4.4. Вычисление параметров новой СК (универсальный способ). Часть 1

Шаги по расчету параметров СК типа "Поперечная Меркатора" для небольшой местности (~20х20 км) используя известные проямоугольные координаты точек в обеих системах (начальной и целевой)

В данном разделе рассмотрим методологию создания пользовательских СК без опоры на существующие определения. Все рассматриваемые далее действия будут подразумевать вычисление в прикладном ПО параметров систем координат для их присвоения чертежу. При этом отдельно акцентируем внимание, что целевая СК будет прямоугольной (из-за особенности программы)

В качестве примера также остановимся на файлах из предыдущего раздела. В качестве прикладной программы, в которой можно было бы рассчитать параметры условной СК остановимся на бесплатном приложении «CPLANELITE», загрузить которое можно с данной страницы. Автор приложения выложил также инструкцию к приложению, при проблемах работы – можно задать вопросы сообществу, перейдя по ссылке в раздел обсуждений:

Порядок действия в данной программе будет рассмотрен далее:

Как и в разделе 4.3 нам необходимы координаты пунктов в обеих системах координат.
Перед работой с программой необходимо зайти в ее директорию (где лежит исполняемый файл CPlanLite.exe и открыть в блокноте (или ином текстовом редакторе) файл «CustomSYS.ini». этот файл содержит описания проекции целевой СК (в нашем случае – региональной). Далее необходимо добавить в этот файл определение целевой СК в следующем формате:

[MSK-26_Zona1] – наименование данной СК

SemiMajorAxis=6378245 – радиус большей полуоси эллипсоида (для всех отечественных СК это постоянный параметры для эллипсоида Крассовского)

RecipFlattening=298.3 – полярное сжатие эллипсоида (в данном случае, Крассовского)

CMeridian=40.98333333° - величина центрального (осевого) меридиана, параметр в определении СК

Scale=1.000000000000 – масштабный коэффициент, для всех отечественных СК он равен 1

FalseNorthing=-4511057.63 – неверное северное смещение

FalseEasting=1300000 – неверное восточное смещение

После внесения изменений файл необходимо сохранить.

Далее открываем рабочее пространство и на вкладке Source выбираем определение нашей целевой СК:

Примечание: подготавливать данные к импорту в программу лучше, например, из Excel – так, можно выделить все данные и потом единоразово скопировать в строки программы

Приступаем к заполнению данных. Здесь также необходимо сделать поправку на смену осей X и Y. Для простоты действий, сделаем наше вычисление для четырех точек (1,2,4,5). Так как на чертежах геодезической съемки оси будут направлены согласно принятым в России стандартам – X вверх, а Y – вправо, то в AutoCAD, чтобы не разворачивать ПСК/не переносить геометрию, можно принять, что ось YACAD – это ось X истинная, и также для оси XACAD = Y истинной. Практически, чтобы не путать читателя – те значения в свойствах, которые показываются в AutoCAD для опорных точек следует интерпретировать так: в столбец с «X» идут значения из свойств, где написано «Положение Y», а в столбец с «Y» идут значения из свойств, где написано «Положение X».

Для улучшенного восприятия информации выше представим все исходные данные в табличном виде. Здесь под «ЛСК» обозначена локальная система координат. Различие в понятиях «каталожный» и «плановый» сугубо в относимости к той или иной системе. Направления осей одинаково.

Таблица 5.2.2.1 Исходные данные для расчета

Теперь преобразуем эти данные к виду, как мы будем импортировать их в программу для корректного задания СК с такими исходными данными в программе с базовой ориентацией осей.

Таблица 5.2.2.2 Данные для расчета для импорта в CPlanLite

После создания таблицы для импорта – выделяем все ячейки и вставляем в программу:

Среди параметров есть программы есть возможность выбрать так называемую, степень полинома – при повышении значения которой соответственно повышается точность результата. Как написано в аннотации к программе на ее сайте «Для алгоритма программы всегда справедливо соотношение N > degree + 1, где N — число точек, а degree — степень полинома» - следовательно, выставленное числовое значение полинома должно быть меньше, чем число точек (загруженных в проект и активных при расчете [см. далее])

Далее необходимо пометить точки, которые будут использовать при расчете параметров. Это делается нажатием 1 раз ЛКМ на крестик для каждой из строк – чтобы загорелась зеленая галочка. В противном случае программа выдаст ошибку вида:

После заполнения данных, нажимаем на кнопку «Run» для запуска расчета:

Предварительные анализы расчета (в формате невязок) между данными исходной СК, переведенные с помощью подобранных параметров перевода и данными целевой СК (ЛСК) доступны в последних трех столбцах как разности соответствующих параметров по осям X и Y, а также значения R, которое равно корню квадратному из суммы квадратов невязок по X и Y. Если невязки находятся в пределах 0.01 м – значит, можно говорить, что перевод выполнен корректно.

Примечание: в программе также есть второе рабочее пространство «Transform Points», куда можно загрузить координаты точек в исходной системе (МСК) и сравнить их с координатами этих же точек в локальной СК. При этом данные точки не будут учтены при расчете – они нужны сугубо для проверки точности подобранных параметров для других опорных точек

Предварительная (и окончательная) версия параметров доступна при нажатии на кнопку “Get” в нижней ленте функциональных клавиш. На этом этапе параметры можно отредактировать вручную, после чего нажать на кнопку “Update” для внесения изменений в расчетные параметры, и затем на кнопку “Test” для получения итоговых параметров определения ЛСК. Но в нашей ситуации ручную правку лучше не производить (или предварительно убедиться – не будет ли больших погрешностей при их использовании, запустив расчет еще раз)

Для вывода итоговых параметров нажимаем на кнопку “Test” (если на предыдущем шаге при вызове команды “Get” мы не меняли параметров) и появляется почти идентичное окошко вида:

Примечание: для копирования параметров в режиме Ctrl+C и Ctrl+V лучше это делать из-под окна после вызова команды “Get” – тогда текст будет возможно выделить.

Создание определения для ЛСК будем производить снова на основе параметров региональной СК. Мы неоднократно делали уточнение (см. Примечание в п. 3.2), что для корректной работы функции Геопозиционирования, в параметрах определения СК должны быть выставлены границы области, для которой будет прогружена географическая карта (Bing-maps) – см рисунок ниже:

После создания копии региональной СК переходим в ее параметры проекции и ставим тип «Поперечная Меркатора», поскольку как мы уже упоминали в разделе 3, что масштабный коэффициент невозможно задать для проекции Гаусса-Крюгера. После этого заполняем строки в определении: