Проблемы пересчета координат в сфере недропользования из системы координат Пулково 1942 в систему ГСК-2011

Картографическая система координат 1942 года (СК-42) представляет собой систему плоских прямоугольных координат. Она основана на проекции Гаусса – Крюгера. Большая часть топографических карт крупного масштаба, а также тематических карт, в том числе и карт геологического содержания на территорию бывшего СССР выполнены именно в этой системе координат и используются повсеместно в сфере недропользования, строительства, инженерных изысканий на сегодняшний день.

Для построения топографических карт в большинстве случаев выбирают эллипсоид вращения. Эллипсоид, полученный в результате вычислительной обработки данных государстсвенных и региональных геодезических сетей и ориентированный в теле Земли называется референц-эллипсоид.

Поскольку геодезические сети создавались, разными средствами и с разным уровнем точности, на настоящий момент имеется более двух десятков референц-эллипсоидов, каждый из которых оптимален лишь для определенной части Земли. Для территории России таким эллипсоидом является эллипсоид Красовского, рассчитанный в 1940 г.

В качестве координат используются криволинейные координаты, известные как долгота и широта. Для задания отсчета координат используется косвенный метод, когда для некоторой точки на реальной поверхности Земли (так называемого начального пункта) фиксируются значения широты и долготы, производится совмещение нормали к поверхности референц-эллипсоида и отвесной линии в данной точке, а плоскость меридиана исходного пункта устанавливается параллельно оси вращения Земли. Эти исходные данные, называемые также геодезическими датами (datum), жестко фиксируют систему геодезических координат отностительно тела Земли.

Для эллипсоида Красовского такая точка задана в Пулково (центр круглого зала обсерватории), и этим задается основа системы координат 1942 г. (СК-42).

Таким образом, СК-42 можно охарактеризовать как прямоугольные координаты в зональной системе. Под зональной системой в данном случае подраземевается проекция Гаусса-Крюгера. Она делит Земную поверхность на 60 пронумерованных зон шириной по 6 градусов долготы каждая. [1]

Постановлением правительства РФ №1240 от 24 ноября 2016 г. «Об установлении государственных систем координат, государственной системы высот и государственной гравиметрической системы» установлена геодезическая система координат 2011 года (ГСК-2011), устанавливаемая и распространяемая с использованием государственной геодезической сети для использования при осуществлении геодезических и картографических работ.

Использование СК-42 согласно данному постановлению применяется до 1 января 2021 г при выполнении геодезических и картографических работ в отношении материалов (документов), созданных с их использованием. [2]

С 01.01.2021 геодезическая система координат 2011 года (ГСК-2011) является единственной государственной системой координат, в которой выполняются геодезические и картографические работы.

Параметры перехода между геодезической системой координат 2011 года (ГСК-2011) и международными системами координат определено в приказе федеральной службы государственной регистрации, кадастра и картографии №П/0134 от 23.03.2016 «Об утверждении геометрических и физических числовых геодезических параметров государственной геодезической системы координат 2011 года».

Значения элементов трансформирования для отечественных и международных систем координат, используемых на территории Российской Федерации, для перехода к ГСК-2011 приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Значения элементов трансформирования для перехода к ГСК-2011

№ п/п	Исходная система (А)	Конечная система (Б)	, м	, м	,м	угл. с	угл. с	угл. с
1	СК-42	ГСК-2011	+23,56 ±2,00	-140,86 ±2,00	- 79,77 ±3,00	-2 ±10	-346 ±10	-794 ±10	- 0,227 ±0,25
2	СК-95	ГСК-2011	+24,65 ±0,43	-129,14 ±0,37	- 83,06 ±0,54	-67 ±10	+4 ±10	+129 ±10	-0,175 ±0,2
3	ПЗ-90	ГСК-2011	-1,44 ±0,2	+0,17 ±0,2	+0,23 ±0,3	-1,738 ±1	+3,559 ±1	-134,263 ±1	- 0,2274 ±0,06
4	ПЗ-90.02	ГСК-2011	-0,37 ±0,1	+0,2 ±0,1	+0,21 ±0,2	-1,738 ±1	+3,559 ±0,5	-4,263 ±0,5	- 0,0074 ±0,05
5	ПЗ-90.11	ГСК-2011	+0,000 ±0,01	-0,014 ±0,02	+0,008 ±0,01	+0,562 ±0,7	+0,019 ±0,26	-0,053 ±0,23	+0,0006 ±0,001
6	WGS-84 (G1150)	ГСК-2011	-0,34 ±0,1	+0,47 ±0,1	+1,13 ±0,2	-1,738 ±1	+3,559 ±0,5	+65,737 ±0,5	-0,1074 ±0,05
7	ITRF-2008	ГСК-2011	+0,002 ±0,01	-0,003 ±0,02	-0,003 ±0,01	+0,053 ±0,7	+0,093 ±0,26	-0,012 ±0,23	+0,0008 ±0,001

[3]

Проблемы в данной сфере возникли в связи с тем, что с января 2021 г., когда выполнение работ в СК-42 стало невозможным, появились сложности сдачи геологической, проектной и маркшейдерской документации (по горным отводам, оформлению лицензионных участков на право пользования недрами, постановка запасов полезных ископаемых на государственный баланс и т.д.) в контрольно-разрешительные и надзорные органы (Министерство природных ресурсов, Роснедра, Ростехнадзор и т.д.).

Имели место случаи существенного (до десятков метров) несовпадения координат объектов в ГСК-2011 у сдающей и принимающей инстанции. [4]

При направлении обращения в Роснедра был получен ответ №ДД-02-37/13532 от 11.07.2022 согласно которому при преобразовании координат из системы СК-42 («Пулково 1942» в систему ГСК-2011 предпочтительным является использование результатов преобразования, полученных с помощью программ (модулей), основанных на ГОСТ 32453-2017 «Глобальная навигационная система. Системы координат. Методы преобразований координат определяемых точек» введенного в действие с 01.07.2018 приказом Федерального агенства по техническому регулированию и метрологии от 12.09.2017 № 1055-ст), в т.ч. раздела «Онлайн-пересчет координат» ФГИС «АСЛН».

В связи с различной позицией государственных органов в части пересчета координат из системы СК-1942 в ГСК-2011 произведено обоснование по пересчету угловых координат участка на примере участка недр «Карьер песка в районе Имилорского+Западно-Имилорского месторождения нефти».

Исходные координаты участка в системе координат «Пулково-42» приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Координаты участка недр (Система координат: Пулково-42)

№п/п	Северная широта			Восточная долгота
	Град.	Мин.	Сек.	Град.	Мин.	Сек.
1	63	00	22,11	73	57	41,04
2	63	00	16,73	73	58	04,33
3	63	00	03,13	73	57	44,37
4	63	00	09,07	73	57	32,21
5	63	00	14,72	73	57	28,80

Для пересчета координат из СК-42 в ГСК-2011 использовались три способа: через MapInfo Pro 17.0, через ФГИС «АСЛН» «Онлайн пересчет координат» ФГБУ «Росгеолфонд», через Photomod GeoCalculator (ГОСТ 32453-2017).

Пересчет координат через систему ФГИС «АСЛН» «Онлайн пересчет координат» ФГБУ «Росгеолфонд» приведен на рисунке 1.

Рис. 1 - Пересчет координат через систему ФГИС «АСЛН» «Онлайн пересчет координат» ФГБУ «Росгеолфонд».

Пересчет координат через Photomod GeoCalculator (ГОСТ 32453-2017) приведен на рисунке 2. Предварительно для этого координаты были переведены в десятичные.

Рис. 2 - Пересчет координат через Photomod GeoCalculator (ГОСТ 32453-2017).

Все результаты совпадают. Однако, при использовании программы MapInfo Pro 17.0 есть нюанс, влияющий на правильность пересчета.

При загрузке точек в MapInfo для геокодирования точки в карте, необходимо использовать правильную систему координат. Категорию и проекцию необходимо выбирать указанную на рисунке 3.

Рис. 3 – Правильный выбор категории и проекции в программе MapInfo 17.0.

В таком случае, пересчет через MapInfo Pro совпадёт с пересчетами в других программах, приведённых выше. Правильный пересчет координат, совпадающий для всех трех использовавшихся программ (модулей) приведён в таблице 3.

Таблица 3 - Пересчет координат в систему ГСК-2011 через GeoCalculator (ГОСТ 32453-2017) , ФГИС «АСЛН» «Онлайн пересчет координат» ФГБУ «Росгеолфонд» и MapInfo Pro (через категорию «Россия Долгота/Широта (ГОСТ 32453-2017)», проекция: «Долгота/Широта (СК-42) [EPSG: 4284]».

№т/т	Северная широта			Восточная долгота
	градусы	минуты	секунды	градусы	минуты	секунды
1	63	00	24,63	73	57	36,81
2	63	00	19,25	73	58	00,10
3	63	00	05,65	73	57	40,14
4	63	00	11,59	73	57	27,98
5	63	00	17,24	73	57	24,57

Координаты участка на карте Российского Федерального Геологического Фонда (https://rfgf.ru/map/) так-же совпадают с произведенными выше пересчетами и представлены на рисунке 4. Однако, стоит обратить внимания, что порядок нумерации угловых точек отличается.

Рис. 4 – Координаты участка на карте Российского Федерального Геологического Фонда

Самая распространенная ошибка при пересчете возникает при выборе неправильной категории и проекции в наиболее широко распространенном в России программном ГИС-комплексе MapInfo Pro.

Неправильно выбираемая проекция при загрузке исходных координат в Пулково 1942 представлена на рисунке 5.

Рис. 5 - Неправильный выбор категории и проекции при загрузке исходных координат в Пулково 1942 в MapInfo Pro.

При загрузке координат в данную проекцию и последующий их пересчет в ГСК-2011 даст результаты, представленные в таблице 4, которые отличаются от рекомендованных Роснедрами и Федеральной службой государственной регистрации, кадастра и картографии параметров пересчета.

Таблица 4 – неправильный вариант пересчета координат в систему ГСК-2011 через программу MapInfo Pro (через Категорию: Долгота/Широта, проекция: «Долгота/Широта (Пулково 1942) [EPSG: 4284]».

№т/т	Северная широта			Восточная долгота
	градусы	минуты	секунды	градусы	минуты	секунды
1	63	00	24.11	73	57	37.32
2	63	00	18.72	73	58	00.62
3	63	00	05.12	73	57	40.66
4	63	00	11.06	73	57	28.50
5	63	00	16.71	73	57	25.08

Смещение границ контура участка при правильном и ошибочном вариантах пересчёта достигает до 18 м (Рис. 6).

Рис. 6 – Смещение контуров при разных вариантах пересчета

Ошибка связана с тем, что в ПО ГИС MapInfo Professional привычная все проекция «Гаусса – Крюгера (Пулково 1942)», корректно реализовывавшая этот алгоритм преобразования с эллипсоида Красовского на плоскость проекции Гаусса - Крюгера во всех тех случаях, когда не требовалось преобразований в другую СК, имеющую собственный датум. И если такая необходимость возникла теперь, с появлением ГСК-2011, то нужно четко осознавать, что датум традиционно использовавшийся в нашей стране системы координат «Проекция «Гаусса – Крюгера (Пулково 1942)» для задания СК-42 в ПО MapInfo фактически определяет параметры ориентировки эллипсоида Красовского относительно эллипсоида WGS-84 (не относительно эллипсоида ГСК-2011) на территории Германии (а не на территории России). Таким образом присвоение в ПО MapInfo карте, созданной в СК-42, этой проекции с дальнейшей попыткой преобразовать её в ГСК-2011 по параметрам ГОСТ 32453-2017 (используя имеющуюся в стандартной поставке ПО MapInfo, поддерживающей ГСК-2011, СК «Проекция Гаусса – Крюгера (ГСК-2011 ГОСТ32453-2017) приведет к отрицательному результату, который будет отличаться от истинного на несколько десятков метров.

Для правильного преобразования из СК-42 в ГСК-2011 необходимо корректно выбирать исходную СК, которые в версиях ПО MapInfo, поддерживающих ГСК-2011, именуются соответственно «Долгота/Широта (СК-42)» Россия Долгота/Широта ГОСТ 32453-2017 и Проекции Гаусса – Крюгера (Пулково 1942 ГОСТ 32453-2017). [4]

В противном случае если границы смежных участков (допустим, лицензионных участков недропользования) были топологически согласованы в исходной системе координат (как правило, в СК-42), а при сдаче в надзорные органы этих же участков в ГСК-2011, преобразованных отдельными недропользователями по своим (несовпадающим) локальным параметрам, эти границы в целевой системе координат не совпадут. [4]