Czym jest uniwersalne poprzeczne odwzorowanie Mercatora (UTM)?

Definicja

Uniwersalne poprzeczne odwzorowanie Mercatora (UTM) to system siatki współrzędnych, który dzieli Ziemię między 84° N a 80° S na 60 stref. Każda strefa ma 6° długości geograficznej i własne poprzeczne odwzorowanie Mercatora. UTM podaje położenie jako współrzędną wschodnią i północną w metrach.

NGA liczy 120 osobnych odwzorowań poprzecznych Mercatora, ponieważ każda strefa ma część północną i południową z własnym przesunięciem północnym. Na północ od 84° N i na południe od 80° S standardową siatką jest Uniwersalne stereograficzne odwzorowanie biegunowe (UPS).

Strefy i pasy

Strefa 1 rozciąga się od 180° W do 174° W. Strefy są numerowane na wschód aż do strefy 60, która rozciąga się od 174° E do 180° E. Tabele NGA podają dwie reguły:

• Numer strefy to część całkowita z (długość + 180) / 6, plus 1. Długości zachodnie są ujemne.
• Południk środkowy to 6 × strefa − 183, w stopniach. Strefa 33 daje 15° E.

Są dwa wyjątki. Między 56° N a 64° N strefa 32 ma 9° szerokości (od 3° E do 12° E). Między 72° N a 84° N strefy 32, 34 i 36 nie istnieją, a strefy 31, 33, 35 i 37 są szersze.

W oznaczeniu siatki każda strefa jest też podzielona na 20 pasów szerokości geograficznej. Litery od C do X je nazywają, a litery I i O nie są używane. Pasy mają 8° wysokości. Pas X ma 12° wysokości.

Współrzędna wschodnia i północna

Każde odwzorowanie UTM używa tych parametrów:

• Współczynnik skali na południku środkowym: 0.9996.
• Przesunięcie wschodnie (false easting): 500,000 m.
• Przesunięcie północne (false northing): 0 m na półkuli północnej i 10,000,000 m na półkuli południowej.
• Szerokość początkowa: 0°, równik.

Przesunięcie wschodnie daje każdemu punktowi w strefie dodatnią współrzędną wschodnią. Na równiku krawędzie strefy leżą w odległości około 166,000 m i 834,000 m. Współrzędna północna liczy metry na północ od równika na półkuli północnej. Na półkuli południowej wynosi 10,000,000 m minus odległość na południe od równika.

EPSG:32633 to WGS 84 / UTM zone 33N, z południkiem środkowym 15° E. EPSG:32733 to ta sama strefa dla półkuli południowej.

Skala i północ siatki

Odległość na siatce to odległość na elipsoidzie pomnożona przez współczynnik skali. Na południku środkowym 100 m na elipsoidzie mierzy 99.96 m na siatce. Współczynnik skali wynosi 1 wzdłuż dwóch linii około 180 km na wschód i zachód od południka środkowego. Między tymi liniami siatka jest mniejsza od terenu. Poza nimi jest większa. W obrębie strefy różnica może sięgać 1 na 1,000.

Północ siatki to kierunek linii siatki. Północ geograficzna to kierunek południków. Kąt między północą siatki a północą geograficzną to zbieżność siatki.

Układ odniesienia

UTM jest odwzorowaniem, więc współrzędna UTM wymaga układu odniesienia. Dla tej samej strefy WGS 84 / UTM 33N (EPSG:32633) i ETRS89 / UTM 33N (EPSG:25833) są różnymi układami współrzędnych. EPSG podaje, że ETRS89 i WGS 84 pokrywają się w granicach 1 m.

W nawigacji lotniczej EASA wymaga, aby operator lotniska używał WGS-84 jako poziomego układu odniesienia (ADR.OPS.A.020).

Zastosowanie w pracach lotniskowych

Na siatce UTM odległość między dwoma punktami w jednej strefie to odległość na płaszczyźnie. Pole wielokąta wynika z geometrii płaszczyzny, w metrach kwadratowych. Zapisz razem strefę, półkulę, współrzędną wschodnią, współrzędną północną i układ odniesienia.

Droga startowa blisko krawędzi strefy ma większy błąd skali niż ta blisko południka środkowego.