Навигация по таблицам
- Таблица 1: Основные системы координат России
- Таблица 2: Параметры эллипсоидов
- Таблица 3: Параметры трансформации в WGS-84
- Таблица 4: Местные системы координат по регионам
- Таблица 5: Сравнительные характеристики точности
Таблица 1: Основные системы координат России
| Система координат | Год введения | Эллипсоид | Статус на 2025 | Область применения |
|---|---|---|---|---|
| СК-42 | 1946 | Красовского | Только архивные данные* | Архивные материалы, новые работы запрещены |
| СК-95 | 2002 | Красовского | Только архивные данные* | Переходная система |
| ПЗ-90.11 | 2011 | ПЗ-90 | Действующая | Навигация, оборона |
| ГСК-2011 | 2017 | ЦНИИГАиК | Основная государственная | Все геодезические работы |
*Примечание: С 1 января 2021 года СК-42 и СК-95 запрещены для новых работ согласно постановлению Правительства РФ № 1240 от 24.11.2016. Используются только для работы с архивными материалами.
Таблица 2: Параметры эллипсоидов
| Эллипсоид | Большая полуось (a), м | Сжатие (1/f) | Малая полуось (b), м | Первый эксцентриситет (e²) |
|---|---|---|---|---|
| Красовского | 6 378 245 | 298.3 | 6 356 863 | 0.00669342 |
| WGS-84 | 6 378 137 | 298.257223563 | 6 356 752.314245 | 0.00669437999 |
| ПЗ-90.11 | 6 378 136 | 298.257839303 | 6 356 751.361745 | 0.00669438002 |
| ЦНИИГАиК | 6 378 136.5 | 298.257222101 | 6 356 751.758 | 0.00669438000 |
Таблица 3: Параметры трансформации в WGS-84 (7 параметров)
| Система | ΔX, м | ΔY, м | ΔZ, м | ωx, угл.сек | ωy, угл.сек | ωz, угл.сек | m, 10⁻⁶ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| СК-42 | 23.57 | -140.95 | -79.8 | 0 | -0.35 | -0.79 | -0.22 |
| СК-95 | 24.47 | -130.89 | -81.56 | 0 | 0 | -0.13 | -0.22 |
| ПЗ-90 | -1.43 | 0.05 | 0.2 | 0 | 0 | -0.13 | -0.22 |
| ПЗ-90.11 | 0.013 | -0.106 | -0.022 | 0.0023 | -0.00354 | 0.00421 | 0.008 |
Таблица 4: Местные системы координат по регионам (примеры)
| Код МСК | Регион | Количество зон | Ширина зоны | Основа |
|---|---|---|---|---|
| МСК-77 | г. Москва | 1 | 6° | СК-95 |
| МСК-78 | г. Санкт-Петербург | 1 | 3° | СК-42 |
| МСК-02 | Республика Башкортостан | 2 | 3° | СК-95 |
| МСК-50 | Московская область | 1 | 6° | СК-42 |
| МСК-23 | Краснодарский край | 3 | 2° | СК-95 |
Таблица 5: Сравнительные характеристики точности
| Система координат | Точность определения координат | Привязка к центру масс Земли | Совместимость с ГНСС | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| СК-42 | ±5-10 м | ±150 м | Низкая | Требует трансформации |
| СК-95 | ±2-5 м | ±2-3 м | Средняя | Переходная система |
| ПЗ-90.11 | ±1-2 м | ±1 м | Высокая | Для ГЛОНАСС |
| ГСК-2011 | ±0.5-1 м | ±0.5 м | Максимальная | Совместима с ITRF |
Содержание статьи
- 1. Общие сведения о системах координат России
- 2. СК-42 (Система координат 1942 года)
- 3. СК-95 (Система координат 1995 года)
- 4. ПЗ-90.11 (Параметры Земли 1990 года)
- 5. ГСК-2011 (Геодезическая система координат 2011 года)
- 6. Местные системы координат (МСК)
- 7. Практическое применение и преобразование координат
- 8. Современные требования и нормативная база
1. Общие сведения о системах координат России
Системы координат играют фундаментальную роль в геодезии, картографии и навигации. В России на протяжении десятилетий использовались различные системы координат, каждая из которых создавалась для решения конкретных задач своего времени.
Основные системы координат, используемые в России:
- СК-42 - система координат 1942 года, основанная на эллипсоиде Красовского
- СК-95 - система координат 1995 года, переходная система
- ПЗ-90.11 - параметры Земли 1990 года, используется для навигации
- ГСК-2011 - современная государственная система координат
- МСК - местные системы координат для отдельных регионов
Геодезическая основа систем координат
Каждая система координат определяется тремя основными компонентами:
- Референц-эллипсоид (математическая модель формы Земли)
- Датум (привязка эллипсоида к реальной поверхности Земли)
- Картографическая проекция (способ отображения на плоскость)
2. СК-42 (Система координат 1942 года)
Система координат 1942 года была введена постановлением Совета Министров СССР № 760 и использовалась в качестве основной системы на всей территории Советского Союза с 1946 года.
Основные характеристики СК-42
- Эллипсоид: Красовского (1940)
- Исходный пункт: Пулково (Санкт-Петербург)
- Проекция: Поперечно-цилиндрическая Гаусса-Крюгера
- Ширина зон: 6° и 3° по долготе
Пример координат в СК-42
Координаты центра Москвы (Кремль):
- X = 6 179 453.2 м
- Y = 7 413 158.1 м (37-я зона)
- Геодезические: B = 55°45'8" N, L = 37°37'4" E
Параметры эллипсоида Красовского
Эллипсоид Красовского был выведен советским геодезистом А.А. Изотовым и назван в честь Ф.Н. Красовского в 1940 году:
Основные параметры
- Большая полуось: a = 6 378 245 м
- Малая полуось: b = 6 356 863.019 м
- Сжатие: f = 1/298.3
- Первый эксцентриситет: e² = 0.006693421623
СК-42 неразрывно связана с Астрономо-геодезической сетью СССР и обеспечивала единство координатной основы на всей территории страны. Система показала высокую надежность и использовалась для создания государственных топографических карт всех масштабов.
3. СК-95 (Система координат 1995 года)
Система координат 1995 года была введена с 1 июля 2002 года в качестве переходной системы, позволяющей минимизировать расхождения с СК-42 при одновременном улучшении точности определения координат.
Особенности СК-95
- Основана на том же эллипсоиде Красовского
- Улучшена привязка к геоцентру
- Сохранена совместимость с существующими картами
- Использовались данные космической геодезии
Преимущества СК-95 по сравнению с СК-42
- Улучшенная точность геоцентрического положения (до 2-3 м)
- Лучшая совместимость со спутниковыми системами
- Возможность использования существующих карт без переиздания
- Переходный характер к современным геоцентрическим системам
Параметры трансформации СК-95 → WGS-84
Семипараметрическое преобразование Гельмерта:
- ΔX = 24.47 м
- ΔY = -130.89 м
- ΔZ = -81.56 м
- ωx = 0"
- ωy = 0"
- ωz = -0.13"
- m = -0.22 × 10⁻⁶
4. ПЗ-90.11 (Параметры Земли 1990 года)
Система ПЗ-90.11 является российской геоцентрической системой координат, предназначенной для геодезического обеспечения орбитальных полетов, решения навигационных задач и выполнения геодезических работ в интересах обороны.
Основные характеристики ПЗ-90.11
- Тип системы: Геоцентрическая
- Эллипсоид: ПЗ-90
- Начало координат: Центр масс Земли
- Точность: ±1 м относительно геоцентра
Области применения ПЗ-90.11
- Система ГЛОНАСС
- Космическая навигация
- Военно-прикладные задачи
- Высокоточная геодезия
- Научные исследования
Параметры эллипсоида ПЗ-90
Геометрические константы ПЗ-90
- Большая полуось: a = 6 378 136 м
- Геоцентрическая постоянная: GM = 3.9860044 × 10¹⁴ м³/с²
- Динамический коэффициент формы: J₂ = 1.0826257 × 10⁻³
- Угловая скорость вращения: ω = 7.292115 × 10⁻⁵ рад/с
ПЗ-90.11 представляет собой уточненную версию ПЗ-90, в которой учтены современные данные о параметрах Земли. Система обеспечивает высокую точность навигационных определений и совместимость с международными стандартами.
Связь с международными системами
ПЗ-90.11 практически совпадает с WGS-84 в пределах точности современных измерений. Максимальные расхождения не превышают 2-3 метров на поверхности Земли.
5. ГСК-2011 (Геодезическая система координат 2011 года)
Геодезическая система координат 2011 года является современной государственной системой координат России, введенной для обеспечения единства измерений и совместимости с международными стандартами.
Нормативная база ГСК-2011
- Постановление Правительства РФ от 28.12.2012 № 1463
- Постановление Правительства РФ от 24.11.2016 № 1240
- ГОСТ 32453-2017 "Глобальные навигационные спутниковые системы"
Основные характеристики ГСК-2011
- Тип: Геоцентрическая система координат
- Эллипсоид: ЦНИИГАиК
- Совместимость: ITRF-2008
- Точность: ±0.5 м
Параметры эллипсоида ЦНИИГАиК
- Большая полуось: a = 6 378 136.5 м
- Обратное сжатие: 1/f = 298.257222101
- Геоцентрическая гравитационная постоянная: GM = 3.9860044 × 10¹⁴ м³/с²
- Угловая скорость вращения Земли: ω = 7.292115 × 10⁻⁵ рад/с
Преимущества ГСК-2011
- Высокая точность (на порядок выше СК-95)
- Совместимость с международными системами
- Оптимальная работа с ГНСС
- Единая система для всех видов работ
- Возможность получения координат в реальном времени
Практическое применение ГСК-2011
Система используется для:
- Государственного кадастра недвижимости
- Топографо-геодезических работ
- Картографирования
- Навигационных задач
- Мониторинга геодинамических процессов
6. Местные системы координат (МСК)
Местные системы координат создаются для обеспечения геодезических и картографических работ на территории отдельных субъектов Российской Федерации или их частей.
Принципы построения МСК
- Основа - государственная система координат (СК-42, СК-95 или ГСК-2011)
- Проекция Гаусса-Крюгера с уменьшенной шириной зон (3° или 2°)
- Оптимизация для конкретной территории
- Минимизация искажений длин и площадей
Типы местных систем координат
По ширине зон:
- 6-градусные зоны - для больших регионов
- 3-градусные зоны - наиболее распространенные
- 2-градусные зоны - для густонаселенных территорий
Расчет номера зоны
Для 6-градусных зон Гаусса-Крюгера:
- N = Int(L/6) + 1, где L - долгота в градусах
- L₀ = 6N - 3 (долгота осевого меридиана)
- Для Москвы (L = 37.6°): N = Int(37.6/6) + 1 = 7
Примеры региональных МСК
МСК-77 (г. Москва)
- Одна 6-градусная зона
- Осевой меридиан: 37°30' E
- Основа: СК-95
- Применение: кадастровые работы, строительство
МСК-78 (г. Санкт-Петербург)
- Одна 3-градусная зона
- Осевой меридиан: 30°19'42.09" E
- Основа: СК-42
- Особенность: учет исторических данных
Преимущества МСК
- Минимальные искажения на территории региона
- Удобство для местных геодезических работ
- Совместимость с архивными материалами
- Оптимизация для конкретных задач
7. Практическое применение и преобразование координат
Преобразование координат между различными системами является важной практической задачей в современной геодезии. Существует несколько методов трансформации, каждый из которых имеет свои особенности и области применения.
Методы преобразования координат
Трансформация Гельмерта (7 параметров)
Наиболее распространенный метод для преобразования между различными датумами:
Формула преобразования
X₂ = X₁ + ΔX + ωz×Y₁ - ωy×Z₁ + m×X₁
Y₂ = Y₁ + ΔY - ωz×X₁ + ωx×Z₁ + m×Y₁
Z₂ = Z₁ + ΔZ + ωy×X₁ - ωx×Y₁ + m×Z₁
где ΔX, ΔY, ΔZ - сдвиги; ωx, ωy, ωz - повороты; m - масштаб
Аффинное преобразование
Используется для преобразования плоских координат:
- 4 параметра (сдвиг + поворот + масштаб)
- 6 параметров (дополнительно - сжатие/растяжение по осям)
- Полиномиальное преобразование высших порядков
Программное обеспечение для трансформации
Популярные программы и сервисы
- ГИС-программы: ArcGIS, QGIS, MapInfo
- Онлайн-сервисы: Геокалькулятор, Polygon.top
- Специализированное ПО: Кредо, GeoniCS
- Библиотеки: PROJ, GDAL
Точность преобразований
Точность трансформации зависит от нескольких факторов:
- Качество исходных параметров трансформации
- Размер территории
- Равномерность распределения опорных точек
- Метод преобразования
Ожидаемые точности трансформации
- СК-42 ↔ WGS-84: ±3-5 м
- СК-95 ↔ WGS-84: ±1-2 м
- ГСК-2011 ↔ WGS-84: ±0.5 м
- МСК ↔ Государственная СК: ±0.1-0.5 м
Рекомендации по практическому применению
- Для новых проектов использовать ГСК-2011
- При работе с архивными данными - сохранять исходную систему
- Обязательно указывать систему координат в документации
- Проверять качество трансформации на контрольных точках
- Использовать официальные параметры из ГОСТ 32453-2017
8. Современные требования и нормативная база
Нормативно-правовое регулирование в области систем координат направлено на обеспечение единства измерений и совместимости с международными стандартами.
Основные нормативные документы
- Федеральный закон "Об обеспечении единства измерений"
- Постановление Правительства РФ от 28.12.2012 № 1463
- Постановление Правительства РФ от 21.11.2016 № 1240
- ГОСТ 32453-2017
- Приказы Росреестра по техническим регламентам
Требования к различным видам деятельности
Государственный кадастр недвижимости
- Основная система: ГСК-2011
- Местные системы: МСК субъектов РФ
- Точность: в соответствии с требованиями к межеванию
- Обязательная трансформация архивных данных
Топографо-геодезические работы
- Государственная геодезическая сеть: ГСК-2011
- Топографические карты: переход на ГСК-2011
- Инженерные изыскания: ГСК-2011 или МСК
Требования к точности по ГОСТ 32453-2017
- Пункты ГГС 1 класса: ±0.01 м
- Пункты ГГС 2 класса: ±0.02 м
- Пункты ГГС 3 класса: ±0.05 м
- Пункты ГГС 4 класса: ±0.10 м
Международное сотрудничество
Россия активно участвует в международных программах по обеспечению единства координатных систем:
- Международная служба вращения Земли (IERS)
- Международная ассоциация геодезии (IAG)
- Международная служба ГНСС (IGS)
- Евразийская группа по координатным системам
Перспективы развития
- Внедрение динамических координатных систем
- Учет геодинамических процессов
- Развитие высокоточных методов позиционирования
- Интеграция с цифровыми технологиями
Цифровая трансформация геодезии
Современные тенденции развития:
- Облачные сервисы для преобразования координат
- Мобильные приложения для полевых работ
- Интеграция с BIM-технологиями
- Автоматизация обработки данных ГНСС
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Для всех новых геодезических и картографических работ с 1 января 2017 года обязательно использование ГСК-2011. Эта система обеспечивает максимальную точность и совместимость с международными стандартами. Для региональных работ можно также использовать соответствующие местные системы координат (МСК), основанные на ГСК-2011.
СК-42 и СК-95 могут использоваться только для работы с ранее созданными материалами и архивными данными. Создание новых пространственных данных в этих системах запрещено с 1 января 2021 года. При необходимости старые данные должны быть преобразованы в ГСК-2011 с использованием официальных параметров трансформации.
ГСК-2011 и WGS-84 практически идентичны в пределах современной точности измерений. ГСК-2011 основана на эллипсоиде ЦНИИГАиК, который по параметрам соответствует ITRF-2008. Максимальные различия между системами не превышают 0.5 метра. ГСК-2011 является российской реализацией международных стандартов с учетом национальных особенностей.
Выбор МСК определяется органами власти субъекта РФ. Каждый регион имеет утвержденную местную систему координат с кодом от МСК-01 до МСК-95. Информацию о параметрах МСК для конкретного региона можно получить в территориальном органе Росреестра или в региональных геодезических службах.
Точность преобразования зависит от используемых систем: СК-42 ↔ WGS-84 (±3-5 м), СК-95 ↔ WGS-84 (±1-2 м), ГСК-2011 ↔ WGS-84 (±0.5 м). Для местных систем координат точность обычно составляет ±0.1-0.5 м при использовании официальных параметров трансформации из ГОСТ 32453-2017.
Официальные параметры трансформации приведены в ГОСТ 32453-2017 "Глобальные навигационные спутниковые системы. Системы координат. Методы преобразований координат определяемых точек". Также параметры МСК можно получить в территориальных органах Росреестра или на официальных сайтах региональных геодезических служб.
Эллипсоид Красовского - это математическая модель формы Земли, разработанная в 1940 году для территории СССР. Он до сих пор используется в некоторых МСК и для работы с архивными данными, поскольку обеспечивает преемственность с существующими картографическими материалами. Однако для новых работ применяется эллипсоид ЦНИИГАиК в составе ГСК-2011.
GPS приемники выдают координаты в WGS-84, а ГЛОНАСС - в ПЗ-90.11. Для использования в российских системах координат необходимо выполнить трансформацию с использованием специального программного обеспечения или онлайн-сервисов. Многие современные приемники поддерживают прямой вывод координат в ГСК-2011 и МСК при правильной настройке параметров.
Для преобразования координат можно использовать: ГИС-программы (ArcGIS, QGIS, MapInfo), специализированное геодезическое ПО (Кредо, GeoniCS), онлайн-сервисы (геокалькуляторы), мобильные приложения для полевых работ. Важно использовать программы, которые поддерживают официальные параметры трансформации из ГОСТ 32453-2017.
Требования к точности кадастровых работ определяются Приказом Минэкономразвития и зависят от категории земель и назначения участка. Для земель населенных пунктов требуется точность ±0.10 м, для сельскохозяйственных земель - ±2.5 м, для земель лесного фонда - ±5.0 м. Все измерения должны выполняться в ГСК-2011 или соответствующей МСК.
