Аналитика

Пересчет в УСК2000 и МСК-XX

В связи с участившимися вопросами по использованию УСК2000 в Digitals, хотим разъяснить ситуацию с этой системой и описать все связанные с ней возможности программы.

Обновление от 19.01.2017

Скачать сетку пересчета UkrGrid.gzu

Добавлена возможность автоматического пересчета карт из СК63 в УСК2000 и обратно (меню Реєстри|Перерахувати...). Точность такого пересчета ниже точности пересчета по известным координатам пунктов, который описан ниже. Но ее должно быть достаточно для большинства случаев практического применения.

Для пересчета используется сетка поправок, рассчитанная на основе собственных GPS-измерений, данных перманентных станций и другим известным нам координатам. Перед использованием пересчета в вашей местности, проверьте его точность по вашим пунктам. Просьба сообщать нам (help@vingeo.com), если обнаружите расхождения более 10 см.

Пересчет проверен по тестовому примеру НДІГК, который можно загрузить по ссылке Геодезический калькулятор в конце этого поста.

Оновлення від 24.01.2017

Меню Реєстри доповнено перерахунком між УСК2000 та регіональними системами координат (МСК-XX). Всі необхідні датуми програма створює автоматично.

Перерахунок ділянки між СК63 та УСК2000 виконується у два етапи. Спочатку з СК63 до УСК2000 (меню Реєестри/Перерахувати з СК63 в УСК2000), а потім в вашу МСК (меню Реєестри/Перерахувати з УСК2000 в МСК-ХХ). Свою місцеву систему потрібно вибрати один раз (меню Реєстри/Вибір регіону).

Також реалізовано "розумний" перерахунок між старими системами (СК63/СК42) та новими УСК2000/МСК. Достатньо лише задати карті відповідний датум і при копіюванні об'єктів та перерахунку через скрипт будуть автоматично враховані всі необхідні поправки.

Тобто, тепер можна використовувати @Map.RecalculateToNewDatum SK63 USK2000 чи @Map.RecalculateToNewDatum MSK-05 SK63 незважаючи на те, що в цих датумах різні коефіцієнти Хельмерта.

Введение

Для описания различных систем координат Digitals использует систему датумов, которые находятся в файле Datums.ini. Каждый датум содержит параметры перехода от прямоугольных координат данной системы в широту/долготу WGS84. Описание системы координат включает параметры ее эллипсоида (WGS84 или Красовского), а для систем, основанных на эллипсоиде Красовского (СК42, СК63 и т.д.), также набор коэффициентов Хельмерта для перехода к WGS84. Общемировой эллипсоид WGS84 является базовым для любых пересчетов координат в Digitals. Так что, даже при пересчете из СК42 в СК63 мы сначала из прямоугольных координат СК42 получаем широту/долготу WGS84, а затем из этой широты/долготы координаты СК63. Коэффициенты Хельмерта при этом задействуются и в прямом и в обратном пересчете , но при условии, что они одинаковы в обеих датумах, никаких искажений не вносят. Коэффициенты Хельмерта в Datums.ini (Helmert=25.0 -141 -78.5 0.0 -0.35 -0.736 0.0) в свое время были рассчитаны еще для всей территории СССР и потому точность связи СК42/СК63 с WGS84 довольно низкая (до 10 метров).
Система координат УСК2000 является уточненным вариантом СК42 в которой координаты всех пунктов получили новые, более точные значения. Также для нее рассчитаны коэффициенты Хельмерта, обеспечивающие более высокую точность перехода к WGS84 в пределах Украины, чем старые "общесоюзные" коэффициенты, которые используються в Datums.ini сейчас. Но их держат в секрете и никому не показывают.

Таким образом, вопрос использования УСК2000 сводится к двум задачам:

1) Пересчет между УСК2000 и СК63/СК42
2) Пересчет между УСК2000 и UTM/WGS84

Каждая из них имеет в Digitals свое решение.

Пересчет между УСК2000 и СК63/СК42

Поскольку старые системы координат (СК63/СК42) являются неточными, то координаты каждого пункта в них имеют некоторую случайную погрешность иногда достигающую нескольких метров. Так же, как и вся накопленная до сих пор картографическая информация в этих системах. Поэтому, единственный вариант пересчета из старых систем в УСК2000 это использование трансформационного поля. Для построения такого поля необходимо знать для вашей местности координаты пунктов в разных системах (связующие точки) и использовать версию Digitals за июль 2012 года или более позднюю.

Например, необходимо создать датум УСК2000(зона 5) для пересчета координат из СК63(зона 3). Для этого, откройте в блокноте файл Datums.ini из папки Digitals и найдите в нем описание датума SK63(3) имеющее следующий вид:

[SK63(3)]
a=6378245
f=298.3
Scale=1.0
FalseEast=300000
FalseNorth=-9214.688
PrimeMeridian=22
AddZone=1
CurrentZone=3
ZoneSize=3
Helmert=25.0 -141 -78.5 0.0 -0.35 -0.736 0.0

Скопируйте его в конец файла, измените имя в квадратных скобках, например, на УСК2000(5) Винницкий район, добавьте в конец строчку Polynom=1 и список ваших связующих точек в системах СК63 и УСК2000. Вновь созданный датум должен иметь следующий вид:

[УСК2000(5) Винницкий район]
a=6378245
f=298.3
Scale=1.0
FalseEast=300000
FalseNorth=-9214.688
PrimeMeridian=22
AddZone=1
CurrentZone=3
ZoneSize=3
Helmert=25.0 -141 -78.5 0.0 -0.35 -0.736 0.0
Polynom=1
TiePoint1=X1ск63 Y1ск63 X1уск2000 Y1уск2000
TiePoint2=X2ск63 Y2ск63 X2уск2000 Y2уск2000
...
TiePointN=XNск63 YNск63 XNуск2000 YNуск2000

Пример: TiePoint1=5607267.35 3326885.690 5620372.55 5703576.59

На территорию района (площадью примерно 1500 кв.км.) рекомендуется задавать не менее 25-30 точек, по возможности равномерно распределенных. Если ваши связующие точки известны в СК42, то аналогично можно создать датум для УСК2000 на базе этой сиcтемы.

Пересчет между УСК2000 и UTM/WGS84

На базе собственных GPS измерений нами были вычислены новые коэффициенты Хельмерта, обеспечивающие более точный пересчет между общемировой системой и УСК2000. Для их использования, достаточно изменить строку описании коэффициентов в датуме на Helmert=H2000.

Например:

[USK2000]
a=6378245
f=298.3
Scale=1.0
FalseEast=500000
FalseNorth=0
PrimeMeridian=0
AddZone=1
Helmert=H2000

Загрузить обновленный Datums.ini (с датумами USK2000(4) - USK2000(7) для точного пересчета между УСК2000 и UTM/WGS84)

Новые датумы будут применяться для привязки всей новой аэрофотосъемки начиная с весны 2013 года.

Дополнительная информация:

Геодезический калькулятор
Паспорта местных систем координат УСК2000

http://dgm.gki.com.ua/ua/faq
http://eps.com.ua/phpbb/viewtopic.php?f ... t=25#p7688
http://kadastrpdatu.at.ua/publ/novini/p ... j/2-1-0-66

Вот что пишет профессор С.Г. Савчук :
http://eps.com.ua/phpbb/viewtopic.php?f=45&t=2996&start=25#p7688

Какие именно датумы вы имеете в виду?

Если для связи УСК2000 с WGS84, то они готовы (ссылка на Datums.ini приведена выше), хотя никто не может поручиться за истинность или официальность коэффициентов перехода. А для пересчета из СК63 в УСК2000 возможны лишь локальные датумы через связующие точки, как описано в первом сообщении. Причем проблема вовсе не с УСК2000, а с неточностью именно СК63. Семь коэффициентов Хельмерта никак не могут учесть случайные ошибки на тысячах пунктов СК42/СК63 по всей Украине и связать "кривую" СК63 с "ровной" УСК2000

Update: С 19.01.17 в Digitals появилась сетка поправок, позволяющая пересчитывать СК63 в УСК2000 с достаточной точностью (см. выше).

Если построить некую сеть из виртуальных (неизмеренных и несоответствующих пунктам ДГМ) точек, пересчитать их через сервис ZAKPOS в обе системы (ETRS89 -> SK63 и ETRS89 -> USK2000) и использовать их как связующие для построения датума для своего района. Насколько корректным будет такой подход ?
TiePointN - N <= 100 - максимальное количество связующих точек ?

Вполне приемлимый подход, на мой взгляд. Точность такого пересчета будет складываться из точности пересчета ETRS89 -> SK63 ZAKPOS'а и точности полиномиальной интерполяции Digitals'а. Плюсом будет то, что вы не "светите" в datums.ini координат реальных пунктов.

Да.

Зоны УСК2000 совпадают с зонами СК42. Более того, сами координаты весьма похожи - расхождения будут в пределах нескольких метров. На уровне масштаба 1:10000 эти системы считаются совпадающими.
Выше приведен пример создания датума со связующими СК63 - УСК2000. На мой взгляд, корректнее создавать связь на базе СК42 - УСК2000.

;зона 7 (36°-42°)
[USK2000(7)-Polynom]
a=6378245
f=298.3
Scale=1.0
FalseEast=500000
FalseNorth=0
PrimeMeridian=0
AddZone=1
CurrentZone=7
Helmert=25.0 -141 -78.5 0.0 -0.35 -0.736 0.0
Polynom=1
TiePoint1= X1(CK42) Y1(CK42) X1(УСК2000) Y1(УСК2000)
TiePoint2= X2(CK42) Y2(CK42) X2(УСК2000) Y2(УСК2000)
...
TiePointN= XN(CK42) YN(CK42) XN(УСК2000) YN(УСК2000)

Пример со связью через СК63, который предложен выше, сделан в предположении, что координаты пунктов СК63 найдутся у конкретного геодезиста с большей вероятностью, чем СК42.

Как нужно перевести Индексную Кадастровую Карту (IKK-XML-17тыс. обменников), с подгруженными растрами (ортофотопланами-510 шт.), которые сидят в СК63(6-зона), в новую координатную систему - УСК2000 (в какую зону?), можно ли получить подробную инструкцию о данной процедуре на первоначальном этапе открытия кары и до самого конца (сохранения). Думаю этот вопрос сейчас очень актуален, буду очень благодарен за помощь.

О механизме пересчета

Механизм пересчета реализован в Digitals давно, см. ссылку Упрощенное использование карт в разных системах координат (система датумов в первом посте этой темы).
Для новичков вкратце повторюсь. Для пересчета нужно:
- Открыть карту №1 и присвоить ей датум, соответствующий внутренней начинке карты, через диалог Карта - Свойства, например SK63(6)
- Создать пустую карту №2 и также присвоить ей датум, например SK42(7)
- Выделить все объекты на карте №1, скопировать их в буфер обмена
- Переключиться в карту №2 и вставить из буфера. Пересчет будет произведен автоматом на основе присвоенных картам систем координат.
Кроме пересчета через буфер обмена есть и другие команды, работающие подобным образом, читайте ссылку выше.

Для пересчета из СК63 в УСК2000, таким образом, необходимо описать соответствующеий датум в файле datums.ini в папке программы.
Однако Однозначной связи между СК63 и УСК2000 на всю территорию Украины не существует! Поэтому, предлагается механизм пересчета по связующим точкам. Таким образом, для описания датума вам нужен набор точек на ваш район работ с известными координатами в системе СК63/СК42 и УСК2000. Первые наверняка найдутся в архиве любого геодезиста, а вторые придется где-то "доставать".

Продолжение следует...

именно это сейчас и интересует....

А где доставать на сегодняшний день не знает никто, даже авторы инноваций.

Где доставать координаты пунктов в УСК2000

На текущий момент официальных путей не предусмотрено. Однако, некоторые идеи все же есть.

1. Заказать виртуальные точки на свою территорию в сети перманентных станций, которая способна работать в УСК2000. Из известных это ZAKPOS, работает в западных областях (этот достаточно оригинальный способ предложил выше Deffar).
2. Попробовать добиться координат в Картгеофонде, как держателе всей выполненой геодезической работы от лица и по заказу государства.
3. На ресурсе Державна геодезична мережа України (запущен в пробном режиме - вплоть до особых распоряжений свыше координат заказать нельзя).

Вниманию всех пользователей, загрузивших обновленный Datums.ini с датумами USK2000(4) - USK2000(7)

Данные датумы не позволяют осуществлять точный пересчет установив в Свойствах карты, к примеру, SK63(6) с последующим копированием в карту с установленым датумом USK2000(7). Датумы предназначены, как написано выше, для точного пересчета между УСК2000 и UTM/WGS84.
Поскольку не существует однозначного перехода между SK63 и WGS, то пересчет уже на этом этапе будет содержать ошибку. При последующем точном пересчете между WGS и USK2000 эта ошибка, естественно, останется.

Для точного пересчета между СК63/СК42 и УСК2000 нужно создавать отдельные описания датумов на конкретные районы работ используя связующие точки по методике и примерам, описанным выше. Названия, на мой взгляд, таким датумам следует подбирать соответствующие, например:
;Переход по связующим из СК63/СК42 для Петровского района
[USK2000-Петровский р-н]

На самом деле "заказывать" ничего не надо, пересчет бесплатен и доступен для зарегистрированных пользователей - ZAKPOS и система УСК2000

Наскільки я зрозумів, точний перерахунок з СК63 в УСК2000 неможливий через неточність СК63. А якщо взяти деяку уявну точку в системі координат УСК2000 і перерахувати її в СК63/СК42 з допомогою нового datums.ini, наскільки точний буде такий перерахунок?

Все предупреждения, которые касаются пересчета из SK63/SK42 в USK2000 описанные выше (см. пост Вниманию всех пользователей...), касаются и обратного пересчета. Пересчет из USK2000 в WGS будет точным, но пересчет из WGS к SK63/SK42 будет иметь ошибку из-за применения усредненных для всей территории страны коефициентов перехода (см. начальный пост в теме).