Система координат Национальной сетки Картографического управления ( OSGB ), также известная как Британская национальная сетка ( BNG ), [1] [2] представляет собой систему географических координат , отличную от широты и долготы , посредством которой любое место в Великобритании может быть описано с точки зрения его расстояния от начала координат (0, 0), которое находится к западу от островов Силли . [3]
Ordnance Survey (OS) разработала национальную систему координат сетки, и она активно используется в ее данных обследований и в картах, основанных на этих обследованиях, независимо от того, опубликованы ли Ordnance Survey или коммерческими производителями карт. Ссылки на сетки также часто цитируются в других публикациях и источниках данных, таких как путеводители и правительственные документы по планированию.
Существует ряд различных систем, которые могут предоставлять координаты сетки для местоположений в пределах Британских островов : в этой статье описывается система, созданная исключительно для Великобритании и ее отдаленных островов (включая остров Мэн ). Ирландская система координат сетки является аналогичной системой, созданной Картографическим управлением Ирландии и Картографическим управлением Северной Ирландии для острова Ирландия. Ирландская поперечная система координат Меркатора (ITM) была принята в 2001 году и в настоящее время является предпочтительной системой координат по всей Ирландии. ITM основана на универсальной поперечной системе координат Меркатора (UTM), используемой для предоставления координат сетки для местоположений по всему миру, и эта система обычно используется для Нормандских островов . Европейские агентства также используют UTM при картографировании местоположений или могут использовать Военную систему координатной сетки (MGRS) или ее варианты.
Первая буква Британской национальной сетки координат получена из большего набора из 25 квадратов размером 500 км на 500 км, помеченных от A до Z, без одной буквы (I) (см. диаграмму ниже), ранее использовавшихся в качестве военной сетки. [4] Четыре из этих самых больших квадратов содержат значительную площадь суши в Великобритании: S, T, N и H. Квадрат O содержит крошечную область Северного Йоркшира , Beast Cliff на OV 0000 , почти вся из которых находится ниже среднего прилива. [5] Что касается второй буквы, каждый квадрат площадью 500 км подразделяется на 25 квадратов размером 100 км на 100 км, каждый с буквенным кодом от A до Z (снова без I), начиная с A в северо-западном углу до Z в юго-восточном углу. Эти квадраты обозначены светло-серым цветом на карте «квадратов 100 км», а те, которые содержат землю, обозначены буквами. Центральный (2° з.д.) меридиан показан красным цветом.
В пределах каждого квадрата в численном виде даны восточные и северные координаты от юго-западного угла квадрата. Например, NH0325 означает квадрат размером 1 км, юго-западный угол которого находится в 3 км к востоку и в 25 км к северу от юго-западного угла квадрата NH. Местоположение может быть указано с различным разрешением в числовом виде, обычно от двух цифр в каждой координате (для квадрата размером 1 км) до пяти (для квадрата размером 1 м); в каждом случае первая половина цифр относится к первой координате, а вторая половина — к другой. Наиболее распространенным является шестизначная сетевая привязка , использующая три цифры в каждой координате для определения квадрата размером 100 м. Например, сетевая привязка квадрата размером 100 м, содержащего вершину Бен-Невиса , — NN 166 712 . (Ссылки на координатную сетку можно вводить с пробелами или без них, например, также NN166712.) NN имеет восточное смещение 200 км и северное смещение 700 км, поэтому местоположение Бен-Невиса в национальной сетке OSGB36 составляет 216600, 771200.
Координатные сетки также могут быть указаны в виде пары чисел: восточные, а затем северные в метрах, измеренные от юго-западного угла квадрата SV. Для местоположений на Оркнейских островах и далее на север может потребоваться 13 цифр. Например, координатная сетка для нефтяного терминала Саллом-Во на Шетландских островах может быть указана как HU396753 или 439668,1175316.
Другой, отличной формой полностью числовой ссылки на сетку является сокращенная буквенно-цифровая ссылка, в которой буквы просто опущены, например, 166712 для вершины Бен-Невиса. В отличие от числовых ссылок, описанных выше, эта сокращенная ссылка на сетку является неполной; она указывает местоположение относительно квадрата OS 100×100 км, но не указывает, какой именно квадрат. Она часто используется неформально, когда контекст идентифицирует 2-буквенный квадрат OS. Например, в контексте местоположения, известного как на листе OS Landranger 41 (который простирается от NN000500 на юго-западе до NN400900 на северо-востоке), сокращенная ссылка на сетку 166712 эквивалентна NN166712. При работе с более чем одним листом Landranger это также может быть указано как 41/166712.
В качестве альтернативы иногда для квадратов 100×100 км вместо двухбуквенных комбинаций используются цифры. Нумерация следует индексу сетки, где десятки обозначают прогресс с запада на восток, а единицы — с юга на север. На севере Шотландии нумерация изменена: квадрат 100 км к северу от 39 пронумерован как N30; квадрат к северу от 49 — как N40 и т. д.
Сетка основана на системе координат OSGB36 (Картографическое управление Великобритании 1936 г., основанной на эллипсоиде Эйри 1830 г. ) и была введена после повторной триангуляции 1936–1962 гг . [ требуется ссылка ] Она заменила сетку Кассини , которая ранее была стандартной проекцией для карт Картографического управления. [6] [7]
Эллипсоид Эйри является региональным наилучшим соответствием для Великобритании; более современная картография имеет тенденцию использовать эллипсоид GRS80, используемый Глобальной системой позиционирования (эллипсоид Эйри предполагает, что Земля примерно на 1 км меньше в диаметре, чем эллипсоид GRS80 , и немного менее сплющена). Британские карты используют поперечную проекцию Меркатора с началом («истинным» началом) в 49° с.ш. , 2° з.д. (отдалённая точка в проливе Ла-Манш , которая находится между островом Джерси и французским портом Сен-Мало ). [8] Над эллипсоидом Эйри размещена прямолинейная сетка, Национальная сетка, с новым ложным началом для устранения отрицательных чисел, создавая сетку размером 700 км на 1300 км. Это ложное начало расположено к юго-западу от островов Силли.
Чтобы минимизировать общую ошибку масштаба, применяется коэффициент 2499/2500. Это создает две линии долготы примерно в 180 км к востоку и западу от центрального меридиана, вдоль которых местный масштабный коэффициент равен 1, т.е. масштаб карты правильный. Внутри этих линий местный масштабный коэффициент меньше 1, с минимальным значением 0,04% на центральном меридиане. [9] За пределами этих линий местный масштабный коэффициент больше 1 и примерно на 0,04% больше вблизи восточного и западного побережий. Север сетки и истинный север выровнены только на центральном меридиане (400 км на восток) сетки, который составляет 2° з.д. (OSGB36) и приблизительно 2° 0′ 5″ з.д. ( WGS 84 ).
Геодезическое преобразование между OSGB 36 и другими наземными системами отсчета (например, ITRF2000 , ETRS89 или WGS 84 ) может стать довольно утомительным, если пытаться выполнить его вручную. Наиболее распространенное преобразование называется преобразованием датума Гельмерта , которое приводит к типичной ошибке в 7 м от истинного. Окончательное преобразование из ETRS89, опубликованное Ordnance Survey, называется преобразованием национальной сетки OSTN15. [10] [11] Оно моделирует подробные искажения в ретриангуляции 1936–1962 годов и достигает обратной совместимости в координатах сетки с точностью до субметра.
Разница между координатами в разных системах отсчета координат варьируется от места к месту. Положения долготы и широты в OSGB 36 такие же, как и для WGS 84 в точке в Атлантическом океане к западу от Великобритании. В Корнуолле линии долготы WGS 84 находятся примерно в 70 метрах к востоку от своих эквивалентов OSGB 36, это значение постепенно увеличивается примерно до 120 м к востоку на восточном побережье Восточной Англии . Линии широты WGS 84 находятся примерно в 70 м к югу от линий OSGB 36 в Южном Корнуолле , разница уменьшается до нуля в Шотландских границах , а затем увеличивается примерно до 50 м к северу на северном побережье Шотландии . (Если линии находятся восточнее , то значение долготы любой заданной точки находится западнее . Аналогично, если линии находятся южнее, значения дадут точке более северную широту.) Наименьшее смещение датума наблюдается на западном побережье Шотландии, а наибольшее — в Кенте .
Эти две системы отсчета не используются повсеместно в каком-либо одном месте, но для точки в проливе Ла-Манш на полпути между Дувром и Кале линии долготы ED50 находятся примерно в 20 м к востоку от эквивалентов OSGB36, а линии широты ED50 находятся примерно в 150 м к югу от эквивалентов OSGB36. [ необходима ссылка ]