиг по трем осям) и разности между большими полуосями и сжатием исходного эллипсоида и целевого эллипсоида — еще два параметра. Повышенная точность достигается преобразованием Хелмерта с 7-ю параметрами.

• 
  Слайд 16

  Методы преобразования систем координат

  По трем параметрам — ΔX, ΔY, ΔZ, где ΔX ΔY ΔZ — это линейные смещения центров двух систем координат по трем осям в метрах. По пяти параметрам (метод Молоденского) — ΔX, ΔY, ΔZ, Δа, Δf, где ΔX ΔY ΔZ — это линейные смещения центров двух эллипсоидов по трем осям в метрах, Δа — разности между большими полуосями эллипсоидов, Δf — разности между величиной сжатия двух эллипсоидов) По семи параметрам — ΔX, ΔY, ΔZ, ΩX, ΩY, ΩZ, Δs, где ΔX ΔY ΔZ — это линейные смещения центров двух эллипсоидов по трем осям в метрах, ΩX ΩY ΩZ — это углы поворота омега, фи и каппа осей исходного эллипсоида, Δs — это масштабный коэффициент, показывающий изменение линейного масштаба

• 
  Слайд 17

  Datum

  Такие линейные и угловые смещения референц-эллипсоидов относительно центра масс Земли в англоязычной литературе принято называть словом Datum. В отечественной геодезии применяют термин "геодезические даты".

• 
  Слайд 18

  Проекции

• 
  Слайд 19

  Географические координаты

• 
  Слайд 20

  Спроектированная СК

  Спроектированная система координат — прямоугольная система, с началом координат в определенной точке, чаще всего имеющей координаты 0,0. Спроектированная система координат связана с географической набором специальных формул — проекцией.

• 
  Слайд 21

  Виды проекций по искажениям

  Равновеликие. Равноугольные. Равнопромежуточные. Произвольные.

• 
  Слайд 22

  Равновеликие проекции

• 
  Слайд 23

  Равноугольные проекции

• 
  Слайд 24

  Равнопромежуточные проекции

• 
  Слайд 25

  Проекции по виду вспомогательной поверхности

  Азимутальные , в которых поверхность эллипсоида или шара переносится на касательную к ней или секущую её плоскость. Цилиндрические , в которых поверхность эллипсоида или шара переносится на боковую поверхность касательного к ней или секущего её цилиндра, после чего последний разрезается по образующей и развертывается в плоскость. Конические, в которых поверхность эллипсоида или шара переносится на боковую поверхность касательного к ней или секущего её конуса, после чего последний разрезается по образующей и развертывается в плоскость.

• 
  Слайд 26

  Проекции по ориентировки вспомогательной поверхности

  Нормальные, в которых ось вспомогательной поверхности совпадает с осью земного эллипсоида или шара; в азимутальных проекциях плоскость перпендикулярна полярной оси. Поперечные, в которых ось вспомогательной поверхности лежит в плоскости экватора земного эллипсоида или шара и перпендикулярна полярной оси; в азимутальных проекциях плоскость перпендикулярна нормали, лежащей в экваториальной плоскости поверхности. Косые, в которых ось вспомогательной поверхности совпадает с нормалью, находящейся между полярной осью и плоскостью экватора земного эллипсоида или шара; в азимутальных проекциях плоскость к этой нормали перпендикулярна

• 
  Слайд 27

  Азимутальные проекции

• 
  Слайд 28

  Цилиндрические проекции

• 
  Слайд 29

  Коническая проекция

• 
  Слайд 30

  Виды координатной сетки

  Азимутальные Конические Цилиндрические Псевдоазимутальные Псевдоконические Псевдоцилиндрические Поликонические

• 
  Слайд 31
  
• 
  Слайд 32

  Поперечные цилиндрические проекции.1

• 
  Слайд 33

  Поперечные цилиндрические проекции.2

• 
  Слайд 34

  Поперечные цилиндрические проекции.3

• 
  Слайд 35

  Поперечные цилиндрические проекции.4

• 
  Слайд 36

  Поперечные цилиндрические проекции.5

• 
  Слайд 37

  Поперечные цилиндрические проекции.6

• 
  Слайд 38

  Технология GPS

• 
  Слайд 39

  Глобальные системы позиционирования

  GPS ГЛОНАСС Бэйдоу Galileo IRNSS

• 
  Слайд 40

  GPS. Космическая составляющая

  Вся система функционирует на основе орбитальных спутников. Сейчас же основу орбитальной группировки составляют Block II-A (15) и Block II-R (12). Спутники находятся на шести орбитах, высота которых составляет порядка 20000 километров, а скорость движения равна 3000 м/сек. Таким образом, за сутки каждый сателлит делает два «витка» вокруг земли. Все спутники передают данные на приемник посредством радиосигнала, транслирующегося на две частоты. Одна из них считается гражданской и имеет индекс L1 (1575.42 МГц), вторая же используется в основном военными и маркируется как L2 (1227.60 МГц). На основании данных, передаваемых с помощью L1, можно добиться точности позиционирования до 3-х метров. Если же наряду с «гражданской» L1 использовать еще и «военную» L2, то погрешность определения координат снижается до нескольких миллиметров.

• 
  Слайд 41

  GPS. Принцип работы

  Принцип работы современного навигационного спутникового приемника, в дальнейшем для краткости будем называть его навигатором, очень прост. На каждом входящем в систему спутнике, а их в космосе более 30, находятся дорогостоящие, очень точные атомные часы. С атомными часами синхронизованы генератор цифрового кода и радиопередатчик спутника, посылающий на Землю сигналы в виде неких цифровых кодов. Проще говоря, со спутника на Землю передаются данные о самом спутнике (его номер, параметры орбиты и другие параметры) и обо всей спутниковой группировке.

• 
  Слайд 42
  
• 
  Слайд 43
  

  Альманах — это данные, передаваемые спутником и содержащие информацию о параметрах орбит всех спутников. С его помощью можно лишь приблизительно вычислить их местоположение. Эфемериды, в отличие от альманаха, содержат более точные данные о местоположении спутников, но время их действия составляет не более 4-6 часов. От наличия этих двух типов данных и зависит время старта приемника.

• 
  Слайд 44

  GPS-навигатор

  Устройство, которое получает сигналы глобальной системы позиционирования с целью определения текущего местоположения устройства на Земле. Устройства GPS обеспечивают информацию о широте и долготе, а некоторые могут также вычислить высоту. В GPS-навигаторе присутствуют несколько важных компонентов, от которых во многом зависит точность и качество работы прибора: GPS чипсет — процессор, самая важная часть любого навигатора; оперативная память; дисплей для отображения информации.

• 
  Слайд 45

  Виды GPS навигаторов

  Автомобильные навигаторы Туристические навигаторы Без карты Векторные карты Растровые карты Спортивные навигаторы

• 
  Слайд 46

  Карты в GPS-навигаторах

  Растровые карты OziExplorer Yandex.Maps Google.Maps Векторные карты Garmin Navitel

• 
  Слайд 47

  Критерии выбора GPS приёмника.Major

  1) 12-канальный параллельный приемник 2) Путевые точки (Waypoint) 3) Треки (Track) 4) Маршруты(Route) 5) Потребление энергии 6) Размеры и вес 7) Компьютерный интерфейс 8) Чувствительная GPS антенна 9) Водонепроницаемость 10) Путевой компьютер 11) Картографические возможности

• 
  Слайд 48

  Критерии выбора GPSприёмника. Minor

  1) Внешняя антенна. 2) Объем памяти. 3) Цветной экран. 4) Внешнее питание. 5) USB порт. 6) Электронный компас. 7) Барометрический высотомер 8) Поддержка WAAS/EGNOS

• 
  Слайд 49

  Garmin

  Дороги России. (ТОПО). 6.x Производитель: Garmin Платформа: Garmin Формат: img Тип формата: открытый ПО: MapSource(Official) Компилятор: cgpsmapper Неофициальное ПО: GMapTool + MapSetTool + cgpsmapper

• 
  Слайд 50

  Особенности карт Garmin

  Платные Привязаны к серийному номеру прибора Записываются в прибор ТОЛЬКО через ПО В приборе существуют в виде «контейнера» Допускают декомпиляцию

• 
  Слайд 51

  Navitel

  Карта России Производитель:Navitel Платформа: Windows Mobile, Android, IPhone Формат: nm2 (nm3) Тип формата: закрытый ПО: нет Компилятор: для nm2 в составе GPSMapEdit. Для nm3 -- нет Неофициальное ПО: GPSMapEdit (экспорт в nm2)