система координат 1963 года параметры

СК 63. Краткая характеристика

СК 63. Краткая характеристика.

Наряду с координатами в государственной системе СК-42, была создана «несекретная» система координат, которая позволила бы упростить порядок получения координат пунктов и геодезических работ, обновление и уточнение картматериалов. Эта система координат, в отличие от СК-42 была открыта: т. е. координаты пунктов в СК-63 мог получить любой желающий. Закрыта была информация «об устройстве» этой системы координат. Пользователи получали набор координат пунктов в районе работ, не задумываясь о решении редукционной задачи, к примеру. Несмотря на заметное упрощение доступа к координатам, с годами СК-63 принесла немало головной боли геодезистам:

— СК-63 строго ограничена по территории действия. Для того, чтобы распространить ее на всю территорию РФ – ее поделили на зоны. При незнании того, где находится стык зон и как они между собой стыкуются – работа геодезиста представляет некоторые сложности.

— сгущение и развитие геодезических сетей в СК-63 производилось без знания ее «устройства». Это привело к «деформациям» исходной координатной основы.

— система координат создавалась на базе координатной системы 1942 года, а значит, несет в себе все ее погрешности

— На сегодняшний день, из-за несоответствия требованиям по качеству реализации, СК-63 официально отменена на территории РФ. Однако, поскольку огромный объем документации содержит только координаты 1963 года, система фактически является основной используемой на сегодняшний день.

Немного подробнее об этой системе координат.

1. Поверхность относимости, выбранная для этой системы координат.

2. Тип проекции, выбранный для этой системы координат.

Проекция Гаусса-Крюгера. Но выбраны другие осевые меридианы нежели в СК-42, присутствует сдвиг по ОХ и ОУ, разворот (чтобы азимуты СК-42 и СК-63 не совпадали). Потому, строго говоря, плоские координаты в СК-63 не являются результатом проецирования точек с поверхности эллипсоида на плоскость.

3. Способ реализации системы координат

СК-63 внедрялась путем пересчета координат пунктов из СК-42 при помощи установленных параметров. Таким образом, СК 63 сохранила в себе все ошибки, неудобства и неоднородность СК-42. Позднее, когда потребовалось сгущение геодезической сети – сгущение ее производилось часто с нарушением технологии. Т. к. строго говоря, СК 63 не является проекцией Гаусса-Крюгера – способ редуцирования измерений на плоскость в этой проекции не оговорен. Поэтому с появлением спутниковых систем производили измерения в пунктах, координаты которых в СК-63 были известны – и эмпирически определяли параметры связи, при помощи которых получали координаты вновь определенных пунктов в этой СК. Естественно, параметры связи, эмпирически определенные ухудшали качество системы координат, качество измерений в некоторых случаях сомнительно, к тому же – эмпирически определенные параметры связи для каждого набора исходных данных (точек, в которых известны координаты) будут свои. Таким образом, сгущение ГГС в СК-63 представляется сомнительным по качеству.

4. Назначение этой системы координат.

СК-63 была введена в 60-х г. г. в качестве «полуоткрытой» системы координат. Поскольку цели народного хозяйства требовали активного использования координатного метода геодезии – нужна была система координат, используемая в целях межевания, строительства, геодезического обеспечения городов. Эта система координат должна была отличаться от государственной системы координат СК-42. Потому были внесены изменения: ширина зоны устанавливалась произвольно (ВТУ ГШ), присутствовал параллельный сдвиг, разворот (вследствие выбора иного осевого меридиана). Связь СК-63 с СК-42 являлась закрытой информацией. СК-63 предназначалась для использования в качестве местной системы координат на территориях не более 5000 кв. км.

5. Область применения

Вводилась в качестве местной системы координат для территорий, не превышающих по площади 5000 кв. км. Использовалась для целей землеустройства, городской архитектуры, административного учета и других целей. Использование именно СК 63 определялось часто самим ведомством, ее эксплуатирующим (например, земельные комитеты в Подмосковье могут принимать работы, сделанные как в СК-63, так и в московской системе координат). Несмотря на то, что СК-63 отменена – до сих пор ее использование практикуется отделениями Роснедвижимости и т. п., поскольку именно СК-63 фигурирует в большинстве имущественных документов. А переход на иную систему координат предполагает пересоставление всех этих документов, внесение изменений в базы данных, что требует значительных материальных и организационных затрат.

«..мы, официально отменив СК-63 (но не открыв параметры искажений), продолжаем»путаться» с проекцией СК-63, потому что существуют и продолжают использоваться огромные фонды крупномасштабных карт в этой системе, кроме того замельный кадастр многих регионов (Московской области, например) сделан в этой системе и «замельщики» продолжают требовать границы лесов в ней. Такова практическая сторона вопроса, многие с ней сталкиваются сейчас…» (http://www. lesis. ru/)

6. Нормативные документы, закрепляющие ее статус.

— Система координат СК-63 была отменена Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 25 марта 1987 года за № 000-85, однако разрешено использование созданных в ней топографо-геодезических и картографических материалов и данных, но без создания в этой системе новых материалов и данных.

— Совместное решение Роскартографии и Роскомзема, утверждённое 25 января 1993 года за №7-01-3дсп и №1-10/109дсп устанавливает порядок обеспечения координатами геодезических пунктов в системе координат СК-42 организаций Роскомзема. Использование координат геодезических пунктов в условной системе координат 1963 года разрешено «в порядке исключения … для завершения начатых работ в этой системе координат на конкретных участках подведомственной территории».

— Указания Роскартографии от 5 декабря 2003 года № 3-02-3614″О принятии мер по соблюдению требований законодательных актов в области геодезии и картографии» предписывают инспекциям госгеонадзора принять меры по запрещению применения отмененной СК-63 при выполнении топографо-геодезических и картографических работ.

Источник

Система координат 1963 года параметры

Содержание

История [ | ]

Одни из первых определения параметров сжатия, тогда ещё сфероида, принадлежат Пьеру-Симону Лапласу. Которые были выполнены на рубеже XVIII-XIX веков по неравенствам движения Луны.

В начале XIX века были проведены ряд измерений на дуге Струве (Русская дуга), Англо-французской и Английской дуге в Вест-Индии. Измерения на русской дуге были чрезвычайно сложны и точны, проводились 39 лет в период с 1816 до 1855. Результатом этих измерения стал прогноз Струве, о фигуре Земли. И первая широкозональная система координат, на основе которой производились все картографические работы центральной части Российской Империи и СССР.

С 1841 по 1946 годы в русской и советской геодезии и картографии был принят эллипсоид Бесселя, который давал особенно хорошие результаты для территории Европы.

В 1862 положено начало будущей Международной Ассоциации геодезии (IAG) подписями 16 европейских государств, в том числе России, под планом выполнения трансграничных градусных измерений в Европе. Автором плана был прусский геодезист И.Я. Байер и определяющую роль в его разработке сыграло общение в 1857 году с В.Я. Струве по предмету измерения международной дуги параллели от Ирландии до Урала. [3]

В начале XX века, в период промышленного подъёма, уже в СССР возникает необходимость картографирования восточных территорией. Под руководством Ф. Н. Красовского на основании исследований Струве и Лапласа проектируется и начинается создание геодезической сети СССР.

В 1936 году в районе города Красноярска были соединены общими пунктами две АГС: Пулковская (СК32) и Свободненская (СК35), — в результате чего получили сравнение. При получении в наземных измерениях триангуляционных сетей довольно высокой точности, отклонения оказались существенными (-270м, +790м). Кроме этих двух систем, точно по таким же принципам выбора и ориентирования начальных исходных данных, использовались в разных регионах и другие Магаданско-Дебинская, Петропавловская, Ташкентская системы координат. В них также применялся эллипсоид Бесселя с его параметрами и размерами. [4] Абсолютные высотные координаты также исходили от различных уровенных поверхностей, рядом соседствующих с ними морей от Балтийского до Японского, а также Черного, Каспийского и Охотского. [5]

В 1937 году были собраны сведения по всем имеющимся полигонам астрономо-геодезических сетей и сформированы каталоги координат.

Таким образом к началу 1940-х была проложена дуга от Центральной части СССР до Тихого океана.

В 40-х годах XX столетия выполняются колоссальные по объёму работы по уравниванию общей астрономо-геодезической сети СССР с количеством пунктов — 4733, 87 полигонами и протяженностью порядка 60 тысяч км.

Результатом исследования (вычислений) стал эллипсоид им. Красовского. Прогноз Струве подтверждается: во 2-ом приближении Земля имеет форму эллипсоида. Отклонения в координатах пунктов между Пулковской (СК-32) и Свободненской (СК-35) системы на величину близкой к 800 метрам, на расстояния в 7000 км привели к определенным предположениям. Несоответствия параметров эллипсоида Бесселя, определенных в 1841 году, за 100 лет до фактических результатов советских исследований, в значениях большой полуоси составило 845м. [5]

Основной объём работ по вводу в стране Eдиной cистемы координат (1942 год) выполнялся Министерством обороны.

В конце 40-х — начале 50-х годов руководством страны перед военными и гражданскими топографами была поставлена сложная задача картографирования в масштабе 1:100 000 районов Дальнего Востока и восстановление и дальнейшее развитие государственных геодезической, нивелирной и гравиметрической сетей в районах, подвергшихся оккупации. [6]

Системы координат основанные на референц-элипсоиде им. Красовского [ | ]

Система Координат 1942 (геодезическая) [ | ]

СК-42 утверждена постановлением Совета Министров № 760 и введена с 1946 года для выполнения работ на всей территории СССР. Неразрывно связанна с Астрономо-геодезической сетью.

По своей геометрической сути СК42 является поперечно-цилиндрической проекцией эллипсоида Красовского. C 6-ти градусными зонами. Поэтому СК-42 можно еще назвать прямоугольной зональной системой координат. Она предусматривает проецирование каждой из шестидесяти зон отдельно. Для того что бы избежать ненужных отрицательных значений по ординатам, ординату осевого меридиана каждой зоны принимают равной 500000 м. [9] СК-42 явилась основой для всех первых космических запусков.

Система Координат 1963 (картографическая) [ | ]

На смену СК-42 пришла система СК-63. Неразрывно связанная с Советской системой разграфки и номенклатуры топографических карт. Координаты пунктов геодезической сети в СК-63 являются вторичными по отношению к их координатам в СК-42 и могут считаться всего лишь специфической формой представления. Пересчёт координат из СК-42 в СК-63 проводится методом преобразования координат из СК42 (x, y) в геодезические координаты на эллипсоиде Красовского (B, L), а затем в координаты в СК63 (x, y). Аналогичная схема пересчёта применяется и при обратном преобразовании. Прямых ключей перехода не существует. При вводе системы в эксплуатацию были изданы специализированные каталоги, содержащие формулы искажения имеющие гриф секретно. Так как долготы центральных меридианов и сдвиги по широте для разных районов СК63 не равны друг другу. Районы СК-63 по краям незначительно накладываются друг на друга (в пределах менее размеров одинарной карты 1:100 000). Координаты точки в СК-63 может принадлежать сразу нескольким районам.

Система плоских прямоугольных координат 1963г (СК-63). Применялась на территории Советского Союза и части прилегающих к ней территорий. В качестве референц-эллипсоида для СК-63 использовался эллипсоид Красовского,не имеющий никакого сдвига или поворота относительно осей. В качестве системы высот — Балтийская система высот, высота в СК63 равна высоте в СК42.

СК-63 была отменена Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 25 марта 1987. Но в связи с наличием больших архивных фондов СК-63 еще долгое время продолжает использоваться.

Система Координат 1995 (гибридная) [ | ]

Результаты уравнивания Государственной геодезической сети 1991 года показали, что дальнейшее использование СК-42 не может обеспечивать возрастающее требования к точности решению геодезических задач. Необходима новая геодезическая сеть с высокой и практически однородной точностью координат на всей территории страны. Решение этой задачи оказалось возможным с использованием всего комплекса имеющихся в то время высокоточных геодезических данных. Для повышения достоверности результатов общего уравнивания АГС 1991 года и точности взаимного положения пунктов ГГС на больших расстояниях было принято решение о совместном уравнивании 164000 пунктов АГС и всех имеющихся на тот момент высокоточных спутниковых данных. Эти данные включали 26 пунктов Космической геодезической сети (КГС), 134 пункта Доплеровской геодезической сети (ДГС) и 35 пунктов гравиметрической сети (ГС). Путем совместного уравнивания трех самостоятельных, но связанных между собой, геодезических построений различных классов точности в 1995 году была получена первая гибридна система координат СК-95. [13]

В ее основе использовались различные принципы, методы измерений, результаты и точность. В совместном уравнивании АГС представлена в виде пространственного построения. Высоты пунктов АГС относительно референц-эллипсоида Красовского определены как сумма их нормальных высот и высот квазигеоида, полученных из астрономо-гравиметрического нивелирования. В процессе нескольких приближений совместного уравнивания высоты квазигеоида для территории отдаленных восточных регионов дополнительно уточнялись с учетом результатов уравнивания. С целью контроля геоцентричности системы координат в совместное уравнивание включены независимо определенные геоцентрические радиус-векторы 35 пунктов КГС и ДГС, удаленных один от другого на расстояния около 1000 км, для которых высоты квазигеоида над общим земным эллипсоидом получены гравиметрическим методом, а нормальные высоты — из нивелирования. [14]

В середине 2000-х систему координат поддерживали 72 пункта Фундаментальной астрономо-геодезической сети (ФАГС) и Высокоточной геодезической сети (ВГС), в том числе на территории Республики Беларусь 1 пункт ФАГС и 9 пунктов ВГС. Система надежно связана с мировой геоцентрической системой ITRF (International Terrestrial Reference Frame), что обеспечивает возможность ее дальнейшей модернизации. [16]

Не смотря на то, что, координаты пунктов Государственной геодезической сети в СК-95 однородны по точности, к концу 2000-х система уже не могла обеспечить неоходимую точность. Исполнители геодезических работ, выполнив спутниковые геодезические измерения, вынуждены были искажать полученные данные, переходя к государственной системе координат более, чем на порядок. Так точность геоцентрических координат пунктов ГГС, закрепляющих систему координат СК–95, не может быть выше точности геоцентрических координат пунктов космической геодезической сети (КГС) в ПЗ–90. СКП отнесения системы координат ПЗ–90 к центру масс Земли составляет 1–2 м. Точность геоцентрических координат пунктов КГС, закрепляющих систему координат ПЗ–90, составляет порядка 2 м. Также сказалось отсутствие реальных исходных пунктов, координаты которых определены как в системе координат WGS–84 (или ITRF), так и в системе координат СК–95 (эллипсоид Красовского), что является главной проблемой некорректности определения координат в СК–95 по данным GPS-измерений. [17]

К моменту готовности системы в стране уже действовала ПЗ-90, основанная на данных космической системы координат, начала внедрятся WGS-84, СК-95 устарела и широкого практического распространения не получила. Система координат СК–95 и существующая сеть ГГС, в качестве исходной геодезической основы, созданная, главным образом, традиционными методами геодезии, не смогли в полной мере обеспечить возможности для реализации всего потенциала современных спутниковых методов. [13]

В 2016 году система была фактически отменена и заменена ГСК-2011 основанной на международном эллипсоиде идентичном ПЗ-90 и WGS 84. СК-95 позволила безболезненно перевести ФАГС с эллипсоида Красовского на международный эллипсоид (ITRF (International Terrestrial Reference Frame)), провести цифровизацию картографической и геодезической отрасли, заменить классические методы на радио-электронные, внедрить международные нормы в сфере навигации транспорта.

Местные Системы Координат МСК-СРФ [ | ]

Местной системой координат называется система плоских прямоугольных координат в проекции Гаусса-Крюгера с местной координатной сеткой. Местные системы создавались в государственной геодезической системе координат в проекции Гаусса-Крюгера. Система отсчета МСК-CРФ также как и все советские общегосударственные геодезические систем координат основаны на эллипсоиде им. Ф. Н. Красовского. Осевыми меридианами шестиградусных зон являлись: 21, 27, 33, …, 177°. Началом координат в каждой зоне — точка пересечения осевого меридиана с экватором; значение ординаты на осевом меридиане принималась равным 500 км. [18]

В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 3 марта 2007 г. No 139 «Об утверждении Правил установления местных систем координат» под местной системой координат понимается условная система координат, устанавливаемая на ограниченной территории, не превышающей территорию субъекта Российской Федерации. Устанавливаются для проведения геодезических и топографических работ при инженерных изысканиях, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений, межевании земель, ведении кадастров и других работ. [19]

За основу каждой МСК принят тот блок системы СК-63, который покрывает всю территорию субъекта Российской Федерации или большую ее часть. При выборе исходных блоков СК-63 предпочтение отдавалось блокам с трех градусными зонами. Если территорию субъекта Российской Федерации не покрывал ни один блок с трех градусными зонами, то за исходный принимался блок с шести градусными зонами. Блоки с шести градусными зонами являются исходными, в основном, для северных территорий России. Каждая местная система координат субъекта Российской Федерации имеет название «Местная система координат СРФ» (МСК-СРФ), где СРФ — субъекта Российской Федерации. В МСК субъектов Российской Федерации применяется Балтийская система высот. На территорию каждого субъекта Российской Федерации, кроме Москвы и Санкт-Петербурга, составлены каталоги координат и высот геодезических пунктов в МСК и списки координат на каждый административный район. [20]

Исходными данными для составления каталогов стали изданные каталоги координат пунктов государственной геодезической сети I—V классов в системе СК-42. Если на территорию субъекта Российской Федерации приходится две или более зон проекции Гаусса, то в каталогах списки координат и высот сгруппированы по зонам. Для каждой зоны составлена отдельная книга. В каждой книге кроме основного списка приведены списки координат и высот на полосы перекрытия с соседними зонами. Полоса перекрытия составляет 30’. Каталоги координат МСК-СРФ являются производными от каталогов координат пунктов ГГС, то есть точность и плотность геодезических пунктов в МСК-СРФ являются такими же, как в ГГС. [20]

На каждый субъект Российской Федерации (республика, край или область) создавалась собственная местная система координат, надежно связанная с государственной системой СК-42 с помощью параметров (ключей) перехода, в качестве которых служат:

— долгота осевого меридиана первой координатной зоны LI;

— ширина координатной зоны ΔL;

— плоские прямоугольные координаты условного начала.

Долгота осевого меридиана вычисляется по формуле:

где n — номер координатной зоны. [21] [18]

Для вычисления плоских прямоугольных координат в МСК-СРФ применялись формулы параметры проекции Гаусса для вычисления плоских координат в МСК. К ним относятся сдвиги МСК по осям абсцисс (X), ординат (Y), масштабный коэффициент на принятом осевом меридиане и значение долготы осевого меридиана, обеспечивающие пересчет координат с ошибкой не более 1 мм при удалениях от осевого меридиана до 9 градусов.

То есть МСК-СРФ — это формулы проекции Гаусса (параметры перехода к установленным на территорию субъекта Российской Федерации системы координат), с использованием которых геодезические координаты ГГС перевычисляются в МСК-CРФ, результатом которых являются преобразованные (приведенные) координаты. Пересчет производился только для пунктов низших классов (триангуляции III и IV классов, полигонометрии 1 и 2 разрядов), для сетей сгущения. Параметры преобразований, так называемые «ключи перехода», от ГГС к МСК, содержали семь величин: сдвиги по осям X,Y,Z (Δx, Δу, Δz), углы вращения вокруг осей X,Y,Z (Wx, Wy, Wz) и масштабный коэффициент.

Зоны выделялись в соответствии с накопленной практикой и по данным в системе СК-63, долгота осевого меридиана первой зоны МСК-СРФ в большинстве (но не во всех) случаев совмещена с долготой осевого меридиана — территории ряда субъектов Российской Федерации были произвольно разделены в ней на несколько блоков (районов или зон). Такая система устанавливалась на отдельные участки местности площадью до 5000 км2. [22] Каждая зона имела перечень номенклатурных номеров всех листов карт в масштабе 1:100000, на которых формируется МСК, общую площадь ею охватываемой местности, параметры перехода от общегосударственной СК-95 к МСК, также в количестве семи параметров и среднеквадратичные погрешности преобразования плановых координат и СКП высотных отметок. [23] [5]

С 2017 г в целях установления местной системы координат (в рамках 1 субъекта РФ) заказчик направляет в органы, технический отчет, в котором указываются следующие сведения:

а) наименование местной системы координат и цели ее установления;

б) отображенные на государственных топографических картах границы территории, в отношении которой устанавливается местная система координат;

в) использованные исходные данные;

г) параметры перехода;

д) методы определения координат исходных пунктов в местной системе координат.

При этом начало отсчета координат, направления осей координат местной системы координат не должны совпадать с началом отсчета координат, направлениями осей координат государственной системы координат. [24]

Критика [ | ]

Уже на момент создания МСК-СРФ было нарушено обязательное требование — обеспечение жестких связей (ключей перехода) от местной системы координат к действующей государственной системе координат (СК-95). Параметры перехода (ключи) от местных систем координат к государственной системе координат и каталоги (списки) координат геодезических пунктов в МСК по-прежнему были образованы на основе каталогов координат пунктов государственной геодезической сети I—IV классов в системе СК-42. Взаимное положение пунктов ГГС в системах СК-42, СК-63 и МСК-СРФ характеризуется относительной погрешностью 1/40 000—1/150 000 в зависимости от класса пунктов и региона. Взаимное положение пунктов ГГС в системе СК-95 характеризуется относительной погрешностью 1/300 000 для любого региона Российской Федерации. Используя современные ГНСС приемники, можно достичь относительных погрешностей измерений порядка 1/500 000—1/1 000 000. [20]

Точность созданной наземными методами опорной сети ниже точности вновь создаваемой спутниковой сети. Другими словами, для получения координат пунктов сети GPS, имеющей сантиметровую и миллиметровую внутреннюю точность, приходится использовать исходные пункты, координаты которых содержат дециметровые ошибки. [25]

Отклонения в координатах исходных пунктов в МСК-СРФ (пересчитанные и уравненные ГГС) достигают от 0.010 м до 0.400 м, а отдельные предельные значения СКП доходят до двух метров. В среднем исходные данные (координаты) отличаются на 0.550 м при расстояния межу пунктами около 1,5—2 км, [26] что не всегда отвечает инструкциям. Так, в соответствии с инструкцией ГКИНП 02-033-82, введенной в действие с 1 января 1983 года, относительная погрешность ходов 4 класса (с пониженной точностью) 1 и 2 разряда устанавливалась как 1:25 000, 1:10 000 и 1:5 000 при расстоянии между пунктами 1,5—2,5 км. [27]

Преобразованне (приведенные) координаты представляют из себя координаты с положительной абсциссой и положительной ординатой. Для положительной ординаты было введено «искусственное смещение» в 500 км (Ширина зоны на экваторе составляет около 670км). А также перед каждой приведенной ординатой ставится № зоны, «де-факто» являющийся также математическим смещением. Дальнейшее преобразование невозможно.

Правовой аспект [ | ]

Постановлением правительства РФ от 24 ноября 2016 года за номером 1240 использование СК-95 и СК-42 допускается до 1 января 2021 г. Взамен вводится система ГСК-2011, основанная на ПЗ-90 (являющаяся датумом общеземного эллипсоида ITRF). Таким образом, на территории России будут действовать два эллипсоида: Красовского и Международный.

На конец 2019 года правовой статус МСК-СРФ (основанных на эллипсоиде Красовского) неясен и остается на усмотрение региональных властей и организаций, выполняющих геодезические работы.

Параметры референц-эллипсоида им. Красовского [ | ]

В настоящее время параметры земного эллипсоида существенно уточнены по сравнению с референц-эллипсоидом Красовского.

Источник