Прежде чем продолжить, вкратце остановимся на вынесенном в заголовок раздела вопросе.
Постановлением Кабинета министров за №1259 от 22.09.2004 года с 1 января 2007 года на территории Украины введена в действие система координат УСК2000 и, одновременно, отменено действие систем СК42 и СК63. На практике, тем не менее, не все так безоблачно. В силу целого ряда причин, о которых можно написать отдельную главу, де факто, в Украине продолжают использоваться системы координат СК42, СК63 и основанные на них местные системы.
В чем же преимущество новой системы координат УСК2000 и каковы недостатки устаревших СК42 и СК63? Попробуем разобраться.
Сразу оговоримся, что система координат СК63 является вариацией СК42, призванной добавить новый уровень секретности. Для этого территория страны (тогда еще СССР) была разбита на районы, в пределах которых применялись свои “секретные” параметры осевого меридиана зоны и такие же секретные параметры смещения начала отсчета. Учитывая данный факт, о системах СК42/СК63 можно говорить, как об одной и той же системе.
СК42 создавалась в эпоху доспутниковой геодезии с помощью существующих на тот момент методов и технологий, а именно путем наблюдения триангуляционой сети, которая, в свою очередь, опиралась на пункты, координаты которых получены из астрономических наблюдений.
С началом эры GPS стало понятно, что СК42 имеет отклонения от глобально развиваемых систем координат, что затрудняет использование спутниковых технологий. Более того, система не просто повернута или не соответствует масштабу. В действительности наблюдается деформация сети, плохо поддающаяся математическому описанию.
Как следствие, было принято решение о реализации новой системы координат, которая получила название УСК2000. Новая система изначально проектировалась таким образом, чтобы иметь однозначную связь с глобальными системами.
В качестве такой отправной точки была взята система ITRS/ITRF2000 на эпоху 2005 года. Вместе с тем, в качестве референц-эллипсоида был использован эллипсоид Красовского, а сдвиг центра эллипсоида подобран таким образом, чтобы добиться его оптимального расположения для всей территории Украины.
Пункты триангуляции 1 класса были привязаны с помощью спутниковых технологий к глобальной сети, а пункты нижних классов были переуравнены с учетом измеренных координат. В результате была получена сеть с высокой степенью однородности по точности, согласованная с глобальными системами.
Создатели системы УСК2000 преследовали еще одну цель, а именно сохранение карт масштабного ряда 1:10000 и мельче. Эта цель была достигнута. Разница в координатах пунктов в системах СК42 и УСК2000 не превышает 3 метра, за исключением некоторых горных районов, что вполне укладывается в пределы графической точности этих карт. Фактически, можно говорить, что УСК2000 является улучшенным вариантом СК42, приведенным к требованиям современности.
Интересующихся читателей отсылаем за подробностями к специализированной литературе, а пока обратите внимание на Рис.9.1. (Вместо системы ITRF на схеме используется WGS84 - глобальная система, которая с высокой степенью точности согласована с ITRF.)
Как можно видеть, связь СК42/СК63 с WGS84 возможна с использованием приближенных параметров. Точность такого перехода будет довольно низкой. В зависимости от конкретных значений параметров перехода и места положения пересчитываемых точек, речь может идти о нескольких метрах.
Напротив, параметры, связывающие УСК2000 и систему WGS84, можно задать с высокой, на уровне сантиметров, точностью.
Проблемой связи СК42/СК63 с УСК2000 озадачились и разработчики новой системы координат. Было предложено следующее решение - пересчет по трансформационному полю. Для этого были проанализированы координаты одних и тех же пунктов сети в обоих системах, что дало список отклонений, и предложен математический аппарат пересчета, основанный на методе конечных элементов.
Таким образом, на сегодняшний день в Украине образовалось два “блока” систем координат: устаревшие СК42/СК63 и основанные на них - с одной стороны, и современная УСК2000 и основанные на ней - с другой стороны. Точкой соприкосновения обоих “блоков” является трансформационное поле.