Пересчет координат

[Evgeny1987]

Всем здравствуйте!
Я не геодезист по образованию, поэтому не считаю зазорным задавать такой тривиальный вопрос. Тем более, что я перерыл интернет и форумы Gis-lab порядочно.
Задача каноническая - написать программу, пересчитывающую геодезические координаты из WGS-84 в СК-42, СК-95, ПЗ-90, ПЗ-90.02, ПЗ-90.11. Делать это нужно для получаемых с приборов данных, поэтому учитывать актуальность измерений, движение литосферных плит, изменение эпох (я правильно пишу?) вроде бы не нужно.
Основная проблема: выбор метода и верификация получаемых результатов. Я перепробовал множество геокалькуляторов: Фотомод (в режиме ГОСТ, режимы стандартный и профессиональный дают другой результат), mapbasic.ru/, proj4, Transco, Transdat, latlong.ru/sk.php
В итоге по СК-42, СК-95 результаты с сантиметровой точностью (Фотомод округляет результаты примерно с той же точностью) совпали у Фотомода, Transdat и latlong.ru/sk.php. С ПЗ все оказалось сложнее: результаты Фотомода совпадают по ПЗ-90.02 с latlong.ru/sk.php с точностью до округления, но по ПЗ-90 ошибка - десятки метров. А ПЗ-90.11 Фотомод вообще не поддерживает. В Transdat для ПЗ используется незнакомая для меня номенклатура. Еще одна проблема - Фотомод как-то странно работает с отрицательной долготой (или, как я понял, вообще неправильно).
Соответственно для СК-42 и СК-95 я набрал порядка 20 точек по всему миру в WGS-84 и пересчитал с помощью Transdat (у них точность выше, чем у Фотомода и нормально обрабатывается отрицательна долгота). Затем с помощью geodll я рассчитал параметры преобразования. Далее я сравнил стандартный метод Гельмерта и итерационный процесс, описанный в ГОСТе и здесь structure.mil.ru/files/pz-90.pdf . Преобразование Гельмерта дало более, чем приемлемую точность, а итерационный процесс дал точность хуже метра.
С ПЗ-90 и ПЗ-90.02 дела обстоят хуже. Во-первых пришлось набирать точки только на восточном полушарии (из-за странностей с обработкой отрицательной долготы в Фотомоде). Точность по долготе / широте получилась приемлемой (сантиметры), а вот по высоте - ошибка около метра. Причем систематическая, т.е. если ее вычесть, то получится вполне сантиметровая точность. Кто сталкивался с подобной проблемой, может что-либо подсказать?

[freeExec]

Но зачем, ведь без привязки к ближайшим пунктам ГГС эти пересчитанные координаты мало кому нужны. А глобальные параметры (ГОСТ) дают результат +лапоть в одном районе и -лапоть в соседнем.

[Evgeny1987]

Спасибо за ответ.
А как привязывать к пунктам ГГС? Я же говорю, я не геодезист.
Вообще измерение координат будет вестись на море.
Цель: использовать результаты измерений в будущем для навигации по приборам (нахождение замеренных точек по данным GPS-ГЛОНАС навигаторов).

В принципе, если кто-то считает, что достаточно компетентен в этой области, я могу связать с работодателем.

[freeExec]

Снять их координаты в WGS84. Имея три пары точек с координатами в разных системах координат можно вычислить 7 параметров преобразования. Но суровая реальность такова, что одна тройка пунктов и в 50 км другая могут дать разные значения параметров. Поэтому бесполезно привязаться в Москве и пытаться получить координаты на Камчатке.

[Evgeny1987]

Я почитаю по этой теме материал, потом еще напишу. Пока я явно плыву в данной теме.
Что нет смысла рассчитывать одни параметры для всей земли я понял.

Спасибо за ответы. Более развернутые ответы всегда приветствуются. Если есть желание, могу связать с работодателем.

[Evgeny1987]

Где можно узнать координаты пунктов в различных СК?

Как я понял, никто просто так эти координаты мне не даст. Даже не факт, что за деньги.

[freeExec]

Опять же, найти координаты вы может и сможете, но все результаты будут, скажем, ознакомительного характера. Чтобы потом куда-то представить эти данные (в гос. органы) вы должны указать обоснование координат (пункты ГГС, ОМС и т.д.). Прикол в том, что эти данные ограниченного характера, вам нужно не просто знать их, но иметь разрешение их знать
Поэтому в геодез. оборудование закладывают возможность пересчёта, но параметры для него пользователь получает и заносит сам.

[Evgeny1987]

Может быть вы подскажете, какой метод пересчета дает большую точность? Метод Гельмерта или итерационный, как в ГОСТе? Я сравнить все равно ни с чем не смогу.

[Boris]

Я позволю себе уточнить вашу беседу. Вы понимаете, что спрашиваете несколько разнонаправленные вещи? "СК-42, СК-95, ПЗ-90, ПЗ-90.02, ПЗ-90.11" - эти системы координат различны.
Первые две имеют приемлемую геодезическую точностью перехода к WGS84 только в пределах СССР и РФ, может быть с некоторой натяжкой в пределах внутренних морей РФ. Возможно на Северной Земле и есть геопункты, но сомневаюсь, что их точности хватает на С.Ледовитый океан.
Оставшиеся 3 привязаны к центру Земли и имеют по отношению к WGS84 постепенно ускользающие различия. ПЗ-90 встретить в настоящий момент практически невозможно.

Вообще измерение координат будет вестись на море.

Море морю - рознь. Даже в пределах Европы, в странах, имевших СК-42 и эллипсоид Красовского в качестве государственной основы карт, переходы к WGS84 по 3-м параметрам, различаются на метры-десятки метров и имеют различные локальные погрешности:

Geodetic Datum Transformation Parameters (Local to WGS-84)
(d = delta in meters; e = error estimate in meters; #S = number of satellite measurement stations)
Datum Ellipsoid dX dY dZ Region of use eX eY eZ #s
Afgooye Krassovsky 1940 -43 -163 45 Somalia 25 25 25 1
Pulkovo 1942 Krassovsky 1940 28 -130 -95 Russia -1 -1 -1 0
S-42 (Pulkovo 1942) Krassovsky 1940 28 -121 -77 Hungary 2 2 2 5
S-42 (Pulkovo 1942) Krassovsky 1940 23 -124 -82 Poland 4 2 4 11
S-42 (Pulkovo 1942) Krassovsky 1940 26 -121 -78 Czechoslovakia 3 3 2 6
S-42 (Pulkovo 1942) Krassovsky 1940 24 -124 -82 Latvia 2 2 2 5
S-42 (Pulkovo 1942) Krassovsky 1940 15 -130 -84 Kazakhstan 25 25 25 2
S-42 (Pulkovo 1942) Krassovsky 1940 24 -130 -92 Albania 3 3 3 7
S-42 (Pulkovo 1942) Krassovsky 1940 28 -121 -77 Romania 3 5 3 4

Подробней в приложении

warsaw.txt

warsaw.txt

(19.94 КБ) 854 скачивания

Я не могу представить, какие координаты на море следует измерять так, что бы погрешность в методах расчета, которые при одинаковых параметрах должны давать сантиметры, ну в худшем случае дециметры различий, могла отразится на определении координат "неподвижного" судна. А какая там может быть значимая высота над уровнем моря, если оно под ногами?
И последнее, измерение координат на море, вещь на столько специфическая и предельно ответственная, что это подсудное дело доверить работу по

Цель: использовать результаты измерений в будущем для навигации по приборам (нахождение замеренных точек по данным GPS-ГЛОНАС навигаторов).

человеку, который не специалист в морской геодезии и навигации. Нахождение координат на море по карте ДО спутниковой эпохи существенно отличается от определения координат на суше, где можно найти хоть какие то значимые объекты карта-местность в пределах области, позволяющей сохранить точность измерений. Морские карты в СК-42, если только это не районы глубокого моря не могут использоваться для ответственного определения координат в текущий момент. Для безответственного могут, но тогда различие в пересчете не имеет никакого отношения к программам и методам пересчета ( +- два локтя по карте).
Если это глубоко теоретические изыскания, состоящие в сравнении качества пересчета разных продуктов, то это может быть темой текущей беседы. Если же это хоть на 1% связано с мореплаванием, то самое разумное всем перестать давать советы и перенаправить автора к специалистам в морской навигации.
PS
Для выявление практической разницы между ПЗ-90.11 - ПЗ-90.02 - WGS84 (и все другие мало различимые на практике современные мировые эллипсоиды) - вещь на столько не очевидная, что в авиации согласно статье

Национальные и международные системы координат, применяемые в гражданской авиации РФ
Лобазов В.Я. – Руководитель НИЦ «Геодинамика» МИИГАиК
Рогозин В.П. – Начальник отдела 29 НИИ МО
С.Петербург 2008

, не помню где взял,

Система геодезических параметров, "Параметры Земли 1990 года" (ПЗ-90.02)
- 20.09.2007 спутники системы ГЛОНАСС переведены на новую систему координат
- С 21.09.2007 ИАЦ ГЛОНАСС рекомендует использовать нулевые параметры перехода между ПЗ 90.02 к ITRF 2000

источник в PDF

Lobazov.pdf

(1.84 МБ) 1362 скачивания

.

[Evgeny1987]

Boris, спасибо большое за развернутый ответ!
Задачей навигации я не занимаюсь, но передо мной стоит задача максимально упростить нахождение измеренных точек. Для навигации судна в фарватерах эти измерения использоваться не будут.
Я переформулирую вопрос. Есть данные GPS навигации, то есть их точность не превышает десятков метров. Какова точность пересчета координат из WGS-84 по каждой из систем координат (СК-42, СК-95, ПЗ-90, ПЗ-90.02, ПЗ-90.11) при использовании единых параметров и параметров, специфичных для конкретной местности?

Если пользователю понадобится более высокая точность и ему известны координаты пунктов ГГС, достаточно ли указать 7 параметров пересчета? Какой метод пересчета при этом лучше использовать: метод Гельмерта или итерационный?

PS: Я прошу прощения за допущенную в моем втором сообщении неточность - измеренные координаты будут искаться с помощью навигационных приборов (те же GPS/ГЛОНАСС), но не использоваться для навигации судна.

Понятно, что речь идет только о приближении к точности GPS.

[trir]

точность может только уменьшатся

[freeExec]

Погрешности пересчёта по разным методикам при прочих равных на ПОРЯДКИ точнее, чем указанная Вами точность полученных координат. Поэтому если у вас +-10м, то к чему гонятся за сантиметрами?

[Evgeny1987]

Так какая все-таки точность?
Я изначально неверно считал, что задача пересчета координат может быть решена с точностью несколько сантиметров по всей Земле. Когда я провел сравнение пересчета координат в некоторые СК, используя разные программные продукты, то получил в некоторых случаях точность сантиметровую, а в некоторых - расхождения достигали десятков метров (Фотомод, latlong.ru и Transco по ПЗ-90 - 60 - 70 метров). Сантиметровая точность мне не нужна (как я уже понял - не имеет смысла), но десятки метров, наверное, много.
Если точность пересчета по единым параметрам из ГОСТа в пределах 10м - этого должно хватить.

[trir]

WGS в ПЗ, при таких условиях (+-10м) - даже пересчитывать нет смысла

[Донецков]

Начать нужно с того, что современные системы морской навигации использующие дополнительно сигналы поправок со спутников дают абсолютную точность до 2 - 3 м, во всяком случае оборудование на судах, которые выполняли морские инженерные изыскания на шельфе это позволяют ...
Во вторых - при пересчете в другие системы координат нужно сразу разделить системы на группы: ПЗ 90.11 (и более ранние) - расхождения с WGS-84 практически нулевое (первые сантиметры, что фактически можно этим пренебречь), СК-95 - самый оптимальный использовать возможности NTv2 (точность порядка 40 - 60 см), и СК-42 - как "уходящая система" использовать "гостовские" параметры (точность уже метры), а так для каждого бассейна нужно набирать свои параметры преобразований, но это уже большая практическая работа...
Весь вопрос - для каких целей, самые точные преобразования по моему нужны для инженерных изысканий и строительства по объектам на участках суша/море, где точность должна быть сантиметровая. Из опыта - выводили иностранцы платформу в нужные координаты установили, потом делали контроль с использованием береговых пунктов ГГС (далековато конечно, почти 50 км), так расхождения были не более 3 м от проектных ...
Самые большие ошибки, опять же из опыта, это когда в ПО с кучей параметров исполнитель выбрал не те (как Вам эллипсоид Красовского в реализации Гаусс-Крюгера с параметрами для Венгрии (разработчик ПО другого не заложил и годами продавал его на нашем рынке..), но с применением зачем-то К=0,996 как у UTM), что нужно и все в них посчитали и согласования и экспертизы прошли и т.п., а ошибки были в разных местах от 2.5 км до 4 км в плане по широте, и сотня метров по долготе, а Вы говорите - метры ...