Системы геодезических координат применяемые в кадастровых и землеустроительных работах

В соответствии со статьей 6 Федерального Закона от 24.07.2007 № 221 "О государственном кадастре недвижимости" геодезической основой государственного кадастра недвижимости являются государственная геодезическая сеть и создаваемые в установленном уполномоченным Правительством Российской Федерации федеральным органом исполнительной власти порядке геодезические сети специального назначения. Для ведения государственного кадастра недвижимости используются установленные в отношении кадастровых округов местные системы координат с определенными для них параметрами перехода к единой государственной системе координат, а в установленных органом нормативно-правового регулирования в сфере кадастровых отношений случаях используется единая государственная система координат.

Для описания пространственного  положения объектов используют системы  пространственных прямоугольных, плоских  прямоугольных и геодезических  координат. Для картографической основы мелких масштабов применяют географические координаты на сферической поверхности.

Реализацией систем координат является совокупность пунктов геодезической сети и значений координат, присвоенных этим пунктам. Для территории Российской Федерации такой реализацией являются государственные геодезическая и нивелирная сети, а также каталоги значений координат и высот.

Государственная геодезическая сеть (далее - ГГС) представляет собой совокупность геодезических  пунктов, расположенных равномерно по всей территории и закрепленных на местности специальными центрами, обеспечивающими их сохранность и устойчивость в плане и по высоте в течение длительного времени.

ГГС включает в  себя также пункты с постоянно  действующими наземными станциями  спутникового автономного определения  координат на основе использования  спутниковых навигационных систем с целью обеспечения возможностей определения координат потребителями в режиме, близком к реальному времени.

Основной  объем геодезических и картографических работ в регионах России выполняется  на уровне кадастровых районов. На этом уровне проводится учет земельных участков и создание на его основе информационной системы земельного кадастра, содержащей данные о природном, правовом и хозяйственном состоянии земель. Информация, обобщенная по районам, собирается на уровне области и далее входит составным элементом в Единый государственный реестр земель. Каркасом, объединяющим информацию по землепользователям, является единая координатная основа на уровне страны, области, кадастрового района. Под понятием единой координатной основы в данном случае подразумевается не единый на всю страну каталог координат, а единый подход к ее созданию на различных уровнях.

При ведении  геодезических работ, в том числе  и для целей земельного кадастра, приходится иметь дело с различными системами координат.

Одной из задач, которая решается при установлении системы координат, является обеспечение математического перехода от величины, измеряемой на физической поверхности, к ее отображению на математической поверхности. В геодезии данный переход осуществляется введением в результаты измерений редукционных поправок.

Системы координат  задают на поверхности эллипсоида вращения, потому что из простых математических поверхностей он ближе всего подходит к поверхности Земли.

Эллипсоид вращения принятых размеров, определенным образом  ориентированный в теле Земли, на поверхность которого наносятся геодезические сети при их вычислении, называется референц-эллипсоидом (рекомендованный для данной территории).

Для территории нашей страны принят эллипсоид Красовского: большая полуось a = 6 378 245 м, малая полуось b = 6 356 863 м.

Положение (ориентировка) эллипсоида Красовского в теле Земли  определено геодезическими координатами центра круглого зала Пулковской обсерватории:

широта B₀ = 59°46'18,55",

долгота L₀ = 30°19'42,09",

Системы координат  можно классифицировать по ряду признаков:

1. По расположению  начал:

Если начало отсчета совпадает с центром  масс Земли, то такая система называется геоцентрической.

Если начало отсчета системы располагается  вблизи центра масс Земли (в пределах нескольких сотен метров), то это – квазигеоцентрическая система.

При расположении начала отсчета  на поверхности Земли получаем топоцентрическую систему.

2. По виду координатных  линий:

Геодезические (эллипсоидальные) B, L, H – на эллипсоиде.

Прямоугольные: x, y, z — в  пространстве, x, y — на плоскости, высота H₀ = 0 м.

Сведениями об уникальных характеристиках объектов кадастрового учета являются «площадь» и «описание  местоположения», которые определяются посредством проведения геодезических  работ. Для земельного участка, здания, сооружения, объекта незавершенного строительства, границ территориальных образований местоположение определяется координатами характерных точек таких объектов (углы зданий, углы поворота границы земельного участка и т.п.). Для площадных объектов вычисляется геодезическая площадь. Исходными данными для этого служат координаты характерных точек таких объектов, которые в основном получают геодезическими методами.

Геодезические координаты B, L, H:

Положение любой точки  М земной поверхности определяют в системе геодезических координат В, L, Н, где В — геодезическая широта; L — геодезическая долгота; Н—геодезическая высота точки.

Геодезической широтой точки М называют угол В между плоскостью экватора и нормалью к поверхности эллипсоида, проходящей через эту точку. Геодезические широты отсчитывают от плоскости экватора к северному полюсу со знаком плюс, а к южному полюсу – со знаком минус, причем в обоих случаях от 0 до 90°.

Геодезической долготой точки М называют двугранный угол L между плоскостью начального (Гринвичского) меридиана и плоскостью геодезического меридиана данной точки М. Долготы отсчитываются от начального меридиана с запада на восток от 0 до 360°.

Геодезическим азимутом А (дирекционный угол) направления называют двугранный угол в точке m между плоскостью геодезического меридиана данной точки и плоскостью, содержащей нормаль к эллипсоиду. Азимуты отсчитывают от 0 до 360° по ходу часовой стрелки.

Геодезической высотой точки М называют расстояние Н между поверхностью эллипсоида и данной точкой, отсчитываемое по нормали к нему в этой точке. Точки, находящиеся выше поверхности эллипсоида, имеют положительные высоты, а ниже – отрицательные.

Прямоугольные плоские координаты X, Y (зональная система):

Используется равноугольная  проекция Гаусса-Крюгера. Вся поверхность Земли делится на 6-градусные (по долготе) зоны (дольки от полюса до полюса), которые каждая отдельно разворачиваются в плоскую поверхность. Всего образуется 60 таких зон, которые нумеруются цифрами от 1 до 60 против хода часовой стрелки, начиная от Гринвича.

 

 

Зона – это участок  земной поверхности, ограниченный двумя  меридианами.

На плоскости это выглядит так:

 

 

Чтобы не было отрицательных  значений, ось Х переносят на 500 км.

Для удобства использования  плоских координат на листе карты  показывают километровую сетку – семейство линий параллельных экватору и осевому меридиану. В отличие от большинства зарубежных стран, где масштаб изображения на осевом меридиане равен 0,9996, в России он составляет 1. Это упрощает формулы проекции, но приводит к значительным искажениям на краю шестиградусной зоны, которые составляют до 30 см для линии, длиной 120 м. Искажения площадей при этом могут достигать величины порядка 60 кв.м на 1 га.

Виды систем координат:

Системы координат (СК) установлены Постановлением Правительства РФ от 28 июля 2000 года № 568 «Об установлении единых государственных систем координат»:

1) система геодезических  координат 1995 года (СК-95) – для  использования при осуществлении геодезических и картографических работ начиная с 1 июля 2002 года;

2) геоцентрическая  система координат «Параметры  Земли 1990 года» (ПЗ-90) — для  использования в целях геодезического  обеспечения орбитальных полетов  и решения навигационных задач.

При выполнении геодезических работ для целей ведений кадастра используются следующие основные системы координат (СК): СК–1942 года, СК–1963 года, СК–1995 года, региональные местные системы координат субъектов РФ (МСК-регион) и местные системы координат городов.

СК–1942 года (СК-42) создавалась в первой половине XX века. В качестве координатной поверхности в этой системе используется поверхность эллипсоида Красовского.

При установлении системы координат 1942 года в уравнивание  вошли 87 полигонов пунктов астрономо-геодезической сети, покрывавших большую часть Европейской территории СССР и узкой полосой распространяющих координаты до Дальнего Востока. Обработка выполнялась на эллипсоиде Красовского редуцированием данных геодезических измерений с земной поверхности через поверхность уровня моря на поверхность референц-эллипсоида. Определение высот квазигеоида и составляющих уклонений отвесных линий, необходимых для такого редуцирования, выполнялось с использованием гравиметрических данных: сначала для повышения точности интерполяции астрономо-геодезических уклонений отвеса и для расчета приращений высот квазигеоида, а затем с развитием гравиметрического метода высоты квазигеоида и составляющие уклонений отвесных линий определялись независимо от астрономо-геодезических данных.

Постановлением  Совета Министров СССР от 7 апреля 1946 года № 760 на основе результатов выполненного уравнивания была введена единая система геодезических координат  и высот на территории СССР –  система координат 1942 года.

Так как в  то время создаваемые карты и планы в системе координат СК-42 имели режимные ограничения, то в 1963 г. была введена в качестве системы координат для гражданских пользователей СК–1963 (СК-63) – видоизмененная СК-42. Система координат 1963 г. не являлась местной системой координат, так как была создана на всю территорию Советского Союза большими блоками, включающими до нескольких областей и республик. СК–63 была предназначена для создания топографических и специальных карт гражданского применения (землеустроительных, лесоустроительных, для борьбы с лесными пожарами и др.). Ее отличие от государственной системы координат 1942 г. состояло только в изменении стандартной разграфки листов карт в проекции Гауса_Крюгера и использовании в европейской части СССР 3_градусных зон.

Система координат СК-63 была отменена Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 25 марта 1987 года за № 378-85, однако разрешалось использование созданных в ней топографо-геодезических и картографических материалов и данных, но без создания в этой системе новых материалов и данных.

Система координат СК–1995 (СК-95) была введена в качестве государственной Постановлением Правительства РФ от 28 июля 2000 года № 568 «Об установлении единых государственных систем координат». При создании СК–95 измерения, выполненные для всей сети, были совместно уравнены. Это позволило устранить неоднородность в точности элементов сети, исправить искажения на стыках сетей 2 класса и полигонов 1 класса, а также повысить точность взаимного положения смежных пунктов. В этой системе для плоских прямоугольных координат также применяется проекция Гаусса-Крюгера с шестиградусными зонами. В СК-95 используется эллипсоид Красовского, который ориентируется таким образом, чтобы пространственные координаты начального пункта (Пулково) были одинаковы в СК-42 и СК-95.

Под местной системой координат понимается условная система координат, устанавливаемая в отношении ограниченной территории, не превышающей территорию субъекта Российской Федерации, начало отсчета координат и ориентировка осей координат которой смещены по отношению к началу отсчета координат и ориентировке осей координат единой государственной системы координат, используемой при осуществлении геодезических и картографических работ. Местные системы координат устанавливаются для проведения геодезических и топографических работ при инженерных изысканиях, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений, межевании земель, ведении кадастров и осуществлении иных специальных работ. Обязательным требованием при установлении местных систем координат является обеспечение возможности перехода от местной системы координат к государственной системе координат, который осуществляется с использованием параметров перехода (ключей). Каждая местная система координат может создаваться с одной или несколькими трех или шести градусными зонами.

При подготовке межевого плана не могут использоваться сведения ограниченного доступа (в  том числе координаты центров  геодезических пунктов в государственных  или геоцентрических системах координат), учитывая, что в государственный кадастр недвижимости вносятся открытые и общедоступные сведения.

Приказом Федерального агентства кадастра объектов недвижимости от 18 июня 2007 года № П/0137 утверждено Положение о местных системах координат Роснедвижимости на субъекты Российской Федерации (МСК-регион).