1.Введение

Основой систем геодезического, картографического и навигационного обеспечения являются геодезические системы координат.

Геодезические системы координат характеризуются декларируемыми принципами ориентации их осей в теле Земли и средствами геодезических астрономических, космических и прочих видов измерений на геодезических пунктах, практически реализующих эти декларируемые принципы. Именно состав и точность измерений на геодезических пунктах, в конечном счете, определяют точность реализации геодезической системы координат. Степень доступности и пригодности геодезических пунктов, реализующих ту или иную систему координат, для последующего использования потребителем на современном этапе и определяет эффективность её применения в системе геодезического, картографического и навигационного обеспечения.

Геодезическая система координат не только математическое понятие, но имеет под собой вполне определённое физическое понимание её сути. И дело не только в том, что геодезические системы координат должны иметь практическую реализацию в виде системы геодезических пунктов, закрепленных на физической поверхности Земли и отслеживающих её динамику. Но так же и в том, что системы координат в геодезии, были во все времена и ныне особенно, неразрывно связаны с параметрами гравитационного поля и уровнённой поверхностью.

Как и любой вид хозяйственной и научной деятельности, геодезия и картография и темпы их развития зависят от уровня технических средств и степени востребованности общества в геодезической и картографической продукции.

На современном этапе оба этих фактора определяются созданием глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). С одной стороны, создание ГНСС привело к качественному (можно даже сказать революционному) повышению точности и оперативности геодезических измерений. А с другой стороны, широкое внедрение ГНСС технологий практически во все виды хозяйственной и научной деятельности общества обуславливают необходимость создания системы координат, оптимальным образом соответствующей эффективному применению ГНСС технологий.

На современном этапе «оптимальная» геодезическая система координат должна отвечать двум основным требованиям, на первый взгляд трудно совместимым:

система координат должна обеспечивать эффективное применение современных технологий глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС);

система координат должна обеспечивать максимально возможную реализацию потенциала геодезических и картографических данных, созданных к настоящему времени на основе применения традиционных средств и методов.

2. Геодезическая система отсчета WGS-84

Глобальные системы координат широко используются в геодезии, картографии и навигации. Они обеспечивают взаимную привязку различных локальных и региональных систем отсчета. Замена множества локальных систем отсчета единой глобальной существенно упростило бы практическое использование карт, снимков и другой геодезической продукции. Традиционно в геодезии различают локальные плановые координаты и локальные высотные координаты. Мировая геодезическая система отсчета 1984 года (WGS-84) является четвертой из серии глобальных геоцентрических систем координат, созданных Министерством обороны США, начиная с 1960 года. Военно- топографическое агентство США выполнило преобразование около 100 локальных систем отсчета к WGS-84. С этой целью военно-топографическое агентство США выполнило локальную привязку многих геодезических реперов к соответствующим реперам, координаты которых были определены по наблюдениям. Сначала это были наблюдения спутников системы TRANSIT, а в последнее время - системы GPS.

Исходное определение и реализация WGS-84 удовлетворяют требованиям Министерства обороны США к картографированию территорий и геодезическим требованиям. Точность плановых координат в этой системе, равная 1 -2 м, была более чем, достаточной для крупномасштабного картографирования. Точность высот зависела от того, как были определены превышения. Если для этой цели использовалось нивелирование I-го класса, высоты определялись очень точно (до см) по отношению к локальному уровню моря. При нивелировании превышения оценивались по высотам по отношению к эллипсоиду WGS- 84, и использовались высоты геоида, определенные по модели WGS геоида. Для карт масштаба 1:20000 или меньше эта точность удовлетворительна, а для карт более крупного масштаба - нет. По этому очевидно, что основным источником ошибок являются ошибки модели геоида. Задание и реализация WGS-84 основывались на наблюдениях начала 80-х годов. C тех пор появились спутники GPS системы и многие исследователи предложили новые методы определения местоположения, точность которых существенно превышала точность WGS-84. Исследования, проведенные в Министерстве обороны США, показали, что, благодаря уточнению WGS-84, можно существенно уточнить методику определения орбит спутников GPS. Это особенно важно для тех пользователей GPS, которые применяют недифференциональный метод GPS.