გამოყენებით მეცნიერებებში ამოცანების უმეტესობის გადასაჭრელად საჭიროა იცოდეთ ობიექტის ან წერტილის მდებარეობა, რომელიც განისაზღვრება ერთ-ერთი მიღებული კოორდინატთა სისტემის გამოყენებით. გარდა ამისა, არსებობს სიმაღლის სისტემები, რომლებიც ასევე განსაზღვრავენ დედამიწის ზედაპირზე არსებული წერტილის სიმაღლეზე.
რა არის კოორდინატები
კოორდინატები არის რიცხვითი ან ანბანური მნიშვნელობები, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას რელიეფზე წერტილის მდებარეობის დასადგენად. შედეგად, კოორდინატთა სისტემა არის იგივე ტიპის მნიშვნელობების ერთობლიობა, რომელსაც აქვს ერთი და იგივე პრინციპი წერტილის ან ობიექტის საპოვნელად.
წერტილის მდებარეობის პოვნა საჭიროა მრავალი პრაქტიკული პრობლემის გადასაჭრელად. ისეთ მეცნიერებაში, როგორიცაა გეოდეზია, მოცემულ სივრცეში წერტილის მდებარეობის განსაზღვრა არის მთავარი მიზანი, რომელსაც ეფუძნება ყველა შემდგომი სამუშაო.
კოორდინატთა სისტემების უმეტესობა, როგორც წესი, განსაზღვრავს წერტილის მდებარეობას სიბრტყეზე, რომელიც შემოიფარგლება მხოლოდ ორი ღერძით. წერტილის პოზიციის დასადგენად3D სივრცეში ასევე გამოიყენება სიმაღლის სისტემა. მისი დახმარებით შეგიძლიათ გაიგოთ სასურველი ობიექტის ზუსტი მდებარეობა.
მოკლედ გეოდეზიაში გამოყენებული კოორდინატთა სისტემების შესახებ
კოორდინატების სისტემები განსაზღვრავენ წერტილის მდებარეობას დედამიწის ზედაპირზე სამი მნიშვნელობის მიცემით. მათი გამოთვლის პრინციპები განსხვავებულია თითოეული კოორდინატთა სისტემისთვის.
გეოდეზიაში გამოყენებული ძირითადი სივრცითი კოორდინატთა სისტემები:
- გეოდეზიკა.
- გეოგრაფიული.
- პოლარული.
- მართკუთხა.
- ზონალური გაუს-კრუგერის კოორდინატები.
ყველა სისტემას აქვს საკუთარი საწყისი წერტილი, მნიშვნელობები ობიექტის მდებარეობისა და ფარგლების მიმართ.
გეოდეზიური კოორდინატები
ძირითადი ფიგურა, რომელიც გამოიყენება გეოდეზიური კოორდინატების გასაზომად არის დედამიწის ელიფსოიდი.
ელიფსოიდი არის სამგანზომილებიანი შეკუმშული ფიგურა, რომელიც საუკეთესოდ ასახავს დედამიწის ფორმას. იმის გამო, რომ გლობუსი მათემატიკურად არასწორი ფიგურაა, სწორედ ელიფსოიდი გამოიყენება გეოდეზიური კოორდინატების დასადგენად. ეს აადვილებს მრავალი გამოთვლების შესრულებას სხეულის პოზიციის დასადგენად ზედაპირზე.
გეოდეზიური კოორდინატები განისაზღვრება სამი მნიშვნელობით: გეოდეზიური გრძედი, განედი და სიმაღლე.
- გეოდეზიური გრძედი არის კუთხე, რომლის დასაწყისი დევს ეკვატორის სიბრტყეზე და დასასრული პერპენდიკულარზე,მიიზიდა სასურველ წერტილამდე.
- გეოდეზიური განედი არის კუთხე, რომელიც იზომება ნულოვანი მერიდიანიდან იმ მერიდიანამდე, რომელზეც მდებარეობს სასურველი წერტილი.
- გეოდეზიური სიმაღლე - მოცემული წერტილიდან დედამიწის ბრუნვის ელიფსოიდის ზედაპირზე გამოყვანილი ნორმალურის მნიშვნელობა.
გეოგრაფიული კოორდინატები
უმაღლესი გეოდეზიის მაღალი სიზუსტის ამოცანების გადასაჭრელად აუცილებელია გეოდეზიური და გეოგრაფიული კოორდინატების განსხვავება. საინჟინრო გეოდეზიაში გამოყენებულ სისტემაში ასეთი განსხვავებები, როგორც წესი, არ ხდება სამუშაოს მცირე სივრცის გამო.
გეოდეზიური კოორდინატების დასადგენად, ელიფსოიდი გამოიყენება როგორც საცნობარო სიბრტყე, ხოლო გეოიდი გამოიყენება გეოგრაფიული კოორდინატების დასადგენად. გეოიდი არის მათემატიკურად არასწორი ფიგურა, უფრო ახლოს დედამიწის რეალურ ფიგურასთან. მისი დონის ზედაპირი მიჩნეულია, როგორც ის, რომელიც გრძელდება ზღვის დონიდან მშვიდ მდგომარეობაში.
გეოგრაფიული კოორდინატთა სისტემა, რომელიც გამოიყენება გეოდეზიაში, აღწერს წერტილის პოზიციას სივრცეში სამი მნიშვნელობით. გეოგრაფიული გრძედის განმარტება ემთხვევა გეოდეზიურს, ვინაიდან ნულოვანი მერიდიანი, რომელსაც გრინვიჩის მერიდიანი ეწოდება, ასევე იქნება საცნობარო წერტილი. ის გადის ქალაქ ლონდონში ამავე სახელწოდების ობსერვატორიაში. გეოგრაფიული გრძედი განისაზღვრება გეოიდის ზედაპირზე დახატული ეკვატორიდან.
სიმაღლე ლოკალურ კოორდინატთა სისტემაში, რომელიც გამოიყენება გეოდეზიაში, იზომება ზღვის დონიდან მშვიდ მდგომარეობაში. რუსეთისა და ყოფილი კავშირის ქვეყნების ტერიტორიაზენიშანი, საიდანაც სიმაღლეები განისაზღვრება, არის კრონშტადტის ძირი. მდებარეობს ბალტიის ზღვის დონეზე.
პოლარული კოორდინატები
გეოდეზიაში გამოყენებულ პოლარული კოორდინატთა სისტემას აქვს გაზომვის სხვა ნიუანსი. იგი გამოიყენება რელიეფის მცირე ადგილებში, რათა დადგინდეს წერტილის ფარდობითი მდებარეობა. საცნობარო წერტილი შეიძლება იყოს წყაროდ მონიშნული ნებისმიერი ობიექტი. ამრიგად, პოლარული კოორდინატების გამოყენებით, შეუძლებელია დედამიწის ტერიტორიაზე წერტილის ცალსახა მდებარეობის დადგენა.
პოლარული კოორდინატები განისაზღვრება ორი მნიშვნელობით: კუთხე და მანძილი. კუთხე იზომება მერიდიანის ჩრდილოეთის მიმართულებიდან მოცემულ წერტილამდე, რაც განსაზღვრავს მის პოზიციას სივრცეში. მაგრამ ერთი კუთხე არ იქნება საკმარისი, ამიტომ შემოღებულია რადიუსის ვექტორი - მანძილი მდგომი წერტილიდან სასურველ ობიექტამდე. ამ ორი პარამეტრით შეგიძლიათ განსაზღვროთ წერტილის მდებარეობა ლოკალურ სისტემაში.
როგორც წესი, ეს კოორდინატთა სისტემა გამოიყენება მიწის მცირე ფართობზე ჩატარებული საინჟინრო სამუშაოებისთვის.
მართკუთხა კოორდინატები
სწორკუთხა კოორდინატთა სისტემა, რომელიც გამოიყენება გეოდეზიაში, ასევე გამოიყენება რელიეფის მცირე უბნებში. სისტემის მთავარი ელემენტია კოორდინატთა ღერძი, საიდანაც ხდება მითითება. წერტილოვანი კოორდინატები გვხვდება აბსცისიდან და ორდინატთა ღერძებიდან სასურველ წერტილამდე გამოყვანილი პერპენდიკულარების სიგრძეში.
X-ღერძის ჩრდილოეთის მიმართულება და Y-ღერძის აღმოსავლეთი განიხილება დადებითად, ხოლო სამხრეთი და დასავლეთი - უარყოფითად. ნიშნებიდან და კვარტლებიდან გამომდინარე, ისინი განსაზღვრავენ წერტილის მდებარეობას სივრცეში.
გაუს-კრუგერის კოორდინატები
გაუს-კრუგერის კოორდინატთა ზონალური სისტემა მართკუთხას ჰგავს. განსხვავება ისაა, რომ მისი გამოყენება შესაძლებელია მთელს მსოფლიოში და არა მხოლოდ მცირე უბნებზე.
გაუს-კრუგერის ზონების მართკუთხა კოორდინატები, ფაქტობრივად, არის გლობუსის პროექცია სიბრტყეზე. იგი წარმოიშვა პრაქტიკული მიზნებისთვის, რათა გამოესახათ დედამიწის დიდი ტერიტორიები ქაღალდზე. დამახინჯების გადატანა უმნიშვნელოდ ითვლება.
ამ სისტემის მიხედვით, გლობუსი გრძედის მიხედვით იყოფა ექვს გრადუსიან ზონებად, ღერძული მერიდიანით შუაში. ეკვატორი მდებარეობს ცენტრში ჰორიზონტალური ხაზის გასწვრივ. სულ ასეთი 60 ზონაა.
ზონის ნომერი.
X-ღერძის მნიშვნელობები რუსეთში ჩვეულებრივ დადებითია, ხოლო Y- მნიშვნელობები შეიძლება იყოს უარყოფითი. აბსცისის ღერძის მნიშვნელობებში მინუს ნიშნის თავიდან აცილების მიზნით, თითოეული ზონის ღერძული მერიდიანი პირობითად გადაადგილდება დასავლეთით 500 მეტრით. შემდეგ ყველა კოორდინატი ხდებადადებითი.
კოორდინატთა სისტემა შემოგვთავაზა გაუსმა შეძლებისდაგვარად და მათემატიკურად გამოითვალა კრუგერმა მეოცე საუკუნის შუა ხანებში. მას შემდეგ იგი გამოიყენება გეოდეზიაში, როგორც ერთ-ერთი მთავარი.
სიმაღლე სისტემა
გეოდეზიაში გამოყენებული კოორდინატებისა და სიმაღლეების სისტემები გამოიყენება დედამიწაზე წერტილის პოზიციის ზუსტად დასადგენად. აბსოლუტური სიმაღლეები იზომება ზღვის დონიდან ან სხვა ზედაპირიდან, როგორც ორიგინალი. გარდა ამისა, არსებობს შედარებით სიმაღლეები. ეს უკანასკნელი ითვლება გადაჭარბებულად სასურველი წერტილიდან ნებისმიერ სხვაზე. მათი გამოყენება მოსახერხებელია ლოკალურ კოორდინატთა სისტემაში მუშაობისთვის, რათა გამარტივდეს შედეგების შემდგომი დამუშავება.
კოორდინატთა სისტემების გამოყენება გეოდეზიაში
ზემოაღნიშნულის გარდა, არსებობს სხვა კოორდინატთა სისტემები, რომლებიც გამოიყენება გეოდეზიაში. თითოეულ მათგანს აქვს საკუთარი დადებითი და უარყოფითი მხარეები. ასევე არის მათი მუშაობის სფეროები, რომლებისთვისაც შესაბამისია მდებარეობის დადგენის ესა თუ ის მეთოდი.
ეს არის სამუშაოს მიზანი, რომელიც განსაზღვრავს, თუ რომელი კოორდინატთა სისტემები გამოიყენება გეოდეზიაში საუკეთესოდ. მცირე ფართობებზე მუშაობისთვის მოსახერხებელია მართკუთხა და პოლარული კოორდინატთა სისტემების გამოყენება, ხოლო ფართომასშტაბიანი პრობლემების გადასაჭრელად საჭიროა სისტემები, რომლებიც საშუალებას მოგცემთ დაფაროთ დედამიწის ზედაპირის მთელი ტერიტორია.
