Kako je definirana zemljepisna širina/višina: na krogli ali elipsoidu (WGS)?

Preracun je malo bolj kompliciran od enostavne matematike, zato se ti ne ujemajo rezultati.

Rabis to v JS al kateri jezik imas?

@Red_Mamba: Kaj (oz. kako točno) je bolj komplicirano?

@_commandos_: Kaj pomeni, da mi ne bo nič pomagalo, če gre za geodezijo?

Programski jezik nima veze. Potrebujem matematične formule, ki jih bom lahko implementirala kjerkoli (zaradi mene v Excelu). Trenutno je moj priljubljen jezik za tovrstno uporabo sicer Python, ampak še enkrat poudarjam, da me zanima matematika, ne programiranje. Saj bi vpisala izraz v TeXu, pa ne vem, če še dela.

Zakaj bi potrebovala loksodromo za izračun azimuta? Rešujem izključno naslednji problem:

Stojim v točki A in gledam vrh zvonika ali televizijskega stolpa v točki B. Zanima me azimut, torej kot med geografskim severom (poldnevnikom) in premico med A in B na vsaj kotno sekundo natančno.

Preden lahko to izračunam, moram vedeti, kaj sploh pomenijo koordinate GPS. Ampak mislim, da mi je zdaj jasno, da je odgovor na moje vprašanje zgoraj

(a*cos(30), 0, b*sin(30))

Našla sem en star članek, ki omenja reduced latitude

tan U = (1 - f)*tan(phi)

kar je po mojem razumevanju polarni kot (U) v sfernih koordinatah, ki ga preračunaš iz geografske širine phi iz koordinat GPS.

Najbolj čudno je, da če namesto kota phi v zgornjo enačbo vstavim

f = 1/298.257223563
phi_krogla = atan((1-2*f)*tan(phi))

potem dobim enak rezultat kot geodetski softver. Največja uganka mi je, kaj točno počne tisti faktor 2 pred sploščenostjo f.

Vem, da je zemlja "krompir". Pa da v Sloveniji vsaka vas uporablja svojo projekcijo.

Ampak mene ne zanima določanje razdalje med točkami v GK ali kateri drugi krompirjasti projekciji. Zanima me samo določitev azimuta do severa, če imam podane koordinate po WGS84 (ne po lokalnem krompirju, tega ne bom šla ročno preračunavat). In za bonus še določitev azimuta Sonca s pomočjo astronomski tabel (zares me zanima obratno: določitev azimuta cerkvenega zvonika na podlagi merjenja položaja sonca ob določeni uri).

To se mi ne zdi nerešljiv problem, pa verjamem, da astronomi še ne uporabljajo "lokalnih" projekcij oz. predpostavljam, da računajo na idealni krogli. Ali se motim?


Verjamem, da se da s knjižnicami marsikaj dobiti "for free", a že nekaj časa recimo neuspešno iščem softver, ki bi mi znal pravilno izračunati azimut Sonca (govorim o natančnosti na kotne sekunde).

O koordinatah iz GPS-a pa sem zastavila čisto preprosto vprašanje, na katerega mi še tako napredne knjižnice ne bodo odgovorile. Kvečjemu matematični učbeniki.

OP: koordinate ti naprava vrne v WGS84, torej na elipsoidu. Ne na sferi.
Ali lahko za svoje potrebe to ignoriraš, ne vem. Kolikor vem, Google in Bing veselo uporabljata WGS84 na sferi 1:1.

mojca je 4. apr 2017 ob 14:43 izjavil:

Vem, da je zemlja "krompir". Pa da v Sloveniji vsaka vas uporablja svojo projekcijo.

Ampak mene ne zanima določanje razdalje med točkami v GK ali kateri drugi krompirjasti projekciji. Zanima me samo določitev azimuta do severa, če imam podane koordinate po WGS84 (ne po lokalnem krompirju, tega ne bom šla ročno preračunavat). In za bonus še določitev azimuta Sonca s pomočjo astronomski tabel (zares me zanima obratno: določitev azimuta cerkvenega zvonika na podlagi merjenja položaja sonca ob določeni uri).

To se mi ne zdi nerešljiv problem, pa verjamem, da astronomi še ne uporabljajo "lokalnih" projekcij oz. predpostavljam, da računajo na idealni krogli. Ali se motim?


Verjamem, da se da s knjižnicami marsikaj dobiti "for free", a že nekaj časa recimo neuspešno iščem softver, ki bi mi znal pravilno izračunati azimut Sonca (govorim o natančnosti na kotne sekunde).

O koordinatah iz GPS-a pa sem zastavila čisto preprosto vprašanje, na katerega mi še tako napredne knjižnice ne bodo odgovorile. Kvečjemu matematični učbeniki.

V originalnem postu ni sonce nikjer omenjeno, zato pa si dobila napacne odgovore na vprasanje :)

ubistvu delas nekaj podobnega kot sextant?

predvidevam, da to racunas zato ker ti GPS ne vrne smeri?
ker se najbolj poceni GPS vraca koordinato, smer in elevacijo

Ne, ne, ne, ne razumemo se. Tudi najdražji GPS mi ne bo vrnil azimuta do cerkve na sosednjem hribu, še zlasti pa ne s točnostjo kotne sekunde (verjetno sem lahko srečna, če GPS vrne +/- 5 stopinj), najcenejši GPS-i so pa itak povsem neuporabni, ker iz +/- 5 m natančnosti tudi slučajno ne morem dobiti azimuta z natančnostjo reda velikosti kotnih sekund (razen če je moja tarča Sonce, potem je razdalja res dovolj velika, da +/- 5 m ne naredi nobene razlike; če gledam tarčo 100 m stran, so pa napake rede velikosti višje in potrebujem pomoč geodeta s primerno dragim večvalovnim sprejemnikom GPS, post-procesiranjem meritev itd.).

Garažni GPS-i so a-priori neuporabni, razen morda za uro. (GPS štoparico sem si pa res naredila s parsanjem stavkov NEMA.)

Razen Zemlje, ki se vrti okrog svoje osi in Sonca, se (za moje potrebe) nič ne premika!

Potrebujem azimut iz vnaprej znanih koordinat GPS (in za bonus še formule za izračun azimuta Sonca).

(PS: OK, vem, da mi z meritvami ne bo uspelo doseči ravno sekundne točnosti, ampak s serijo meritev moram še vedno priti pod cca. 5 kotnih sekund. Za teoretične izračune pa si tudi slučajno ne smem privoščiti metode, ki se bo razhajala za par kotnih minut.)

@konspirator

Prvič: Testirala sem kar nekaj linkov in kar nekaj spletnih kalkulatorjev dela narobe, kot sem že omenila zgoraj, ker očitno računaja na krogli. Nekdo mi je sicer poslal link na kalkulator, ki dela enako kot geodetski softver in vrača pravilne rezultate.

Drugič: Ne bom vsake ušive koordinate pretipkovala v naključno spletno stran in v vsaki zajčji luknji iskala prenosnik in dostop do interneta. Formule želim integrirati v (svoj) softver, da bom to lahko kadarkoli po potrebi samodejno ali znotraj lastnih skript preračunavala podatke.

Spraševala sem po principu in formulah. (Zdaj mi formula skoraj dela, še vedno pa ne znam pojasniti faktorja dva v formuli.)


Tretjič: Če že kaj, potem še vedno iščem zanesljiv kalkulator za računanje položaja Sonca z natančnostjo kotne sekunde. Vem, da obstaja nek softver po imenu "Soleil", a ga ne najdem nikjer (in dela samo na Windowsih). Zato bi rada razumela matematiko z dovolj dobro natančnostjo, sama implementirala formule in to primerjala z enim preverjenim programom.

(Nasveti LMGIFY mi ne koristijo.)

Azimut in višina sonca c#
http://rextester.com/discussion/ULOC423...

Milijonkrat hvala obema.

Deklinacijo in rektascenzijo naj bi vnesla iz tabele. Osgeo/geotools jih računa po formuli (sunDeclination(), sunRightAscension()), bom pa preverila, kakšna je razlika med vrednostjo, izračunano po njihovi formuli, in tisto iz tabele. Če sta enaki, bom tabele preskočila , ampak sumim, da gre v formuli zgolj za približek, medtem ko astronomske tabele uporabljajo dodatne popravke.

BTW, specifikacije imaš precej hude, 5" je deklarirana natančnost solidnih total stationov za splošno geodezijo - 2.5mm na 100m :)

mojca, verjetno bi ti še lažje kej svetoval, če bi se mi sanjalo kaj je cilj eksperimenta, ampak raziskovanje je del zabave! ;) Sicer pa ful dobro da se kdo tega loti, pa da ni izključno za študijske potrebe, s tem so nas namreč filali cel faks (geodezijo). Glede na to, da smo imeli precej tudi programiranja in podatkovnih baz me preseneča, da ni v Slo več razvoja na tem področju. Smer je namreč world class (pa čeprav je ne bom nikoli končal - ne rabim papirjev) ;).

Ne vem kje točno dobiš not refrakcijo (verjetno pri parametrih za kot sonca), je pa na to temo precej informacij tudi v geodeziji v sklopu trigonometričnega višinomerstva. Problem je lokalni značaj meritev temerature in vlage, kjer bi dejansko človek potreboval kontinuiral profil meritev vzdolž vizure (linije med opazovalcem in subjektom). Nekaj smo se igrali z droni in dobili precej dobre rezultate. Tebi verjetno to ne pride v poštev, ker bi potem merila do roba atmosfere ;)

Če rabiš še kak modul povej, bi moral imet kar nekaj lastne ali sposojene kode v matlabu ali pythonu na to temo. Dejansko mi prav paše malo o tem razmišljat, ravno poskušam PC natrenirat prepoznavat poškodbe na naftovodih, pa vsaka iteracija traja 2h... Dolgcajt.

Refrakcija je običajno med različno gostimi plastmi ozračja (vertikalna stratifikacija, stojišče in opazovana točka sta na različnih višinah, zaradi različnih gostot plasti se valovanje ukrivlja), in velja samo za subjekte, ki jih opazuješ z enega gledišča (torej če bi opravlala meritve vertikalnih kotov z tahimetrom/total stationom). Če imaš set dvoje koordinat refrakcija odpade :)

Aja, pazi še na razlike med severi, geografski (projekcijski, če delaš v lokalnih koordinatah) in astronomski sta blizu ampak ne nujno enaka, in ta razlika se s časom spreminja.

Tvoji podatki sta dve tocki vzeti iz gps sprejemnika. Gps sistem uporablja za referencno ploskev wgs84 elipsoid, torej moras za azimut uporabiti izracun kota med dvema tockama na elipsoidu. Mislim da imam se zvezek iz predmeta geodetski racuni, kjer imam te formule napisane... ampak...

Vprasanje, ce gre za 2 relativno lokalni tocki (lokalni v smisli da padeta v obmocje ki ga pokriva izbrana projekcija, recimo ce sta v sloveniji bi to lahko bila utm33n, morda kar drzavni d96), zakaj tock ne projiciras v lokalni projiciran koordinatni sistem? Potem je azimut stvar arctan(dx/dy).

Kar se tice softwera out of the box, ima qgis podporo za vse projekcije, tudi za neprojicirane geografske koordinatne sisteme kot je wgs84. Izracun lahko opravis tam. Potem je se postgis baza, kjer bi zelo enostavno naredila tabelo z geometrijskim tipom geography, in poracunala azimute.

Ce ti moji hinti niso zadosti, lahko naredim konkreten primer ;)

mojca je 11. apr 2017 ob 06:59 izjavil:

Pri vseh merskih napakah (sploh pri opazovanju Sonca) nikoli ne bom prišla do te meje točnosti, pa tudi tektonske plošče se premikajo, posledično koordinate GPS in azimuti niso ravno konstante. In deklinacija je dva metra stran tudi drugačna (ter se še kar hitro spreminja s časom).

Premiki plošč so v WGS84 pretty much zanemarljivi (evropa cca 5 cm na leto), če uporabljaš za določitev lokacije kakršnokoli korekcijo (recimo da ti pride geodet zmerit z RTK GNSS instrumentom) pa nisi več na WGS84 elipsoidu ampak na ETRS89, ki je fiksiran na evropsko ploščo. Za tvoje potrebe uvrh glave ;)
Pri razliki med severi pa ne bi bil tako zelo siguren, glede na to da je kot merjen od centra zemlje, mi pa nismo v centru zemlje. Še vedno majhna količina, ampak morda ne tako zanemarljiva (pozabil točno vrednost, zdej ne najdem).
Še ena stvar, če boš merila vertikalni kot teleskopa(oz naprave za opazovanje sonca) od lokalne težiščnice (recimo temu linija vzporedna gravitacijskim silnicam v stojišču), le ta ne bo pravokotna na WGS84 elipsoid, ker masa znotraj zemlje ni enakomerno razporejena. Razlika je lokalnega značaja, model ekvipotencialne ploskve (z enakim potencialom sile gravitacije) je geoid. Najverjetneje lahko tudi to zanemariš.

OK mislim, da vem kaj želi mojca narediti: določiti (zmeriti) vrednost magnetne deklinacije v poljubni točki. To je mogoče samo, ko je inštrument (magnetometer) usmerjen v:
a) točko z znanimi koordinatami in je mogoče z znamimi koordinatami stojišča izračunati točen azimut (projekcijski) proti tej točki
b) točko, ki se giblje po predvidljivi poti in je vidna od povsod (podnevi Sonce, ponoči pa lahko izbiraš zvezde)

V primeru a) je opazovalec precej omejen, saj je število izmerjenih točk omejeno, medtem ko bi v primeru b) bilo mogoče azimut dejansko izmeriti iz poljubne točke. V primeru a) bi moral biti Urošev postopek dovolj dober

V primeru b) je potrebno rešiti oz. oceniti nekaj dejavnikov:
- inštrument je horizontiran (zanemarimo odklone težiščnice ipd.)
- viziranje Sonca je ustrezno izvedeno (to je še najtežje in morda izvedljivo s kakšnim sky trackerjem)
- merimo tudi vertikalni kot Sonca (deklinacijo) za samo za kontrolo
- merimo čas in ga znamo pretvoriti v primerno obliko
- imamo tabele oz. enačbo, ki nam omogoča izračun pozicije Sonca (azimut oz. čas, deklinacija) glede na naš položaj

Pri položaju oz. azimutu Sonca je srčika problema v tem, da moramo določiti dejanski lokalni sončni čas oz. razliko le tega od UTC časa, ki ga uporablja GPS. Dejansko je azimut Sonca potem lahko izražen s časom.
Glede samega algoritma je morda rešitev tudi SunRelativePosition, samo ne vem ali je res dovolj natančen. So pa uporabljene enačbe Jean Meeus-a.