что такое проекция Гаусса-Крюгера и Universal Transverse Mercator (UTM)

Проекция Гаусса-Крюгера и Universal Transverse Mercator (UTM) - это разновидности поперечно-цилиндрической проекции (Transverse Mercator). Воображаемый цилиндр, на который происходит проекция, охватывает земной эллипсоид по меридиану, называемому центральным (осевым) меридианом зоны. Зона - это участок земной поверхности, ограниченный двумя меридианами. Обе проекции делят земной эллипсоид на 60 зон шириной 6°. Зоны нумеруются с запада на восток, начиная с 0°: зона 1 простирается с меридиана 0° до меридиана 6°, ее центральный меридиан 3°. Зона 2 - с 6° до 12°, и т. д. Нумерация номенклатурных листов начинается с 180°, например, лист N-39 находится в 9-й зоне.

Таким образом, для данной долготы
номер зоны = (целая часть от деления долготы на 6°) + 1,
центральный меридиан = (номер зоны) * 6° - 3°

В проекции Гаусса-Крюгера цилиндр касается эллипсоида по центральному меридиану, масштаб (scale) вдоль него равен 1.

UTM - это проекция на секущий цилиндр и масштаб равен единице вдоль двух секущих линий, отстоящих от центрального меридиана на 180 000 м.

Цилиндр разворачивают в плоскость и накладывают прямоугольную километровую сетку с началом координат в точке пересечения экватора и центрального меридиана. Вертикальные линии сетки параллельны центральному меридиану. Для того, чтобы все прямоугольные координаты были положительны, вводится восточное смещение (false easting), равное 500 000 м, т. е. координата X на центральном меридиане равна 500 000 м.

В южном полушарии в тех же целях вводится северное смещение (false northing) 10 000 000 м.

Важно понимать, что вертикали километровой сетки не ориентированы точно на север (за исключением линии на центральном меридиане) , угол расхождения с меридианами может составлять до 3°.
Сравнение UTM и проекции Гаусса-Крюгера
UTM Гаусс-Крюгер
Ширина зоны 6° в России 6°
Масштаб по центральному меридиану 0.9996 1.0000
Начальный меридиан 180° 180°
False Easting 500 000 м 500 000 м
False Northing (северное полушарие) 0 м 0 м
False Northing (южное полушарие) 10 000 000 м 10 000 000 м
Диапазон применения 80°S - 84°N