Державна геодезична референцна система координат УСК-2000

Військова топографіяСкачать «Військова топографія» бесплатно, а также скачать много других карт можно в нашем архиве карт

У 70-х роках минулого століття у зв’язку з розвитком нових видів озброєння і впровадженням супутникових та комп’ютерних технологій національні геодезичні системи відліку перестали задовольняти потреби безпеки та оборони передових країн світу. Натомість розвитку набули загальноземні системи відліку та утворені на їх основі геодезичні референцні системи координат.

Основою для розробки нових систем координат постали можливості використання глобальних навігаційних супутникових систем  GPS (Global Positioning System) – супутникової навігаційної системи США, ГЛОНАСС (ГЛОбальна НАвігаційна Супутникова Система) – колишнього СРСР, а тепер супутникової системи навігації Російської Федерації, а також ГАЛІЛЕО – супутникової системи навігації Європейського Союзу та Європейської Космічної Агенції, у якій приймає участь і Україна.

Супутникова система навігації ГАЛІЛЕО була створена, як альтернатива американській системі GPS та російській ГЛОНАСС і повинна бути введена в дію у 2013р. Всі ці системи дозволяють досить точно обчислювати геометричні дані поверхні Землі, тобто з високою точністю визначати координати об’єктів, відстані, висоти, площі тощо.

Застосування існуючих супутникових навігаційних систем з метою геодезичного та картографічного забезпечення Збройних Сил України доводить, що на сьогоднішній день їх ефективне використання в діючій системі координат 1942р. ускладнене, а в багатьох випадках і взагалі неможливе. Це пояснюється такими причинами.

  1. СК-42 не забезпечує на необхідному рівні точності однозначного переходу до геоцентричної системи координат, в якій функціонують існуючі супутникові навігаційні системи. Середня квадратична похибка переходу із СК-42 до геоцентричної системи координат становить близько 4-5 м.
  2. Відсутність однозначних параметрів зв’язку з іншими референцними системами, які мають поширення у світі, в тому числі і для забезпечення загальнодержавного картографування та оборони країни.
  3. Похибки взаємного положення пунктів ДГМ у СК-42 на відстанях 50-100 км можуть досягати 1м і більше, що не дозволяє в багатьох випадках з необхідною точністю виконувати геодезичну прив’язку до пунктів ДГМ чи інших спеціальних мереж, які будуються з використанням супутникових приймачів GPS і ГЛОНАСС.
  4. Деформація ДГМ в СК-42 в межах зон використання місцевих систем координат у багатьох випадках не забезпечує з необхідною точністю визначення параметрів переходу до місцевих систем координат.

Крім цього, необхідно відзначити, що супутникові навігаційні системи GPS і ГЛОНАСС відрізняються між собою вихідними даними. Так, система глобального позиціювання GPS розрахована за параметрами загальноземного еліпсоїда в системі координат WGS-84 – (World Geodetic System 1984), яка є єдиною для визначення об’єктів для всієї планети, а для забезпечення роботи навігаційної супутникової системи ГЛОНАСС використовують параметри Землі 1990р. (ПЗ-90)  – російської державної геоцентричної системи координат, яка базується на СК-42, розрахованої за параметрами еліпсоїда Красовського.

Розробка нової системи координат викликана також невідповідністю минулих і теперішніх кадастрових державних актів стосовно земельних ділянок, які були видані без належної точності вимірювань раніше, та і виконані вони були в різних системах координат – СК-42, СК-63, а також у місцевих системах координат. Проте найбільша невідповідність сучасним кадастровим зніманням полягає у використанні СК-63, яка була основою для кадастрових знімань того часу і створення великої кількості топографічних карт. Ця система створена у період ядерного протистояння у 1950-60рр. і навмисно спотворена з метою обмеження точних відомостей для прицілювання балістичних ракет ймовірного противника.

Справа в тому, що номенклатура базових карт масштабу 1:100 000 у СК-63 має своєрідну структуру, згідно якої значна територія колишнього СРСР була розбита на окремі області неправильної форми і, крім того, з перекриттям між собою, а для створення топографічних карт масштабу 1:10 000 у цій системі використовували триградусні зони замість стандартних шестиградусних. Відповідно до цього зсув початку координат має 250 км, а осьові меридіани кожної зони перенесені на захід ще на 30'. Крім того, в кожній області внесені відповідні спотворення: осьові меридіани відносно базового перенесені ще на декілька кутових мінут на захід або схід. Такі ж „поправки” внесені і по широті, та крім цього, початок відліку координат відносно екватора перенесено ще на декілька кілометрів, зазвичай, більше 10 км, проте теж з перемінною величиною. Використання різних систем координат при виконанні кадастрових знімань різних років теж вплинуло на створення нової системи координат.

Тому розробити нову систему координат вимагав як час і потреби суспільства, так і можливості впровадження в життя сучасних технологій. У зв’язку з цим  в Україні у 2003 р. розпочалися роботи з модернізації ДГМ і моделювання параметрів референцної системи координат; була сформована Українська перманентна мережа глобальних навігаційних супутникових спостережень та побудована наближена модель квазігеоїда, яка найкращим чином відповідає території держави. В результаті цих досліджень і виконання відповідних робіт, як відзначалося вище, з 1 січня 2007 року запроваджена Державна геодезична референцна система координат – УСК-2000.

Найважливішим досягненням цієї системи координат слід вважати корінну перебудову геодезичного, картографічного та навігаційного простору України, що надає швидку інтеграцію у світовий науковий простір.

Практичною цінністю впровадження в життя УСК-2000 надає можливість ефективного використання супутникових навігаційних систем у навігаційному забезпеченні, які мають значні переваги у порівнянні з традиційними методами і полягають у наступному.

  1. Можливість передачі координат практично на будь-які відстані з оперативністю і точністю, яка недоступна для традиційних методів.
  2. Відсутність взаємної видимості між пунктами, що дозволяє без спорудження геодезичних знаків розміщувати пункти в місцях, сприятливих для їх збереження та подальшого використання.
  3. Зниження вимог до щільності вихідної геодезичної мережі, що дозволяє значно зменшити кількість геодезичних пунктів.
  4. Можливість об’єднання планових і висотних геодезичних основ на базі використання єдиної технології, суміщення пунктів носіїв планових координат і висот та зв’язок існуючих планових і висотних мереж.
  5. Значне підвищення рівня автоматизації та скорочення термінів виконання геодезичних робіт на всіх стадіях, покращення організації їх виконання, особливо у важкодоступних районах і, головне, незалежність робіт від часу доби, пори року та погодних умов.
  6. Можливість заміни геометричного нівелювання нижчих класів GPS-нівелюванням.

Таким чином, впровадження в життя найближчим часом Державної геодезичної референцної системи координат УСК-2000 матиме практичну цінність. Вона буде використана в оборонній, космічній і транспортній галузях, геологічній розвідці, екології, а також у інших сферах.

Однак, зазначимо, що на перехідний період (до введення референцної системи координат України) для обчислення координат пунктів ДГМ і створення топографічних карт  залишається система координат 1942 р.