Geodeziya ma'lumotlari - Geodetic datum

Geodeziya
Asoslari Geodeziya Geodinamika Geomatika Tarix
Tushunchalar Geografik masofa Geoid Yerning shakli (Yer radiusi va Yer atrofi ) Geodeziya ma'lumotlari Geodezik Geografik koordinatalar tizimi Landshaft holatni ko'rsatish Kenglik  / Uzunlik Xaritani proektsiyalash Yo'naltiruvchi ellipsoid Sun'iy yo'ldosh geodeziyasi Fazoviy ma'lumotnoma tizimi Mekansal munosabatlar
Texnologiyalar Global Nav. Shanba Tizimlar (GNSS) Global Pos. Tizim (GPS) GLONASS (Rossiya) BeiDou (BDS) (Xitoy) Galiley (Evropa) NAVIC (Hindiston) Quazi-Zenith Sat. Sys. (QZSS) (Yaponiya) Diskret global tarmoq va geokodlash
Standartlar (tarix) NGVD 29 Dengiz sathidagi ma'lumotlar 1929 yil OSGB36 Ordnance Survey Buyuk Britaniya 1936 y SK-42 Systema Koordinat 1942 yil ED50 Evropa Datum 1950 yil SAD69 Janubiy Amerika Datum 1969 yil GRS 80 Geodezik ma'lumotnoma tizimi 1980 yil ISO 6709 Geografik nuqta koordinatasi. 1983 yil NAD 83 Shimoliy Amerika Datum 1983 yil WGS 84 Jahon geodezik tizimi 1984 yil NAVD 88 N. Amerika vertikal Datum 1988 yil ETRS89 Evropa quruqlikdagi ref. Sys. 1989 yil GCJ-02 Xitoyliklar xiralashgan sana 2002 y Geo URI 2010 yilgi nuqtaga Internet aloqasi Xalqaro yer usti ma'lumotnoma tizimi Fazoviy ma'lumot tizimining identifikatori (SRID) Universal Transvers Mercator (UTM)

A geodeziya ma'lumotlari yoki geodeziya tizimi (shuningdek: geodeziya ma'lumotnomasi yoki geodezik ma'lumotnoma tizimi) a koordinatalar tizimi va joylarni aniqlash uchun foydalaniladigan mos yozuvlar punktlari to'plami Yer (yoki shunga o'xshash narsalar). Ning taxminiy ta'rifi dengiz sathi ma'lumotlar bazasi WGS 84, an ellipsoid, aniqroq ta'rif esa Yer Gravitatsion Model 2008 (EGM2008) bo'lib, kamida 2159 ta sferik harmonikalar. Boshqa ma'lumotlar bazalari boshqa sohalar uchun yoki boshqa vaqtlarda aniqlanadi; ED50 1950 yilda Evropa bo'ylab aniqlangan va WGS 84 dan Evropaning qaerdaligiga qarab bir necha yuz metr farq qiladi. Mars yo'q okeanlar va shuning uchun dengiz sathi yo'q, lekin kamida ikkitasi mars ma'lumotlar bazalari u erda joylarni aniqlash uchun ishlatilgan.

Ma'lumotlar bazalarida ishlatiladi geodeziya, navigatsiya va geodeziya tomonidan kartograflar va sun'iy yo'ldosh navigatsiya tizimlari ko'rsatilgan pozitsiyalarni tarjima qilish uchun xaritalar (qog'oz yoki raqamli) ularning haqiqiy holatiga Yer. Ularning har biri ellipsoid (cho'zilgan shar), keyin belgilaydi kenglik, uzunlik va balandlik koordinatalar. Yer sathidagi bir yoki bir nechta joylar tayanch punktlari sifatida tanlangan.

Ma'lumotlar bazalari orasidagi koordinatalardagi farq odatda shunday ataladi ma'lumotlar almashinuvi. Ikki aniq ma'lumotlar bazasi o'rtasidagi o'zgarish siljishi bir mamlakatda yoki mintaqada bir joydan boshqasiga o'zgarishi mumkin va noldan yuzlab metrgacha (yoki ba'zi olis orollar uchun bir necha kilometr) bo'lishi mumkin. The Shimoliy qutb, Janubiy qutb va Ekvator turli xil ma'lumotlar bazalarida har xil pozitsiyalarda bo'ladi, shuning uchun Haqiqiy Shimoliy biroz boshqacha bo'ladi. Turli xil ma'lumotlar bazalari Erning aniq shakli va o'lchamlari uchun turli xil interpolatsiyalardan foydalanadilar (mos yozuvlar ellipsoidlari ).

Yer nomukammal ellipsoid bo'lgani uchun, mahalliy ma'lumotlar bazalari WGS 84 ga qaraganda qamrov doirasini aniqroq aks ettirishi mumkin. OSGB36 Masalan, ga yaxshiroq yaqinlashish geoid global WGS 84 ellipsoididan ko'ra Britaniya orollarini qamrab oladi.^[1] Biroq, global tizimning afzalliklari aniqlikdan ustun bo'lganligi sababli, global WGS 84 ma'lumotlar bazasi tobora ko'proq qabul qilinmoqda.^[2]

Gorizontal ma'lumotlar bazalari nuqtani tavsiflash uchun ishlatiladi Yer yuzasi, ichida kenglik va uzunlik yoki boshqa koordinata tizimi. Vertikal ma'lumotlar bazalari balandlik yoki chuqurlikni o'lchaydilar.

Chikago shahri Datum benchmark

Ta'rif

Yilda geodeziya va geodeziya, a ma'lumotlar bazasi hisoblash joylari uchun pozitsion o'lchovlar o'tkaziladigan mos yozuvlar tizimi yoki Yer yuzining yaqinlashishi. Gorizontal ma'lumotlar bazalari nuqtani tavsiflash uchun ishlatiladi Yer yuzasi, ichida kenglik va uzunlik yoki boshqa koordinata tizimi. Vertikal ma'lumotlar bazalari balandliklarni yoki suv osti chuqurliklarini o'lchash uchun ishlatiladi.

Landshaft ma'lumotlar bazasi

Landshaft datum - bu Erdagi pozitsiyalarni o'lchash uchun ishlatiladigan model. Erdagi ma'lum bir nuqta, o'lchovni amalga oshirish uchun ishlatiladigan ma'lumotlarga qarab, deyarli har xil koordinatalarga ega bo'lishi mumkin. Dunyo bo'ylab yuzlab mahalliy gorizontal ma'lumotlar bazalari mavjud, odatda ba'zi bir qulay mahalliy ma'lumotlarga murojaat qilishadi. Yer shaklini tobora aniqroq o'lchashga asoslangan zamonaviy ma'lumotlar bazalari katta maydonlarni qamrab olishga mo'ljallangan. The WGS 84 deyarli bir xil bo'lgan ma'lumotlar bazasi NAD83 Shimoliy Amerika va ETRS89 Evropada ishlatiladigan ma'lumotlar bazasi, umumiy standart ma'lumotlar bazasi.^{[iqtibos kerak ]}

Masalan, Sidneyda GDA (global WGS 84 standarti asosida) va AGD (aksariyat mahalliy xaritalar uchun ishlatilgan) da tuzilgan GPS koordinatalari o'rtasida 200 metr (700 fut) farq bor, bu ba'zi ilovalar uchun qabul qilinishi mumkin bo'lmagan katta xato. kabi geodeziya yoki sayt manzili akvalang yordamida suv ostida suzish.^[3]

Vertikal ma'lumotlar bazasi

A vertikal ma'lumotlar uchun mos yozuvlar yuzasi vertikal pozitsiyalar kabi balandliklar Yerning xususiyatlari, shu jumladan relyef, batimetriya, suv darajasi va sun'iy inshootlar.

Geodezik koordinatalar

Xuddi shu holat a sferoid burchak normal chiziq segmentidan o'lchanganligiga qarab kenglik uchun boshqa burchakka ega CP ning ellipsoid (burchak a) yoki chiziq segmenti AP markazdan (burchak) β). "tekislik " tasvirdagi sferoid (to'q sariq) Yernikidan kattaroq; natijada "geodezik" va "geotsentrik" kengliklarning tegishli farqi ham bo'rttirilgan.

Geodezik koordinatalarda Yer yuzasi an ga yaqinlashadi ellipsoid, va sirt yaqinidagi joylar quyidagicha tavsiflanadi kenglik (${ displaystyle phi}$), uzunlik (${ displaystyle lambda}$) va balandlik (${ displaystyle h}$).^{[eslatma 1]}

Geodezik va geotsentrik kenglik

Geodezik kenglik va geotsentrik kenglik turli xil ta'riflar bilan o'xshash miqdorlarni ifodalaydi. Orasidagi geodezik kenglik aniqlanadi ekvatorial samolyot va sirt normal ellipsoidning bir nuqtasida, geosentrik kenglik esa ekvator tekisligi va ellipsoidning markazini sirtdagi nuqtaga bog'laydigan radiusli chiziq orasidagi burchak sifatida aniqlanadi (rasmga qarang). Kenglik atamasi malakasiz ishlatilganda geodezik kenglikni anglatadi. Masalan, ishlatilgan kenglik geografik koordinatalar geodezik kenglikdir. Geodezik kenglik uchun standart yozuv φ. Geosentrik kenglik uchun standart yozuv yo'q; misollar kiradi θ, ψ, φ ′.

Xuddi shunday, geodezik balandlik ellipsoid yuzasidan normal, ellipsoid yuzasidan balandlik sifatida aniqlanadi; geosentrik balandlik esa ellipsoid (radius) markaziga chiziq bo'ylab ellipsoid sathidan balandlik sifatida aniqlanadi. Balandlik atamasi malakasiz ishlatilganda geodezik balandlikni anglatadi; kabi aviatsiyada ishlatiladi. Geosentrik balandlik odatda ishlatiladi orbital mexanika.

Yerga yo'naltirilgan ellipsoid

Parametrlarni aniqlash va hosil qilish

Ellipsoid yarim katta o'q tomonidan to'liq parametrlanadi ${ displaystyle a}$ va tekislash ${ displaystyle f}$.

Parametr	Belgilar
Yarim katta o'q	${ displaystyle a}$
Yassilashning o'zaro ta'siri	${ displaystyle { frac {1} {f}}}$

Kimdan ${ displaystyle a}$ va ${ displaystyle f}$ yarim minor o'qini olish mumkin ${ displaystyle b}$, birinchi ekssentriklik ${ displaystyle e}$ va ikkinchi ekssentriklik ${ displaystyle e '}$ ellipsoidning

Parametr	Qiymat
Yarim minor o'qi	${ displaystyle b = a (1-f)}$
Birinchi ekssentriklik kvadrati	${ displaystyle e ^ {2} = 1 - { frac {b ^ {2}} {a ^ {2}}} = f (2-f)}$
Ikkinchi ekssentriklik kvadrati	${ displaystyle {e '} ^ {2} = { frac {a ^ {2}} {b ^ {2}}} - 1 = { frac {f (2-f)} {(1-f) ^ {2}}}}$

Ba'zi geodezik tizimlar uchun parametrlar

Dunyo bo'ylab ishlatiladigan ikkita asosiy mos yozuvlar ellipsoidlari GRS80^[4]va WGS84.^[5]

Geodeziya tizimlarining yanada to'liq ro'yxatini topish mumkin Bu yerga.

Geodezik ma'lumotnoma tizimi 1980 (GRS80)

GRS80 parametrlari

Parametr	Notation	Qiymat
Yarim katta o'q	${ displaystyle a}$	6378137 m
Yassilashning o'zaro ta'siri	${ displaystyle { frac {1} {f}}}$	298.257222101

Jahon geodezik tizimi 1984 (WGS 84)

Global joylashishni aniqlash tizimi (GPS) Yer yuziga yaqin nuqtaning joylashishini aniqlash uchun 1984 yilgi Jahon geodezik tizimidan foydalanadi (WGS 84).

WGS 84 parametrlarini aniqlash

Parametr	Notation	Qiymat
Yarim katta o'q	${ displaystyle a}$	6378137.0 m
Yassilashning o'zaro ta'siri	${ displaystyle { frac {1} {f}}}$	298.257223563

WGS 84 olingan geometrik konstantalar

Doimiy	Notation	Qiymat
Yarim minor o'qi	${ displaystyle b}$	6356752.3142 m
Birinchi ekssentriklik kvadrati	${ displaystyle e ^ {2}}$	6.69437999014×10−3
Ikkinchi ekssentriklik kvadrati	${ displaystyle {e '} ^ {2}}$	6.73949674228×10−3

Konversiyani hisoblash

Ma'lumotlarni konvertatsiya qilish - bu nuqta koordinatalarini bitta tizim tizimidan boshqasiga o'tkazish jarayoni. Ma'lumotlarni konvertatsiya qilish tez-tez o'zgarishi bilan birga bo'lishi mumkin panjara proektsiyasi.

Muhokama va misollar

Geodezik ma'lumotnoma - bu Yerdagi noma'lum nuqtalarning joylashishini tavsiflash uchun ishlatiladigan ma'lum va doimiy sirt. Ma'lumotlar bazalari turli xil radiuslarga va turli xil markaziy nuqtalarga ega bo'lishi mumkinligi sababli, Yerdagi ma'lum bir nuqta o'lchovni amalga oshirishda foydalanilgan ma'lumotga qarab, har xil koordinatalarga ega bo'lishi mumkin. Dunyo bo'ylab yuzlab mahalliy ishlab chiqilgan ma'lumot bazalari mavjud, odatda ba'zi bir qulay mahalliy ma'lumotlarga murojaat qilishadi. Yer shaklini tobora aniqroq o'lchashga asoslangan zamonaviy ma'lumotlar bazalari katta maydonlarni qamrab olishga mo'ljallangan. Amaldagi eng keng tarqalgan ma'lumot bazalari Shimoliy Amerika ular NAD27, NAD83 va WGS 84.

The Shimoliy Amerika Datum 1927 yildagi (NAD 27) "AQSh uchun gorizontal boshqaruv ma'lumotlari bazasi bo'lib, 1866 yildagi Klark sferoididagi joylashuvi va azimutlari bilan aniqlangan. Meades Ranch (Kanzas). "... Meades Ranch-dagi geoidal balandlik nolga teng deb taxmin qilingan edi, chunki tortishish ma'lumotlari etarli emas edi va bu sirt o'lchovlarini ma'lumotlar bazasi bilan bog'lash uchun kerak edi." 1927 yildagi Shimoliy Amerika Datumidagi geodeziya pozitsiyalari (Meades Ranch-dagi koordinatalari va azimuti) Laplas azimutlari kiritilgan va Boui usuli qo'llanilgan butun tarmoqning triangulyatsiyasini qayta sozlash orqali. "(http://www.ngs.noaa.gov/faq.shtml#WhatDatum ) NAD27 - Shimoliy Amerikani qamrab oluvchi mahalliy ma'lumotnoma tizimi.

1983 yildagi Shimoliy Amerika Datum (NAD 83) - bu "Amerika Qo'shma Shtatlari, Kanada, Meksika va Markaziy Amerika uchun gorizontal boshqaruv ma'lumotlari, geosentrik kelib chiqishi va Geodezik ma'lumotnoma tizimiga asoslangan 1980 (GRS80 ). "NAD 83 deb belgilangan ushbu ma'lumotlar bazasi 250 000 punktni, shu jumladan tizimni geosentrik kelib chiqishiga chek qo'yadigan 600 ta sun'iy yo'ldosh Dopler stantsiyasini sozlashga asoslangan." NAD83 mahalliy ma'lumotnoma tizimi deb hisoblanishi mumkin.

WGS 84 bu Jahon geodezik tizimi 1984 yildagi bu mos yozuvlar tizimi AQSh Mudofaa vazirligi (DoD) va bilan belgilanadi Milliy geografik-razvedka agentligi (NGA) (avval Mudofaa xaritalash agentligi, keyin Milliy tasvir va xaritalash agentligi). WGS 84 DoD tomonidan barcha xaritalash, jadvallarni tuzish, geodeziya va navigatsiya ehtiyojlari, shu jumladan o'z ehtiyojlari uchun ishlatiladi GPS "translyatsiya" va "aniq" orbitalar. WGS 84 1987 yil yanvar oyida Dopler sun'iy yo'ldosh bilan suratga olish texnikasi yordamida aniqlangan. U 1987 yil 23-yanvardan boshlab GPS efemeridlarini (orbitalarini) efirga uzatishda foydalanilgan. 1994 yil 2-yanvar soat 0000 da WGS 84 GPS o'lchovlari yordamida aniqlik bilan yangilandi. Rasmiy nom keyinchalik WGS 84 (G730) ga aylandi, chunki yangilanish sanasi GPS haftaligi 730 boshlanishiga to'g'ri keldi. Bu 1994 yil 28 iyunda efirga uzatiladigan orbitalar uchun mos yozuvlar ramkasiga aylandi. 1996 yil 30 sentyabr soat 0000 da (GPS boshlanishi) Haftalik 873), WGS 84 yana qayta aniqlandi va yanada yaqinroq uyg'unlashdi Xalqaro Yerni Aylantirish Xizmati (IERS) ramka ITRF 94. Keyinchalik u rasmiy ravishda WGS 84 (G873) deb nomlangan. WGS 84 (G873) 1997 yil 29 yanvarda efirga uzatiladigan orbitalar uchun mos yozuvlar bazasi sifatida qabul qilingan.^[6] Boshqa yangilanish uni WGS84 (G1674) ga olib keldi.

Shimoliy Amerikada ishlatiladigan NAD83 ma'lumotlar bazasidan ikki metr masofada joylashgan WGS 84 ma'lumotlar bazasi bugungi kunda amaldagi yagona dunyo ma'lumot tizimidir. WGS 84 - bu rekreatsion va tijorat GPS birliklarida saqlanadigan koordinatalar uchun standart standart ma'lumotlar bazasi.

GPS foydalanuvchilari har doim foydalanadigan xaritalar ma'lumotlarini tekshirishlari kerakligi haqida ogohlantiriladi. Xaritaga tegishli xarita koordinatalarini to'g'ri kiritish, aks ettirish va saqlash uchun xaritaning datumini GPS xaritasi ma'lumotlar maydoniga kiritish kerak.

Misollar

Xarita ma'lumotlar bazalariga misollar:

• WGS 84, 72, 66 va 60 Jahon geodezik tizimi
• NAD83, Shimoliy Amerika Datum bu WGS 84 ga juda o'xshash
• NAD27, yoshi kattaroq Shimoliy Amerika Datum, ulardan NAD83 asosan qayta sozlash edi [1]
• OSGB36 ning Ordnance tadqiqot ning Buyuk Britaniya
• ETRS89, bilan bog'liq bo'lgan Evropa Datum ITRS
• ED50, eski Evropa Datum
• GDA94, Avstraliya Datum^[7]
• JGD2011, Yaponiya Datum, sabab bo'lgan o'zgarishlarga moslashtirildi 2011 Txoku zilzilasi va tsunami^[8]
• Tokio97, keksa yaponcha Datum^[9]
• KGD2002, Koreya Datum^[10]
• TWD67 va TWD97, hozirda Tayvanda ishlatiladigan turli xil ma'lumotlar.^[11]
• BJS54 va XAS80, Xitoyda ishlatilgan eski geodeziya ma'lumotlari^[12]
• GCJ-02 va BD-09, Xitoy shifrlangan geodeziya ma'lumotlar bazasi.
• PZ-90.11, tomonidan ishlatiladigan joriy geodezik ma'lumotnoma GLONASS^[13]
• GTRF, tomonidan ishlatiladigan geodezik ma'lumotnoma Galiley^[14]
• CGCS2000, yoki CGS-2000, tomonidan ishlatiladigan geodezik ma'lumotnoma BeiDou navigatsiya sun'iy yo'ldosh tizimi^[14][15][16]
• Xalqaro yer usti ma'lumotnomalari (ITRF88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 96, 97, 2000, 2005, 2008, 2014), turli xil tushunchalar ITRS.^[17][18]
• Gonkongning asosiy ma'lumotlari, Gonkongda ishlatiladigan vertikal ma'lumotlar bazasi.^[19][20]

Shuningdek qarang

• Eksa konventsiyalari
• ECEF
• ECI (koordinatalar)
• Muhandislik ma'lumotlari
• Yerning shakli
• Geografik koordinatalarni konvertatsiya qilish
• Tarmoq ma'lumotnomasi
• Xalqaro yer usti ma'lumotnoma tizimi
• Ordnance Datum
• Jahon geodezik tizimi

Izohlar

Adabiyotlar

Qo'shimcha o'qish

1. Ko'p tizimlar uchun geodezik parametrlar ro'yxati Kolorado universitetidan
2. Gaposhkin, E. M. va Kolaczek, Barbara (1981) Yer dinamikasi uchun mos yozuvlar koordinatalari tizimlari Teylor va Frensis ISBN  9789027712608
3. Kaplan, GPS-ni tushunish: printsiplar va dasturlar, 1 ed. Norvud, MA 02062, AQSh: Artech House, Inc, 1996 yil.
4. GPS qaydlari
5. P. Misra va P. Enge, Global joylashishni aniqlash tizimining signallari, o'lchovlari va ishlashi. Linkoln, Massachusets: Ganga-Jamuna Press, 2001 yil.
6. Piter X. Dana: Geodezik ma'lumotlarga umumiy nuqtai - Katta miqdordagi texnik ma'lumotlar va munozaralar.
7. AQSh milliy geodeziya tadqiqotlari

Tashqi havolalar

• GeographicLib geodeziya va geotsentrik (ga o'zgartiradigan CartConvert) yordam dasturini o'z ichiga oladi (ECEF ) yoki mahalliy Dekart (ENU) koordinatalari. Bu Yerning markaziga yaqin nuqtalar, shu jumladan barcha kirish uchun aniq natijalarni beradi.
• Matlabda geodeziyada turli xil muammolarni hal qiladigan geodeziya funktsiyalari to'plami.
• NGS-ga oid savollar - Geodezik ma'lumotlar bazasi nima?
• Yer yuzasi haqida kuni kartoweb.itc.nl