Системы координат

В авиационной навигации используются следующие системы координат (СК):

Глобальные жестко связаны с Землёй и применяются для навигации охватывающей всю земную поверхность или значительную её часть. Наиболее распространёнными являются:
- Геодезическая (географическая). В качестве модели Земли используется общеземной эллипсоид (типа WGS-84 или ПЗ-90). Положение точек определяется геодезическими широтой и долготой. Геодезической широтой называется угол между нормалью к поверхности эллипсоида и плоскостью экватора. Геодезической долготой называется двугранный угол между плоскостями начального (гринвчского) меридиана и меридиана данной точки.
- Нормальная сферическая (геоцентрическая) СК предназначена для определения координат точки на сфере. Способ отсчёта геоцентрической долготы совпадает со способом отсчёта геодезической долготы. Отсчёт геоцентрической широты производится от плоскости экватора к направлению радиус-вектора, соединяющего центр сферы с данной точкой.
- Ортодромическая СК. Основной плоскостью отчёта принята плоскость не земного, а ортодромического экватора, т.е. плоскость, в которой лежит линия ортодромии - дуга большого круга на поверхности земной сферы, проходящая через начальную и конечную точки маршрута. Ортодромические системы (grid systems) являются обобщающим случаем сферических координат. Вместо «настоящих» меридианов и параллелей, как в географических системах, используются меридианы и параллели условные, наиболее удобно расположенные относительно маршрута полета. В ортодромических системах осями являются две ортодромии, перпендикулярные друг другу в начале системы координат. В зависимости от того, как направлены эти оси и где расположено начало системы координат, различают две их группы.
  - Главноортодромическая. Начало отсчёта обычно размещается в ИПМ, а одну из осей, называемую главной ортодромией, направляют вдоль маршрута. Например, так, чтобы она проходила и через КПМ, либо вблизи всех ППМ. Главная ортодромия является экватором такой условной сферической системы координат. Вторая ось направляется вправо от направления полета.
  - Частноортодромическая. В ней система координат для каждого участка маршрута своя. Одна из осей (ось S) направляется по ЛЗП данного участка в направлении полета, а вторая ось (ось Z) – вправо от нее.
- Полярная и биполярная СК применяются при получении навигационной информации с помощью радионавигационных систем, таких как РСБН, РСДН, VOR/DME. Координатами в полярной системе являются пеленг (bearing) и дальность (distance).
Местные используются при сравнительно небольших перемещениях ЛА, когда можно пренебречь кривизной поверхности Земли. Наиболее распространены декартовы прямоугольные, сферические и цилиндрические СК.
Астрономические
- Горизонтальная СК использует в качестве основной плоскости плоскость истинного горизонта. При этом небо делится на верхнее, видимое полушарие и нижнее, которое заслонено Землей. Полюс верхнего полушария называется зенитом, полюс нижнего — надиром. Угол светила над или под горизонтом называют его высотой. Угол наблюдаемого светила вдоль горизонта (от точки севера по направлению к востоку) называют азимутом.
  
  Горизонтальная система координат (www.astronet.ru)
- Экваториальная СК связана с вращением Земли. Вертикальной осью в этой системе является ось вращения земного шара, представляющая собой прямую, проходящую через Северный и Южный полюсы Земли. Ее пересечение с небесной сферой определяет Северный и Южный полюсы неба, называемые полюсами мира. Если угловое расстояние в 180° между двумя этими полюсами разбить пополам и, оставаясь на равных расстояниях от обоих полюсов, мысленно прочертить круг по небу, то получится то, что называют небесным экватором.
  
  Первая экваториальная система координат (www.astronet.ru)
  Если от направления на небесный экватор (0°) будем отсчитывать угол в направлении к Северному полюсу мира (90°) со знаком плюс, а в направлении Южного полюса мира (—90°) — со знаком минус, то тем самым определится угловая координата, которая называется склонением (она аналогична географической широте). Разделим теперь небесный экватор на 24 «часовых» пояса, определив тем самым угловую координату, соответствующую географической долготе. Она называется прямым восхождением и измеряется в часах, минутах и секундах. За начало ее отсчета принимается точка на небесном экваторе, в которой находится Солнце в день весеннего равноденствия. Прямое восхождение отсчитывается от точки весеннего равноденствия против часовой стрелки, если смотреть на экватор со стороны Северного полюса мира.
  
  Вторая экваториальная система координат (www.astronet.ru)
  Экваториальная СК применяется в первую очередь для определения положений звезд, но используется она и для Луны и планет. Однако для последних особенно удобна эклиптическая система координат.
- Эклиптическая СК в отличие от экваториальной системы, где роль основной координатной плоскости играет плоскость земного экватора, для этих же целей использует плоскость земной орбиты. Если пересечение плоскости земного экватора с небесной сферой давало линию небесного экватора, то пересечение плоскости земной орбиты с небесной сферой определяет так называемую линию эклиптики. Эклиптическая система координат широко применялась в старые времена, когда господствовала астрология. Вдоль линии эклиптики располагаются 12 созвездий, называемых зодиакальными и условно обозначаемых с помощью специальных знаков зодиака. Так, например, точка весеннего равноденствия долгое время находилась в зодиакальном созвездии Овена, которое обозначается символом т, напоминающим по форме рога барана.