Високоточний алгоритм перетворення координат для рівнопроміжної поперечної циліндричної проекції

https://doi.org/10.23939/istcgcap2025.101.026
Надіслано: Квітень 03, 2025
1
Черкаський державний технологічний університет
2
Черкаський державний технологічний університет
3
The HALO Trust
4
Черкаський державний технологічний університет
5
Черкаський державний технологічний університет

Метою дослідження є розроблення алгоритму прямого й зворотного перетворення геодезичних координат та плоских прямокутних координат рівнопроміжної поперечно-циліндричної проєкції, заснованого на використанні геоцентричних координатних еліпсів. Методика. Для обґрунтування алгоритму перетворення координат використано загальнонаукові методи абстрагування, аналізу, синтезу та математичного моделювання. Результати. Розроблено точний алгоритм рівнопроміжної поперечно-циліндричної проєкції, в якому використовуються геоцентричні координатні еліпси – осьовий меридіан (еліпс абсцис) та перпендикулярний до нього еліпс ординат. В межах координатної зони положення точки на поверхні еліпсоїду однозначно визначається криволінійними координатами, які обчислюються як дуги відповідних еліпсів від екватора до точки перетину осьового меридіана з ординатним еліпсом та від осьового меридіана до даної точки. За плоскі прямокутні координати приймаються дуги відповідних координатних еліпсів. Для перетворення координат запропоновані геоцентричні координатні кути в площинах координатних еліпсів, які є функціями геодезичних та прямокутних координат при прямому та зворотному перетвореннях.В наведеному алгоритмі плоскі прямокутні координати визначаються з точністю обчислення довжини дуги меридіана і при будь-яких значеннях геодезичних широт та довгот похибки не перевищують 0,1 мм. Також забезпечується висока точність зворотного перетворення. В роботі наведено формули та приклади обчислення плоских прямокутних координат рівнопроміжної поперечно-циліндричної проєкції за геодезичними координатами, зворотного перетворення, масштабу спотворення та кута зближення меридіанів. Наукова новизна. Запропоновано використання геоцентричних координатних еліпсів для обґрунтування рівнопроміжної поперечно-циліндричної проєкції. Практична значущість. Розроблений алгоритм забезпечує субміліметрову точність прямого і зворотного перетворення координат рівнопроміжної поперечно-циліндричної проєкції на будь яких широтах для координатних зон з різницею довгот до ±90°.

  1. Автори PROJ. Бібліотека програмного забезпечення для перетворення координат PROJ [Електронний ресурс] Фонд геопросторових даних з відкритим кодом. 2025. https://proj.org/.
  2. Гудз І. М. Основи математичної картографії : навч. посіб. За наук. ред. П. М. Зазуляка. Львів: Видавництво Львівської політехніки, 2021. 504 с.
  3. Інструкція з топографічного знімання у масштабах 1:5000, 1:2000, 1:1000 та 1:500 (ГКНТА-2.04-02-98). Наказ Головного управління геодезії, картографії та кадастру при Кабінеті Міністрів України від 09.04.1998 р. № 56.
  4. Геодезичний енциклопедичний словник, за ред. В. Літинського. Львів: Євросвіт, 2001. 668 с.
  5. Порядок використання Державної геодезичної референцної системи координат УСК-2000 при здійсненні робіт із землеустрою. Наказ Міністерства аграрної політики та продовольства України від 02.12.2016 р. № 509.
  6. Радов С. Г. Поперечно-циліндрична рівнокутна проекція, побудована на геоцентричних широтах. Зб. матеріалів звіт. наук.-практ. конф. Луган. нац. аграр. ун-ту (Харків, 20–23 лютого 2018 р.). Харків: Стильна типографія, 2018. С. 89–91.
  7. Радов С. Г., Соболєв М. Б. Системи плоских прямокутних координат на основі проекції Кассіні. Матеріали міжнар. наук.-практ. конф. «Актуальні проблеми землеустрою у сільському господарстві: глобальний, національний та регіональний аспекти». Умань, 2018. С. 25–27.
  8. Савчук С. Г. Вища геодезія: підручник. 2-ге вид., допов. Житомир: ЖДТУ, 2005. 316 с.
  9. Deakin R. E., Hunter M. N., Karney C. F. F. The Gauss–Krüger projection. Victorian Regional Survey Conference (Warrnambool, 10–12 September, 2010).
  10. Engsager K., Poder K. A highly accurate world wide algorithm for the transverse Mercator mapping (almost). Proc. XXIII Int. Cartographic Conf. (ICC2007), 4–10 Aug. 2007, Moscow.
  11. Łomnicki A. Kartografja matematyczna. Lviv–Warszawa, 1927. 191 p.
  12. Łyszkowicz A. Geodezyjne systemy i układy odniesienia. Dęblin: Lotnicza Akademia Wojskowa, 2024. 106 p.
  13. Snyder J. P. Map Projections. A Working Manual. Washington United States Government Printing Office, 1987. 384 p