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Sistema Geodetic del mundo

Sistema Geodetic del mundo define un marco de la referencia para la tierra, para el uso adentro geodesy y navegación. La revisión más última es WGS 84 fechando a partir de 1984 (pasado revisado en 2004), que será válido hasta alrededor 2010.

Esquemas anteriores incluyeron WGS 72, WGS 66, y WGS 60.

Contenido

Historia

Esfuerzos de suplir al vario nacional el examinar los sistemas comenzaron en el diecinueveavo siglo con F.r. Helmert libros famosos Der Physikalischen Geodäsie de Physikalische Theorien del und de Mathematische (Teoría matemática y física de Geodesy físico). Austria y Alemania iniciaron la fundación de una oficina central de “Internationale Erdmessung“, y una serie de global elipsoides de la tierra fueron derivados (e.g. Helmert 1906, Hayford 1910/ 1924).

Unificado Sistema Geodetic del mundo llegó a ser esencial en los años 50 por varias razones:

En los últimos años 50, Estados Unidos DoD, junto con científicos de otras instituciones y países, comenzó a desarrollar el sistema necesario del mundo a el cual los datums geodetic se podrían ser referidos y compatibilidad establecer entre los coordenadas de sitios extensamente separados del interés. Esfuerzos de los E.E.U.U. El ejército, la marina de guerra y la fuerza aérea eran el conducir combinado al sistema Geodetic 1960 (WGS 60) del mundo de DoD. El término dato según lo utilizado aquí refiere a una superficie lisa definida algo arbitrariamente como “elevación cero,” constante con un sistema de las medidas del topógrafo de distancias entre las varias estaciones, y las diferencias en la elevación, reducida todo a una rejilla de latitudes, longitudes, y elevaciones. Los métodos que examinaban de la herencia encontraron diferencias de la elevación de un resuelto horizontal local por nivel del alcohol, línea vertical, o un dispositivo equivalente que depende del campo local de la gravedad (véase geodesy físico). Consecuentemente, las elevaciones en los datums se refieren a geoid, una superficie que no se encuentra fácilmente el usar satélite geodesy. El último método de observación es más conveniente para traz global. Por lo tanto, una motivación, y un problema substancial en los WGS y el trabajo similar es remendar juntos los datums que no sólo fueron hechos por separado, para diversas regiones, pero re-referencia las elevaciones a un modelo del elipsoide más bien que a geoid.

En lograr WGS 60, una combinación de la superficie disponible gravedad datos, astro-geodetic los datos y los resultados de HIRAN y las encuestas sobre canadienses SHORAN fueron utilizados para definir una mejor-guarnición elipsoide y una orientación tierra-centrada para cada uno de los datums inicialmente seleccionados (capítulo IV). (Los datums son orientados relativamente con respecto a diversas porciones del geoid por los métodos astro-geodetic descritos ya.) la contribución única de satélite los datos al desarrollo de WGS 60 eran un valor para elipsoide aplanando que fue obtenida del movimiento nodal de un satélite.

Antes de WGS 60, los E.E.U.U. Ejército y LOS E.E.U.U. Fuerza aérea tenía cada uno desarrollada un sistema del mundo usando diversos acercamientos al método gravimétrico de la orientación del dato. Para determinar sus parámetros gravimétricos de la orientación, la fuerza aérea utilizó el medio de las diferencias entre el el gravimétrico y astro-geodetic desviaciones y alturas del geoid (ondulaciones) en las estaciones específicamente seleccionadas en las áreas de los datums principales. El ejército realizó un ajuste para reducir al mínimo la diferencia entre astro-geodetic y gravimétrico geoids. Emparejando los geoids astro-geodetic relativos de los datums seleccionados con un geoid gravimétrico tierra-centrado, los datums seleccionados fueron reducidos a una orientación tierra-centrada. Desde los sistemas del ejército y de la fuerza aérea convenidos notable bien para las áreas del NAD, del ED y de TD, fueron consolidados y se convirtieron en WGS 60.

El departamento de Estados Unidos del sistema Geodetic 1966 del mundo de la defensa

Los pasos a la mejora de un sistema global eran el Astrogeoid de Irene Fischer y el dato astronáutico del mercurio. En enero de 1966, cargaron a un comité Geodetic del sistema del mundo integrado por representantes del ejército, de la marina de guerra y de la fuerza aérea de Estados Unidos, con la responsabilidad de desarrollar los WGS mejorados necesitados para satisfacer el traz, el planear y requisitos geodetic. Observaciones superficiales adicionales de la gravedad, resultados de la extensión de triangulación y trilateration redes, y cantidades grandes de Doppler y óptico los datos basados en los satélites habían llegado a estar disponibles desde el desarrollo de WGS 60. Usando los datos adicionales y las técnicas mejoradas, los WGS 66 fueron producidos que respondieron a las necesidades de DoD por cerca de cinco años después de su puesta en práctica en 1967. Los parámetros que definían del elipsoide de los WGS 66 eran el aplanar (1/298.25), determinado de los datos basados en los satélites y del eje del semimajor (6.378.145 metros), determinado de una combinación del satélite de Doppler y de datos astro-geodetic. 5° un aire libre malo mundial del × 5° anomalía de la gravedad el campo proporcionó los datos básicos para producir el geoid gravimétrico de los WGS 66. También, un geoid se refirió a los WGS 66 que el elipsoide fue derivado de datos astrogeodetic disponibles para proporcionar una representación detallada de las áreas limitadas de la tierra.

El departamento de Estados Unidos del sistema Geodetic 1972 del mundo de la defensa

Después de un esfuerzo extenso que extendía durante aproximadamente tres años, el departamento del sistema Geodetic 1972 del mundo de la defensa fue terminado. El satélite seleccionado, la gravedad superficial y los datos astrogeodetic 1972 directo disponible de DoD y de fuentes del non-DoD fueron utilizados en una solución unificada de los WGS (una escala grande lo menos - cuadrados ajuste). Los resultados del ajuste consistieron en correcciones para firmar con iniciales coordenadas de la estación y coeficientes del campo gravitacional.

La recogida de datos más grande usados siempre para los propósitos de los WGS fue montada, procesada y aplicada en el desarrollo de WGS 72. Los datos basados en los satélites ópticos y electrónicos fueron utilizados. Los datos basados en los satélites electrónicos consistieron, en parte, de los datos de Doppler proporcionados por los E.E.U.U. Marina de guerra y satélite cooperating del non-DoD que siguen las estaciones establecidas en apoyo del sistema basado en los satélites navegacional de la marina de guerra (NNSS). Los datos de Doppler estaban también disponibles de los sitios numerosos establecidos por GEOCEIVERS durante 1971 y 1972. Los datos de Doppler eran la fuente de datos primaria para WGS 72 (cuadro 38). Los datos basados en los satélites electrónicos adicionales fueron proporcionados por la red ecuatorial de SECOR (colación secuencial de la gama) terminada por los E.E.U.U. Ejército en 1970. Los datos basados en los satélites ópticos del programa basado en los satélites geométrico mundial de la triangulación fueron proporcionados por el sistema de la cámara fotográfica BC-4 (cuadro 39). Los datos del observatorio astrofísico Smithsonian también fueron utilizados que incluyó la cámara fotográfica (panadero Nunn) y cierto extenderse del laser.

El campo superficial de la gravedad usado en la solución unificada de los WGS consistió en un sistema de 410 10° anomalías libres de la gravedad del aire del medio igual del área del × 10° determinadas solamente de datos terrestres. Este campo de la gravedad incluye los valores malos de la anomalía compilados directamente de datos observados de la gravedad dondequiera que el último estuviera disponible en suficiente cantidad. El valor para las áreas datos escasos o de ningunos de observación fue desarrollado de aproximaciones geofísico compatibles de la gravedad usando técnicas gravedad-geofísicas de la correlación. Aproximadamente 45 por ciento de los 410 valores libres malos de la anomalía de la gravedad del aire fueron determinados directamente de datos observados de la gravedad.

Los datos astrogeodetic en su forma básica consisten en la desviación de los componentes verticales refirieron a los varios datums geodetic nacionales. Estos valores de la desviación fueron integrados en cartas astrogeodetic del geoid refirieron a estos datums nacionales. Las alturas del geoid contribuyeron a los WGS la solución unificada por los datos adicionales y más detallados del abastecimiento para las áreas de la tierra. Los datos de tierra convencionales del examen fueron incluidos en la solución para hacer cumplir un ajuste constante de los coordenadas de los sitios vecinos de la observación de los sistemas de BC-4, de SECOR, de Doppler y del Panadero-Nunn. También, la línea larga travesías exactas del geodimeter ocho era incluida con el fin de controlar la escala de la solución.

La solución unificada de los WGS, como se declaró anteriormente, era una solución para las posiciones geodetic y los parámetros asociados del campo gravitacional basado en una combinación óptima de datos disponibles. Los parámetros del elipsoide de los WGS 72, dato cambian de puesto y otras constantes asociadas fueron derivadas por separado. Para la solución unificada, una matriz normal de la ecuación fue formada basó en cada uno de los modems mencionados. Entonces, las matrices normales individuales de la ecuación fueron combinadas y la matriz resultante fue solucionada para obtener las posiciones y los parámetros.

El valor para el eje del semimajor (a) del elipsoide de los WGS 72 es 6 378 135 metros. La adopción de un uno-valor 10 mide más pequeño que eso para el elipsoide de los WGS 66 fue basada en varios cálculos e indicadores incluyendo una combinación de los datos de la gravedad del satélite y de la superficie para la posición y las determinaciones gravitacionales del campo. Los sistemas del satélite derivaron coordenadas de la estación y la desviación gravimétrica de los datos de la altura de la vertical y del geoid fue utilizada para determinar cambios local-a-geocéntricas del dato, parámetros de la rotación del dato, un parámetro de la escala del dato y un valor para el eje del semimajor del elipsoide de los WGS. Ocho soluciones fueron hechas con los varios sistemas de datos de entrada, de un punto de vista investigador y también debido a el número limitado de los desconocido que se podrían solucionar para en cualquier solución individual debido a las limitaciones de la computadora. El seguir seleccionado del satélite de Doppler y las estaciones astro-geodetic de la orientación del dato fueron incluidos en las varias soluciones. De acuerdo con estos resultados y otros estudios relacionados logrados por el comité, un uno-valor de 6 378 135 metros y el aplanar de 1/298.26 fueron adoptados.

En el desarrollo local-a las cambios del dato de los WGS 72, los resultados de diversas disciplinas geodetic fueron investigados, analizados y comparados. Esas cambios adoptadas fueron basadas sobre todo en una gran cantidad de Doppler TRANET y la estación de GEOCEIVER coordina que eran mundial disponible. Estos coordenadas habían sido determinados usando el punto de Doppler que colocaba método.

Un sistema Geodetic del mundo nuevo: WGS 84

En los años 80 tempranos la necesidad de un sistema geodetic del mundo nuevo fue reconocida generalmente por la comunidad geodetic, también dentro del departamento de los E.E.U.U. de la defensa. Datos no más proporcionados de los WGS 72 suficientes, información, cobertura geográfica, o exactitud del producto para todos los usos entonces actuales y anticipados. Los medios para producir los WGS nuevos estaban disponibles bajo la forma de datos mejorados, cobertura creciente de los datos, nuevos tipos de datos y técnicas mejoradas. GRS 80 parámetros junto con Doppler disponible, extenderse del laser del satélite e interferometría muy larga de la línea de fondo (VLBI) las observaciones constituyeron la nueva información significativa. Una nueva fuente excepcional de datos había llegado a estar disponible del radar basado en los satélites altimetry. También disponible estaba avanzado un lo menos - la colocación llamada método de los cuadrados que permitió una solución constante de diversos tipos de medidas toda de la combinación concerniente al campo de la gravedad de la tierra, es decir. geoid, anomalías de la gravedad, desviaciones, Doppler dinámico, etc.

El sistema Geodetic del mundo nuevo fue llamado WGS 84. Es actualmente el sistema de la referencia que es utilizado por Sistema de colocación global. Es geocéntrico y global constante dentro de ±1 M. Realizaciones geodetic actuales de la familia geocéntrica del sistema de la referencia Sistema terrestre internacional de la referencia (ITRS) mantenido por IERS es geocéntrico, e internamente constante, en el nivel poco-centímetro, mientras que todavía estando el metro-nivel constante con WGS 84.

Los WGS 84 utilizaron originalmente el GRS 80 elipsoide de la referencia, pero ha experimentado algunos refinamientos de menor importancia en ediciones más últimas desde su publicación inicial. La mayor parte de estos refinamientos son importantes para de alta precisión orbital los cálculos para los satélites pero tienen poco efecto práctico en aplicaciones topográficas típicas. La tabla siguiente enumera los parámetros primarios del elipsoide.

Referencia del elipsoide eje Semi-principal a eje Semi-de menor importancia b Inverso el aplanar (1/f)
 GRS 80 6.378.137.0 m ≈ 6.356.752.314 140 m   298.257 222 101
 WGS 84 6.378.137.0 m ≈ 6.356.752.314 245 m   298.257 223 563
 “WGRS 80/84”  6.378.137.0 m 6.356.752.3 m       ≈ 298.257               

La diferencia muy pequeña en aplanar así da lugar a a - muy teórica - diferencia del µm 105 en el eje semi polar.
Para la mayoría de los propósitos, las hachas polares que diferencian se pueden combinar a 6.356.752.3 m, con aplanar inverso redondeado a 298.257.

Longitudes en WGS 84

Los WGS 84 utilizan meridiano cero según lo definido por Oficina de internacional l'Heure,[1] cuál fue definido por la compilación de las observaciones de la estrella en diversos países. El medio de estos datos causó una cambio de cerca de 100 metros de del este lejos de Meridiano primero en Greenwich, Reino Unido.[2]

Las posiciones de la longitud respecto a WGS 84 convienen con ésas en el más viejo Dato norteamericano 1927 en áspero la longitud 85° del oeste, en el este-central Estados Unidos.

Actualizaciones y nuevos estándares

La revisión principal más última de WGS 84 también se refiere como “modelo de la gravedad de la tierra 1996" (EGM96), primero publicado en 1996, con las revisiones tan recientes como 2004. Este modelo tiene el mismo elipsoide de la referencia que WGS 84, pero tiene un geoid de la alto-fidelidad (áspero 100 resoluciones del kilómetro contra 200 kilómetros para los WGS originales 84).

Muchos de los autores originales de WGS 84 están trabajando actualmente en un nuevo modelo de una fidelidad más alta, tentativo llamado EGM06. Este nuevo modelo tendrá un geoid con una resolución que acerca a 10 kilómetros, requiriendo sobre 4.6 millones de términos en la extensión esférica (contra 130.317 en EGM96 y 32.757 en WGS 84).

Vea también

Notas

  1. ^ Organización europea para la seguridad de la navegación de aire e IfEN: Manual de la puesta en práctica de los WGS 84, página 13. 1998
  2. ^ Museo marítimo nacional: "La longitud de Greenwich"

Acoplamientos externos

La primera versión de este texto fue tomada de public domain librete Geodesy para el laico en http://www.ngs.noaa.gov/PUBS_LIB/Geodesy4Layman/TR80003E.HTM#ZZ11 -- por favor Wikify cuanto sea necesario. Este documento fue escrito en 1984 y puede necesitar ser puesto al día.

The original article is from Wikipedia. To view the original article please click here.
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