1.4. Обоснование параметров систем координат

Здесь будет приведено объяснение законности используемых параметров, приведены нормативные акты, рассказано о некоторых условностях и ограничениях пакета адаптации

Под этим заголовком будет раскрыта тема соответствия параметров в русской локализации отечественным стандартам в области систем координат. Последняя актуальная редакция ГОСТ 32453-2017 «Глобальная навигационная спутниковая система. Системы координат. Методы преобразования координат определяемых точек» устанавливает ряд положений, о которых ниже.

Постановлением Правительства Российской Федерации от 28 ноября 2016 года № 1240 разрешается использование систем геодезических координат СК-95 и СК-42 до 1 января 2021 года. При этом аналогичная государственная система координат ГСК-1963 де-юре была отменена еще в 1987 году (Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 25 марта 1987 года за № 378-85), но данные, хранящиеся в данной системе никуда не делись, и до сих пор возникают задачи по пересчету координат из одной системы в другую. В чистом виде, государственные геодезические системы для рядовых задач (съемка местности, постановка на кадастровый учет, работа с проектом) не применяются, вместо них используются так называемые «МСК» - местные системы координат, которые имеют свое начало, смещение по осям, могут иметь поворот и масштаб по осевому меридиану отличный от 1.0 относительно принятых ГСК. Помимо обозначенных ГСК, на территории России действует также новая ГСК-2011, но, как написано выше – на практике не встречаются задачи по пересчету между ГСК – только между МСК и ГСК.

Информация, на какой ГСК и с какими параметрами перехода основана та или иная МСК является секретной, соответственно параметры самих МСК также секретны.

Базовый эллипсоид отсчета для референцных систем координат СК-42 [также СК-63] и СК-95 – это эллипсоид Крассовского с параметрами большой полуоси, равной 6378245 м и полярного сжатия 1/298.3 (см. п 4.2.2 ГОСТ 32453-2017). Соответственно, в RCS под именем «Krasovsky-SK42/95» занесен эллипсоид с данными параметрами, при этом следует помнить об этом примечании: «при задании любых двух параметров остальные считаются автоматически», то есть в диалоговом окне настройки данных необходимо вводить значение в первые две строки (как задано в нормативном акте), после ввода которых остальные параметры посчитаются автоматически.

Параметры эллипсоида для новой референцной системы координат – ГСК-2011 имеют другие значения (см п. 4.2.1.4 ГОСТ 32453-2017), которые реализованы в определении эллипсоида в RCS под именем «Krasov_GSK-2011».

Основная задача данного Country Kits – обеспечить корректную работу датумов между отечественными референцными системами координат и WGS-84 по причине того, что постоянно возникает необходимость использовать источники данных, апеллирующие только базой данных в системе WGS-84 (это и спутниковые растровые снимки, и модели рельефа SRTM, и различные семантические данные из того же InfraWorks или иных ГИС-платформ)

Параметры таких датумов общеизвестны и опубликованы в ГОСТ 32453-2017, но для них характерно усреднение на всю страну, и не факт, что для конкретной ситуации съемка совпадет с данными (напр., спутниковым изображением) в WGS-84, отчего эти параметры будут давать погрешности до пары десятков метров. В силу этого, возникнет задача по уточнению параметров датума (параметров трансформации) для участка строительства/района/региона в целом, либо, как альтернатива – подбор самих параметров МСК на интересуемую площадь местности.

Примечание: методика задания датумов в Civil (Map) 3D отличается от привычной в другом ПО тем, что каждой системе координат задается в определение некоторый референц-эллипсоид, для которого в Библиотеке настроены геодезические преобразования между ним и другим референц-эллипсоидом, которые уже обеспечат в будущем корректное взаимодействие данной назначенной СК с пространственными данными в WGS-84.

Для максимального упрощения работы пользователей, особенно для тех, кто далек от научной части поднятых проблем, в состав пакета русских МСК включены несколько датумов, которые можно менять для данной СК. Подробнее о данных действиях см. в разделе 3.5

Перечень доступных датумов приведен на Рисунке 1.4.1 ниже:

По умолчанию, почти для всех МСК действует датум «SK42_to_WGS84_GOST_32453-2017», который является официальным по ГОСТ 32453-2017, эти же параметры известны как EPSG:5044. Базовым датумом для СК-95 является «SK95_to_WGS84_GOST_32453-2017», также по ГОСТ 32453-2017, он известен как EPSG:5043. Дополнительно приведены датумы EPSG:1254, EPSG:1267 для СК-42 и EPSG:1281 для СК-95. В качестве датума для СК-63 используется формулировка EPSG:1267, установленная в 2001 году для СК-42.

Системы координат непосредственно, на территории России и постсоветского пространства основаны как правило, в своем подавляющем большинстве на проекции Гаусса-Крюгера, и соответственно, задаются в ПО как проекции этого типа, либо проекциями типа «Поперечная Меркатора», для которых задается значение осевого меридиана, широты начала (почти всегда = 0), параметров северного и восточного смещения, (может еще задаваться масштаб по осевому меридиану, который как правило равен 1.0) а также еще одну группу параметров, которые как правило не включаются в классификатор другого ПО – это границы действия данной системы координат, выраженные в виде пары координат точек [левый нижний угол – правый верхний] (широта/долгота), задающих область местности, для которой будет применяться данная система координат. Проще говоря, выделяем прямоугольником [сферическим прямоугольником] регион, для которого задается МСК и вводим координаты крайних его точек.

На рисунке выше показано включение в Google Earth режима отображения сетки для точного определения точек

Примечание: большая проблема Civil 3D, что в определении системы координат типа «Проекция Гаусса-Крюгера» невозможно задать масштабный коэффициент (уменьшение масштаба). Как правило, все региональные МСК имеют масштабный коэффициент = 1 по умолчанию, и эта проблема дает о себе знать в основном, при вводе пользовательских рассчитанных параметров. Альтернатива, использовать доступную среди типов проекций - систему координат под именем «Поперечная Меркатора с формулировкой Крюгера/Transverse Mercator using Kruger Formulation».