Геоцентрические системы координат

При работе с системой позиционирования GPS используется Мировая геодезическая система 1984 года (WGS84), которая является четвертой из серии глобальных геоцентрических систем координат, созданных Министерством обороны США, начиная с 1960 года. Для системы позиционирования ГЛОНАСС в Российской Федерации принята система ПЗ-90.02 [4].

Положения точек в системе WGS могут быть получены в виде пространственных прямоугольных или геодезических координат.

Начало координатной пространственной системы расположено в центре масс Земли (рис 1.2). Поверхность и полюса Земли подвержены геодинамическим процессам. Ось суточного вращения движется в теле Земли и перемещается относительно небесных тел. Поэтому координатная ось Z направлена в Международное условное начало; ось X лежит в плоскости начального астрономического меридиана, установленного Международным бюро времени, при этом оси X и Y лежат в плоскости экватора и образуют правую систему координат [4]. Составной частью координатных систем являются опорные геодезические сети. Они фиксируют положение координатной системы в теле Земли.

Рис. 1.2. Положение координатных осей в геоцентрической системе

Различия общеземных координатных систем обусловлены именно особенностями построения и обработки геодезических сетей. Сети закрепляют начало координат в центре масс Земли с точностью до 10 см, ориентируют ось Z на условный земной полюс с погрешностью в сотых долях угловой секунды и устанавливают ось X в плоскости меридиана Гринвича до тысячных долей секунды. Со временем геоцентрические координаты пунктов опорных сетей вследствие непрерывного их совершенствования и геодинамических процессов изменяются. Эти изменения могут достигать 1-2 см в год. Поэтому каталоги координат обновляют и указывают их эпоху, например, ITRF-89, ITRF-94 и т.д.

На поверхности Земли или в любой произвольной точке при любом размещении спутников, вращающихся вокруг Земли, координаты любой точки могут быть описаны в координатах XYZ в пределах глобальной системы.