В історичному минулому мали прив'язку до тієї місцевості досліджень, в яких виконували топографічні зйомки для складання карт. Для виконання цих робіт потрібно зробити вибір початкової точки відліку і орієнтування її щодо якогось характерного напрямки, наприклад на північ по компасу. Або це могли бути направлення на віддалені точки з передбачуваної довготривалої збереженням. І вже щодо цього вихідного напрямку, яке і можна вважати початком системи координат фіксувати всі об'єкти на поверхні. У різних регіонах, країнах вибиралися різні системи орієнтування, і все результати робіт різнилися між собою.
Починаючи з XVII століття, у геодезистів всіх країн виникає потреба в об'єднанні або вироблення єдиних системи координат, заходів вимірювань і геодезичних принципів виконання робіт. На той час винаходяться зорова труба Галілео, спосіб тріангуляції Снеліусса. Виникають завдання по організації закріплення опорних геодезичних пунктів. На підставі геодезичних вимірювань і обчислювальної обробки отримували опорні мережі з пунктів з координатами на них в єдиній системі відліку. До 1864 року в ряді країн Європи були побудовані триангуляційні мережі. З нею була з'єднана частина тріангуляції, що проходить по території Росії.
Початок системи відліку в Росії
Було закладено ще в XIX столітті і в цей же час запланована перша програма з розвитку єдиної геодезичної мережі по всій державі керівником військових топографів Померанцевим І.І. яка не змогла бути завершеною. Найбільш розвиненим регіоном Росії на початку XX століття в плані геодезичних мереж вважався район Донецького кам'яновугільного басейну. З 1910 по 1917 роки на його території з ініціативи професора Баумана В.І. була створена опорна геодезична мережа в новому на той момент промисловому районі. Це було пов'язано, в тому числі і для маркшейдерського забезпечення гірничодобувної промисловості. Але так склалося в нашій державі, що через історичних подій, протяжної території до середини 40-х років XX століття мала місце не зв'язаність координат геодезичних пунктів. По суті, застосовувалися різні системи відліку, які можна назвати місцевими системами координат (МСК).
На європейській території країни до 1932 року було закінчено зрівнювання державної мережі, розпочатої за програмою її будівництва з 1928 року. З'явилася система координат СК-32. яка отримала розвиток в Західному Сибіру, на території Казахстану і отримала найменування «Пулковська».
У далекосхідному районі і східносибірському регіонах з 1934 року розвивалася окремі геодезичні мережі, знову можна сказати в місцевій системі координат. До таких відносяться Свободненского, Алданская, Хабаровська системи. Поєднавши в 1936 році Пулковську і Свободненского системи відліку через геодезичні пункти в районі Красноярська були отримані фактичні планові невязки зі значеннями:
При розвитку державного геодезичного обгрунтування в середньоазіатському регіоні застосовувалася Ташкентська місцева система, на Камчатському півострові - Петропавлівська, в північно-східному окрузі - Магаданська місцеві системи координат. Абсолютні висотні координати також виходили від різних уровенних поверхонь, поруч є сусідами з ними морів від Балтійського до Японського, а також Чорного, Каспійського і Охотського.
Перехід від МСК до загальної державної системи і назад
Відхилення в координатах пунктів в Пулковської і Свободненского системах на величину майже 800 метрів навіть на значні відстані в 7000 км привели до певних припущень. Висновки про невідповідність прийнятих параметрів еліпсоїда Бесселя, визначених у 1841году, фактичним розмірами Землі, в подальшому підтвердилися. За новими розрахунками референц-еліпсоїда Красовського розбіжність в значеннях велика піввісь з еліпсоїдом Бесселя склало 845м. Після зрівнювання всіх включених пунктів астрономо-геодезичної мережі від Пулкова до Далекого Сходу була створена єдина державна система координат 1942 роки (СК-42).
На основі загальнодержавної СК-42 в 1963 році була створена, нова поширена по всій території країни система координат (СК-63). В цей час відбувався якісний технологічний космічний стрибок, після запусків перших штучних супутників землі. Імовірно СК-63 виникла зі спеціальними спотвореннями щодо СК-42 в різних регіонах по різних параметрах з метою додаткової секретності. Хоча характер секретності з появою нової СК-63 майже не змінився. Може бути, навіть інформаційні дані стали доступніші, в тому числі для геодезистів і картографів. Повністю засекреченим, звичайно, був алгоритм її побудови. Система координат 1963 року було побудовано блоками, охоплюючи весь простір країни. Тобто практично кожен блок можна було вважати місцевої системою відліку.
Найдивовижніше, що сталося в подальшому з СК-63. Спочатку її поява вважалося як виникнення нової державної системи координат, але в той же час на базі геодезичних пунктів СК-42 з усіма її похибками. Так як вона створювалася із застосуванням перерахунку з СК-42 з кутовими розворотами і лінійними зміщеннями по сітки координат для кожної зони, на краях кожної з яких можливі накладення. Таким чином, її можна характеризувати і як сукупність місцевих систем координат, з'єднаних між собою.
Додатково до цього слід зазначити, що СК-63 все-таки не проекція Гаусса-Крюгера і способи редукування і визначення поправок за цю складову в ній не обумовлені. Але найцікавіше, що начебто завжди прагнули до максимального набору, охопленням точок і полігонів в геодезичних мережах, їх зрівнювання, для визначення параметрів Землі, можливістю визначати координати в будь-якій точці земної поверхні і встановлення єдиних систем координат. У СК-63 сталося все до навпаки. Напевно, в першу чергу через режим секретності. А з іншого боку можливо початкове її призначення полягало в використанні для територій обмежених площею в п'ять тисяч квадратних кілометрів в межах різних суб'єктів держави.
Звідси випливає певний висновок, що місцевою системою координат можна вважати будь-яку умовну систему відліку в межах обмеженій території з обов'язковою прив'язкою координатної сітки через параметри переходу, так звані «ключі». При невиконанні цієї вимоги така система вважається умовною. Дуже часто умовні системи використовують при невеликих одиночних об'єктах будівництва в межах міста. МСК передбачена для ведення топографічних робіт, межування земельних ділянок, веденні кадастрового обліку в регіонах.
Сучасна ситуація з МСК
- з загальземного СК WGS-84 (ПЗ-90) в МСК і назад;
- з загальнодержавної СК-95 знову до МСК і також назад.
У «Положеннях про МСК», як правило, вказуються:
- номенклатурні номери всіх листів карт в масштабі 1: 100000, на яких формується МСК;
- загальна площа нею охоплюється місцевості;
- параметри перетворень, так звані «ключі переходу», від державної геоцентричної (ПЗ-90) до місцевих СК. У них входять сім величин: зрушення по осях X, Y, Z (δx, δу, δz), кути обертання навколо осей X, Y, Z (Wx, Wy, Wz), масштабний коефіцієнт.
- параметри переходу від загальнодержавної СК-95 до місцевої СК, також в кількості семи параметрів;
- среднеквадратические похибки перетворення планових координат і СКП висотних відміток;
- параметри математичної поверхні в МСК, в якості якої приймають еліпсоїд Красовського зі значеннями стиснення рівного 1 / 298,3 і велика піввісь 6378245м;
- параметри проекції Гаусса для обчислення плоских координат в МСК. До них відносяться зрушення МСК по осях абсцис (X), ординат (Y), масштабний коефіцієнт на прийнятому осьовому меридіані і значення довготи осьового меридіана;
- списки всіх геодезичних пунктів відповідно в плоскій МСК з прямокутними координатами і просторової МСК з геодезичними координатами.
МСК в регіонах встановлюються для виробництва всіх геодезичних робіт на своїх територіях:
- топографічних;
- вишукувальних;
- будівельних;
- землевпорядних;
- кадастрових;
- при експлуатації унікальних споруд;
- інших спеціальних робіт.