Кіріспе

Картезиандық географиялық координаттар жүйесі – белгілі бір карта проекциясында жасалған жазық беттегі орналасқан жерлерді картезиандық координаттар (x, y) арқылы көрсететін кеңістіктік анықтама жүйесінің бір түрі. Әрбір жобаланған координаттар жүйесі, мысалы, "Universal Transverse Mercator WGS 84 Zone 26N", карта проекциясын таңдау (нақты параметрлермен), геодезиялық деректерді таңдау, координаттар жүйесін жер бетіндегі нақты орналасқан жерлерге бекіту, бастапқы нүкте және өлшем бірлігін таңдау арқылы анықталады. Әртүрлі мақсаттар үшін және әртүрлі аймақтарда жүздеген жобаланған координаттар жүйелері белгіленген. 20-шы ғасырда алғашқы стандартталған координаттар жүйелері құрылғанда, мысалы, Universal Transverse Mercator, State Plane Coordinate System және British National Grid, олар көбінесе тор жүйелері деп аталды; бұл термин әлі де кейбір салаларда, мысалы, әскерилерде қолданылады, координаттарды әріп-сандық тор сілтемелері түрінде кодтайды. Дегенмен, жобаланған координаттар жүйесі термині басқа кеңістіктік анықтама жүйелерінен нақтырақ ажырату үшін соңғы уақытта басымдыққа ие болды. Ол EPSG және ISO 19111 сияқты халықаралық стандарттарда (Open Geospatial Consortium-ның Abstract Specification 2 ретінде жарияланған) және көптеген географиялық ақпараттық жүйелерде қолданылады. Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде қазіргі заманғы соғыс жүргізу талаптары бойынша әскерилер өз орналасқан жерлерін жылдам және дәл өлшеп, хабарлауы керек болды, нәтижесінде АҚШ Армиясының карта жасау қызметі (AMS) және басқа да жауынгерлер карталарда торларды басып шығарды. Бастапқыда әрбір соғыс театры өзінің торымен және кодтау жүйесімен арнайы проекцияда картаға түсірілді, бірақ бұл шатасуға алып келді. Бұл Универсалды көлденең Меркатор координаттар жүйесін жасауға әкелді, бұл жүйе, мүмкін, бастапқыда неміс Вермахты әзірлеген жүйеден алынған. Анық хабар беруді жеңілдету үшін UTM координаттарын кодтау схемасы ретінде әріп-сандық әскери тор сілтеме жүйесі (MGRS) құрылды, бұл оларды хабарласуды жеңілдетуге мүмкіндік берді. Белгілі бір орналасқан жерге немесе торға байланысты параметрлерді ескере отырып, көлденең Меркатордың проекция формулалары алгебралық және тригонометриялық функциялардың күрделі жиынтығы болып табылады.

Шығыс-Солтүстік

Кез келген карта проекциясының табиғи бастауы болады, мысалы, эллипсоид пен жазық карта бетінің сәйкес келетін нүктесі, сол жерде проекция формулалары (0,0) координатасын тудырады. Ordnance Survey карталарындағы тор сызықтары Ұлыбританияны Атлант мұхитындағы ойдағы нөлдік нүктеден шығысқа қарай, Корнуоллдан батысқа қарай бір километрлік шаршыларға бөледі. Тор сызықтары Торлық Солтүстікке бағытталған, ол Шын Солтүстіктен сәл өзгеше. Бұл айырма картаның орталық меридианында (солтүстік-оңтүстік сызығы) нөлге тең, ол Басты Меридианнан батысқа қарай екі градусқа орналасқан, ал карта шеттерінде ең жоғары шамаға жетеді. Торлық солтүстік пен Шын солтүстік арасындағы айырмашылық өте кішкентай және көптеген навигациялық мақсаттар үшін оны ескермеуге болады. Бұл айырмашылықтың себебі – жазық карта мен дөңгелек Жер арасындағы сәйкестік қажетті түрде толық емес болуында. Оңтүстік полюсте Торлық Солтүстік әдетте Басты Меридиан бойымен солтүстікке қарай бағытталған. Меридиандар полюстерде жақындасқандықтан, Шын шығыс және батыс бағыттары гимбал құлыптануына ұқсас жағдайда тез өзгереді. Торлық Солтүстік осы мәселені шешеді.

Желідегі сілтеме кодтамалары

Жобаланған координаттар жүйесіндегі орналасқан жерлер, кез келген картезиандық координаттар жүйесі сияқты, шығыс/солтүстік немесе (x, y) жұптары түрінде өлшенеді және көрсетіледі. Жұп әдетте шығыс координатасы бірінші, ал солтүстік координатасы екінші болып жазылады. Мысалы, Ассинибойн тауының (Британ Колумбиясы мен Альбертаның, Канада шекарасында) UTM 11 аймағындағы биіктігі (0594934mE, 5636174mN) координаталарымен белгіленеді, яғни ол 11 аймақтың жалған нөлдік нүктесінен шамамен 600 км шығысқа (нақты орталық меридианнан 117°B батысқа қарай 95 км) және экватордан 5,6 миллион метр солтүстікке орналасқан. Мұндай дәл сандарды ГИС және басқа да компьютерлік деректер базасында сақтау және есептеу оңай болғанымен, оларды адамдардың есте сақтауы және біреуге жеткізуі қиын болуы мүмкін. Сондықтан, 20 ғасырдың ортасынан бері сандарды қысқартуға немесе оларды әріптік-сандық тізбек түріне түрлендіруге мүмкіндік беретін баламалы кодтаулар пайда болды. Мысалы, қатысушыларға орналасқан жері бұрыннан белгілі болған жағдайда, қысқартылған тор сілтемесі қолданылуы мүмкін. Себебі, (бастапқы) ең маңызды цифрлар әлемнің бөлігін көрсетеді, ал (соңғы) ең кішкентай маңызды цифрлар көп жағдайда қажет емес дәлдік деңгейін ұсынады, сондықтан олар кейбір жағдайларда қажет болмауы мүмкін. Бұл пайдаланушыларға екі тарапқа да белгілі цифрларды (осы жағдайда 3, 4 және 5) ескере отырып, мысалдық координаттарды 949 361-ге дейін қысқартуға мүмкіндік береді. Әріптік-сандық кодтаулар әдетте әлемді үлкен тор шаршыларына бөліп, ең маңызды цифрларды алмастыру үшін кодтарды қолданады. Мысалы, әскери тор сілтеме жүйесінде жоғарыдағы координаттар 11U торының (UTM 11 аймағы, 5xxxxxx mN) және оның ішіндегі NS шаршысының (екінші цифр 5xxxxxmE x6xxxxxm N) ішінде орналасқан, ал қажетті қалған цифрлар көрсетіледі, нәтижесінде 11U NS 949 361 (немесе 11U NS 9493 3617 немесе 11U NS 94934 36174) MGRS тор сілтемесі пайда болады. Ұлыбританиядағы Ordnance Survey National Grid және басқа ұлттық тор жүйелері де ұқсас тәсілдерді қолданады. Ordnance Survey карталарында әрбір шығыс және солтүстік тор сызығына екі таңбалы код беріледі, ол Ұлыбританияның оңтүстік-батыс жағалауынан сәл ығысқан бастапқы нүктесі бар британдық ұлттық тор сілтеме жүйесіне негізделген. Аймақ 100 км² шаршыларға бөлінген, олардың әрқайсысы екі әріпті кодпен белгіленеді. Әрбір 100 км² шаршы ішінде сандық тор сілтемесі қолданылады. Шығыс және солтүстік координаталары бір-бір километрге бөлінгендіктен, солтүстік және шығыс координаталарының комбинациясы жердегі бір километрлік шаршыны сипаттайтын төрт таңбалы тор сілтемесін береді. Әдетте, тор сілтеме нөмірлері ізделіп отырған шаршының төменгі сол жақ бұрышын көрсетеді. Жоғарыдағы картада Литтл Пламптон қаласы 6901 шаршысында орналасқан, бірақ қаланың атын жазу 6802 және 6902 шаршыларында болса да, ғимараттардың көпшілігі (қорапшамен белгіленген нысандар) 6901 шаршысында орналасқан.

Дәлдік

Желілік сілтемеге қосылған цифрлардың саны артық болса, сілтеме соғұрлым дәл болады. Литтл Пламптондағы нақты бір ғимаратты табу үшін төрт цифрлы сілтемеге екі цифр қосылып, алты цифрлы сілтеме жасалады. Қосымша екі цифр 1 километрлік шаршы ішіндегі орналасқан жерді көрсетеді. Ағымдағы тор шаршысының ішінде тағы бір 10x10 торды көзге елестетіңіз (немесе Ромерді сызыңыз немесе оның үстіне қойыңыз). 10×10 тордағы 100 шаршының кез келгенін 0-ден 9-ға дейінгі цифрларды пайдаланып дәл сипаттауға болады (мұнда 0 0 – төменгі сол жақ шаршы, ал 9 9 – жоғарғы оң жақ шаршы). Литтл Пламптондағы шіркеу үшін бұл 6 және 7 цифрларын береді (6 – солдан оңға қарай (Eastings), ал 7 – төменнен жоғарыға қарай (Northings)). Бұл цифрлар сол координата осін сипаттайтын екі цифрдан кейін төрт цифрлы желілік сілтемеге қосылады, сондықтан шіркеу үшін алты цифрлы желілік сілтеме 696017 болады. Бұл сілтеме 100 метрлік 100 метрлік шаршыны көрсетеді, бірақ бір ғана нүктені емес. Бірақ мұндай дәлдік көбінесе навигация үшін жеткілікті. Картадағы белгілердің өзі дәл болмайды, мысалы, жоғарыдағы мысалдағы шіркеу белгісі масштабталған болса, шамамен 100x200 метр болар еді. Шындығында, қара шаршының ортасы шіркеудің нақты орнын картада көрсетеді, шіркеудің нақты көлеміне қарамастан. Үлкен масштабты карталар мен дәл Ромерді пайдаланып, үлкен сандарды қамтитын желілік сілтемелерді жоғары дәлдікпен анықтауға болады. Бұл геодезиялық жұмыстарда қолданылуы мүмкін, бірақ әдетте жаяу немесе велосипедпен жүретін адамдар үшін жерді бағдарлау үшін қолданылмайды. Қолға ұсталатын GPS қабылдағыштардың қолжетімділігі артып, бағасы төмендегендіктен, картасыз толық желілік сілтемелерді анықтауға болады. Бірақ GPS қанша цифрды көрсететінін білу маңызды, әйтпесе алғашқы алты цифрды ғана оқып алуға болады. GPS құрылғысы әдетте шығыс және солтүстік координаталары үшін бес саннан тұратын екі топқа негізделген он цифрлы желілік сілтеме береді. Дәлдік әрбір арттырумен (6 цифрдан 8 цифрға, содан кейін 10 цифрға) орналасқан жерді 10 есе дәлірек анықтайды. Мысалы, Ұлыбританияда 6 цифрлы тор сілтемесі 100 метрлік қабырғалы шаршыны анықтаса, 8 цифрлы сілтеме 10 метрлік шаршыны, ал 10 цифрлы сілтеме 1 метрлік шаршыны анықтайды. 10 цифрлы GPS көрсеткішінен стандартты 6 цифрлы тор сілтемесін алу үшін 4-ші, 5-ші, 9-шы және 10-шы цифрларды жою керек, сондықтан тек алғашқы 6 цифрды оқымау маңызды.