Система координат военной сетки НАТО (MGRS)

Введение

Глобальная система координат НАТО

Система военных координат (MGRS) — это геокоординационный стандарт, используемый вооруженными силами НАТО для определения местоположения точек на Земле. MGRS выводится из системы Universal Transverse Mercator (UTM) и системы Universal Polar Stereographic (UPS), но использует иную систему обозначений. MGRS применяется в качестве геокода для всей Земли. Пример координаты MGRS, или сетевой привязки, выглядит следующим образом: [21 18 34.0 N 157 55 0.7 W &language=en 4QFJ12345678] и состоит из трех частей:
4Q (обозначение зоны сетки, GZD)
FJ (идентификатор 100 000-метрового квадрата)
1234 5678 (числовое местоположение; восточная координата — 1234, северная — 5678, в данном случае определяющие местоположение с разрешением 10 м).

Сетевая привязка MGRS является точечной системой отсчета. Термин «квадрат сетки» может относиться к квадрату со стороной 1 км, 10 м или 1 м, в зависимости от точности указанных координат. (В некоторых случаях квадраты, прилегающие к стыку зон сетки (GZJ), обрезаются, поэтому полигон является более точным описанием этих областей.) Количество цифр в числовом местоположении должно быть четным: 0, 2, 4, 6, 8 или 10, в зависимости от требуемой точности. При изменении уровней точности важно обрезать, а не округлять значения восточной и северной координат, чтобы более точный полигон оставался в пределах менее точного полигона. С этим связано, что приоритет имеет юго-западный угол полигона как точка обозначения для всего полигона. В случаях, когда полигон не является квадратом и был обрезан стыком зон сетки, полигон сохраняет обозначение юго-западного угла, как если бы обрезки не было. 4Q – только GZD, уровень точности 6° × 8° (в большинстве случаев)
4Q FJ – GZD и идентификатор 100-километрового квадрата сетки, уровень точности 100 км
4Q FJ 1 6 – уровень точности 10 км
4Q FJ 12 67 – уровень точности 1 км
4Q FJ 123 678 – уровень точности 100 м
4Q FJ 1234 6789 – уровень точности 10 м
4Q FJ 12345 67890 – уровень точности 1 м

Обозначение зоны сети

Первая часть координат МГРС – это обозначение зоны сетки. Зоны UTM шириной 6°, пронумерованные от 1 до 60, пересекаются полосами широты, обычно высотой 8°, обозначенными буквами от C до X (исключая I и O). Самая северная полоса широты, X, имеет высоту 12°. Пересечение зоны UTM и полосы широты (обычно) представляет собой многоугольник 6° × 8°, называемый зоной сетки, обозначение которой в МГРС формируется номером зоны (одна или две цифры – для зон от 1 до 9 используется одна цифра, согласно примеру в DMA TM 8358.1, раздел 3.2, также известном как MGRS New, который используется для WGS84 и некоторых других современных геодезических систем координат) и буквой для первого ряда – расположенного непосредственно к северу от экватора – которая является A в зонах с нечетными номерами и F в зонах с четными номерами, как показано на рисунке 1. Обратите внимание, что самый западный квадрат в этом ряду, в зоне 1, имеет обозначение AA. В альтернативной схеме AL это было до версии 3.0. Однако, начиная с версии 3.0, в GEOTRANS используется усечение, а в NGA Military Map Reading 201 гражданская версия МГРС, USNG, также использует усечение.

Квадрат, пересекающий границу широты

Границы полос широты представляют собой параллельные круги (черные пунктирные линии на рисунке 1), которые не совпадают с границами квадратов 100 000 метров (голубые линии на рисунке 1). Например, на границе между зонами сетки 1P и 1Q мы находим квадрат 100 000 метров BT, из которого примерно две трети находятся к югу от 16° широты и, следовательно, в зоне сетки 1P, а одна треть – к северу от 16° и, следовательно, в 1Q. Таким образом, ссылка MGRS для позиции в BT должна начинаться с 1PBT в южной части BT и с 1QBT в северной части BT. По крайней мере, это возможно, если точность ссылки на сетку достаточна для размещения обозначенной области полностью внутри 1P или 1Q. Однако ссылка MGRS может обозначать область, пересекающую границу полосы широты. Например, при описании всего квадрата BT, следует ли называть его 1PBT или 1QBT? Или, при описании квадрата 1000 метров BT8569, следует ли называть его 1PBT8569 или 1QBT8569? В этих случаях программное обеспечение, интерпретирующее ссылку MGRS, должно принимать обе возможные буквы полосы широты. Практическое обоснование приведено в примечаниях к выпуску GEOTRANS: к югу от 80° ю.ш. вместо проекции UTM используется UPS South (Universal Polar Stereographic). Западный полукруг образует зону сетки с обозначением A, восточный полукруг – зону с обозначением B (см. рисунок 3). К северу от 84° с.ш. используется UPS North, западный полукруг обозначается Y, восточный – Z (см. рисунок 4). Поскольку буквы A, B, Y и Z не используются для каких-либо полос широты UTM, их наличие в координате MGRS без номера зоны указывает на то, что координаты находятся в системе UPS. Схема обозначения для квадратов 100 000 м немного отличается в полярных регионах. Для обозначения столбцов используется более ограниченный алфавит, от A до Z, исключая буквы D, E, I, M, N, O, V, W; столбцы расположены таким образом, что самый правый столбец в зонах сетки A и Y имеет букву Z, а следующий столбец в зонах сетки B или Z начинается с буквы A. Буквы в строках идут от A до Z, исключая I и O. Ограниченный алфавит для столбцов UPS гарантирует, что ни один квадрат UPS не будет смежным с квадратом UTM с тем же идентификатором. В полярных регионах существует только одна версия схемы обозначения.

The boundaries of the latitude bands are parallel circles (dashed black lines in figure 1), which do not coincide with the boundaries of the 100,000 meter squares (blue lines in figure 1). For example, at the boundary between grid zones 1P and 1Q, we find a 100,000 meter square BT, of which about two thirds is south of latitude 16° and therefore in grid zone 1P, while one third is north of 16° and therefore in 1Q. So, an MGRS grid reference for a position in BT should begin with 1PBT in the south part of BT, and with 1QBT in the north part of BT. At least, this is possible if the precision of the grid reference is enough to place the denoted area completely inside either 1P or 1Q. But an MGRS grid reference can denote an area that crosses a latitude band boundary. For example, when describing the entire square BT, should it be called 1PBT or 1QBT? Or when describing the 1000 meter square BT8569, should it be called 1PBT8569 or 1QBT8569? In these cases, software that interprets an MGRS grid reference should accept both of the possible latitude band letters. A practical motivation was given in the release notes for GEOTRANS, South of 80°S, UPS South (Universal Polar Stereographic) is used instead of a UTM projection. The west half circle forms a grid zone with designation A; the east half circle forms one with designation B; see figure 3. North of 84°N, UPS North is used, and the west half circle is Y, the east one is Z; see figure 4. Since the letters A, B, Y, and Z are not used for any latitude bands of UTM, their presence in an MGRS coordinate, with the omission of a zone number, indicates that the coordinates are in the UPS system. The lettering scheme for 100,000 m squares is slightly different in the polar regions. The column letters use a more restricted alphabet, going from A to Z but omitting D, E, I, M, N, O, V, W; the columns are arranged so that the rightmost column in grid zone A and Y has column letter Z, and the next column in grid zone B or Z starts over with column letter A. The row letters go from A to Z, omitting I and O. The restricted column alphabet for UPS ensures that no UPS square will be adjacent to a UTM square with the same identification. In the polar regions, there is only one version of the lettering scheme.