Геоцентрические координаты

Геоцентрические координаты — астрономические сферические величины (долгота, широта), определяющие положение точки. Начало отсчета системы совпадает с центром масс Земли. Строго относится к Земле, как к небесному телу. Аналогичные системы применяются к другим небесным телам и имеют собственные наименования — Селеноцентрическая (не стоит путать с селенографическими координатами), Гелиоцентрическая (не стоит путать с Барицентрическими координатами) и прочие. Ось Z — проходящая через точки Зенит и Надир — задает направление на север, для северного полушария. Ось Х — лежит в плоскости Экватора, задает направление на Нулевой меридиан (осевой меридиан зоны в проекции Гаусса — Крюгера). Ось Y — лежит в плоскости Экватора и дополняет систему до правой.^[1][2][3][4]

Применяется в качестве базовой, для построения моделей орбит спутников, несмотря на приближённый её характер, широко распространена в Астроинерциальной навигации.

С 1 января 2017 г. все геодезические и картографические работы, предусматривающие создание новых пространственных данных в государственной системе координат, должны выполняться только в ГСК-2011. ГСК-2011 является геоцентрической, что существенно отличает её от референцных СК-42 и СК-95. Система ориентирована в теле Земли и идентична Международной земной опорной системе координат — International Terrestrial Reference System (ITRS), установленной в соответствии с рекомендациями Международной службы вращения Земли и систем координат (МСВЗ) — International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) и Международной ассоциации геодезии — International Association of Geodesy (IAG) и решением ООН. Её эллипсоид по параметрам практически совпадает с эллипсоидом ITRF2008 и получил наименование эллипсоида ЦНИИГАиК. Таким образом ГСК-2011 и ITRF-2008 совпадают в пределах точности определения параметров эллипсоида ITRF-2008.

В результате исследований для 80 000 точек, равномерно расположенных в пределах границ Российской Федерации, получены ключи перехода для геодезических (географических) и плоских прямоугольных координат.

В рамках развития системы геодезического обеспечения Российской Федерации, с целью введения в действие новой системы координат в ближайшее время в России должен быть проведен объём работ по преобразованию массивов геодезических и картографических данных из предыдущих систем координат в ГСК-2011. В числе таких материалов, хранящиеся в Федеральном фонде пространственных данных (ФФПД) государственные цифровые топографические карты (ЦТК) масштабов 1:100 000, 1:50 000, 1:25 000 будут преобразованы в ГСК-2011.

Таким образом ГСК−2011 призвана заменить СК-42 и СК-95. Точность информации, предоставляемой потребителям ГСК-2011, практически на порядок выше по сравнению с СК-95 и на два порядка — по сравнению с СК-42^[5].

И представляет собой очередную референц-версию. То есть адаптированный к к. л. территории Датум, общеземного эллипсоида ITRF.

Преобразование из Геодезической эллипсоидальной системы координат в местные геодезические координаты (системы) производится по формулам Гельмерта (Преобразование с семью элементами и это приближенный метод, который можно считать точным только, когда параметры преобразования малы). Преобразование Гельмерта считается, относительно обратимым, в отличие от преобразования Молоденского — Бадекаса, с десятью параметрами, применяющихся при пересчете геоцентрических систем.

Параметр	Символ	Значения
Большая полуось	а	6 378 136,5 м
Геометрическое сжатие	${\displaystyle 1/f}$	298,256 415 1

ГСК-2011 производные геометрические константы.

Параметр	Символ	Значения
Малая полуось	${\displaystyle b=a(1-f)}$	6 356 751,758 м
Первый эксцентриситет	${\displaystyle e^{2}=1-b^{2}/a^{2}=f(2-f)}$	6,69439809179×10−3
Второй эксцентриситет	${\displaystyle e'^{2}=a^{2}/b-1=(f(2-f))/(1-f)^{2}}$	6,73951508874×10−3

^[6]

Примечания к таблице:

¹  Смещение центров систем координат/оценка точности, м

²  Развороты осей систем координат/оценка точности, 10^-3 угл. с

^[7]

Примечания к таблице:

¹  результаты 1-го уравнивания ГГС СССР, измерения проведены на эллипсоиде Бесселя, результат референц-эллипсоид Красовского.

²  результаты 2-го (гибридного) уравнивания ГГС СССР, измерения частично проведены на эллипсоиде Красовского, частично пересчитаны с эллипсоида Бесселя, частично пересчитаны с эллипсоида ITRF.

³  результаты совместного уравнивания АГС СССР, доплеровской и космической ГС на эллипсоиде ITRF.

⁴  результаты 2-го уравнивания ГГС СССР, приведены к эллипсоиду ITRF, результат референц-эллипсоид ЦНИИГАиК, При определении эллипсоида «ЦНИИГАиК» масштабные измерения не проводились.

⁵  При определении эллипсоида ITRF2014 масштабные измерения не проводились.

Более полный перечень геодезических систем можно найти здесь