Военная система координатных сеток ( MGRS ) [1] — это стандарт геокоординат, используемый военными НАТО для определения местоположения точек на Земле. MGRS происходит от системы координат универсальной поперечной проекции Меркатора (UTM) и универсальной полярной стереографической проекции (UPS) , но использует другую систему обозначений. MGRS используется в качестве геокода для всей Земли.
Примером координаты MGRS или координатной сетки может быть 4QFJ12345678, которая состоит из трех частей:
Сетка MGRS — это точечная система отсчета. Когда используется термин «квадрат сетки», он может относиться к квадрату со стороной 10 км (6 миль), 1 км, 100 м (328 футов), 10 м или 1 м, в зависимости от точности предоставленных координат. (В некоторых случаях квадраты, прилегающие к Grid Zone Junction (GZJ), обрезаются, поэтому полигон является лучшим описанием этих областей.) Количество цифр в числовом местоположении должно быть четным: 0, 2, 4, 6, 8 или 10, в зависимости от желаемой точности. При изменении уровней точности важно усекать, а не округлять значения восточного и северного положения, чтобы гарантировать, что более точный полигон останется в границах менее точного полигона. С этим связана первичность юго-западного угла полигона, являющегося точкой маркировки для всего полигона. В случаях, когда полигон не является квадратом и был обрезан узлом сетки, полигон сохраняет метку юго-западного угла, как если бы он не был обрезан.
Первая часть координаты MGRS — это обозначение зоны сетки . Зоны UTM шириной 6°, пронумерованные от 1 до 60, пересекаются широтными полосами, которые обычно имеют высоту 8° и обозначены буквами C–X (без I и O). Самая северная широтная полоса, X, имеет высоту 12°. Пересечение зоны UTM и широтной полосы (обычно) представляет собой многоугольник 6° × 8°, называемый зоной сетки , обозначение которого в MGRS образовано номером зоны (одна или две цифры — номер для зон с 1 по 9 представляет собой всего одну цифру, согласно примеру в DMA TM 8358.1, раздел 3-2, [1] рисунок 7), за которым следует буква широтной полосы (в верхнем регистре). Такое же обозначение используется как в UTM, так и в MGRS, т. е. в системе координат сетки UTM; В статье об универсальной поперечной проекции Меркатора показано множество карт этих зон сетки, включая неровности для Шпицбергена и юго-западной Норвегии.
Как показано на рисунке 1, Гонолулу находится в зоне сетки 4Q.
Вторая часть координаты MGRS — это идентификация квадрата со стороной 100 000 метров . Каждая зона UTM делится на квадраты со стороной 100 000 метров, так что их углы имеют координаты UTM, кратные 100 000 метров. Идентификация состоит из буквы столбца (A–Z, без I и O), за которой следует буква строки (A–V, без I и O).
Вблизи экватора столбцы зоны UTM 1 имеют буквы A–H, столбцы зоны UTM 2 имеют буквы J–R (без O), а столбцы зоны UTM 3 имеют буквы S–Z. В зоне 4 буквы столбцов начинаются с A, и так далее по всему миру.
Для буквенных обозначений в MGRS на самом деле существуют две альтернативные схемы написания:
Если координата MGRS является полной (с обозначением зоны сетки и идентификацией квадрата 100 000 метров) и действительна в одной схеме обозначений, то она, как правило, недействительна в другой схеме, в которой не будет такого квадрата 100 000 метров в зоне сетки. (Широтный диапазон X является исключением из этого правила.) Поэтому местоположение, указанное в современной системе координат, обычно не может быть ошибочно истолковано как использующее старую систему координат, и наоборот — при условии, что системы координат используют разные схемы обозначений MGRS.
На карте (рисунок 1), которая использует схему AA, мы видим, что Гонолулу находится в зоне сетки 4Q и квадрате FJ. Чтобы указать положение Гонолулу с разрешением 100 км, мы пишем 4QFJ.
Третья часть координаты MGRS — это числовое местоположение в пределах квадрата со стороной 100 000 метров, заданное как n + n цифр, где n равно 1, 2, 3, 4 или 5. Если используется 5 + 5 цифр, первые 5 цифр дают восточное смещение в метрах, измеренное от левого края квадрата, а последние 5 цифр дают северное смещение в метрах, измеренное от нижнего края квадрата. Разрешение в этом случае составляет 1 метр, поэтому координата MGRS будет представлять квадрат со стороной 1 метр, где восточное смещение и северное смещение измеряются до его юго-западного угла. Если разрешение в 10 метров достаточно, последнюю цифру восточного сдвига и северного сдвига можно отбросить, так что используются только 4 + 4 цифры, что представляет собой квадрат со стороной 10 метров. Если разрешение в 100 метров достаточно, достаточно 3 + 3 цифр; если достаточно разрешения в 1 км, достаточно 2 + 2 цифр; если достаточно разрешения в 10 км, достаточно 1 + 1 цифр. Разрешение в 10 метров (4 + 4 цифры) достаточно для многих целей и является стандартом НАТО для указания координат.
Если увеличить изображение Гавайев (рисунок 2), то можно увидеть, что квадрат, содержащий Гонолулу, при разрешении 10 км будет записан как 4QFJ15.
Если зона сетки или квадрат в 100 000 метров понятны из контекста, их можно опустить, указав только числовое местоположение. Например:
Координаты карты всегда читаются сначала с запада на восток (easting), затем с юга на север (northing). Распространенные мнемоники включают «в доме, вверх по лестнице», «слева направо, снизу вверх» и «Читать справа вверх».
Как упоминалось выше, при преобразовании координат UTM в сетку MGRS или при сокращении сетки MGRS для более низкой точности следует усекать координаты, а не округлять. Это было спорным в прошлом, так как самая старая спецификация, TM8358.1, [1] использовала округление, как и GEOTRANS [4] до версии 3.0. Однако усечение используется в GEOTRANS с версии 3.0, а также в NGA Military Map Reading 201 [3] (стр. 5) и в US Army Field Manual 3-25.26. [5] Гражданская версия MGRS, USNG , также использует усечение. [6]
Границы широтных полос представляют собой параллельные окружности (пунктирные черные линии на рисунке 1), которые не совпадают с границами квадратов по 100 000 метров (синие линии на рисунке 1). Например, на границе между зонами сетки 1P и 1Q мы находим квадрат BT со стороной 100 000 метров, из которых около двух третей находится к югу от широты 16° и, следовательно, в зоне сетки 1P, а одна треть находится к северу от 16° и, следовательно, в 1Q. Таким образом, сеточная привязка 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 сеточной привязки достаточна для того, чтобы поместить обозначенную область полностью внутри либо 1P, либо 1Q.
Но сеточная привязка MGRS может обозначать область, которая пересекает границу широтного диапазона. Например, при описании всего квадрата BT, следует ли называть его 1PBT или 1QBT? Или при описании 1000-метрового квадрата BT8569, следует ли называть его 1PBT8569 или 1QBT8569? В этих случаях программное обеспечение, интерпретирующее сеточную привязку MGRS, должно принимать обе возможные буквы широтного диапазона. Практическая мотивация была приведена в примечаниях к выпуску GEOTRANS, [4] Выпуск 2.0.2, 1999:
Модуль MGRS был изменен, чтобы сделать окончательную проверку широты при преобразованиях MGRS в UTM чувствительной к точности входной строки координат MGRS. Чем ниже входная точность, тем больше «слопов» допускается при окончательной проверке буквы зоны широты. Это сделано для решения проблемы, поднятой некоторыми пилотами F-16, которые обрезают строки MGRS, получаемые от армии. Это обрезание может поместить их на неправильную сторону границы зоны широты, в результате чего обрезанная строка MGRS будет считаться недействительной. Исправление приводит к тому, что обрезанные строки считаются действительными, если любая часть квадрата, который они обозначают, лежит в пределах зоны широты, указанной третьей буквой строки.
В полярных регионах используется другая конвенция. [7] К югу от 80° ю.ш. вместо проекции UTM используется проекция UPS South ( универсальная полярная стереографическая ). Западный полукруг образует зону сетки с обозначением A; восточный полукруг образует зону с обозначением B; см. рисунок 3. К северу от 84° с.ш. используется UPS North, а западный полукруг — Y, восточный — Z; см. рисунок 4. Поскольку буквы A, B, Y и Z не используются ни для каких широтных диапазонов UTM, их присутствие в координатах MGRS с пропуском номера зоны указывает на то, что координаты находятся в системе UPS.
Схема букв для квадратов площадью 100 000 м2 немного отличается в полярных регионах. Буквы столбцов используют более ограниченный алфавит, идущий от A до Z, но исключающий D, E, I, M, N, O, V, W; столбцы расположены таким образом, что самый правый столбец в зоне сетки A и Y имеет букву столбца Z, а следующий столбец в зоне сетки B или Z начинается заново с буквы столбца A. Буквы строк идут от A до Z, исключая I и O. Ограниченный алфавит столбцов для UPS гарантирует, что ни один квадрат UPS не будет соседствовать с квадратом UTM с той же идентификацией.
В полярных регионах существует только один вариант схемы написания букв. [7]
Существуют и другие системы географических названий подобного буквенно-цифрового типа:
