Ввод точек в Ozi Explorer. Датумы. Форматы координат.

Определение датума, приведенное в электронной энциклопедии, повергло меня на некоторое время в ступор, и, кажется, все слова по отдельности понятны, но вот вместе они образовали поистине неповоротливую конструкцию. Если отойти от формализма, то датум – это функция преобразования координат на сфере в координаты на так называемом геоиде, то есть на том, что представляет собой земной шар. Увы, геоид это даже не тело вращения, поэтому функции преобразования довольно сложны.

Еще в средние века умы человечества занимал вопрос – каким образом перенести очертания материков со сферической формы на бумагу так, чтобы отмеченный на карте азимут можно было взять на компасе и попасть в нужную точку. Меркатор придумал такую модель. Уменьшенный до комнатных масштабов макет Земли оборачивается бумажным цилиндром, а в центр шара ставится свеча. Тени от материков лягут на бумагу, и их нужно обвести карандашом. Так получилась карта.

Карты в такой проекции по сей день используются в авиации и морской навигации. Их недостаток в том, что линейные размеры сильно искажаются к краям карты. Зато точно выдерживаются азимуты на сколь угодно удаленные объекты.

Наибольшее же распространение получили карты в проекции Universal Transverse Mercator (UTM). Система UTM делит Землю на 60 зон, каждая из которых основана на поперечной проекции Меркатора. Зоны долготы в UTM пронумерованы от 1 до 60; все зоны кроме двух, о которых будет рассказано позже, имеют ширину 6° от востока до запада. Зоны долготы полностью покрывают поверхность Земли между широтами 80°S и 84°N. Также есть 20 зон широты, каждая в 8° высотой; эти зоны пронумерованы от C до X, буквы I и O пропущены. Зоны A, B, Y и Z находятся за пределами этой системы, они покрывают Арктику и Антарктику. На рисунке ниже приведены UTM зоны для Европы. На этом рисунке видны две нестандартные зоны долготы: зона 32V расширена для покрытия всей южной Норвегии, а зона 31V сокращена, чтобы покрывать только водное пространство.

Координаты в UTM представлены в формате зона долготы зона широты восточное склонение северное склонение, где восточное склонение – это проекционное расстояние от центрального меридиана зоны долготы, северное склонение – это проекционное расстояние от экватора. Значения восточного и северного склонений задаются в метрах. Например, координаты N37U 361458 E6133324 означают, что зона долготы 37U а точка находится на расстоянии361,458 кмот центрального меридиана зоны и на расстоянии6133,324 кмот экватора.

Рассмотрим теперь советскую систему разграфки и номенклатуры топографических карт.

В основу номенклатуры положена карта масштаба 1:1 000 000 (10 кмв1 см; так называемые «миллионки»). Вся поверхность Земли делится параллелями на ряды (через 4°), а меридианами — на колонны (через 6°); стороны образовавшихся трапеций служат границами листов карты масштаба 1:1 000 000. Ряды обозначаются заглавными латинскими буквами от А до V, начиная от экватора к обоим полюсам, а колонны — арабскими цифрами, начиная от меридиана 180° с запада на восток. Номенклатура листа карты состоит из буквы ряда и номера колонны. Например, лист с городом Москва обозначается N-37. Приполярные круглые области (с широтой свыше 88°) обозначаются буквой Z без указания номера колонны

Для определения положения точки при помощи прямоугольных зональных координат на карту наносят сетку координат Х и Y, выраженных в километрах. Она образована системой линий, параллельных изображению осевого меридиана зоны (вертикальные линии сетки) и перпендикулярных к нему (горизонтальные линии сетки). Линии сетки проводятся через целое число километров. Поэтому координатную сетку называют также километровой сеткой, а ее линии – километровыми. Прямоугольная сетка координат является непрерывной для каждой из 60 зон на поверхности Земли, а счет колонн листов миллионной карты – от 180-го меридиана, таким образом номер зоны отличается от номера колонны на 30. Поэтому, зная номенклатуру листа карты, легко определить, к какой зоне он относится. Например, лист М-35 расположен в 5-й зоне (35-30=5), а лист К-29 — в 59-й зоне (29+30=59). Координата Х (подписанная на вертикальных краях листа карты) выражает расстояние до экватора, а координата Y (подписанная на горизонтальных краях листа карты) — номер зоны (первые одна или две цифры значения) и положение относительно центрального меридиана зоны (последние три цифры значения). Центральному меридиану зоны присваивается значение 500 км (так как ширина зоны не может превышать 668 км, трехзначного числа достаточно, чтобы выражать координату y в ее пределах). Например, точка с координатами x = 7540 и y = 6620 находится в7540 км от экватора и в120 км (500—620=-120) к востоку от базового меридиана 6-й зоны (33° в.д.).

Параллельно с картографией решалась задача о присвоении координат каждой точке на планете и каждой точке на картах. Ее решали многие ученые по всему миру, включая и нашу страну. В 1984 году была принята мировая система координат World Geodetic System (WGS-84), которая позволяет определять широту и долготу любой точки на поверхности Земли, над землей или под землей (водой). Легко догадаться, что третим параметром точки является высота над поверхностью океана либо глубина. В этом датуме передаются данные с gps-приемника и вводятся координаты автомобильных навигаторах.

В нашей стране и в других странах шли разработки собственных координатных систем, причем задолго до появления WGS-84. В результате были получены системы, которые охватывали локальные территории государств или даже весь земной шар и были смещены относительно друг-друга и относительно более поздней WGS-84. Для примера на рисунке изображены три точки. У всех них координата одна и та же, но введенная в программу в разных датумах. Как видно из рисунка, расстояние между точками с разными датумами достаточно существенно для ориентирования.

Общепринятым стандартом записи координат является запись градусы, минуты, доли минут, чуть реже градусы, доли градусов и совсем уж редко градусы, минуты, секунды, доли секунд.

Если записать формат буквенно, то это будет выглядеть так:

DD MM SS: – Градусы, минуты, секунды
DD MM.MM: – Градусы, минуты, десятичные минуты
DD.DDDDD: – Градусы, десятичные градусы.

Ozi explorer понимает любую из предложенных записей. При этом нет необходимости изменять формат отображения координат, достаточно вводить координаты по правильной маске, программа сама поймет в каком формате заведены координаты. Например, на рисунке ниже координаты введены в формате градусы, десятичные градусы, хотя маска задана для градусы, минуты, секунды.

Изучив теорию, перейдем к практике и рассмотрим несколько типовых задач на построение точки.

• Задача: Даны координаты точки в датуме WSG84 N55 19,605 E36 48,975

Решение: Когда нам дана координата, то чтобы поставить точку на карту в Ozi Explorer мы с помощью сочетания клавиш ALT+W вызываем список путевых точек. В появившемся списке нажимаем добавить и в появившейся форме вбиваем данные нам координаты, при этом обращая внимание, чтобы датум совпадал с тем, что дан в задании. Обращаю ваше внимание, что датум загруженной карты никоим образом не влияет на правильность отображения точки, если датум точки отличается от датума карты.

• Задача: Широта задана координатами в датуме Tokyo, а долгота в датуме Puerto Rico:
  N55 19,605Tokyo E36 48,975Puerto Rico

Решение: Ставим две точки с данными нам координатами, но одну в датуме Puerto Rico, а вторую в датуме Tokyo. После чего нам необходимо построить две прямые. Через точку Tokyo нужно провести горизонтальную линию, т.к. широта не меняется, а через точку Puerto Rico вертикальную прямую, место пересечения и будет искомой точкой.

• Задача: Даны координаты точки 37U 361929 6133597.

Решение: Открываем список путевых точек, переключаем формат отображения координат (кнопка обведена красным овалом). Нажимаем кнопку добавить и в появившейся форме добавляем данные нам значения.

• ЗадачаЗадача[/b]: Даны прямоугольные координаты точки. x = 6133 и y = 7360.

Решение: Проще всего в этом случае найти карту ген.штаба с разлиновкой. Но в Ozi Explorer тоже возможно включить координатную и километровую сетку. Для этого необходимо на открытой карте щелкнуть правой кнопкой мыши и в открывшемся меню выбрать Настройка координатной и километровой сетке. В появившемся меню поставить галочку в чек-бокс Влк.сетку и выбрать интервал отображения. После чего на карте появятся сетки.

С координатой х, все просто – ищем по краю карты значение 6133 и смотрим какая широта соответствует этому значению. В нашем случае это 55° 20 С координатой y — сложнее, т.к. в Ozi Esplorer номер зон не обозначается, нам нужно понять в каком же месте все-таки искать y. Здесь нам поможет знание следующей формулы: L=6N-3, где N – номер зоны, а L – долгота осевого меридиана.

Получается, что центральный меридиан нужной нам зоны 39°. Расстояние от него- 140 км на запад. Ставим точку с координатой N55°20 и E39°0 и строим путевую точку по азимуту 270° и на расстоянии 140 км. Получили вспомогательную точку. Теперь увеличиваем масштаб в Ozi по максимуму и по километровой сетке ищем заданную точку.

Автор: Виктор Гайдай