Теория изыскания наилучших геодезических проекций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.24.01, доктор технических наук Подшивалов, Владимир Павлович
- Специальность ВАК РФ05.24.01
- Количество страниц 184
Оглавление диссертации доктор технических наук Подшивалов, Владимир Павлович
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КОНФОРМНОЕ ОТОБРАЖЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ
1.1. Элементы теории конформного отображения поверхностей
1.2. Конформные отображения малых областей
1. 3. Порядок вычислений в конформных преобразованиях элементов
внутренней геометрии малых областей регулярных поверхностей
1. 4. Поверхности вращения
1. 5. Конформные отображения поверхностей вращения и
плоскости
ГЛАВА 2. ТЕОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ ОПИСАНИЯ КОНФОРМНЫХ
ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПРОЕКЦИЙ
2. 1 Общие замечания по геодезическим проекциям, наиболее
распространенным в различных странах
2, 2. Основные уравнения, определяющие вид геодезической
проекции
2. 3. О формировании общего алгоритма вычислений при переходе
с поверхности эллипсоида на плоскость геодезических проекций
2. 4. О формировании общего алгоритма вычислений при переходе
с плоскости геодезических проекций на поверхность эллипсоида
2. 5. Анализ точности общего алгоритма геодезических проекций
области
2. 7. Некоторые численные характеристики общего алгоритма геодезических проекций
ГЛАВА 3. ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ПРОЕКЦИИ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ И МЕТОДОЛОГИИ НАИЛУЧШИХ КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ПРОЕКЦИЙ, УДОВЛЕТВОРЯЮЩИХ КРИТЕРИЮ ЧЕБЫШЕВА-ГРАВЕ
3. 1 О критерии Чебышева-Граве применительно к
геодезическим проекциям
3. 2 Композиционные геодезические проекции
3. 3 Геодезические проекции на основе поликонических проекций Лагранжа:
ГЛАВА 4 ОБ УЧЕТЕ ИЗМЕНЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ЗЕМНОГО ЭЛЛИПСОИДА В ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ПРОЕКЦИЯХ
4. 1. Современная концепция в измерениях и системах
координат на поверхности Земли
4. 2. Взаимосвязь референцных и общеземных систем
координат для ограниченных территорий
4. 3. Взаимосвязь между референцными и общеземными системами плоских прямоугольных координат в геодезических проекциях
ГЛАВА 5. КООРДИНАТНАЯ СРЕДА ДЛЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ,
5. 1. Отображение как основополагающий фактор
автоматизированных информационных систем
5. 2. Сравнительный анализ основных характеристик геодезических
проекций и выбор их наилучшего варианта для различных условий
5 .3 Общегосударственная система координат
5.4. Региональные системы координат
5.5. Локальные системы координат
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Геодезия», 05.24.01 шифр ВАК
Анализ основных численных характеристик класса геодезических проекций применительно к странам Ближнего Востока1999 год, кандидат технических наук Алдра Есса
Оценка метрических свойств картографических изображений и картометрия средствами ГИС2012 год, кандидат технических наук Паниди, Евгений Александрович
Совершенствование методики определения положения пунктов локальных спутниковых геодезических сетей в общеземной и референцной системах координат2013 год, кандидат технических наук Струков, Алексей Алексеевич
Исследование и разработка общей теории и вариантов перспективно-конических проекций эллипсоида вращения1999 год, кандидат технических наук Спиридонова, Юлия Николаевна
Совершенствование координатной основы Республики Беларусь2012 год, кандидат технических наук Рудницкая, Надежда Ильинична
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теория изыскания наилучших геодезических проекций»
ВВЕДЕНИЕ
Современное состояние развития мировой науки и техники, а также накопленный опыт производства геодезических, топографических и картографических работ обеспечивают возможность широкого внедрения принципиально новых измерительных технологий, в том числе, рациональное и продуктивное использование спутниковых геодезических систем ГЛОНАСС (РФ) и GPS - NAVSTAR (США). Это выдвигает новые требования как по оперативности, так и точности к накоплению, отображению, математической обработке и выдаче информации о поверхности Земли и объектах на ней, основанных на использовании компьютерных технологий, базирующихся на математическом и программном обеспечении, обладающем общностью подхода и приводящему к оптимальному решению определенных классов задач.
Сочетание современных измерительных, обрабатывающих и отображающих технологий, позволяет создавать геоинформационные системы, обеспечивающие достаточно точный учет и рациональное использование ресурсов, а также преобразования земной поверхности в интересах человечества как в глобальном, так и региональном масштабах.
В области геодезических измерений и их математической обработки следует отметить достижение, не имеющее аналогов во всем мире. На территории бывшего Советского Союза совместными усилиями геодезистов ныне независимых государств создана единая геодезическая основа, взаимное плановое положение пунктов которой, оцененное по результатам уравнивания, характеризуется средними квадратическими погрешностями
порядка 0.03-0.07 м [5,27,34 и др.]. Практическое применение в настоящее время современной аппаратуры и спутниковых методов на основе приемников GPS и ПЛОНАСС представляет качественно новые возможности как по оперативности, так и точности координатных определений, недостижимые традиционными геодезическими методами. "Сейчас с полной уверенностью можно утверждать, что уже разработанные спутниковые приемники (типа Trimble, Leica, Ashtech) станут (по крайней мере на ближайшие 10-15 лет) стандартной геодезической аппаратурой, каковой до настоящего времени были теодолиты, свето-дальномеры, нивелиры [27]". В связи с этим актуальной в настоящее время задачей является разработка математических методов совместной обработки в соответствующей координатной среде банков референцных и общеземных геодезических данных с целью модернизации государственной геодезической основы, направленной на ее сгущение и повышение точности, оперативное формирование математически упорядоченного геодезического обоснования для различных объектов , что позволит существенно расширить круг научных и технических задач, надлежащим образом обеспечиваемых геодезическими данными.
Развитие международного сотрудничества, коммуникаций предполагает надлежащее обеспечение международных проектов, что возможно в рамках единой мировой системы координат на поверхности соответствующего эллипсоида и на плоскости самых различных геодезических проекций. Стандартной системе геодезических координат WGS-84, ПЗ 90 или другой должна соответствовать стандартная, универсальная, гибкая и достаточно точная система плоских прямоугольных координат в наилучших геодезических проекциях с соответствующим матема-
тическим обеспечением, отвечающим современному уровню развития компьютерных технологий.
Анализ геодезических проекций, применяющихся в настоящее время в различных странах, указывает на то, что каждая из них обладает как достоинствами, так и недостатками применительно к тем или иным условиям, их выбор обусловлен главным образом удобством создания общегосударственной системы плоских прямоугольных координат и возможностью разработки приемлемых наставлений и инструкций для пользователей. При этом, естественно, для решения локальных задач, например, при создании высокоточных инженерно - геодезических построений такие системы неудобны и здесь применяются локальные системы координат, часто не связанные с общегосударственной, но обеспечивающие минимальные искажения эллипсоидальных элементов на плоскости.
С точки зрения математического обеспечения самых различных геодезических проекций отмечается подавляющее преобладание проекций, полученных на основе теории конформных отображений поверхностей. При оценке достоинств геодезических проекций учитывается их точность, удобство вычислений и величина искажений метрических элементов эллипсоида при их отображении на плоскости.
При этом следует отметить, что, наряду с глубокими и всесторонними исследованиями в области теории и практики картографических проекций, геодезические проекции, несмотря на известные исследования их отдельных вариантов [3,4,21,22,43,59,60,64,68,69-85 и др.], не получили должного обобщенного анализа с целью изыскания их оптимальных или наилучших, взаимосвязанных вариантов, что можно объяснить большим объемом вычислений и их трудоемкостью в геоде-
зических проекциях при вычислениях вручную. В современных условиях с широким использованием ЭВМ становится возможным и оправданным формирование общей теории изыскания наилучших геодезических проекций для решения как научных, так и практических задач в самых различных условиях.
Целью настоящей работы является создание общей теории описания конформных геодезических проекций, достаточно строго обеспечивающей исследование, взаимосвязь и альтернативную оценку достоинств и недостатков самых различных, в том числе известных, геодезических проекций с точки зрения их соответствия критерию Чебышева - Граве о наилучших проекциях применительно к условиям решаемой задачи.
Теория конформных отображений построена на уравнениях Лапласа, представляющих собой дифференциальные уравнения второго порядка эллиптического типа в частных производных, которые устанавливают совместно с дифференциальными уравнениями первого порядка в частных производных Коши - Римана условия изометрического преобразования координат на поверхностях с помощью аналитических функций общего вида, которые в данном случае являются гармоническими. В этом заключается основное преимущество конформных отображений, так как их исследования сводятся к задачам теории поверхностей [ 61-63 и ДР-3-
Основы теории исследуемой проблемы заложены выдающимися учеными К. Гауссом, Л. Эйлером, Н. Тиссо, Ж. Лагранжем, П. Чебышевым, Д. Граве, М. Лаврентьевым и др. Дальнейшее развитие теория картографических и геодезических проекций получила в исследованиях И. Ламберта, Р. Бонна, Н. Делиля, Ф. Шуберта, В. Каврайского, А. Маркова, Ф. Красовского, В. Витковского, М. Соловьева, Н. Урмаева,
В. Морозова, В. Христова, Л. Бугаевского, Л. Вахрамеевой, Г. Мещерякова, Г. Конусовой, А. Лисичанского, А. Павлова и др.
Формирование информационного . пространства, допускающего различную степень обобщения и вычленения элементов, его составляющих, с вполне определенной и достаточной точностью, предполагает применение математических методов его отображения в соответствующей координатной среде. Такая среда, как показывает опыт, может быть создана на основе геодезических проекций, которые обеспечивают высокую точность отображения, технология практического применения геодезических проекций детально отработана. Вместе с этим стремительный уровень развития современных измерительных технологий и внедрение компьютерной техники в математическую обработку измерений предполагают применение математических методов, обеспечивающих обобщенное описание и исследование геодезических проекций, без чего невозможно создание универсальных алгоритмов и программ для ЭВМ по отысканию наилучших и взаимосвязанных вариантов проекции для достижения оптимальных условий решения самых различных задач. Этим определяется актуальность проблемы, рассматриваемой в настоящей работе.
Работа посвящена исследованию общих методов организации вычислений в рамках отображения односвязных областей регулярных поверхностей, допускающих получение вычислительного алгоритма для широкого спектра конформных геодезических проекций с моделируемыми в известных пределах свойствами, удобного для реализации на ЭВМ. Такой подход имеет важное значение и мы надеемся найдет самое широкое применение при выборе оптимальных систем плоских прямоугольных координат для отдельных государств, регионов, а также
для решения специальных задач локального характера, требующих минимально возможных искажений и максимально возможной точности их учета.
Общий подход и универсальный метод анализа геодезических проекций, допускающие изыскание их наилучших вариантов, удовлетворяющих критерию Чебышева - Граве, на основе единого вычислительного алгоритма, не имеют аналогов и представляют собой новое научное направление, обеспечивающее в современных условиях оптимальное решение следующих задач на плоскости геодезических проекций:
— изыскание в атоматическом режиме с широким использованием компьютерных технологий наилучших геодезических проекций, удовлетворяющих критерию Чебышева - Граве, применительно к самым различным по очертанию границ территориям; --- обобщенный и объективный анализ геодезических проекций, применяемых в различных государствах и для решения различных специальных задач, как с точки зрения характеристик искажений, так и удобства практического применения;
— использование общих методов дифференциальной геометрии для отображения элементов геометрических образов в конформных отображениях односвязных областей регулярных поверхностей на основе общих для рассматриваемого класса конформных отображений выражений, удобных для вычислений на ЭВМ и обеспечивающих с необходимой точностью связь в полярных координатах на отображаемых поверхностях, что необходимо иметь в геодезических проекциях при редуцировании измерений ;
— варьирование видом и распределением искажений внутри изображаемой области известных геодезических проекций, а также их композиции в рамках общего алгоритма вычислений с
целью изыскания наилучшей геодезической проекции, отвечающей критерию Чебышева - Граве;
— трансформация по общей методологии и алгоритму известных конформных картографических проекций, удовлетворяющих критерию Чебышева - Граве о наилучших проекциях, в геодезические;
— учет изменений параметров и ориентировки земного эллипсоида в геодезических проекциях на основе общих дифференциальных формул;
— расширение круга потребителей и большая доступность измерительных спутниковых систем GPS и ГЛОНАСС путем использования в их математическом и программном обеспечении общего алгоритма вычислений в геодезических проекциях;
— формирование гибкой координатной среды геоинформационных систем, приспособляемой к условиям решаемой задачи и наилучшим образом обеспечивающей отображение информации на плоскости геодезической проекции;
Перечень решаемых задач определяет научное и практическое значение исследований.
Принципиальное отличие и научная новизна исследований, выполненных в настоящей работе, состоит в обобщенном анализе геодезических проекций с целью получения их наилучших вариантов, отвечающих критерию Чебышева - Граве, при этом обеспечиваются: во-первых, достаточно высокая для современных измерений точность вычислений всех компонентов геодезической проекции; во-вторых, на основании общих формул для вычислений, независимо от вида геодезической проекции, возможность составления унифицированных программ для ЭВМ по решению самых разнообразных задач; в-третьих, представляется возможность автоматизации не только вычислений в ши-
роком классе геодезических проекций, но и выбор их наилучшего варианта, обусловленного конкретными условиями решаемой задачи.
На защиту выносятся следующие положения:
— общая теория алгоритмического описания конформных геодезических проекций с моделируемым распределением искажений для ограниченных по размерам областей ;
— общая методология преобразования конформных картографических проекций, в том числе, получаемых на основе поликонических в широком смысле проекций Лагранжа, удовлетворяющих критерию Чебышева - Граве, в геодезические при отображении малых областей;
—- общие принципы и пути формирования наилучших композиционных геодезических проекций на основе известных в математической картографии методов и возможностей обобщенного алгоритмического описания отдельных проекций, их составляющих;
В настоящую работу включены основные результаты исследований, выполненных лично автором.
Основные положения диссертации докладывались автором и одобрены:
- на IV Всероссийском форуме " Геоинформационные технологии. Управление. Природопользование. Бизнес." ( Москва, 2
— 6 июня 1997 г.);
- на республиканской научно-технической конференции "Геодезия, картография и кадастры." ( ПГУ, г. Новополоцк, март 1997 г.);
- на научно-техническом совете Белорусского Государственного Комитета по земельным ресурсам, геодезии и картографии ( г. Минск, январь 1998 г.);
v v i
- на международной научно-техническои конференции, посвященной 100 - летию со дня рождения профессора И. В. Зубри цкого ( БСХА, г. Горки, февраль 1998 г.);
По теме диссертации опубликована монография объемом 125 страниц и 12 научных статей.
Диссертация состоит из введения, пяти глав основной части, выводов, списка из 88 использованных источников, таблиц 28, общий объем составляет 183 страницы машинописного текста.
Похожие диссертационные работы по специальности «Геодезия», 05.24.01 шифр ВАК
Математическая обработка геодезических построений методами нелинейного программирования2004 год, доктор технических наук Мицкевич, Валерий Иванович
Разработка технологии совместного применения спутниковых и традиционных средств и методов построения локальных геодезических сетей2003 год, кандидат технических наук Хабаров, Владимир Федорович
Разработка технологии создания координатной основы крупномасштабной аэрофотопографической съемки с использованием спутниковых методов2007 год, кандидат технических наук Матвеев, Алексей Юрьевич
Разработка измерительно-вычислительного комплекса для создания эталонных координатных моделей железнодорожного пути2005 год, кандидат технических наук Матвеев, Александр Станиславович
Спутниковая навигация транспортных средств с использованием цифровых моделей железной дороги2002 год, кандидат технических наук Железнов, Максим Максимович
Заключение диссертации по теме «Геодезия», Подшивалов, Владимир Павлович
ВЫВОДЫ
В результате выполненных исследований и на основе анализа геодезических проекций, применяемых в различных странах, подтверждается тезис о том, что несомненными преимуществами обладают проекции, полученные на основе теории конформных отображений поверхностей. Главным их достоинством является независимость частного масштаба изображения длин от направления, что для практики применения проекции имеет большое значение, так как при этом существенно упрощается и унифицируется решение задачи редуцирования на плоскость линейных измерений.
Практически все многообразие известных и широко распространенных, а также новые геодезические проекции представлены весьма узким семейством, следуемым из общей теории конформных отображений регулярных поверхностей и определяемым, как справедливо указывал на это профессор В. Морозов [40], вполне определенными ограничениями. Это позволило для любых двух односвязных областей регулярных поверхностей выразить общие уравнения теории конформных отображений в частных производных в виде алгоритмов: (1.23) и (1.24), (1.27) и (1.28), удобных для вычислений на ЭВМ и имеющих общий вид для данного семейства проекций. На этой основе предлагаются общие для данного семейства взаимных конформных отображений поверхностей уравнения для вычисления основных характеристик проекций, а также уравнения связи полярных геодезических координат на любых регулярных поверхностях: (1.29) -(1.37), (1.39) - (1.41), (1.43) - (1.47).
Показано, что в рамках общего алгоритма, описывающего взаимное отображение поверхности эллипсоида вращения и плоскости в различных видах конформных отображений, применяемых для геодезических целей, для получения какого-либо частного случая необходимо и достаточно получить уравнение гармонического вида для изображения на плоскости меридиана эллипсоида, принимаемого за осевой в зональной системе. При этом заложена возможность варьирования значением в центральной точке изображаемой области, что обеспечивает в определенных пределах возможность управления распределением линейных искажений в этой области. Показано, что только это уравнение определяет вид геодезической проекции из класса конформных.
Получены формулы для вычисления коэффициентов определяющих вид геодезических проекций (2.4 - 2.6), ( 3.14), (3.19) и обеспечивающие вычисление плоских прямоугольных координат и редуцирование расстояний в геодезической проекции с погрешностью, не более 0.001 м, дирекционных углов и азимутов — 0.001", широт и долгот — 0.0003", если изображаемая область эллипсоида ограничена сфероидической трапецией с разностью долгот ЛЬ < 12 и разностью изометрических широт Ад < 12°дпя цилиндрических и конических проекций. В проекциях азимутальных, композиционных и проекциях, полученных на основе поликонических проекций Лагранжа, указанная точность обеспечивается при размерах изображаемой области эллипсоида, ограниченной окружностью, эллипсом либо овалом, описанными около этой трапеции. Для конических проекций получены рекуррентные формулы (2.6), позволяющие вычислить любое число коэффициентов Cj, при этом размеры области эллипсоида, отображаемой на плоскости с указанной выше точностью, должны удовлетворять лишь критерию их односвязности.
На основе исследований, выполненных в настоящей работе, получен общий алгоритм вычислений, удобный для реализации на ЭВМ, для конформных геодезических проекций определенного семейства, который апробирован на различных примерах .
Теоретически обосновано и подтверждено на примерах вычислений, что при общих начальных параметрах В0,Ь0,т0 геодезических проекций класса, описанного общим алгоритмом, плоские прямоугольные координаты в различных их видах отличаются лишь на малые величины третьего порядка, а величина сближения меридианов на плоскости вообще не зависит от изменения значения т0. Значение геодезической кривизны изображения геодезической линии одной поверхности на другой при этих условиях меняется, но незначительно и остается малой величиной того же порядка, что и при значении масштаба в центральной точке изображаемой области, равном единице. На этом основании сделан вывод о том, что выбор наилучшей геодезической проекции возможно производить только на основе оптимизации линейных искажений, что характерно для любых конформных проекций.
Получены формулы (2.38) - (2.55) для предрасчета точности вычислений различных элементов геодезической проекции описанного общим алгоритмом, независимо от ее вида, которые несложно ввести в общий алгоритм вычислений в геодезических проекциях на ЭВМ для автоматизации процесса выбора основных параметров проекции при конкретных условиях.
Показаны основные пути моделирования оптимальной геодезической проекции по характеру распределения и величине линейных искажений внутри изображаемой области путем выбора вида проекции из определенного общей теорией класса и значения для нее.
В результате исследования общего алгоритма геодезических проекций сделан вывод о том, что, моделируя значения для изображаемой области, можно примерно вдвое по абсолютной величине уменьшить максимальные линейные искажения внутри ее, существенно увеличив при этом окрестности регламентируемых и пренебрегаем© малых линейных искажений, в известных пределах перемещать эти окрестности внутри изображаемой области, придавать им различную форму.
В результате выполненных исследований вычислительных возможностей общего алгоритма конформных геодезических проекций, сделан вывод о том, что он может эффективно применяться с целью изыскания наилучшей в конкретных условиях координатной среды для отображения на плоскости информации о геометрических образах эллипсоида с точностью, необходимой и достаточной для решения самых различных задач с учетом современных требований.
Многочисленные и продуктивные исследования в области математической картографии по поиску наилучших или идеальных картографических проекций обеспечили возможность разработки общей методологии и общего теоретического обоснования (в рамках и на основе предлагаемого общего алгоритма) получения геодезических проекций, удовлетворяющих критерию Чебышева - Граве о наилучших конформных проекциях.
Для этой цели исследованы основы формирования композиционных геодезических проекций с использованием методов, рассматриваемых в работе А. Лисичанского [34] для картографических проекций, при этом показана возможность автоматизации этого процесса путем композиции коэффициентов, определяющих в общем алгоритме вид геодезической проекции, а не координат. При этом композиционные проекции сохраняют конформность и для них также возможно моделирование значения масштаба в центральной точке проекции по общей методике, описанной для отдельной проекции. Исследования, выполненные в настоящей работе, позволяют сделать вывод о том, что в композициях могут участвовать не только цилиндрические и конические с азимутальными, но и конические с цилиндрическими проекции, возможны также композиции не только пар, но и групп проекций, если это необходимо.
Исследованы вопросы получения геодезических проекций на базе поликонических конформных проекций Лагранжа с использованием исследований, приведенных в работах Л. Бугаевского для решения задач математической картографии и обобщающих, как показано в работах [10-13], довольно широкий спектр конформных проекций. В результате предложена общая методология трансформации конформных картографических проекций в геодезические с использованием общего алгоритма, получены коэффициенты, определяющие поликонические геодезические проекции Лагранжа, при этом указано место известных геодезических проекций: квазистереографической Руссиля, стереографической Гаусса и конической Ламберта как частных случаев поликонических проекций Лагранжа.
Отмечается то, что применение для геодезических целей конформных проекций, удовлетворяющих критерию Чебышева
Граве о наилучших проекциях, вполне оправдано с применением компьютерных технологий и на базе общего алгоритма конформных геодезических проекций .
Учитывая современные тенденции в развитии геодезических измерений и вычислений [1,5,17,28,35,38], определение как современных стандартных приборов для геодезических измерений спутниковых приемников GPS и ГЛОНАСС и общеземной системы координат WGS-84 или ПЗ-90, предлагаются общие принципы модернизации геодезической основы для небольших по размерам государств. Для осуществления связи между различными координатными системами как референцными, так и общеземными предлагаются дифференциальные формулы для плоских прямоугольных координат геодезических проекций, определяемых общим алгоритмом (4.10) - (4.12). При этом показано, что при размерах координатных зон в геодезических проекциях не более того, как это принято в проекции Гаусса-Крюгера, дифференциальные формулы для преобразования плоских прямоугольных координат не зависят от вида геодезической проекции и являются общими, если учесть реальные отличия параметров и ориентировки референц-зллипсоида Кра-совского и общего земного эллипсоида.
Точность дифференциальных формул для плоских прямоугольных координат в геодезических проекциях соответствует точности дифференциальных формул для геодезических координат, при этом существенно упрощается практическая задача по установлению новой системы координат для некоторых государств. Указывается, что при этом основной проблемой является установление исходных параметров преобразований (4.3), приводятся некоторые пути ее решения, однако для государств, в качестве координатной поверхности использующих референцэллипсоид Красовского, можно использовать параметры преобразования при переходе на общий земной эллипсоид, приведенные в работе [1].
Отмечается роль и значение гибкой и приспособляемой координатной среды для оптимального отображения баз данных геоинформационных систем, формируемых на основе компьютерных технологий, отмечаются ограниченные возможности традиционной для нас системы зональных координат Гаусса-Крюгера, как и любой другой системы, полученной на основе какой - либо отдельно взятой геодезической проекции.
На примере отдельных государств рассмотрены основные принципы выбора различных, в том числе и наилучших геодезических проекций в зависимости от размеров и формы контуров их территорий, а также основных параметров оптимизации. Приведены расчеты основных критериев точности вычислений в геодезических проекциях, обусловленные современными возможностями измерений с применением спутниковых приемников GPS - ГЛОНАСС.
На примере административных областей Республики Беларусь предложен порядок введения оптимальных региональных систем координат. Приведены основные величины, характеризующие максимально возможные линейные искажения внутри региона для различных видов, в том числе и для наилучших геодезических проекций, что подтверждает эффективность их применения.
Предложено три варианта выбора локальных систем координат, обеспечивающих минимально возможные искажения. Приведены основные параметры локальных систем на примере городов Москвы и Минска, которые обеспечивают минимально возможные искажения внутри локальной территории и математически строгую связь как с общегосударственной, так и с региональной системами.
Сформулированы научно-технические- основы и требования к выбору оптимальной геодезической проекции, определяющей гибкую и приспособляемую координатную среду геоинформационных систем различного назначения и содержания на основе общего алгоритма вычислений на ЭВМ.
Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Подшивалов, Владимир Павлович, 1998 год
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Базлов Ю. А., Галазин В. Ф., Каплан Б. Л., Максимов В. Г., Чугунов И. П. Анализ результатов совместного уравнивания астрономо-геодезической, доплеровской и космической геодезических сетей // Геодезия и картография. — 1996, № 7, с. 26-37.
2. Базлов Ю. А., Герасимов А. П., Ефимов Г. И., Насретдинов К.К. Параметры связи систем координат// Геодезия и картография. — 1996, № 8, с. 6-7.
3. Баландин В. Н. Вычисление сближения меридианов и масштаба проекции Гаусса-Крюгера // Геодезия и картография. — 1988 № 11, с. 34-36
4. Бахаволь Д. Местная система координат Кабула // Геодезия и картография. — 1988, N° 12, с. 21-23.
5. Бойко Е. Г., Бойков В. В., Бровар Б. В. и др. Основные положения о государственной геодезической сети. — М., 1994, 19с.
6. Большаков В. Д., Клюшин Е. Б., Васютинский И. Ю. Изыскания и проектирование инженерных сооружений. Справочное пособие. — М.; Недра, 1991, 238с.
7. Бугаевский Л. М. Проблемы изыскания и использования равноугольных и близких к ним проекций для целей картографии и геодезии. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук . М.,1971.
8. Бугаевский Л. М. Критерии оценки при выборе картографических проекций // Изв. .вузов "Геодезия и аэрофотосъем-ка"-ЫЗ,с.92-96.
9. Бугаевский Л. М. Картографические проекции эллипсоида, полученные на основе обобщения метода Н.А.Урмаева //Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка - 1986,Ы5,с.121-128.
10. Бугаевский Л. М. Поликонические проекции эллипсоида вращения с ортогональной картографической сеткой //Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка -1989, N 3, с. 120-125.
11. Бугаевский Л. М., Вахрамеева Л. А. Картографические проекции. Справочное пособие. — М.: Недра, 1992, 293с.
12. Бугаевский Л. М. Математическая картография. — М.: "Златоуст", 1998, 400с.
13. Вахрамеева Л. А., Бугаевский Л. М.м Казакова 3. Л. Математическая картография. — М.: Недра, 1986, 285с.
14. Векуа И. Н. Обобщенные аналитические функции. — М., 1959.
15. Гаусс К. Ф. Избранные геодезические сочинения. Т. 11. Высшая геодезия. — М.: Геодезиздат, 1958, 246с.
16. Гельмерт Ф. Р. Математические и физические теории высшей геодезии. Т. 1. Математические теории. — М.: Геодезиздат, 1962, 408с.
17. Герасимов А. П. Уравнивание государственной геодезической сети М., Геодезиздат, 1996, 214с.
18. Гинзбург Г. А., Салманова Т. Д. Применение в математической картографии методов численного анализа. / Труды ЦНИИГАиК, вып. 153, 1962.
19. Гинзбург Г. А., Салманова Т. Д. Пособие по математической картографии /Труды ЦНИИГАиК, вып. 160, 1964.
20. Граве Д. А. Об основных задачах математической теории построения географических карт. СПб., 1896.
21. Граур А. В. Математическая картография.Л.1956, 372 с.
22. Ивашин М. А. Об определении параметров и координат в обобщенной проекции Гаусса-Крюгера. // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. — 1990, № 4, с. 21-29.
23. Ивашин М. А. О стереографических проекциях поверхности земного сфероида на плоскость. // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. — 1993, № 3, с. 40-48.
24. Каврайский В. В. Математическая картография. — М.-Л.: Редбаза госкартотреста, 1934, 276с.
25. Каврайский В. В. Избранные труды. Т. 11., вып. 1-3.: ГС ВМФ, 1958-1960.
26. Каган В. Ф. Основы теории поверхностей. — М-Л.: Гостехиз-дат, 1947, 1948.
27. Кениг Р., Вейзе К. Математические основы высшей геодезии и картографии. Земной сфероид и его конформные отображения. — М., 1954, 500 с.
28. Концепция перехода топографо-геодезического производства на автономные методы спутниковых координатных определений (проект) //Федеральная служба геодезии и картографии России, М., 1995, 23с.
29. Конусова Г. И. О классификации картографических проекций по характеру искажений // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка - 1975, вып. 3, с. 129 - 134.
30. Конусова Г. И. О наилучших картографических проекциях Ц Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка - 1975, вып. 3, с. 129 - 134.
31. Кошнарев А. В.,Тикунов В. С. Геоинформатика., Геодезиздат, 1993, 212с.
32. Кузнецов А. А. Общие уравнения равноугольных проекций в геоцентрической системе координат // Геодезия и картография. — 1987, № 10, с. 41-44.
33. Лаврентьев М. А. Конформные отображения. — М.-Л. 1946.
34. Лисичанский А. С. Объединение системы конформных и эквивалентных картографических проекций. Дисс. на соиск. уч. ст. доктора технических наук, Львов, 1972,120 с.
35. Макаренко Н. Л. О переходе на автономные спутниковые методы определения координат // Геодезия и картография. — 1996, № 5 с. 4-7.
36. Машимов М. М. Теоретическая геодезия. Справочное пособие — Мм Недра, 1991, 267с.
37. Мещеряков Г. А. Теоретические основы математической картографии.— М.: Недра, 1968, 160с.
38. Мировая геодезическая система — 1984 (УУОА - 84) // Дополнение С к письму государствам АН 2/2 — 93/58. - 1984, 16с.
39. Морозов В. П. Методы решения геодезических задач ка поверхности земного эллипсоида. М..ВИА, 1958, 200 с.
40. Морозов Й. П. Курс сфероидической геодезии. — М.: Недра, 1979, 296с.
41. Морозов В. П. Сфероидическая геодезия. Итоги науки и техники. Серия "Геодезия и аэрофотосъемка". — М.: ВИНИТИ, 1978, с. 58-85.
42. Неумывакин Ю. К., Халугин Е. И., Кузнецов П. И., Бойко А. В. Топографические съемки. Справочное пособие. — М.: Недра, 1991, 316с.
43. Неумывакин Ю. К. Перский М. И. Геодезическое обеспечение землеустроительных и кадастровых работ. Справочное пособие - М., Геодезиздат, 1996, 343с.
44. Павлов А. А. Преобразование координат из одной проекции в другую //Изв. вузов,Геодезия и аэрофотосъемка,-1964, N 5.
45. Пеллипен Л. П. Высшая геодезия (теоретическая геодезия)
— М.: Недра, 1978, 264с.
46. Подшивалов В. Г). Об изображении, эллипсоида на сфере // Тр. НИИГАиК, т. XXX. — 1973, с. 59-63.
47. Подшивалов В. П. Уравнение Клеро для квазигеодезических линий эллипсоида // Тр. НИИГАиК, т. XXX. — 1973, с. 77-84.
48. Подшивалов В. П. Внутренняя геометрия земного эллипсоида и ее применение для решения геодезических задач // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Новосибирск, 1973, 105с.
49. Подшивалов В. П. Решение прямой геодезической задачи на любые расстояния // Геодезия, картография и аэрофотосъемка. — Львов, 1979, с. 120-124.
50. Подшивалов В. П. Прямой метод решения обратной геодезической задачи на любые расстояния. // Геодезия, картография и аэрофотосъемка. —Львов, 1980, с. 121-125.
51. Подшивалов В. П. Формулы для редуцирования измеренного отрезка прямой на поверхность эллипсоида // Изв.вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. — 1984, № 1, с.30-37.
52. Подшивалов В. П., Салим А. О выборе геодезической проекции для ограниченных территорий // Геодезия и картография.
— 1994, № 7, с. 12-14.
53. Подшивалов В. П. Общий алгоритм вычислений в геодезических проекциях // Вести Полоцкого госуниверситета. Прикладные науки. Т.1. Новополоцк: 1995, с. 66-74.
54. Подшивалов В. П. Координатная среда для геоинформационных систем // Геодезия и картография. — 1997, N° 6, с.51-55.
55. Подшивалов В. П., Есса А. Выбор геодезических проекций для кадастра // Геодезия и картография. — 1997, № 7, с.45-48.
56. Подшивалов В. П. О вычислении геодезических проекций для ГИС. // Материалы IV Всероссийского форума " Геоинформационные технологии. Управление. Природопользование. Бизнес." М., 1997 , с. 145 - 147 .
57. Подшивалов В. П. Один из путей модернизации геодезической основы // Геодезия и картография. — 1998 , N° 2 , с. 24 - 25.
58. Подшивалов В. П. Харуна М. Системы плоских прямоугольных координат для африканского континента // Геодезия и картография. — 1998 , № 4, с. 40 - 42.
59. Подшивалов В. П. Теоретические основы формирования координатной среды для геоинформационных систем. Научное издание — Новополоцк, ПГУ, 1998 , 125 с.
60. Подшивалов В. П. Разработка систем координат для земельного кадастра //Сборник научных трудов "Геодезическое обеспечение кадастра, землеустройства и сельскохозяйственного строительства", Горки, 1997.с.13-16.
61. Соловьев М. Д. Математическая картография. М..Недра, 1969,287 с.
62. Тучин Я. И. Изыскание наилучшей эйлеровой проекции для фиксированной области методом априорных оценок // Тр. НИ-ИГАиК, т.XXXIV. — 1976, с.55-64.
63. Улашина С. А. Возможность применения стереографической проекции Гаусса // Геодезия и картография. — 1982. № 5. с.13-16.
64. Урмаев Н. А. Методы изыскания новых картографических проекций, М.,1947. 95 с.
65. Урмаев Н. А. Сфероидическая геодезия, М.,1955, 168 с.
66. Урмаев Н. А. Основы математической картографии. Труды ЦНИИГАиК, вып. 144, М.,1962, 128 с.
67. Фоломкин В. М. Использование стереографической проекции в морской геодезии // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. — 1985, № 1, с. 50-53.
68. Христов В. К. Координаты Гаусса-Крюгера на эллипсоиде вращения. — М.: Геодезиздат, 1957.
69. Чебышев П. Л. О построении географических карт. Сочинения. Том 1. СПб., 1899.
70. Чебышев П. Л. Черчение географических карт. Избр. мате-мат. труды. М-Л.,1946.
71. Эль Атми М. О преобразовании прямоугольных координат Ламберта из зоны в зону // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. — 1991, № 2, с. 143-149.
72. Вгагарин Крста М. Неки проблеми ко]и наста]у код примене Гаус-Крюгерове про]екци|е // Геодезическая служба — 1992, т.22, № 64, с.29-35.
73. Baranyi Janos. Konstruktion anschauiicher Erdabbiidungen: Kartographische Nachrichten , v. 37, no 1 , 1987 , p. 11 - 17.
74. Bartoiomeo В., Giovanni P., Manro C. Suile formuie di corrispondenza di faiune rappresentazioni conformi // Boll. — Soc. ital. fotogramm. et topograf. — 1979, № 1, p.5-8.
75. Bibby H., Reilly W. The use of New Zeland map grid projection as a local survey projection // N. Z. Suw. — 1981, v 30, № 1, p.11-24.
76. Bowring B. The Lambert conical orthomorphic projection and conputational stability // Bull. Geod. — 1986, v.60, № 4, p. 345354.
77. Csepregi S., Soha G. Szabatos vetuleti szamitasok // Geod. Es. Kartogz. — 1983, v.35, № 4, p.247-257.
78. Ding J., Cehui X. The transforming the zones of Gauss projection from latitudes of low points // Acta geodaet et cartogr. sin. — 1993, v.22, № 3, p.212-217.
79. Hubeni К., Jsotherme koordinatensysteme und konforme Abbildungen des Rotationsellipsoides // Mitt. geod. Jnst. Techn. Univ. Graz. — 1977, v.28, p.1-72.
80. Kaitsikis C. über bestangepasste konforme Abbildungen // Diss. Doktor — Ing. Fak Bauing und Vermessungsw Techn. Univ. München. —1980, 95 p.
81. Kaitsikis C. Numerical freatment of comformal map projetions // Cartogr. J. — 1989, v.26, № 1, p.22-23.
82. Mittermayer E. Die Gaußschen Koordinaten in sphärischer und ellipsoidischer Approximation // Konforme Abbildung Vermessungwesen. — 1993, v.118, № 7, p.345-356.
83. Maxwell L. Deesign criteria for a cohesive North American plane coordinate system // Surv. And Mapp. — 1978, N° 2, p. 125-142.
84. Poitevin C. Une definition plus precise des constantes beiges de la representation plane conforme de Lambert // Bull. trim. Soc. Beige photogrammetri teledetec. et cartogr. — 1988, N° 171-172, p.41-46.
85. Tomelleri V. La curvatura della geodetica ellipssoidica trasformata nelle cartografía piano-conforme Gaussiane // Rev, catasto e serv. teen. erar. — 1979, v.34, № 1-6.
86. Varga J. A Lambert — fele szógnato Kupvetülletról // Geod. es kartogr. — 1983, v.35, № 1, p.25-30.
87. Vincze V. Az ellipszoid valos vetuletei. A valos vetuletek altalanos egyenietei //Geod. es. Kartogr. — 1982, v.34, № 4, p.235-242.
88. Zhang N., Shanhoitz W u. a An improved approach for coordinate conversion between adjacent Universal Transverse Mercator coordinate zones // Trans. ASAE. — 1989, v.32, № 2, p.597-603.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.