Использование систем координат СК-42, СК-95, ПЗ-90.11 и ГСК-2011

Поделиться

В соответствии с постановлением Российской Федерации «Об установлении государственных систем координат, государственной системы высот и государственной гравиметрической системы» №1240 от 24 ноября 2016 г. устанавливаются государственные системы координат:

  • ГСК-2011 - для использования при осуществлении геодезических и картографических работ;
  • ПЗ-90.11 – для геодезического обеспечения орбитальных полётов, решения навигационных задач и выполнения геодезических и картографических работ в интересах обороны.

 

Применяемые ранее государственные системы координат СК-42 и СК-95 могут использоваться до 1 января 2021 года. 

Параметры трансформации между системами координат определены в ГОСТ 32453-2017.

 

Начиная с 32-битной версии MapInfo Pro 15.0.1 и 64-битной версии MapInfo Pro 16.0.1 появилсь возможность использовать современные эллипсоиды применяемые в Российской федерации.

 

Для задания системы координат требуется указать датум, тип проекции и её параметры, а также, при необходимости: параметры сдвига, поворота и растяжения/сжатия для аффинного преобразования и, для достижения необходимой точности при хранении координат охват (bounds).

Для определения датума в MapInfo Pro используется следующая информация:

  • Модель эллипсоида. Эллипсоид описывается: длиной в метрах главной полуоси a и геометрическим (полярным) сжатием f. Из-за малых величин f, на практике используют обратную величину 1/f. MapInfo Pro поддерживает более 50 заранее заданных эллипсоидов.
  • Параметры преобразования эллипсоида к WGS 84:
    •     Три параметра сдвига центра эллипсоида ΔX, ΔY, ΔZ. Эти параметры задают смещение в метрах вдоль каждой из осей.
    •     Три параметра поворота эллипсоида на заданный угол в секундах ωx, ωy, ωz.
    •     Масштабный параметр трансформирования m.
  • Долгота нулевого меридиана в градусах к востоку от Гринвича.

 

Параметры эллипсоидов для России, используемые в ГИС MapInfo Pro:

Название

a

1/f

3

Красовского

6378245.0

298.3

56*

ГСК-2011

6378136.5

298.2564151

52

ПЗ-90

6378136.0

298.257839303

57*

ПЗ-90.11

6378136.0

298.25784

 

* Эллипсоиды добавлены начиная с 32-битной версии MapInfo Pro 15.0.1 и 64-битной версии MapInfo Pro 16.0.1.
  Поддержка для младших версий не предусмотрена.

 

Датумы для России, используемые в ГИС MapInfo Pro:

Название

№ эллипсоида

ΔX

ΔY

ΔZ

ωx

ωy

ωz

m

Нулевой меридиан

1012

Российская ПЗ-90

52

-1.08

-0.27

-0.9

0

0

-0.16

-0.12

0

1013

Российская СК-42

52

23.92

-141.27

-80.9

0

-0.35

-0.82

-0.12

0

1014

Российская СК-95

52

24.82

-131.21

-82.66

0

0

-0.16

-0.12

0

Внимание: приведённые выше датумы устарели и не соответствуют ГОСТ 32453-2017.

 

Параметры трансформации

Для использования систем координат соответствующим ГОСТ 32453-2017 в MapInfo Pro требуется самостоятельно задать требуемые параметры.

 

При трансформации координат из одного датума в другой используется формула принимающая семь параметров: 3 параметра сдвига, 3 параметра поворота, масштабный параметр трансформирования. Известно два варианта этой формулы: "Поворот координатной системы" (Coordinate Frame rotation) EPSG:1032 и "Преобразование радиуса-вектора" (Position Vector transformation) EPSG:1033. Формулы могут быть приведены одна к другой заменой знаков трёх значений параметров поворота на противоположные. Это создаёт большую путаницу, тем более что в литературе оба метода иногда называют преобразованием Бурша-Вольфа и преобразованием Гельмерта.

В ГОСТ 32453-2017 и MapInfo Pro используется формула "Поворот координатной системы". А в ISO 19111 и например в известной библиотеке Proj (ранее Proj.4) используется "Преобразование радиуса-вектора". Таким образом, чтобы использовать приведённый здесь параметры датумов в Proj требуется изменить знаки у параметров поворота ωx, ωy, ωz.

 

В ГОСТ 32453-2017 указаны параметры пересчёта координат в ПЗ-90.11, а в MapInfo Pro (как и во многих других ГИС) преобразование координат осуществляется через WGS-84. Ниже приведены параметры пересчёта СК-42, СК-95, ГСК-2011 и ПЗ-90 в WGS-84, полученные путём сложения параметров трансформации этих систем координат в ПЗ-90.11 и параметров трансформации ПЗ-90.11 в WGS-84.

 

Датумы, согласно ГОСТ 32453-2017:

Название

№ эллипсоида

ΔX

ΔY

ΔZ

ωx

ωy

ωz

m

Нулевой меридиан

ПЗ-90

57

-1,43

0,05

0,2

0

0

-0,13

-0,22

0

ПЗ-90.02

57

-0,36

0,08

0,18

0

0

0

0

0

ПЗ-90.11

57

0,013

-0,106

-0,022

0,0023

-0,00354

0,00421

0,008

0

СК-42

3

23,57

-140,95

-79,8

0

-0,35

-0,79

-0,22

0

СК-95

3

24,47

-130,89

-81,56

0

0

-0,13

-0,22

0

ГСК-2011

56

0,013

-0,092

-0,03

0,001738

-0,003559

0,004263

0,0074

0

 

Настройка MapInfo Pro

В MapInfo Pro параметры систем координат задаются в файле MapInfow.prj. Файл проекций MapInfow.prj, находится в той же папке, где установлена MapInfo Pro, а начиная с 17 версии в подпапке с языком программы (ru – для русского). Следует отметить, что чаще всего, программа MapInfo Pro установлена в папке «Program Files», что требует прав Администратора для редактирования этого файла. Для редактирования этого файла можно использовать любой текстовый редактор, например, Блокнот. 

 

Каждая строка файла MapInfow.prj определяет координатную систему или категорию.

 

Координатная система задаётся строкой:

"Название КС", Тип_проекции, Датум, , ... параметры проекции

Название КС: название, которое будет появляться в списке проекций.

Тип_проекции: номер, определяющий уравнения, которыми задаются координатная система.

Датум: номер, определяющий параметры датума.

 

Чтобы создать координатную систему с собственным датумом, следует вместо номера датума использовать номер 9999, после которого должны быть перечислены значения в следующем порядке:

9999, Номер_Эллипсоида, ΔX, ΔY, ΔZ, ωx, ωy, ωz, m, Нулевой_Меридиан

 

Например, для проекции Долгота/Широта СК-95:

Долгота/Широта (СК-95)", 1, 9999, 3, 24.47, -130.89, -81.56, 0, 0, -0.13, -0.22, 0

Цифра «1» после названия системы координат означает, что используется проекция Долгота/Широта.

 

Для проекции Гаусса-Крюгера в СК-42:

ГК Зона 7 (СК-42)", 8, 9999, 3, 23.57, -140.95, -79.8, 0, -0.35, -0.79, -0.22, 0, 7, 39, 0, 1, 7500000, 0

Цифра «8» после названия системы координат означает, что используется поперечная проекция Меркатора (Гаусса-Крюгера), значения  - «7, 39, 0, 1, 7500000, 0» являются  параметрами проекции Гаусса-Крюгера для 7 зоны. Значения для других зон можно взять из файла MapInfow.prj для "--- Гаусса-Крюгера (Пулково 1942) ---"

 

Категории проекций используются для группировки систем координат. Чтобы задать свою категорию проекций требуется указать в отдельной строке:

--- Название категории ---

Координатные системы, определённые после этой строки будут помещены в эту категорию.

 

Подробнее о задании собственных систем координат можно узнать в руководстве пользователя (MapInfoProUserGuide.pdf), включённом в поставку MapInfo Pro.

 

Параметры систем координат проекции Долгота/Широта

Ниже приводятся строки, которые можно использовать в файле MapInfow.prj:

--- Долгота / Широта (ГОСТ 32453-2017) ---

Долгота/Широта (ПЗ-90)", 1, 9999, 57, -1.43, 0.05, 0.2, 0, 0, -0.13, -0.22, 0

Долгота/Широта (ПЗ-90.02)", 1, 9999, 57, -0.36, 0.08, 0.18, 0, 0, 0, 0, 0

Долгота/Широта (ПЗ-90.11)", 1, 9999, 57, 0.013, -0.106, -0.022, 0.0023, -0.00354, 0.00421, 0.008, 0

Долгота/Широта (СК-42)", 1, 9999, 3, 23.57, -140.95, -79.8, 0, -0.35, -0.79, -0.22, 0

Долгота/Широта (СК-95)", 1, 9999, 3, 24.47, -130.89, -81.56, 0, 0, -0.13, -0.22, 0

Долгота/Широта (ГСК-2011)", 1, 9999, 56, 0.013, -0.092, -0.03, 0.001738, -0.003559, 0.004263, 0.0074, 0

 

Смена системы координат без перепроецирования в MapInfo Pro

Часто пользователи MapInfo Pro создают таблицы на территорию России, используя проекцию Гаусса-Крюгера (Пулково 1942). Однако, датум (номер 1001), используемый в данной системе координат, входящий в стандартную поставку MapInfo, предназначен для использования на территории Германии. В связи с этим, при передаче данных в другие ГИС или при переходе в другую координатную систему (например, ГСК-2011) происходит искажение координат объектов.

В этом случаем требуется сменить систему координат таблицы, при этом не трансформируя координаты.

 

Для того, чтобы изменить систему координат без перепроецирования необходимо сделать следующее:

  1. экспортировать таблицу в mif/mid;
  2. сменить строку системы координат в mif-файле используя любой текстовый редактор, например, Блокнот;
  3. импортировать mif/mid в tab-файл.

 

Можно также воспользоваться инструментами, позволяющими автоматизировать процесс. Например «Репроекция таблиц» (автор Дмитрий Мазуров) доступно на сайте http://glab2007.narod.ru/d/mu.html

 

Материал для статьи предоставлен Варущенко С.С. (ИПНГ РАН) и Макаровым С.Б. (МИИГАиК)

Вопросы и предложения по статье: support@mapinfo.ru