 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( сентябрь 2010 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
| Геодезия |
|---|
 |
Североамериканский Datum ( NAD ) является горизонтальной точкой привязки теперь используется для определения геодезической сети в Северной Америке. Датум - это формальное описание формы Земли вместе с «якорной» точкой для системы координат. В геодезической съемке , картографии и планировании землепользования используются два североамериканских датума для горизонтальных или горизонтальных измерений: североамериканский датум 1927 года (NAD 27) и североамериканский датум 1983 года (NAD 83). Обе являются геодезическими опорными системами, основанными на немного разных предположениях и измерениях.
Вертикальные измерения, основанные на расстояниях выше или ниже среднего уровня воды (MHW), рассчитываются с использованием Североамериканского вертикального базиса 1988 года (NAVD 88). [1]
NAD 83 вместе с NAVD 88 должны быть заменены новой геометрической системой координат на основе GPS и гравиметрической модели геоида и системой координат геопотенциала в 2022 году . [2]
Первый североамериканский датум [ править ]
В 1901 г. Служба береговой и геодезической службы США приняла национальную горизонтальную систему координат, названную Стандартной системой отсчета США, на основе эллипсоида Кларка 1866 года. Она была адаптирована к данным, ранее собранным для региональных отсчетов, которые к тому времени начали перекрываться. В 1913 году Канада и Мексика приняли эти данные, поэтому они также были переименованы в Североамериканские датумы. [3] [4]
Североамериканский датум 1927 г. [ править ]
По мере того, как собиралось больше данных, появлялись расхождения, поэтому данные были пересчитаны в 1927 году, используя тот же сфероид и происхождение, что и его предшественник.
Североамериканский датум 1927 года (NAD 27) был основан на съемках всего континента от общей точки отсчета, выбранной в 1901 году, потому что она находилась настолько близко к центру прилегающих Соединенных Штатов, насколько это можно было вычислить: она была основана на триангуляции станции на пересечении трансконтинентальных триангуляции дуги 1899 на 39 - й параллелью северной и триангуляции дуги вдоль 98th меридиональном запад , который был недалеко от географического центра смежных Соединенных Штатов . [5] [6] [7] [8] Данные заявляют, что станция триангуляции Meades Ranch находится на 39 ° 13′26.686 ″ северной широты, 98 ° 32′30.506 ″ западной долготы. [9]NAD 27 ориентирован по азимуту от ранчо Мидс до Уолдо [10], который составляет 255 ° 28′14,52 ″ от севера. Широта и долгота любой другой точки в Северной Америке затем основываются на ее расстоянии и направлении от ранчо Мидс: если точка была X метров по азимуту Y градусов от ранчо Мидс, измеренная на эллипсоиде Кларка 1866 года, то ее широта и долгота на этом эллипсоиде были определены и могли быть вычислены.
| Эллипсоид | Большая полуось (по определению) | Малая полуось (по определению) | Обратное сглаживание (расчетное) |
|---|---|---|---|
| Кларк 1866 | 6 378 206,4 м | 6 356 583,8 м | 294.978698214 |
Это определяющие размеры для NAD 27, но Кларк фактически определил свой сфероид 1866 года как a = 20 926 062 британских фута, b = 20 855 121 британский фут. При преобразовании в метры используется коэффициент Кларка 1865 дюймов на метр, равный 39,370432. Длина фута или метра в то время практически не могла быть измерена лучше, чем примерно 0,02 мм. [11]
Большинство топографических карт USGS были опубликованы в NAD 27, а многие крупные проекты Инженерного корпуса армии США и других агентств были определены в NAD 27, поэтому датум остается важным, несмотря на то, что доступны более точные датумы.
Североамериканский датум 1983 г. [ править ]
Поскольку Земля значительно отклоняется от идеального эллипсоида , эллипсоид, который лучше всего соответствует ее форме, варьируется от региона к региону по всему миру. Clarke 1866 и North American Datum 1927 года вместе с ним были исследованы, чтобы лучше всего подходить для Северной Америки в целом. Точно так же исторически в большинстве регионов мира использовались эллипсоиды, измеряемые локально, чтобы наилучшим образом соответствовать капризам формы Земли в их соответствующих регионах. Обеспечивая максимальную точность на местном уровне, такая практика затрудняет объединение и распространение информации по регионам.
Поскольку спутниковая геодезия и технологии дистанционного зондирования достигли высокой точности и стали доступными для гражданских приложений, стало возможным получать информацию, относящуюся к единому глобальному эллипсоиду. Это потому, что спутники, естественно, обращаются с Землей как с монолитным телом. Таким образом, эллипсоид GRS 80 был разработан для наилучшего приближения к Земле в целом, и он стал основой для Североамериканского датума 1983 года. Хотя GRS 80 и его близкий родственник, WGS 84 , как правило, не подходят для любого конкретного случая. В регионе потребность в наиболее точном соответствии в значительной степени испаряется, когда глобальное исследование сочетается с компьютерами, базами данных и программным обеспечением, способным компенсировать местные условия.
| Эллипсоид | Большая полуось (по определению) | Малая полуось (по определению) | Обратное сглаживание (расчетное) |
|---|---|---|---|
| GRS 80 | 6 378 137 м | 6 356 752,3 141 м | 298.257222101 |
Сравнение NAD 27 и NAD 83 [ править ]
Точка, имеющая заданные широту и долготу в NAD 27, может быть смещена на величину порядка многих десятков метров от другой точки, имеющей такую же широту и долготу в NAD 83, поэтому важно указать данные вместе с координатами. Североамериканский датум 1927 года определяется широтой и долготой начальной точки ( триангуляционная станция Meades Ranch в Канзасе), направлением линии между этой точкой и указанной второй точкой и двумя измерениями, определяющими сфероид. Североамериканский датум 1983 года основан на новом определенном сфероиде (GRS 80); это центрированная на Земле (или " геоцентрическая ") система данных, не имеющая начальной точки или начального направления.
NOAA обеспечивает преобразователь между двумя системами. [12] Практическое влияние заключается в том, что если вы используете современное устройство GPS, настроенное для работы в NAD 83 или WGS 84, для навигации к координатам NAD 27 (как по топографической карте) возле Сиэтла , вы отклонитесь примерно на 95 метров (не достаточно далеко на запад), и вы будете примерно в 47 метрах от Майами (недостаточно далеко на северо-северо-восток), тогда как вы будете намного ближе к точкам возле Чикаго .
Датум Северной Америки 1983 г. и Мировая геодезическая система 1984 г. [ править ]
Определение NAD 83 (1986) основано на сфероиде GRS 80, как и WGS 84, поэтому многие старые публикации не указывают на разницу. WGS 84 впоследствии превратился в немного менее сплющенный сфероид . Таким образом, последующие измерения дают разницу порядка метра на большей части территории Соединенных Штатов. Каждая система координат была уточнена с более точными и более поздними измерениями.
Кроме того, определено, что NAD 83 остается постоянным во времени для точек на Североамериканской плите , тогда как WGS 84 определяется по отношению к среднему значению станций по всему миру. Таким образом, две системы со временем естественно расходятся. Для большей части Соединенных Штатов относительная скорость составляет порядка 1-2 см в год. Гавайи и прибрежные части центральной и южной Калифорнии к западу от разлома Сан-Андреас не находятся на Североамериканской плите, поэтому скорость их расхождения различается.
Текущая версия North American Datum [ править ]
Национальная система пространственной привязки Соединенных Штатов NAD 83 (2011 / MA11 / PA11) эпохи 2010.00 является уточнением системы координат NAD 83 с использованием данных из сети очень точных GPS-приемников на постоянно действующих опорных станциях (CORS).
Новый датум 2022 г. [ править ]
Для улучшения Национальной системы пространственной привязки NAD 83 вместе с Североамериканской вертикальной системой отсчета 1988 года (NAVD 88) должны быть заменены новой геометрической системой отсчета и геопотенциальной системой координат на основе GNSS и гравиметрической модели геоида . [2]
Новые системы отсчета будут в первую очередь полагаться на глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS), такие как Глобальная система позиционирования (GPS), а также на гравиметрическую модель геоида, полученную в результате нашей гравитации для переопределения американской вертикальной точки отсчета (GRAV-D). ) Проект.
Эти новые системы отсчета призваны облегчить доступ и обслуживание, чем NAD 83 и NAVD 88, которые основаны на физических геодезических метках, качество которых со временем ухудшается. [2]
См. Также [ править ]
- Североамериканский вертикальный датум 1988 г.
- Мировая геодезическая система
Ссылки [ править ]
- ^ Североамериканский вертикальный датум 1988 года (NAVD 88), в Национальной геодезической службе
- ^ a b c Новые датумы: замена NAVD 88 и NAD 83
- ^ Shalowitz, USC & GS саперы Bulletin, декабрь 1938
- ^ Крейг, Синди (октябрь 2013 г.) «Где теория встречается с практикой: стандартные данные США», журнал профессионального геодезиста, Фредерик, Мэриленд
- ↑ US Coast & Geodetic Survey, «Триангуляция в Канзасе» , Специальная публикация № 70 (1921)
- ^ Бюллетень Национального исследовательского совета, выпуски 77-80, стр. 230
- ^ Ван Зандт, Границы Соединенных Штатов и нескольких штатов, стр. 265
- ^ Уолтер Х. Шоу, "Канзас и геодезические данные Северной Америки" , Труды Канзасской академии наук 51 (1948) 117–124, www.jstor.org
- ^ Данные NGS
- ^ Уолдо
- ^ Кардарелли, Энкидопедия Франсуа научных единиц, весов и мер: их эквиваленты в системе СИ и происхождение , Springer-Verlag London Limited 2003, ISBN 1-85233-682-X , стр. 5, таблица 2.1, данные Giacomo, P., Du platine a la lumiere , Bull. Бур. Nat. Метрология, 102 (1995) 5–14.
- ^ Конвертер NOAA NAD 27 против NAD 83
Внешние ссылки [ править ]
- NOAA-NGS-координирует CORS-активную сеть - объяснение эпохи NAD 83 (2011 / MA11 / PA11) 2010.00
- NOAA-NGS-координаты пассивной сети - объяснение самой последней настройки пассивной сети
- NADCON - бесплатная утилита для Microsoft Windows для преобразования между NAD 27 и NAD 83
- nadcon.prl - веб-утилита для NADCON
- NAD 83: Что это такое и почему вам следует заботиться, Дэйн Э. Эриксен, ЧП, Hammett & Edison, Inc., инженеры-консультанты. 1994 Национальный конгресс SBE и выставка World Media Expo.
