World Geodetic System 1984

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning

World Geodetic System 1984 ( WGS 84 ) er et geodetisk referencesystem som et ensartet grundlag for positionsoplysninger om jorden og i rummet nær jorden.

Placering af den 50. parallel i henhold til World Geodetic System 1984 (WGS 84) i Oestrich-Winkel i Rheingau . Ifølge Potsdam -datoen for topografiske kort i Tyskland er den 50. parallel her cirka 130 meter længere sydpå.

Komponenter

Systemet består af:

  • en reference -ellipsoid , der i sin enkelthed bedst tilpasses jordens overflade, til lokaliseringsoplysninger efter geografisk længdegrad og breddegrad;
  • en detaljeret model for jordfiguren afviger fra denne idealiserede form, den såkaldte geoid ; den nuværende version er EGM96 ( Earth Gravitational Model 1996 );
  • et sæt af tre-dimensionelle koordinater for de tolv fundamentale stationer fordelt over jorden for forankringen af de ovennævnte modeller i jordskorpen .

Reference ellipsoid

Værdierne for jordens størrelse og udfladning samt dens tyngdefelt specificeres løbende. Men for at ellipsoiden danner en stabil reference, defineres dens officielle parametre kun hvert flere årtier. I WGS84 eller GRS 80 er de:

  • større halvakse a = 6.378.137 meter,
  • Udfladning f = 1 / 298.257.223.563 svarende til en lille halvakse b = a (1− f ) på cirka 6.356.752 meter,
  • Geocentrisk gravitationskonstant G · M = 3,986 004 418 · 10 14 m³ / s² (produktet kan bestemmes mere præcist end de enkelte faktorer),
  • Rotationshastighed = 7,292 115 · 10 −5 rad / s.

Parametrene for WGS84 -reference -ellipsoiden svarer nogenlunde til parametrene for GRS 80 -reference -ellipsoiden.

Koordinatsystem

Koordinatsystemet, hvor referenceelipseformen, geoiden og grundstationernes position er defineret, er et kartesisk retssystem (Z peger mod nordpolen, X i retning af 0 ° længdegrad og breddegrad, Y til 90 ° øst). Dets definition følger kravene i IERS :

  • Det er centreret om jordens tyngdepunkt inklusive massen af ​​atmosfæren .
  • Dens længdeskala er den lokale i rummet, der relativistisk er buet af jordens masse.
  • Orienteringen af ​​dets akser i forhold til jordskorpen (referencestang og reference -meridian) svarede til IERS (dengang BIH ) i epoken 1984.0.
  • Den tidsmæssige udvikling af dens orientering følger rotation af jordskorpen globalt ( bevægelsen af ​​de kontinentale plader finder sted mod hinanden, uden netrotation).

Målingen af ​​de grundlæggende stationers positioner i forhold til hinanden og deres forbindelse til International Terrestrial Reference Frame (ITRF) for IERS udføres regelmæssigt via GPS ; stationssæt G730 svarer til epoke 1994, stationssæt G873 til epoke 1997. [1]

Dette koordinatsystem svarer til EPSG -koden : 4326 [2] .

Gravitationsmodel

Gravitationsmodellen WGS84- EGM96 er i øjeblikket gyldig. Positionsafhængigheden af ​​jordens tyngdekraftspotentiale er beskrevet af sfæriske overfladefunktioner af de tildelte Legendre -polynomer . Ekspansionskoefficienterne C nm og S nm for serieudvidelsen måles op til grad n og rækkefølge m på 360, i alt mere end 130.000 koefficienter.

Der tages ikke hensyn til kortsigtede effekter , såsom tidevandsvirkninger , der forårsager et højdeforskydning på op til 50 cm. Langsigtede ændringer, f.eks. Forårsaget af kontinentaldriften på et par centimeter om året, noteres som rettelser til den eksisterende model. De tektoniske bevægelser er steder op til 7 cm om året. [3]

Brug af systemet

I 2000 blev 123 koordinatsystemer forbundet til WGS-84 ellipsoidet via et geodetisk datum . Dette forenkler betydeligt konverteringen af ​​positionsinformation mellem koordinatsystemerne. Standarden WGS 84 blev vedtaget til luftfart ved resolution af ICAO i 1989. De forskellige udbyders geografiske informationssystemer bruger også systemet. [4]

Ifølge WGS 84 kan koordinaterne som breddegrad og længdegrad for byen Oestrich-Winkel for eksempel i grader med 50 ° 0 ′ 30,75 ″ N / 8 ° 1 ′ 11,5 ″ E eller decimal 50.008542 ° / 8, 019861 ° være angivet. De decimaler værdier for punkter syd for ækvator og vest for det primære meridian er så negativ og er ca. -22,9 ° / -43,2 ° i Rio de Janeiro .

Afvigelser fra andre geodetiske data

IERS reference meridian løber omkring 100 meter øst for Royal Observatory Greenwich (ved ækvator er afvigelsen fra Greenwich prime meridian mindre).

Den ubetydelige afvigelse af den definerede udfladning fra den for den oprindeligt anvendte GRS-80 ellipsoid ( f ≈ 1 / 298.257 222) svarer til 0,1 mm i den mindre halvakse og blev forårsaget af afrunding af frem og tilbage-konvertering mellem udfladning og den tilsvarende koefficient for den sfæriske overfladefunktion.

For G · M blev den mindre præcise GRS-80- værdi på 3.986 005 · 10 14 m³ / s² brugt i en tidligere version af WGS 84. Denne værdi er hårdt kodet i millioner af GPS-modtagere og bruges derfor stadig af GPS-kontrolsegmentet til at tilpasse Kepler-ellipser til de forventede satellitpositioner med den nyere værdi, hvis parametre overføres til GPS-modtagerne som efemeri .

I epoken 1989.0 var ITRS og ETRS identiske med hensyn til målenøjagtighed. Sidstnævnte er imidlertid forbundet til den eurasiske plade via fundamentale stationer og bevæger sig 2,5 cm om året mod det globale system.

litteratur

  • Forsvarsministeriet: World Geodetic System 1984. Dets definition og forhold til lokale geodetiske systemer . USA's regering, forsvarsministeriet, Rockville, MD, 1991.

Weblinks

Individuelle beviser

  1. ^ NIMA - National Imagery and Mapping Agency, teknisk rapport, januar 2000, s. 29
  2. WGS 84: EPSG -projektion - rumlig reference. Hentet 8. maj 2019 .
  3. NIMA - National Imagery and Mapping Agency, Technical Report, januar 2000, s. 29: "I betragtning af sæt af globalt distribuerede stationskoordinater, repræsenteret ved en bestemt epoke, forringes deres positioner langsomt, mens stationerne kører langs på de tektoniske plader. Denne bevægelse er blevet observeret til at være op til 7 cm / år på nogle DoD GPS -sporingsstationer. "
  4. Hjælp til ArcGIS Online : "Funktioner offentliggøres i koordinatsystemet WGS 1984 Web Mercator (Auxiliary Sphere)."