ГКИНП (ГНТА)–06-278-04. Выполнение работ в системе координат 1995 года (СК-95) - часть 8

 

28

 

По 

результатам 

совместной 

обработки 

ГГС, 

данных 

нивелирования 

и 

гравиметрической  информации  составляется  карта  высот  квазигеоида  на  соответствующую 
территорию.  

1.3.9. Каталогизация и хранение информации 

Уравнивание  сетей  завершается  составлением  каталогов  координат    и  высот 

геодезических пунктов  и составлением научно-технических отчетов. При уравнивании сетей 
по  объектам  работ  каталоги    координат    и  технические  отчеты  составляются  отдельно  по  
каждому объекту. 

На  территорию  страны  составляются  и  издаются  каталоги  пунктов    ГГС,  в  основной 

раздел которых помещаются плоские прямоугольные координаты пунктов 1…4 классов. 

Плоские  прямоугольные  координаты  приводятся  в  проекции  Гаусса-Крюгера  с 

шестиградусными зонами. Осевыми меридианами шестиградусных зон являются: 21, 27, 33, 
..., 177

0

. Началом  координат в каждой зоне является точка пересечения осевого меридиана с 

экватором;  значение ординаты на осевом меридиане принимается равным 500 км. 

Наряду  с  плановыми  координатами  в  банках  данных  ГГС  помещаются  нормальные 

высоты пунктов и высоты квазигеоида.  

Уравненные пространственные координаты пунктов ФАГС, ВГС и СГС-1, скорости их 

изменения  и  характеристики  точности  хранятся  в  специальных  каталогах  на  машинных 
носителях в геоцентрической и геодезической системах координат с указанием эпох.  

Каталоги пространственных прямоугольных координат пунктов ФАГС, совмещенных с 

пунктами  наблюдений  параметров  вращения  Земли  ГСВЧ,  ежегодно  публикуются  с 
указанием эпохи в специальных бюллетенях ГСВЧ.  

Порядок  и  особенности  каталогизации  пунктов  ГГС  регламентируются  действующей 

Инструкцией по составлению и изданию каталогов геодезических пунктов ГКИНП (ГНТА) –
06, утвержденной 6.02.2002 г. руководителем Федеральной службы геодезии и картографии 
России  и  согласованной 4.02.2002 г.  ВРИД  начальника  Военно-топографического 
управления Генерального Штаба Вооруженных Сил Российской Федерации.  

Результаты  измерений  и  уравнивания  сетей,  координаты  геодезических  пунктов, 

другие  количественные  характеристики  элементов  ГГС,  сведения  о  геодезических  знаках  и 
центрах пунктов хранятся: 

•

 на всю территорию страны - в банках геодезических данных при Роскартографии;  

•

 на  территорию  регионов  Российской  Федерации - в  региональных  банках 

геодезических  данных  аэрогеодезических  предприятий  Роскартографии  и  геодезических 
частей  Топографической  службы  ВС  РФ,  а  также в  территориальных  инспекциях 
государственного геодезического надзора. 

Структура  и  специальное  программное  обеспечение  региональных  банков 

геодезических  данных  должны  быть  идентичны  и  сопряжены  с  банками  геодезических 
данных при Роскартографии. 

 

2. ПЕРЕХОД ОТ СИСТЕМЫ КООРДИНАТ 1942 ГОДА  
К СИСТЕМЕ КООРДИНАТ 1995 ГОДА  
2.1.  Перевод  геодезических  координат 1942 года  в  СК-95  методом 
уравнивания и методом трансформирования  

 

Уравнивание является традиционным методом определения координат по результатам 

геодезических  измерений.  В  отличие  от  других  методов  уравнивание  позволяет  не  только 
получить  координаты,  но  и  проконтролировать  результаты,  и  достаточно  строго  оценить 
индивидуальную точность координат каждого пункта. Поэтому наиболее целесообразно  

 

 

29

вычислять  координаты  в  системе  СК-95  с  помощью  уравнивания  измерений  относительно 
геодезических  пунктов  в  этой  системе.  Если  геодезические  пункты,  координаты  которых 
известны  в  СК-42,  необходимо  определить  в  СК-95,  то  в  случае  сохранности  измерений 
метод уравнивания должен рассматриваться как приоритетный. 

Преобразование  координат  из  системы  СК-42  в  систему  СК-95  методами 

трансформирования  выполняют  в  тех  случаях,  когда  координаты  в  СК-42  известны,  а 
информация  о  геодезических  измерениях,  на  основе  которых  эти  координаты  были 
получены,  утрачена.  Все  методы  трансформирования  используют  один  и  тот  же  прием.  На 
пунктах, для которых известны координаты и в СК-42 и в СК-95, предварительно получают 
их  разности.  Разности  по  существу  отражают  отличия  систем  координат  в  дискретных 
точках. Поэтому необходимо каким-либо образом распространить информацию об отличии 
систем координат с точек на окружающую их территорию, т.е. построить непрерывное поле 
разностей координат между СК-42 и СК-95. Когда поле разностей построено, по известным 
координатам в одной системе легко получить координаты в другой. 

Отличия  методов  трансформирования  заключаются  в  том,  какая  математическая 

модель выбирается для формирования непрерывного поля разностей координат. В настоящее 
время  в  геодезической  практике  широко  распространен  аналитический  метод 
трансформирования, 

использующий 

ортогональное 

преобразование 

координат. 

Математическая  модель  этого  метода  подразумевает,  что  одна  и  та  же  точка  имеет 
различные  значения  в  двух  пространственных  прямоугольных  системах  координат  из-за 
того, что: 

¾

 

существует сдвиг между началами этих систем, описываемый параметрами x, y, z; 

¾

 

существуют  углы  между  одноименными  осями  этих  систем,  учитываемые  с 
помощью параметров 

ω

x

, 

ω

y

, 

ω

z

; 

¾

 

существуют  отличия  в  масштабах  длин,  учитываемые  масштабным 
коэффициентом m. 

Дополнительные различия, вызванные любыми иными причинами достаточно малы, и 

могут не учитываться. 

Формула преобразования координат в этом случае имеет вид 

 

 

.

 

⎟

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎜

⎝

⎛

−

−

−

⎟

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎜

⎝

⎛

−

−

−

=

⎟

⎟

⎟

⎠

⎞

⎜

⎜

⎜

⎝

⎛

−

−

−

−

z

Z

y

Y

x

X

m

Z

Y

X

СК

СК

СК

x

y

x

z

y

z

СК

42

42

42

95

1

1

1

ω

ω

ω

ω

ω

ω

Использование 

модели 

ортогонального 

преобразования 

координат 

для 

трансформирования  координат  из  СК-42  в  СК-95  может  быть  затруднено  (особенно  на 
значительных территориях) в связи с тем, что: 

•  обе  системы  координат,  строго  говоря,  не  являются  пространственными,  а 

реализованы  на  поверхности  эллипсоида  Красовского.  Плановые  координаты  могут 
быть  дополнены  высотной  составляющей  относительно  этого  же  эллипсоида.  Но  ее 
точность  значительно  ниже,  чем  точность  плановых  координат.  Этот  фактор  имеет, 
однако,  значение  только  при  попытках  преобразования  координат  на  значительных 
территориях с использованием одного набора параметров преобразования.  

•  малое  количество  параметров  не  может  адекватно  описать  все  многообразие 

существенных деформаций системы координат СК-42 относительно СК-95. Поэтому 
сами  ошибки  преобразования  могут  оказаться  недопустимыми.  В  любом 
практическом  случае  такого  преобразования  на  всех  пунктах  с  координатами, 
известными в обеих системах, координаты СК-95, полученные трансформированием, 
будут отличаться от оригинальных координат в СК-95.  

 

 
 

 

 

30

 

Для  преодоления  указанных  недостатков  метода  ортогонального  преобразования 

координат,  возможно  применение  численного  метода  трансформирования,  использующего 
цифровые  модели  разностей  координат  в  системах  СК-42  и  СК-95.  В  цифровые  модели 
входит  информация  о  геодезических  пунктах,  на  которых  эти  разности  известны.  Для 
определения поправки за переход от СК-42 к СК-95 (и наоборот) в этом случае достаточно 
проинтерполировать разности с исходных пунктов в нужную точку.  

Такой  подход  позволяет  выполнять  трансформирование  координат  более  точно,  чем 

метод  ортогонального  преобразования  в  том  смысле,  что  поправки  в  координаты, 
вычисленные  для  опорных  пунктов,  совпадают  с  исходными  разностями.  А  для 
промежуточных  точек  ошибки  трансформирования  координат,  по  крайней  мере,  не 
превышают аналогичных ошибок ортогонального преобразования.  

2.2.  Общие  рекомендации  по  использованию  методов  перевода 
геодезических координат 1942 года в СК-95  

Переход  к  применению  СК-95  при  выполнении  большинства  видов  геодезических 

работ,  выполнявшихся  ранее  в  СК-42,  не  должен  вызывать  каких-либо  проблем.  Поскольку 
между  СК-42  и  СК-95  не  существует  формальных  различий,  переход  к  использованию 
системы  СК-95  во  вновь  выполняемых  работах  сводится  по  существу  к  замене  координат 
исходных  пунктов,  задававшихся  ранее  в  СК-42,  на  их  координаты  в  СК-95.  Все  остальные 
процедуры,  необходимые  для  получения  результатов  геодезических  определений  в 
государственной системе, остаются без изменений.  

Более  того,  при  выполнении  геодезических  работ  современными  спутниковыми 

методами  переход  к  СК-95  значительно  упрощает  получение  результатов  именно  в  этой 
системе  по  сравнению  с  использованием  СК-42.  Существенно  меньшие  деформации  ГГС  в 
СК-95  обеспечивают  возможность  более  эффективной  реализации  высокой  точности 
ГЛОНАСС/GPS  методов.  При  этом  для  получения  результатов  спутниковых  координатных 
определений в государственной системе СК-95 будет достаточна существенно менее плотная 
сеть опорных пунктов в этой системе. Это обеспечивает большую свободу и возможности в 
выборе  соответствующих  пунктов.  С  другой  стороны  требуемая  точность  геодезических 
определений при малом количестве опорных пунктов может быть обеспечена на территории 
существенно больших размеров, чем при использовании СК-42.  

Основные  проблемы  промежуточного  этапа  перехода  от  СК-42  к  СК-95  связаны  с 

задачами,  требующими  приведения  в  СК-95  результатов  геодезических  определений  или 
топографических съемок, ранее выполненных в СК-42 или иных системах, однозначно с ней 
связанных.  Такие  же  проблемы  будут  и  при  необходимости  представления  новых  данных, 
получаемых  в  СК-95,  в  системе  координат  ранее  выполненных  съемок  с  адекватным 
воспроизведением их фактических деформаций.   

По  существу  возникающие  при  этом  проблемы  во  многом  аналогичны  проблемам, 

имеющим  место  при  переводе  координат  точных  спутниковых  определений  в 
деформированную систему СК-42. С той лишь существенной разницей, что для перехода от 
СК-42 к СК-95 (или наоборот) в большинстве случаев уже имеется необходимые исходные 
данные в виде координат достаточно плотной ГГС, известных в обеих системах координат, 
по  которым  могут  быть  заблаговременно  получены  модели  преобразования  координат 
необходимого  вида.  При  этом  для  их  использования  с  целью  решения  такой  задачи  нет 
никаких  ограничений,  связанных  с  невозможностью  выполнять  на  каких-то  пунктах 
реальные  наблюдения  или  даже  с  их  физической  утратой.  Вся  задача  решается  лишь  на 
основе уже имеющихся каталогов координат и уже выполненных ранее измерений.  

 
 
 
 
 

 

31

 

 

2.2.1. Уравнивание 

Перевод  координат  пунктов  из  системы  в  систему  методом  уравнивания  является 

наиболее  корректным  из  всех  вычислительных  методов  такого  преобразования.  Получение 
координат в СК-95 методом уравнивания  естественно может быть использовано только при 
наличии результатов измерений между пунктами с уже известными координатами в СК-95 и 
пунктами,  координаты  которых  должны  быть  определены  в  этой  же  системе.  Этот  метод 
наиболее трудоемок, требует сбора и анализа результатов прежних измерений. Но при этом 
он  дает результаты, наиболее адекватно отражающие данные непосредственных измерений 
на местности, и сами эти результаты не содержат в себе каких либо следов деформаций сети, 
свойственных    системе  координат  СК-42.  Получаемые  результаты  в  этом  смысле 
эквивалентны  результатам  вновь  выполняемых  геодезических  определений  в  СК-95.  Это 
единственный  способ  модернизации  уже  существующих  геодезических  построений  на  тех 
территориях, где из-за значительных нерегулярных деформаций ГГС в СК-42 не применимы 
какие-либо  другие  интерполяционные  методы  преобразования  (трансформирования) 
координат. 

Как  правило,  метод  уравнивания  применяется  для  определения  в  СК-95  положений 

пунктов  ГГС 3-4 классов.  Однако,  применение  метода уравнивания  может  быть  связано  со 
значительными  трудностями  в  задачах,  целью  которых  является  взаимное  согласование 
результатов геодезических и топографических съемок, выполненных ранее в СК-42 и вновь 
выполняемых  на  той  же  территории  в  СК-95.  Проблемы  могут  быть  связаны  как  с 
значительной  трудоемкостью  подготовки  к  уравниванию  материалов  соответствующих 
полевых измерений, так и с отсутствием таковых вообще. В тоже время сгущение ГГС в СК-
95,  получаемое  по  результатам  уравнивания  пунктов 3-4 классов,  а  иногда  и  более  низких 
классов,  дает  дополнительные  данные,  во  многих  случаях  облегчающие  применение 
интерполяционных  методов  взаимного  преобразования  координат  для  более  локальных 
геодезических  построений  на  конкретных  территориях.  Упомянутое  выше  дополнительное 
сгущение  ГГС  в  СК-95  позволяет  либо  выявить  более  детальную  картину  местных 
деформаций  сети  в  СК-42  для  применения  нелинейных  методов  трансформации,  либо 
уменьшить  участки  сети  и  соответственно  величины  внутренних  ее  деформаций  на  этих 
участках до величин, допускающих применение ортогонального преобразования координат. 

Для обеспечения работ по уравниванию пунктов 3-4 классов в СК-95, выполняемых 

геодезическими предприятиями Роскартографии, в ЦНИИГАиК по заданию Роскартографии 
разработан  пакет  программ  под  общим  названием  “ГЕОМАСТЕР”.  Программы  пакета 
обеспечивают, в частности, импорт из геодезических банков данных координат пунктов ГГС, 
результатов геодезических измерений, выполненных в ГГС 3-4 классов и в разрядных сетях, 
их последующее уравнивание и каталогизацию результатов уравнивания. 

2.2.2. Нелинейное преобразование координат с использованием цифровых моделей. 

Под  нелинейным  преобразованием  здесь  и  далее  понимается  преобразование 

координат  с  использованием  цифровых  моделей,  учитывающие  в  совокупности  различие 
двух сопоставляемых систем координат и их дифференциальные нелинейные (нерегулярные) 
деформаций.  С  точки  зрения  построения  и  использования  цифровых  моделей  любые 
деформации  геодезических  построений  могут  рассматриваться  как  следствие  деформаций 
соответствующих  им  систем  координат.  И  наоборот,  деформации  систем  координат, 
независимо  от  причин  их  появления,  могут  интерпретироваться  как  деформации 
геодезических  построений,  выполненных  в  недеформированных  системах.  Если 
предположить  существование  двух  систем  координат  с  разным  характером  и  уровнем 
деформаций,  для  которых  по  координатам  общих  пунктов  построена  цифровая  модель 
преобразования координат, то такое преобразование будет обладать следующим свойством. 
В результатах преобразования будут воспроизводиться деформации той системы, в которую 
выполняется  преобразования,  и  исключаться  деформации  исходной  системы  координат.