Para resolver la mayoría de los problemas de ciencias aplicadas, es necesario conocer la ubicación de un objeto o punto, que se determina utilizando uno de los sistemas de coordenadas aceptados. Además, existen sistemas de altura que también determinan la ubicación de la altitud de un punto en la superficie de la Tierra.
¿Qué son las coordenadas
Las coordenadas son valores numéricos o alfabéticos que se pueden utilizar para determinar la ubicación de un punto en el terreno. En consecuencia, un sistema de coordenadas es un conjunto de valores del mismo tipo que tienen el mismo principio para encontrar un punto u objeto.
Es necesario encontrar la ubicación de un punto para resolver muchos problemas prácticos. En una ciencia como la geodesia, determinar la ubicación de un punto en un espacio determinado es el objetivo principal en el que se basa todo el trabajo posterior.
La mayoría de los sistemas de coordenadas, por regla general, definen la ubicación de un punto en un plano limitado por solo dos ejes. Para determinar la posición de un puntoen el espacio 3D, también se aplica el sistema de altura. Con su ayuda, puede averiguar la ubicación exacta del objeto deseado.
Brevemente sobre los sistemas de coordenadas utilizados en geodesia
Los sistemas de coordenadas definen la ubicación de un punto en la superficie terrestre dándole tres valores. Los principios de su cálculo son diferentes para cada sistema de coordenadas.
Sistemas básicos de coordenadas espaciales utilizados en geodesia:
- Geodésicas.
- Geográfico.
- Polar.
- Rectangular.
- Coordenadas zonales de Gauss-Kruger.
Todos los sistemas tienen su propio punto de partida, valores para la ubicación del objeto y alcance.
Coordenadas geodésicas
La figura principal utilizada para medir las coordenadas geodésicas es el elipsoide terrestre.
Un elipsoide es una figura tridimensional comprimida que representa mejor la forma del globo. Debido al hecho de que el globo es una figura matemáticamente incorrecta, es el elipsoide el que se usa para determinar las coordenadas geodésicas. Esto facilita la realización de muchos cálculos para determinar la posición del cuerpo en la superficie.
Las coordenadas geodésicas se definen mediante tres valores: latitud, longitud y altitud geodésicas.
- La latitud geodésica es un ángulo cuyo comienzo se encuentra en el plano del ecuador y el final se encuentra en la perpendicular,dibujado al punto deseado.
- La longitud geodésica es el ángulo que se mide desde el meridiano cero hasta el meridiano en el que se encuentra el punto deseado.
- Altura geodésica: el valor de la normal dibujada en la superficie del elipsoide de rotación de la Tierra desde un punto dado.
Coordenadas geográficas
Para resolver problemas de alta precisión de geodesia superior, es necesario distinguir entre coordenadas geodésicas y geográficas. En el sistema utilizado en la geodesia de ingeniería, tales diferencias, por regla general, no se hacen debido al pequeño espacio que abarca la obra.
Para determinar las coordenadas geodésicas, se utiliza un elipsoide como plano de referencia y un geoide para determinar las coordenadas geográficas. El geoide es una figura matemáticamente incorrecta, más cercana a la figura real de la Tierra. Se entiende por superficie llana la que continúa bajo el nivel del mar en su estado de calma.
El sistema de coordenadas geográficas utilizado en geodesia describe la posición de un punto en el espacio con tres valores. La definición de longitud geográfica coincide con la geodésica, ya que el meridiano cero, denominado meridiano de Greenwich, será también el punto de referencia. Pasa por el observatorio del mismo nombre en la ciudad de Londres. La latitud geográfica se determina a partir del ecuador dibujado en la superficie del geoide.
La altura en el sistema de coordenadas local utilizado en geodesia se mide desde el nivel del mar en su estado de calma. En el territorio de Rusia y los países de la antigua Uniónla marca a partir de la cual se determinan las alturas es la huella de Kronstadt. Se encuentra al nivel del Mar Báltico.
Coordenadas polares
El sistema de coordenadas polares utilizado en geodesia tiene otros matices de medición. Se utiliza en pequeñas áreas de terreno para determinar la ubicación relativa de un punto. El punto de referencia puede ser cualquier objeto marcado como fuente. Por lo tanto, usando coordenadas polares, es imposible determinar la ubicación inequívoca de un punto en el territorio del globo.
Las coordenadas polares se definen por dos valores: ángulo y distancia. El ángulo se mide desde la dirección norte del meridiano hasta un punto dado, determinando su posición en el espacio. Pero un ángulo no será suficiente, por lo que se introduce un vector de radio: la distancia desde el punto de pie hasta el objeto deseado. Con estos dos parámetros, puede determinar la ubicación del punto en el sistema local.
Normalmente, este sistema de coordenadas se utiliza para trabajos de ingeniería realizados en una pequeña área de terreno.
Coordenadas rectangulares
El sistema de coordenadas rectangulares usado en geodesia también se usa en áreas pequeñas del terreno. El elemento principal del sistema es el eje de coordenadas a partir del cual se hace la referencia. Las coordenadas del punto se encuentran como la longitud de las perpendiculares trazadas desde los ejes de abscisas y ordenadas hasta el punto deseado.
La dirección norte del eje X y el este del eje Y se consideran positivas, mientras que el sur y el oeste se consideran negativos. Dependiendo de los signos y cuartos, determinan la ubicación de un punto en el espacio.
Coordenadas Gauss-Kruger
El sistema zonal de coordenadas de Gauss-Kruger es similar al rectangular. La diferencia es que se puede aplicar a toda el área del globo, no solo a áreas pequeñas.
Las coordenadas rectangulares de las zonas de Gauss-Kruger, de hecho, son la proyección del globo sobre un plano. Surgió con fines prácticos para representar grandes áreas de la Tierra en papel. La distorsión de transferencia se considera insignificante.
Según este sistema, el globo se divide por longitud en zonas de seis grados con el meridiano axial en el medio. El ecuador está en el centro a lo largo de una línea horizontal. En total, hay 60 zonas de este tipo.
número de zona.
Los valores del eje X en Rusia suelen ser positivos, mientras que los valores Y pueden ser negativos. Para evitar el signo menos en los valores del eje de abscisas, el meridiano axial de cada zona se mueve condicionalmente 500 metros hacia el oeste. Entonces todas las coordenadas se convierten enpositivo.
El sistema de coordenadas fue propuesto por Gauss como posible y calculado matemáticamente por Krueger a mediados del siglo XX. Desde entonces, se ha utilizado en geodesia como uno de los principales.
Sistema de altura
Los sistemas de coordenadas y alturas utilizados en geodesia sirven para determinar con precisión la posición de un punto en la Tierra. Las alturas absolutas se miden desde el nivel del mar u otra superficie tomada como original. Además, hay alturas relativas. Estos últimos se cuentan como exceso del punto deseado a cualquier otro. Son convenientes para trabajar en el sistema de coordenadas local para simplificar el procesamiento posterior de los resultados.
Aplicación de sistemas de coordenadas en geodesia
Además de los anteriores, existen otros sistemas de coordenadas utilizados en geodesia. Cada uno de ellos tiene sus propias ventajas y desventajas. También hay sus propias áreas de trabajo para las que es relevante este o aquel método para determinar la ubicación.
Es el propósito del trabajo que determina qué sistemas de coordenadas utilizados en geodesia son los mejores. Para trabajos en áreas pequeñas es conveniente utilizar sistemas de coordenadas rectangulares y polares, y para la resolución de problemas de gran escala se necesitan sistemas que permitan cubrir todo el territorio de la superficie terrestre.
