„Имаш ли цел – ще намериш пътя.“

В хидрографията са най-използвани географските и правоъгълните координати. При решаването на отделните въпроси се използват също така геоцентричните и полярните координати.

Географската координатна система се оказала най-универсалната и поради това тя широко се използва при решаването на теоретични и практически задачи. В качеството на координатни линии тук се използват меридианите и паралелите.

Географска ширина φ представлява ъгъл между нормалата към повърхността на Земята и плоскостта на екватора.

Географска дължина λ се определя като двустенен ъгъл между плоскостта на началния меридиан и меридиана на дадената точка.

В зависимост от фигурата, която се отъждествява с повърхността на Земята и от способа за получаване на географските координати те биват: геодезични, астрономични и сферични.

Геодезичните координати се получават в резултат на специални геодезични работи и се отнасят към повърхността на референц – елипсоида.

Геодезична ширина B се нарича ъгълът между нормалата към повърхността на референц – елипсоида в определена точка и плоскостта на екватора.

Геодезична дължина L се нарича двустенния ъгъл между плоскостите на началния геодезичен меридиан и геодезичния меридиан на определяната точката.

Астрономичните координати се отнасят към повърхността на геоида, а се получават на основата на астрономични наблюдения.

Астрономична ширина φ се нарича ъгълът между отвесната линия в определена точка и плоскостта на екватора.

Астрономична дължина λ е двустенен ъгъл между плоскостта на началния астрономичен меридиан и астрономичния меридиан на определяната точка.

Различията между геодезичните и астрономичните координати са свързани с несъвпадението на повърхността на геоида и референц – елипсоида, което се проявява в отклонение на отвесната линия от нормалата към повърхността на референц – елипсоида. Дотолкова, доколкото погрешността на морските астрономични наблюдения значително превишават величината на отклонение на отвесната линия, в хидрографската практика разликата между геодезичните и астрономичните координати често се пренебрегват. По нататък вместо геодезични или астрономични координати ще се употребява терминът сфероидни координати. Тук чрез φ ще се обозначава сфероидната ширина, а чрез λ, съответно – сфероидна дължина.

Сферичните координати представляват сами по себе си такъв вариант на географски координати при които повърхността на Земята се отъждествява със сфера.

Сферична ширина u се нарича ъгълът между плоскостта на екватора и радиуса, преминаващ през определяната точка.

Сферична дължина ω се нарича сферичния ъгъл при полюса между началния меридиан и меридиана на определяната точка.

Пространствени правоъгълни координати X, Y, Z, използват се при определяне на мястото по геодезични или навигационни спътници, а също така при предаването на координати на големи разстояния. За начало на тази координатна система се взема центърът на елипсоида, оста Z съвпада с оста на въртене на Земята, оста X се образува при пресичането на плоскостта на началния меридиан с плоскостта на екватора, оста Y е насочена нормално към плоскостта на X, към изток. Връзката между геодезичните и пространствените правоъгълните координати се изразяват с следните формули:

където а – голяма полуос на елипсоида;

е – ексцентрицитет на елипсоида;

H– височина на точката над повърхността на елипсоида.

Плоските правоъгълни координати се използват в хидрографията предимно при извършване на детайлни работи. Абсцисната ос X в този случай се разполага в плоскостта на осевия меридиан. Положителното значение на X се отчита към север от началото на координатите. Ординатната ос Y се разполага перпендикулярно на абсцисната ос и се отчита положително към изток от началото на координатите. Началото на координатите се намира в точката на пресичане на осевия меридиан с екватора.

Геоцентричната координатна система се отнася към елипсоида и се прилага за решаване на някои задачи в математическата картография.

Тук единия от координатите си остава сфероидната дължина λ, а в качеството на другия се използва геоцентричната ширина φ’.

Геоцентрична ширина φ’ се нарича ъгълът между плоскостта на екватора и правата, съединяваща центъра на земния елипсоид с определяната точка.

Разликата (φ – φ’) между сфероидната и геоцентричната ширини, която е максимална на ширина 45°, където тя достига 11,5′.

Полярната координатна система се оказва много удобна при изучаването на някои картографски проекции и широко се използва за изчисляване на координатите при различните способи за определяне на мястото. Положението на точките на сферичната повърхност в тази координатна система се определя от азимута и сферичния радиус.

Брегови пунктове на плановата основа.

За обозначаване на бреговите опорни пунктове на местността обикновено служат прости съоръжения, състоящи се от външен знак и заложен под него център. Центърът се залага за закрепване и дълговременно съхранение на опорния пункт.

В качеството на външен знак над опорния пункт се строят прости пирамиди, прости сигнали, щитове, призми, куп от камъни и вехи.

Проста пирамида – това е най-употребявания вид знак. Използват се три и четири стенни пирамиди с височина от 5 до 10 м. Страната при основата на пирамидата при мек грунд се взема равна на 0,25 – 0,30 от височината.

Прости сигнали – това е съоръжение, състоящо се от две изолирани една от друга пирамиди: вътрешна за инструмента и външна с площадка за наблюдателя.

Щит – това е знак, състоящ се от решетки, направена от тънки дъски, укрепен на два странични стълба. Стълбовете се закопават в земята на дълбочина 1 – 1,5 м и всеки от тях се поддържа с наклонени подпори.

Призма – това е знак, състоящ се от два щита, които са съединени с общо ребро, встъпващо към страната на морето.

Куп от камъни – това е съоръжение с правилна геометрична форма, построена на брега от камъни; използват се в гористи и каменисти местности; за по-добра видимост купът се оцветява, подбирайки цвета, който да е забележим на обкръжаващия фон.

Веха – тава само по себе си представлява прът с топова фигура от оцветени дъски или фенер. Прътът се закопава вертикално в почвата или се закрепва към дърво или сграда.

В райони със скалисти брегове опорните точки могат да се обозначават чрез петна, оцветени върху камъните или скалите

Във всички случаи в качеството на опорни пунктове е целесъобразно да се използват добре видими от морето инженерни архитектурни съоръжения: наблюдателници, кули, заводски комини, телевизионни мачти и т.п.

Изборът на типа на знака зависи от условията на видимостта, осигуряващи надеждни измервания.

Видимостта на знака зависи от техния размер, оцветяването, осветяването и фона, на които те се проектират. За усилване на видимостта е полезно да се обшиват пирамидите и простите сигнали с редове от хоризонтални дъски. Така, простите пирамиди с височина 12 м, обшита с дъски, при благоприятно осветяване е видима на разстояние 10 -12 мили.

При избор на оцветяване на знака, да се създава най-голям контраст по отношение към обкръжаващия фон.

При създаването на опорните пунктове за визуални определения е необходимо да се установят размерите на знака с такива размери, щото те да бъдат видими от района на предполагаемата работа.

Височината на знака H се определя по формулата

където D – разстояние до знака, км;

h – височина на окото на наблюдателя, м;

HБ – височина на брега, на който е установен знака, м.

Ширината на знака B, при която той може да бъде открит от разстояние D, се получава от израза