Wgs 84 koordinatsystem slik det ser ut. Konverteringsproblemer mellom ulike koordinatsystemer
Det forventes imidlertid at under nasjonale nødssituasjoner kan det amerikanske forsvarsdepartementet bruke sin kontroll over GPS, d.v.s. hindre sivile brukere i å få tilgang til signalet eller redusere signalet slik at navigasjonssystemet ikke kan gi sivil luftfart.
Fordeler og ulemper med SNA
Satellittnavigasjonssystemer har en rekke fordeler i forhold til eksisterende radiotekniske systemer (RTS) for navigasjon. De viktigste fordelene med satellittnavigasjon inkluderer levering av nøyaktig og pålitelig 4-dimensjonal navigasjon i alle områder og i alle flyhøyder, og som et resultat:
redusere risikoen for katastrofer forbundet med unøyaktigheten av informasjon om flyets plassering, spesielt i de områdene (høyder) av flyets flyvning, der bruken driftsmidler umulig eller økonomisk upraktisk;
bruk av ett enkelt navigasjonshjelpemiddel for å støtte alle stadier av flyflyging, inkludert presisjonslanding til uutstyrte flyplasser;
muligheten for å implementere automatisk avhengig overvåking, vil gi en økning båndbredde når du reduserer de langsgående og laterale separasjonsintervallene til flyet i de områdene der organisering av observasjon ved bruk av radarstasjoner er umulig eller økonomisk urimelig;
øke fleksibiliteten og effektiviteten til flyflyvninger med høy presisjon av flynavigasjon og bruk av områdenavigasjon ved å redusere flytiden og spare drivstoff;
redusere kostnadene for lufttrafikktjenester ved avvikling av flåten av eksisterende navigasjons- og landingshjelpemidler og for driften av flyene ved å erstatte ulike typer utstyr om bord med enkeltmidler.
Imidlertid har den langsiktige driften av GPS og GLONASS vist at satellittnavigasjonssystemer har følgende ulemper:
følsomhet for utilsiktet forstyrrelse forårsaket av atmosfæriske effekter;
blokkere signalet når antennen skjules av flyets strukturelle elementer under utviklingen;
følsomhet for tilsiktet forstyrrelse som kan begrense tjenesteområdet;
utilstrekkelig nøyaktighet når den brukes for presisjonsinnflygingsformål.
De ovennevnte ulempene kan elimineres ved å bruke forskjellige typer funksjonelle tillegg. Det er tre kategorier av tillegg: luftbåren, terrestrisk og satellitt.
ICAO-strategi på feltet utviklingflynavigasjon ved bruk av SNA
De siste årene har det vært en aktiv introduksjon av satellittnavigasjonssystemer for å løse problemene med områdenavigasjon på ulike stadier flygning. I fremtiden vil SNS gradvis erstatte alle terrestriske navigasjonssystemer og bli det eneste middelet for å gi navigasjon gjennom hele ruten.
ICAO har nå utviklet Required Navigation Performance (RNP), som definerer kravene til nøyaktigheten av å opprettholde navigasjonsparametere innenfor et bestemt luftrom. Denne indikatoren er ikke assosiert med en bestemt type navigasjonsutstyr, noe som gjør den generell karakter og gjør den anvendelig for satellittnavigasjonssystemer. RNP-verdien bestemmes av retensjonsverdien, som karakteriserer størrelsen på området sentrert ved punktet for den gitte flyplasseringen, innenfor hvilket det vil være i løpet av 95 % av flytiden (fig. 2.1).
Ris. 2.1. RNP område
Holdeverdien er uttrykt i nautiske mil. For å lette bruken av RNP i luftromsplanlegging, blir den elliptiske formen til dette området erstattet med en sirkulær. Derfor betyr for eksempel RNP type 1 at på et vilkårlig tidspunkt, med en sannsynlighet på 0,95, må et fly være innenfor en radius på én nautisk mil fra et punkt angitt av lufttrafikkmyndigheten.
RNP-typer definerer minimum navigasjonsytelsesnøyaktighet i et gitt område av luftrommet. De er satt under hensyntagen til nøyaktigheten til navigasjonsutstyr ombord, samt pilotfeil.
For å sikre det nødvendige nivået av nøyaktighet på ulike stadier av flygingen, er følgende typer RNP utviklet: underveis og flyplass.
For eksempel, i flyforhold langs ruten, hvor trafikktettheten ikke er så høy, vil RNP-verdien være i området fra 20 til 1, og ved manøvrering i flyplassområdet under landingsforhold, fra 0,5 til 0,3.
Rute RNP-typer er presentert i tabell. 2.2. .
Tabell 2.2
RNP-rutetyper
Type RNP 1 er tenkt å gi de mest effektive flyvningene på ATS-ruter som et resultat av å bruke den mest nøyaktige informasjonen om VAM, samt å bruke områdenavigasjonsmetoden, som gir størst fleksibilitet i organisering av ruter, endring av ruter og foreta nødvendige justeringer i sanntid i samsvar med behovene luftromsstrukturer. Denne typen RNP sørger for det mest effektive tilbudet av flygninger, bruk av flyregler og luftromsorganisering under overgangen fra flyplassområdet til flygingen langs ATS-ruten og omvendt, dvs. når du utfører SID og STAR.
Type RNP 4 er beregnet for ATS-ruter basert på begrenset avstand mellom navaider. Denne typen RNP brukes vanligvis i luftrom over et kontinent. Denne typen RNP er ment å redusere laterale og langsgående separasjonsminima og forbedre operasjonell effektivitet i havluftrom og områder hvor bruken av bakkebaserte navigasjonshjelpemidler er begrenset.
RNP 10-typen gir reduserte laterale og langsgående separasjonsminima og forbedrer operasjonell effektivitet i oseanisk luftrom og visse områder hvor muligheten til flynavigasjonshjelpemidler er begrenset.
RNP 12.6-typen gir begrenset ruteoptimalisering i områder med redusert nivå av navigasjonshjelpemidler.
RNP 20-typen karakteriserer minimumskapasiteten for nøyaktigheten av å bestemme VAM, som anses som akseptable for å sikre flyginger på ATS-ruter med ethvert fly i et kontrollert luftrom til enhver tid.
En analyse av typene RNP foreslått av ICAO viser at for å sikre fortsatt bruk av eksisterende navigasjonsutstyr uten å endre eksisterende struktur for ATS-ruter i enkelte områder eller regioner, kan det settes en RNP-verdi på 5 (9,3 km). Bevis på dette er introduksjonen av RNP5 type områdenavigasjon (B-RNAV) i den europeiske regionen i 1998.
Flyplass RNP-typer er presentert i tabell. 2.3.
Tabell 2.3
Typer RNP ved manøvrering i flyplassområdet
|
Eksempeloperasjon(er) |
Nøyaktighet i horisontalplanet 95 % |
Nøyaktighet vertikal 95 % | ||
|
første oppføring, mellomliggende oppføring, Unøyaktig inntasting, avgang |
220 m (720 fot) |
Ikke tildelt |
0,5 til 0,3 |
|
|
220 m (720 fot) |
20 m (66 fot) | |||
|
Tilnærming med vertikal kontroll |
16,0 m (52 fot) |
8,0 m (26 fot) | ||
|
Nøyaktig tilnærming til |
Fra 6,0 m til 4,0 m (20 -13 fot) | |||
*) I følge .
Merknader:
1) En planlagt operasjon i laveste høyde over rullebaneterskelen krever 95 % av posisjonsfeilverdien vha.GNSS.
2) Kravene til nøyaktighet og alarmforsinkelse inkluderer ytelsesvurderingen til den feilsikre mottakeren.
Bruken av SNS på landingsinnflygingsstadiet vil tillate, i kombinasjon med wide area coverage augmentation-systemet (WAAS), å øke nøyaktigheten til submeter og som et resultat sikre implementering av en unøyaktig innflyging (uten glidebaneveiledning) .
Bruk av SNS på landingsinnflygingsstadiet i kombinasjon med et begrenset områdeforsterkningssystem (LAAS) vil forbedre nøyaktigheten til centimeter og sikre ytelsen til en presisjonsinnflyging (med glidebaneveiledning).
Det nåværende lufttrafikkstyringssystemet er basert på konseptet med forhåndsbestemt ruteseparasjon. Et slikt system garanterer flysikkerhet ved å redusere gjennomstrømningen. Bruk av SNA vil gjøre det mulig å endre eksisterende rutestruktur ved å redusere separasjonsnormene (minimum). Dette vil øke kapasiteten til det globale transportsystemet, øke effektiviteten og lønnsomheten på grunn av ruteoptimalisering. De første skritt i denne retningen er allerede tatt. For eksempel, for det første er bredden på ruter (spor) i Stillehavet for fly utstyrt med SNA-utstyr endret fra 60 NM (111 km) til 30 NM (55,5 km). For det andre, siden 1997, har en redusert vertikal separasjon blitt introdusert i den nordatlantiske regionen fra 600 m (2000 fot) til 300 m (1000 fot) mellom flynivå 290 (8840m) og 410 (12500m). I den europeiske regionen begynte den gradvise innføringen av reduserte vertikale separasjonsstandarder, mellom de ovennevnte nivåene, i 2001.
SNS og nye teknologiske evner innen kommunikasjons-, navigasjons- og overvåkingssystemer vil gjøre det mulig å realisere ideen om friflyging i fremtiden. Ideen om gratis flyging betyr optimalisering av ruten i flydynamikk til enhver tid basert på kunnskapen om den nøyaktige plasseringen av flyet og hastighetsvektoren i den gitte regionen. I dette tilfellet blir flyplanen en enkel foreløpig intensjonserklæring.
Denne ideen er det endelige målet for et fremtidig flynavigasjonssystem.
I friflyging beregner og overfører de ombordværende systemene til flyet informasjon om plassering og kortsiktige intensjoner til flygekontrolltjenester. Ekspedisjonstjenester overvåker tilfredsstillende separasjon luftfartøy og gripe kort inn i flyprosessen i nærvær av en farlig innflyging eller kollisjon.
Dermed betraktes satellittnavigasjonssystemer som et nødvendig verktøy for underveisflyvninger, ikke-presisjonstilnærminger, luftromsseparasjon, ruteoptimalisering og implementering av ideen om friflyging.
test spørsmål
Hvilke SNA-er er inkludert i GNSS?
Hva er konfigurasjonen av plasseringen av satellitter i GPS- og GLONASS-systemer?
Hva er hovedsegmentene til et satellittnavigasjonssystem?
Hvilke verdier tilsvarer nøyaktighetsegenskapene til GPS og GLONASS?
Når kan det amerikanske forsvarsdepartementet bruke sin kontroll over GPS?
Hva er forkortelsen RNP?
Hvilke verdier tilsvarer RNP-typer underveis og flyplasser?
Hvilket utvidelsessystem, sammen med SNS, vil tillate implementering av en presisjonstilnærming?
Hvordan vil anvendelsen av SNA endre den eksisterende rutestrukturen?
Hva betyr ideen om gratis fly?
KOORDINATSYSTEMER
Koordinatsystemer brukt i geodesi
Geodesi bruker tre koordinatsystemer:
geosentrisk (bundet til jorden);
ellipseformet.
I noen land, ved behandling av geodetiske målinger, brukes ellipsoider, avledet fra resultatene av geodetisk arbeid som dekker territoriet til et gitt land eller flere land. Slike "arbeidende" ellipsoider kalles referanseellipsoider. Koordinatsystemet definert på en slik ellipsoid kalles lokalt.
Referanseellipsoiden skiller seg fra den generelle jordellipsoiden i størrelse, og dens sentrum sammenfaller ikke med jordens sentrum. På grunn av misforholdet mellom sentrene til referanseellipsoidene og den virkelige jorden, faller ikke den lille aksen til referanseellipsoiden sammen med jordens rotasjonsakse (fig. 3.1).
ellipsoid
Global
ellipsoid
Fig.3.1. Forskjeller mellom den generelle jordellipsoiden
og referanseellipsoide
Som hovedjordkoordinatsystem benyttes et geosentrisk, jordbundet, romlig rektangulært system (X, Y, Z), hvis begynnelse er massesenteret til jorden S (geosenter, dvs. massesenteret, inkl. massen av atmosfæren) (Fig. 3.2) . Z-aksen vil falle sammen med jordens rotasjonsakse.
Ris. 3.2. Geosentrisk kartesisk koordinatsystem (X, Y, Z)
Det geosentriske koordinatsystemet brukes til å bestemme posisjonen til flyet når man løser det tilsvarende ligningssystemet. Jordens overflate kan tilnærmes nøyaktig med en omdreiningsellipsoide med oblate poler. I dette tilfellet overstiger ikke avviket til ellipsoidoverflaten i høyden fra geoiden 100 m.
En revolusjonellipsoide oppnås ved å rotere en meridianellipse rundt dens mindre akse. Derfor er formen på ellipsoiden beskrevet av to geometriske parametere: semi-hovedaksen en og mindre halvakse b . Som oftest b erstattes av kompresjonsparameteren (oblateness) til ellipsoiden:
For romlig å bestemme posisjonen til et punkt på jordens fysiske overflate (eller i verdensrommet) i forhold til revolusjonellipsoiden, brukes geodetiske koordinater: φ - breddegrad og λ - lengdegrad, h- høyde fra overflaten av ellipsoiden. Høyden h over ellipsoiden måles langs normalen (vinkelrett) på overflaten (fig. 3.3).
Ris. 3.3. Geodetisk koordinatsystem og høyde
Det kan bemerkes at i navigasjon brukes vanligvis konseptet geografiske koordinater i stedet for geodetiske koordinater. Årsaken til dette er at før fremkomsten av CNS var nøyaktigheten av å bestemme MVS slik at det ikke var behov for å skille mellom disse koordinatsystemene.
KoordinatsystemerWGS-84 og PZ-90
Navigering er umulig uten bruk av koordinatsystemer. Ved bruk av SNA til flynavigasjonsformål brukes et geosentrisk koordinatsystem.
I 1994 anbefalte ICAO som standard for alle ICAOs medlemsland fra 1. januar 1998 å bruke det globale geodetiske koordinatsystemet WGS-84, fordi i dette koordinatsystemet bestemmes posisjonen til flyet ved hjelp av GPS-systemet. Grunnen til dette er at bruk av lokale geodetiske koordinater på territoriet til forskjellige stater, og det er mer enn 200 slike koordinatsystemer, vil føre til en ekstra feil ved bestemmelse av MVS på grunn av det faktum at veipunktene kom inn i SNS. mottaker-indikator tilhører et koordinatsystem som er forskjellig fra WGS-84.
Sentrum av det globale koordinatsystemet WGS-84 faller sammen med jordens massesenter. Z-aksen tilsvarer retningen til den vanlige jordpolen, som beveger seg på grunn av jordens oscillerende rotasjon. X-aksen ligger i ekvatorplanet i skjæringspunktet med planet til nullmeridianen (Greenwich). Y-aksen ligger i ekvatorialplanet og er 90° unna X-aksen (fig. 3.4).
Ris. 3.4. Definere WGS-84-koordinatsystemet
PÅ Den russiske føderasjonen, for å gi geodetisk støtte for orbitale flyvninger og løse navigasjonsproblemer ved bruk av GLONASS, brukes det geosentriske koordinatsystemet "Parameters of the Earth 1990". (PZ-90). For gjennomføring av geodetisk og kartografisk arbeid, fra 1. mai 2002, brukes systemet med geodetiske koordinater fra 1995 (SK-95). Overgangen fra det geodetiske koordinatsystemet fra 1942 (SK-42) til SK-95 vil ta en viss tid før alle navigasjonspunkter på Russlands territorium vil bli overført til det nye koordinatsystemet.
Hovedparametrene til koordinatsystemene diskutert ovenfor er presentert i tabell. 3.1.
Tabell 3.1
Koordinatsystemer brukt i navigasjon
|
Parameter | ||||||
|
Hovedakse, m | ||||||
|
Småakse, m | ||||||
|
Offset fra massesenter Jorden på aksen, m | ||||||
|
Orientering relativt akser, vinkler. sek. |
ω X | |||||
|
ω på | ||||||
Merk. Verdier ∆х, ∆у, ∆zogω X , ω på , ωz for PZ-90 er gitt i forhold til WGS-84, og for SK-95 og SK-42 i forhold til PZ-90.
Fra Tabell. 3.1 kan man se at koordinatsystemene WGS-84 og PZ-90 er nesten like. Det følger av dette at når du flyr langs ruten og i området til flyplassen, med den eksisterende nøyaktigheten for å bestemme MVS, spiller det ingen rolle i hvilket koordinatsystem navigasjonspunktene vil bli bestemt.
I PZ-90-koordinatsystemet har senteret (S’) i forhold til WGS-84-senteret (S) en forskyvning langs X-, Y-, Z-aksene:
ΔX = 2 m, ΔY = 6 m, ΔZ = - 4,5 m,
og i tillegg er Y'- og Z'-aksene også forskjøvet i forhold til WGS-84-aksene (Y, Z) med vinkelverdier:
ω Y = - 0,35'', ω Z = - 0,11''.
X-aksen i WGS-84 og X’-aksen i PZ-90 er den samme.
Vinkelforskyvningen av Y'-aksen til PZ-90 i forhold til Y-aksen til WGS-84 på 0,35'' fører til en lineær forskyvning på overflaten av ellipsoiden ved ekvator av 10,8 m, og forskyvningen av Z'-aksen i forhold til Z-aksen i 0,11'' - 3,4 m. Disse forskyvningene kan føre til en generell (radial) forskyvning av et punkt plassert på PZ-90-overflaten i forhold til WGS-84 ved 11,3 m.
test spørsmål
Hva er definisjonen på en referanseellipsoide?
Til hvilke formål brukes det geosentriske koordinatsystemet ved bruk av SNA?
Hvilke geometriske parametere beskriver en revolusjonellipsoide?
Hvilket koordinatsystem vedtas av ICAO som standard?
Hvilket koordinatsystem brukes i GLONASS?
Hva er hovedparametrene som kjennetegner WGS-84 og PZ-90?
Er det grunnleggende i hvilket koordinatsystem WGS-84 eller PZ-90, vil navigasjonspunkter bli målt under flyturen langs ruten?
Hva er den radielle forskyvningen av et punkt på overflaten av en ellipsoid i PZ-90 koordinatsystemet i forhold til WGS-84?
PRINSIPPER FOR Å BESTEMME FLYNAVIGASJONSPARAMETRE I SNA
Generelle prinsipper for funksjonen til SNA
Prinsippene for drift av GNSS er relativt enkle, men avanserte prestasjoner av vitenskap og teknologi brukes til implementeringen.
Alle GPS- eller GLONASS-satellitter er like i sitt system. Hver satellitt sender ut et kodet signal ved to bærefrekvenser (L1; L2) gjennom senderantennen, som kan mottas av den tilsvarende brukermottakeren som befinner seg i satellittdekningsområdet. Det overførte signalet inneholder følgende informasjon:
satellitt-ephemeris;
ionosfæriske modelleringskoeffisienter;
satellittstatusinformasjon;
systemtid og satellittklokkedrift;
informasjon om satellittdrift.
I mottakeren av utstyret ombord på flyet genereres en kode som er identisk med den som mottas fra satellitten. Ved sammenligning av to koder bestemmes en tidsforskyvning, som er proporsjonal med avstanden til satellitten. Ved å motta signaler fra flere satellitter samtidig, kan du bestemme mottakerens plassering med høy nøyaktighet. For at systemet skal fungere, er det åpenbart nødvendig med nøyaktig synkronisering av kodene generert på satellittene og i mottakerne.
En nøkkelfaktor for å bestemme nøyaktigheten til systemet er at alle komponenter i satellittsignalet er nøyaktig kontrollert av atomklokker. Hver satellitt har fire kvantegeneratorer, som er høypresisjonsfrekvensstandarder med en stabilitet på 10 -13 . Mottakerklokken er mindre nøyaktig, men koden sammenlignes konstant med satellittklokken og det genereres en offset for å kompensere for drift.
Bakkesegmentet styrer satellittene, utfører kontrollfunksjoner og bestemmer navigasjonsparametrene til satellittene. Data om resultatene av målinger utført av hver kontrollstasjon blir behandlet ved hovedkontrollstasjonen og brukt til å forutsi satellittephemeris. På samme sted, ved hovedkontrollstasjonen, genereres signaler for å korrigere satellittklokken.
Posisjonen til et fly som bruker GPS og GLONASS, bestemmes i geodetiske koordinatsystemer, som kan avvike fra de geodetiske koordinatene som brukes i navigasjonssystemer om bord.
Fysiske og tekniske prinsipper for funksjon av SNS.
WGS84 Global Earth Ellipsoid er en geodesisk ellipsoid med et fast geosentrisk Global Earth koordinatsystem. WGS84-ellipsoiden er definert av et sett med konstanter og ellipsoidmodellparametere som beskriver størrelsen og formen til jorden, gravitasjons- og magnetfelt. WGS84 er den standard globale ellipsoiden som er tatt i bruk som det globale koordinatsystemet av det amerikanske forsvarsdepartementet, samt koordinatsystemet for det globale posisjoneringssystemet (GPS). Den er kompatibel med International Terrestrial Coordinate System (ITRS). Foreløpig følger WGS84 (G1674) kriteriene beskrevet i teknisk merknad 21 (TN 21) fra International Earth Rotation Service (IERS). Den ansvarlige organisasjonen er US National Geospatial-Intelligence Administration (NGA). NGA planlegger å gjøre justeringer av WGS84-koordinatsystemet i 2013 for å samsvare med reglene i 2010 IERS-konvensjonens tekniske notat 36 (TN 36).
- Opprinnelse (Koordinatenes opprinnelse): Jordens massesenter, inkludert havene og atmosfæren, tas som opprinnelsen til koordinatsystemet.
- Z-akse (Z-akse): Peker på referansepolen definert av International Earth Rotation Service (IERS Reference Pole). Denne retningen tilsvarer retningen til jordens konvensjonelle pol (BIH Conventional Terrestrial Pole) (for perioden 1984.0) med en feil på 0,005".
- X-akse (X-akse): X-aksen ligger i planet til referansemeridianen (IERS Reference Meridian) og går gjennom origo langs normalen til Z-aksen.
- Y-akse (Y-akse): Poler det ortogonale koordinatsystemet Earth-Centered Earth-Fixed (ECEF) til høyre.
- Skala (Skala): Dens skala - skalaen til jordens struktur er i samsvar med den alternative teorien om gravitasjon (relativistisk gravitasjonsteori). Kombinert med ITRS.
- Orientering: Presentert av International Bureau of Time (Bureau International de l'Heure) for perioden 1984.0.
- Tidsutvikling (midlertidig utvikling): Endringen i tid vil ikke skape noen globale rotasjonsrester i forhold til jordskorpen.
Alternativer
WGS84 kan identifiseres ved hjelp av fire parametere: semi-hovedaksen WGS84, jordens utflatingsfaktor, jordens nominelle gjennomsnittlige vinkelhastighet og den geosentriske gravitasjonskonstanten. Parameterverdier er presentert i tabellen nedenfor.
| Parameter | Betegnelse | Betydning |
|---|---|---|
Stor aksel (semi-hovedakse) |
en | |
Jordens flatende faktor |
1/f | |
Nominell gjennomsnittlig vinkelhastighet |
ω | 7292115 10 -11 radianer/sek |
Geosentrisk gravitasjonskonstant |
GM | 3986004.418 10 8 m 3 /sek 2 |
GM-verdien inkluderer massen til jordens atmosfære. Global Positioning System (GPS)-brukere bør huske den opprinnelige WGS84 GM-verdien på 3986005.0 10 8 m3/sek 2 som definert i GPS-kontrolldokumentet (ICD-GPS-200) og NIMA Technical Report 8350.2 (Technical Report).
Implementeringer av WGS84
EPSG-databasen og NGS-nettstedet bruker et mellomrom mellom "WGS" og "84" i navnet "WGS 84". EPSG-databasen inneholder ingen spesifikke implementeringer av WGS84-ellipsoiden.
| Geog 2D-kode | Ellipsoid kode | Kort navn | Ellipsoid epoke | Distriktskode | Distriktsnavn | Merk | Partiskhet |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4326 | 6326 | WGS84 | 1984 | 1262 | Verden (verden) | Første implementering etablert av det amerikanske forsvarsdepartementet i 1987 ved bruk av Doppler-observasjoner. |
Nei |
| WGS84 (G730) | 1994.0 | Implementering innsendt av det amerikanske forsvarsdepartementet 29. juni 1994 basert på GPS-observasjoner. Bokstaven G står for "GPS" og 730 er GPS-ukenummeret. Basert på ITRF91. |
0,70 m | ||||
| WGS84 (G873) | 1997.0 | Implementering innsendt av det amerikanske forsvarsdepartementet 29. januar 1997 basert på GPS-observasjoner. |
0,20 m | ||||
| WGS84 (G1150) | 2001.0 | Implementering sendt inn av det amerikanske forsvarsdepartementet 20. januar 2002 basert på GPS-observasjoner. Bokstaven G står for "GPS" og 1150 er GPS-ukenummeret. Basert på ITRF2000. |
0,06 m | ||||
| WGS84 (G1674) | 2005.0 | Implementering sendt inn av det amerikanske forsvarsdepartementet 8. februar 2012 basert på GPS-observasjoner. Bokstaven G står for "GPS" og 1674 er GPS-ukenummeret. Basert på ITRF2008. |
0,01 m |
Transformeringsalternativer
Nedenfor er overgangsparametrene mellom WGS84 (G1674) og tidligere WGS84-implementeringer, samt noen ITRF-implementeringer.
Overgangsparametere mellom forskjellige ITRF-implementeringer finnes i .
| Overfør fra | Overgang til | Epoke | T1 m |
T2 m |
T3 m |
D ppb |
R1 mas |
R2 mas |
R3 mas |
Nøyaktighet m |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2001.0 | -0.0047 | +0.0119 | +0.0156 | +4.72 | +0.52 | +0.01 | +0.19 | 0.0059 | ||
| ITRF2008 | WGS84 (G1674) | 2005.0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.10 |
| ITRF2000 | WGS84 (G1150) | 2001.0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.10 |
| ITRF94 | WGS84 (G873) | 1997.0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.10 |
| ITRF91 | WGS84 (G730) | 1994.0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0.10 |
| ITRF90 | WGS84 (original) | 1984.0 | +0.060 | -0.517 | -0.223 | -11.0 | +18.3 | -0.3 | +7.0 | 0.01 |
Rotasjonsretningen til koordinatsystemet er med klokken. Enheter: m (meter), mas (millisekunder av bue) og ppb (deler per milliard).
1 mas = 0,001 " = 2,77778 e -7 grader = 4,84814 e -9 radianer. 0,001" er omtrent lik 0,030 m på jordens overflate.
WGS84 og ITRF
Generelt er ITRS (og dens ITRFyy-implementeringer) identiske med WGS84 innen én meter. Det er to typer implementering av WGS84.
- En eldre implementering basert på US Naval Navigation Satellite System, også kjent som Doppler Transit-systemet, og gir stasjonsposisjoner med en nøyaktighet på omtrent en meter.
Angående denne implementeringen har International Earth Rotation Service publisert transformasjonsparametrene mellom ITRF90 og dette dopplersystemet i filen: WGS84.TXT . - Oppdaterte implementeringer av WGS84 basert på GPS-data som G730, G873 og G1150. Disse oppdaterte implementeringene av WGS84 matcher ITRF til 10 cm nøyaktighetsnivå.
Det er ingen offisielt publiserte transformasjonsparametere for disse implementeringene. Dette betyr at ITRF-koordinater også kan uttrykkes i WGS84 med et nøyaktighetsnivå på 10 cm.
OGP Surveying & Positioning Committee anbefaler i sin Forklarende merknad nr. 4 (Veiledningsnotat 4): "Bruk det internasjonale terrestriske referansesystemet (ITRF) som et geodetisk referansesystem for formålet med oppmåling og posisjonering i sanntid", i tilfelle de publiserte verdiene til overgangsparameterne tillater transformere koordinater med en nøyaktighet på mindre enn én meter - hold deg til den gamle formuleringen "lokal datum til WGS84", og bruk den nye formuleringen "lokal datum til ITRFyy at epoke yyyy.y" når publiserte overgangsparameterverdier gir sub-meter nøyaktighet.
WGS84, ITRF og NAD83
Den opprinnelige implementeringen av WGS84 er stort sett i samsvar med NAD83 (1986). Påfølgende implementeringer av WGS84 faller imidlertid omtrent sammen med ITRS.
Den nordamerikanske datoen fra 1983 (NAD83) brukes i hele Nord-Amerika bortsett fra Mexico. Dette koordinatsystemet er implementert på tvers av USA og Alaska (North American Plate) gjennom National Reference Stations (National CORS), som gir grunnlaget for å oppnå strenge overgangsparametere mellom ITRF og NAD83 implementeringer, samt for utallige vitenskapelige artikler.
Siden november 2011 har Network of Reference Stations (CORS) over 1800 stasjoner, som sysselsetter over 200 forskjellige organisasjoner, og nettverket fortsetter å utvide seg. Den siste implementeringen av NAD83-systemet er teknisk kalt NAD83 (2011/PA11/MA11) epoke 2010.00, og danner rammeverket for å definere National Spatial Reference System (NSRS). I Canada styres NAD83-systemet også gjennom det kanadiske Active Control System. Derfor er kontrollen og vedlikeholdet av NAD83-systemet ansvaret til to organisasjoner, US National Geodetic Survey (NGS), http://www.ngs.noaa.gov og Department of naturlige ressurser Canada (NRCan), http://www.nrcan.gc.ca.
Meksikansk dato for 1993 (meksikansk dato for 1993)
Nasjonalt institutt Mexicos statistikk og geografi (INEGI), http://www.inegi.org.mx , det føderale byrået som er ansvarlig for geodesi og kartografi i landet, har tatt i bruk det geosentriske koordinatsystemet ITRF92, for epoke 1988.0, som sin geodetiske base . Implementeringen av dette systemet oppnås gjennom et nettverk av 14 stasjoner med stasjonære GPS-mottakere fra National Geodetic Network (RGNA). Nylig ble ITRF2008-systemet, for epoke 2010.0, tatt i bruk som det nye grunnlaget for det meksikanske koordinatsystemet.
WGS84, ITRF og SIRGAS
The Geocentric Reference System of the Americas 1995 (SIRGAS 1995) er godkjent for bruk over hele det søramerikanske kontinentet for geodesi og kartografi. De fleste landene i Sør-Amerika og Karibia deltok i denne satsingen ved å bruke 58 referansestasjoner, som senere ble utvidet til Sentral- og Nord-Amerika. ITRF94 ble tatt som det første koordinatsystemet, for epoken 1995.42. America's Geocentric Reference System 2000 (SIRGAS 2000) ble implementert gjennom observasjoner på et nettverk av 184 stasjoner i 2000 og ITRF2000-systemet ble satt til epoke 2000.40. SIRGAS 2000-koordinatsystemet inkluderer referanse til nivåposter og erstatter det tidligere SIRGAS 1995-systemet som kun ble brukt i Sør Amerika til SIRGAS koordinatsystem, som også dekker Mellom-Amerika. Navnet ble endret i 2001 for bruk i hele Latin-Amerika. Det finnes flere sider på Internett med informasjon om SIRGAS koordinatsystem, for eksempel: http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/sirgas .
WGS84, ITRF og ETRS89
Det europeiske jordreferansesystemet ETRS89 er basert på det internasjonale referansesystemet ITRF89, i epoke 1989.0 og spores av et nettverk av omtrent 250 permanente Global Navigation Satellite System (GNSS) stasjoner kjent som European Permanent Reference Network (EPN). Vedlikeholdet av European Terrestrial Reference System (ETRS89) er ansvaret til en underkomité av International Geodetic Association of the European Reference System (IAG Sub-commission EUREF). Mer informasjon om dette systemet finnes på Internett på: http://www.euref.eu. The Central Bureau of the Reference Network (EPN) er lokalisert ved Royal Observatory of Belgium, http://www.epncb.oma.be .
WGS84, ITRF og GDA94
Det geosentriske koordinatsystemet fra Australia (GDA94) fra 1994 ble opprinnelig tildelt det internasjonale geodetiske koordinatsystemet ITRF92, i epoke 1994.0. GDA94-systemet styres av Australian Regional GNSS Network (ARGN), som inkluderer 15 permanente GPS-stasjoner i hele Australia, samt 8 stasjoner i Australia, kjent som Australian Core Network (AFN). Den ansvarlige organisasjonen for overvåking av GDA94-systemet er Geoscience Australia, http://www.auslig.gov.au.
Lenker
- WGS84 (G730), (G873) og (G1150) - http://www.ngs.noaa.gov/CORS/Articles
- ITRF94, ITRF96, ITRF97, ITRF2000, ITRF2005 og ITRF2008 -
Forkortelse for World Geodetic System, som i oversettelse tilsvarer konseptet global støttesystem, vedtatt på tidspunktet for 1984 med sikte på å gi geodetisk orientering i verdensrommet: rom, luft, sjø og landnavigasjon.
En slik enhetlig verdenssystem telling dukket ikke opp på ett år. Siden slutten av femtitallet av forrige århundre, da dannelsen av romalderen både i USSR og i USA oppsto det et behov for nøyaktig gjennomføring og støtte til romoppskytinger og flyvninger. For å sikre denne aktiviteten var det nødvendig å opprette et enhetlig planetarisk geodetisk nettverk, ved hjelp av hvilket det var mulig å utføre geodetiske, gravimetriske og astronomiske observasjoner.
Med periodisk konstanthet hvert sjette år, fra 1960, ble jordiske geodetiske systemer wgs60, wgs66, wgs72 opprettet i USA. Det siste av de listede systemene, wgs, ble ansett som det geodetiske grunnlaget for det første Transit-navigasjonssatellittsystemet.
I 1980 vedtok International Union for Geodesy et nytt geodetisk referansesystem GRS80. Den presenterte en kombinasjon av modeller: geoid, terrestrisk ellipsoid og gravitasjonsmodellen til jorden. I USA tok de i 1983 i bruk sitt geodetiske system NAD83.
Og likevel, i 1984, innenfor rammen av forsvarsdepartementet, tok USA en beslutning om å bygge for sine egne formål, som en militær avdeling og navigasjonssatellittoppgaver, en ny WGS med årlig nummer 84. For dette, på det tidspunktet hadde GPS Navstar navigasjonssatellittsystemet begynt å bli brukt, som senere fikk global distribusjon og brukes over hele verden frem til i dag. WGS84 ble introdusert i 1987 og er i sine parametere nær NAD83.
Hovedparametere WGS 84
Verdenssystemet WGS-84 er et astronomisk-geodesisk-gravimetrisk referansesystem innskrevet i jordens figur. For ethvert slikt system er etableringen av visse parametere karakteristisk. Disse parameterne i wgs 84-referansesystemet inkluderer:
- geosentrisk rektangulært koordinatsystem med opprinnelsen ved punktet til jordens geometriske massesenter (vist i fig. 1);
- matematisk grunnlag, for hvilken formen til en revolusjonellipsoide med spesifikke geometriske og fysiske mengder er tatt;
- gravitasjonsmodell av jorden, med verdier og deres verdier bestemt for en bestemt dato.
Orientering av 0Z-aksen til det rektangulære koordinatsystemet er presentert i retning av den konvensjonelle polretningen, etablert i samsvar med dataene til International Time Bureau (BIH) for datoen 1984. I skjæringspunktet mellom planet til prime meridian (Greenwich) med et avvik på 5,31 sekunder mot øst og ekvatorialplanet, er 0X-aksen orientert. Høyrehendt og vinkelrett på 0X-aksen i ekvatorialplanet, så å si, fullfører den andre planleggingsaksen 0Y dannelsen av referansesystemets geometri. For å eliminere den flytende effekten på grunn av bevegelsen av jordskorpen, tektoniske plater, forblir orienteringen til X-, Y- og Z-aksene uendret.
Figur 1. Geosentric World Geodetic System 84.
Den fysiske orienteringen til X-, Y- og Z-aksene i WGS84 ble bestemt av koordinatene ved fem kontrollstasjoner til GPS Transit-navigasjonssatellittsystemet på datoen 1984 (se fig. 2).
Fig.2. Fysisk orientering på punktene WGS84.
Deretter økte antallet referansepunkter til sytten og ble omdefinert to ganger allerede ved bruk av det eksisterende GPS Navstar-navigasjonssatellittsystemet. I 2002 ble det vedtatt siste versjon WGS84, som oppnådde høy nøyaktighet ved å bestemme rektangulære koordinater (X, Y, Z), geodetiske koordinater (B, L) og geodetiske høyder over sfæroidnivået (H). Dermed ble ellipsoiden bundet fysisk til jordoverflaten.
Internasjonalt geodetisk koordinatsystem
Samtidig med oppstarten av WGS84 i 1987 ble grunnlaget for et nytt verdens geodetisk system lagt innenfor rammen av International Earth Rotation Service (IERS). Annet enn andre funksjonelle oppgaver Denne tjenesten brukte det internasjonale terrestriske referansesystemet (ITRS) og referanserammen (ITRF) for å estimere parametrene til jorden. Kort sagt, forskjellene mellom dem er som følger. Referansesystemet (ITRS) definerer og setter parametrene for geodetiske, matematiske, fysiske (gravimetriske) jordmodeller. I referansegrunnlaget (ITRF) er det en fysisk konstruksjon og innfesting av et slags rammeverk i form av referansestasjoner med deres faktiske koordinater, gjennom hvilke et nærmest globalt geodetisk system implementeres.
Det kan forklares enklere med følgende eksempel. Oppgaven er å bygge et rektangulært koordinatsystem på planet til et papirark, for eksempel A-1 format, med origo i midten av dette arket, og 0X og 0Y aksene skal være parallelle med kantene på formatet .
Dette problemet kan løses på to måter. I den første av dem oppnås senteret ved å koble diagonalene til hverandre. Den andre måten er å finne alle fire sentrene til sidene i et rektangel, som er papirstørrelsen. Ved å koble sammen midten av sidene, oppnås midten av arket. Ideelt sett bør de to poengene samsvare. Men mest sannsynlig vil dette ikke skje på grunn av feil ved å bestemme midten av sidene. Videre vil den grafiske nøyaktigheten ved å tegne diagonaler fra hjørnene også introdusere unøyaktighetene. Ikke ideelt, kanskje, og et rektangulært ark papir, kantene kan ikke være parallelle. På grafisk konstruksjon instrumentelle feil av en linjal, blyant, gradskive oppstår direkte fra punktet til midten av koordinataksene.
Det er klart at to litt forskjellige koordinatsystemer med forskjellige sentre og små rotasjoner av aksene kan slå ut. Så selve arket, koordinatsystemet, dets sentrum kan betinget tilskrives ITRS-referansesystemet. Men referansen markerer for eksempel midtpunktene på sidene av formatet, fikserer koordinatsystemet på papir og refererer, analogt, betinget til ITRF-referansegrunnlaget.
Med hensyn til jordens figur og definisjonen av for eksempel massesenteret som opprinnelsen til det geosentriske koordinatsystemet, er det mye vanskeligere. Du kan ikke fysisk tegne det med en blyant. Som referansemerker for WGS84 i fig. 2 virker kontrollstasjoner lagt langs ekvatorlinjen. Koordinatsystemet i WGS84 og referansesystemet i ITRS er teoretisk det samme. Imidlertid er nøyaktigheten av referansen til opprinnelsen i massesenteret til planeten vår høyere på grunn av det faktum at ITRF-referansebasen inneholder hundrevis av slike referansemerker.
Til dags dato har ITRF, som den fysiske legemliggjørelsen av det globale geodetiske nettverket, omtrent 800 stasjoner med Navstar GPS-mottakere. Periodisk skjer oppdateringer, avklaringer og justeringer av de innledende koordinatene både på stasjoner i WGS84, som kan betraktes som en integrert del av ITRF, og i hele det terrestriske geodetiske grunnlaget.
For å danne et fullstendig og ganske komplekst fysisk og matematisk bilde under navnet Jorden, er hoved- og hjelpeparametrene angitt i tabellen nedenfor tatt som parametere for overgangen fra geoiden til den triaksiale rotasjonsellipsoiden i WGS84.
Alle størrelser og parametere for en ellipsoide beregnet og akseptert for bruk i det geodetiske miljøet til et bestemt land eller et globalt nettverk, for eksempel WGS84, har sine egne verdier, tid (dato) for beregning og navnet "datum". ITRF-parametrene (datum) anses å være de mest nøyaktige, som overvåkes daglig av satellittmetoder for måling av koordinater på referansestasjoner og publiseres årlig med dato.
I andre globale systemer enn WGS84, som de siste årene har blitt brukt i de ledende landene i verden, inkludert Russland (PZ90, PZ90.02, PZ90.11), hvis det er nødvendig å løse visse problemer, er det mulig å koble ulike datums, bestemme konverteringskoeffisientene og utføre selve omberegningen av koordinater i ulike systemer. I den russiske føderasjonen er slike omberegninger regulert av den statlige standarden 51794-2001.
Koordinatsystemet fra 1995 (SK-95) ble etablert ved dekret fra regjeringen i Den russiske føderasjonen av 28. juli 2002 nr. 586 "Om etablering av enhetlige statlige koordinatsystemer". Brukes i implementeringen av geodetisk og kartografisk arbeid, fra og med 1. juli 2002.
Før fullføringen av overgangen til bruk av SC, bestemte regjeringen i den russiske føderasjonen å bruke det enhetlige systemet med geodetiske koordinater fra 1942, innført ved dekret fra USSRs ministerråd av 04/07/1996 nr. 760.
Hensikten med å introdusere SK-95 er å øke nøyaktigheten, effektiviteten og økonomisk effektivitet for å løse problemene med geodetisk støtte som oppfyller de moderne kravene til økonomien, vitenskapen og forsvaret av landet. Oppnådd som et resultat av felles justering av koordinatene til punktene i det statlige romnettverket (SGS), det geodetiske Doppler-nettverket (DGS) og det astronomiske geodetiske nettverket (AGS) for 1995-epoken, er 1995-koordinatsystemet fastsatt av punkter i det statlige geodetiske nettverket.
SK-95 er strengt koordinert med det enhetlige geosentriske koordinatsystemet, som kalles "Parameters of the Earth 1990." (PZ-90). SK-95 er installert under forutsetning av at aksene er parallelle med romaksene til SK PZ-90.
Referanseellipsoid er tatt som referanseflate i SK-95.
Nøyaktigheten til SK-95 er preget av følgende gjennomsnittlige kvadratiske feil for den gjensidige posisjonen til punktene for hver av de planlagte koordinatene: 2-4 cm for tilstøtende ACS-punkter, 30-80 cm i avstander fra 1 til 9 tusen km mellom punktene .
Nøyaktigheten for å bestemme normale høyder, avhengig av metoden for bestemmelsen deres, er preget av følgende gjennomsnittlige kvadratfeil:
· 6-10 cm i gjennomsnitt over hele landet fra nivået av utjevningsnettverk av 1 og 2 klasser;
· 20-30 cm fra astronomiske og geodetiske bestemmelser under opprettelsen av AGS.
Nøyaktigheten for å bestemme overskuddshøydene til kvasi-geoiden ved den astronomiske gravimetriske metoden er preget av følgende rotmiddelkvadratfeil:
· fra 6 til 9 cm i en avstand på 10-20 km;
30-50 cm i en avstand på 1000 km.
SK-95 er forskjellig fra SK-42
1) øke nøyaktigheten av overføring av koordinater over en avstand på mer enn 1000 km med 10-15 ganger og nøyaktigheten av den relative posisjonen til tilstøtende punkter i det statlige geodetiske nettverket med et gjennomsnitt på 2-3 ganger;
2) den samme avstandsnøyaktigheten til koordinatsystemet for hele territoriet til Den russiske føderasjonen;
3) fraværet av regionale deformasjoner av det statlige geodetiske nettverket, som når flere meter i SK-42;
4) muligheten for å lage et svært effektivt system for geodetisk støtte basert på bruk av globale navigasjonssatellittsystemer: Glonass, GPS, Navstar.
Utviklingen av det astronomiske og geodetiske nettverket for hele Sovjetunionens territorium ble fullført på begynnelsen av 80-tallet. På dette tidspunktet ble det åpenbart at den generelle justeringen av AGS ble utført uten å dele inn i serier med triangulering av 1. klasse og kontinuerlige nettverk av 2. klasse, siden en separat justering førte til betydelige deformasjoner av AGS.
I mai 1991 ble den generelle justeringen av AGS fullført. Basert på resultatene av justeringen ble følgende AGS-nøyaktighetskarakteristikker etablert:
1) rotmiddel-kvadratfeil av retninger 0,7 sekunder;
2) rotmiddelkvadratfeilen til den målte asimut er 1,3 sekunder;
3) relativ rot-middel-kvadrat-feil ved måling av grunnsider 1/200000;
4) gjennomsnittlig kvadratfeil for tilstøtende punkter er 2-4 cm;
5) root-mean-square feil ved å overføre koordinatene til kildepunktet til punkter ved kantene av nettverket for hver koordinat på 1 m.
Det justerte nettverket inkluderte:
· 164306 gjenstander av 1. og 2. klasse;
· 3,6 tusen geodetiske asimuter bestemt fra astronomiske observasjoner;
· 2,8 tusen grunnsider på 170-200 km.
Det astronomisk-geodesiske Doppler-nettverket og CGS ble utsatt for felles justering.
Volumet av astronomisk og geodetisk informasjon behandlet under felles justering for å etablere SK-95 overskrider volumet av måleinformasjon med en størrelsesorden.
I 1999, Federal Service for Geodesy and Cartography (FSGiK) av SGS av et kvalitativt nytt nivå basert på satellittnavigasjonssystemer: Glonass, GPS, Navstar. Den nye GHS inkluderer geodetiske konstruksjoner av forskjellige nøyaktighetsklasser:
1) FAGS (grunnleggende)
2) Høy presisjon WGS
3) Geodetisk satellittnettverk klasse 1 (SGS 1)
4) Astronomiske geodesiske nettverk og geodesiske nettverk av kondens.
WGS-84 har nå blitt et internasjonalt navigasjonssystem. Alle flyplasser i verden, i samsvar med kravene til ICAO, definerer sine luftfartslandemerker i WGS-84. Russland er intet unntak. Siden 1999 har det blitt gitt pålegg om bruken av det i systemet til vår sivile luftfart (Siste ordre fra Samferdselsdepartementet nr. HA-165-r datert 20. mai 2002 “Om utførelse av arbeid med geodetisk undersøkelse av luftfartslandemerker av sivile flyplasser og luftveier i Russland" og nr. HA-21-r datert 4. februar 2003 "Om innføringen av anbefalinger for forberedelse ... for flyvninger i navigasjonssystemet for presisjonsområde ...", se www.szrcai.ru ), men det er fortsatt ingen klarhet om det viktigste - om denne informasjonen er åpen (ellers mister den sin betydning), og dette avhenger av helt andre avdelinger som ikke er tilbøyelige til åpenhet. Til sammenligning: koordinatene til endene av rullebanen til flyplassen med en oppløsning på 0,01 ”(0,3 m) er for tiden utstedt av Kasakhstan, Moldova og landene i de tidligere baltiske statene; 0,1” (3 m) - Ukraina og landene i Transkaukasia; og bare Russland, Hviterussland og alt Midt-Asia avsløre disse viktige dataene for navigasjon med en nøyaktighet på 0,1" (180 m).
Vi har også vårt eget globale koordinatsystem, et alternativ til WGS-84, som brukes i GLONASS. Den heter PZ-90, utviklet av vårt militære, og foruten dem, stort sett, er ingen interessert, selv om den har blitt hevet til rang av stat.
Vårt statlige koordinatsystem - "Koordinatsystemet fra 1942", eller SK-42, (samt den nylig erstattede SK-95) skiller seg ut ved at det for det første er basert på Krasovsky-ellipsoiden, noe større enn ellipsoiden WGS- 84, og for det andre er "vår" ellipsoide forskjøvet (med ca. 150 m) og litt dreid i forhold til den generelle jorden. Dette er fordi vårt geodetiske nettverk dekket en sjettedel av landet selv før noen satellitter kom. Disse forskjellene fører til en GPS-feil på våre kart i størrelsesorden 0,2 km. Etter å ha tatt hensyn til overgangsparametrene (de er tilgjengelige i alle Garmin "e), elimineres disse feilene for navigasjonsnøyaktighet. Men dessverre, ikke for geodesikken: det er ingen eksakte enhetlige koordinatforbindelsesparametere, og dette skyldes lokale misforhold innenfor det statlige nettverket. Landmålere må for hver enkelt distriktet selv se etter parametere for transformasjon til det lokale systemet.
Geodetiske koordinater, metoder for deres transformasjon. ITRF, WGS-84, PZ-90, SK-42, SK-95 systemer. Koordiner transformasjon i henhold til metoden til Helmert og Molodensky
3.1. Referansesystemer for koordinater og tid
Det enhetlige statlige systemet for geodetiske koordinater fra 1995 ble oppnådd som et resultat av felles justering av tre uavhengige, men sammenkoblede, geodetiske konstruksjoner av forskjellige nøyaktighetsklasser: KGS, DGS, med status for perioden 1991-93.
Mengden av målende astronomisk og geodetisk informasjon behandlet for å introdusere 1995-koordinatsystemet overskrider med en størrelsesorden den tilsvarende informasjonsmengden som ble brukt til å etablere 1942-koordinatsystemet (SK-42).
Geodetisk romnettverk er designet for å sette det geosentriske koordinatsystemet, det geodetiske Doppler-nettverket - for å forplante det geosentriske koordinatsystemet, det astronomisk-geodetiske nettverket - for å sette det geodetiske koordinatsystemet og for å opprettholde koordinatsystemet til forbrukerne.
I fugejustering er AGS representert som en romlig konstruksjon. Høydene til AGS-punktene i forhold til Krasovsky-referanseellipsoiden bestemmes som summen av deres normale høyder og høydene til kvasigeoiden oppnådd fra astronomisk gravimetrisk nivellering.
I ferd med flere tilnærminger av den felles justeringen av den kvasi-geoide høyden for territoriet til fjerntliggende østlige regioner ble i tillegg raffinert under hensyntagen til justeringsresultatene. For å kontrollere geosentrisiteten til koordinatsystemet inkluderer leddjusteringen uavhengig bestemte geosentriske radiusvektorer på 35 KGS og DGS-punkter, plassert i en avstand på omtrent 1000 km fra hverandre, for hvilke høydene til kvasi-geoiden over den vanlige jordellipsoiden ble oppnådd ved gravimetrisk metode; og normale høyder - fra utjevning.
Som et resultat av den felles justeringen av CGS, DGS, AGS og verdiene til radiusvektorene til punktene, ble det bygget et nettverk av 134 GGS-kontrollpunkter som dekker hele territoriet med en gjennomsnittlig avstand mellom tilstøtende punkter på 400 ...500 km.
Nøyaktigheten for å bestemme den relative posisjonen til disse punktene for hver av de tre romlige koordinatene er preget av gjennomsnittlige kvadratfeil på 0,25 ... 0,80 m i avstander fra 500 til 9000 km.
De absolutte feilene ved å henvise posisjonene til punktene til jordens massesenter overstiger ikke 1 m langs hver av de tre romlige koordinatene.
Disse punktene ble brukt som startpunkter i den endelige generelle justeringen av AGS.
Nøyaktigheten for å bestemme den gjensidige planlagte posisjonen til punktene, oppnådd som et resultat av den endelige justeringen av AGS fra 1995, er preget av gjennomsnittlige kvadratfeil: 0,02 ... 0,04 m for tilstøtende punkter, 0,25 ... 0,80 m på avstander fra 1 til 9 tusen km.
Mellom det enhetlige statlige systemet for geodetiske koordinater fra 1995 (SK-95) og det enhetlige geosentriske koordinatsystemet "Parameters of the Earth 1990" (PZ-90), etableres en forbindelse, bestemt av parametrene for den gjensidige overgangen (orientering) elementer). Retninger til koordinatakser X, Y, 2 det geosentriske koordinatsystemet som brukes bestemmes av koordinatene til KGS-punktene; opprinnelsen til koordinatene til dette systemet er satt under betingelsen om sammenfall med jordens massesenter.
Referanseoverflaten i statens geosentriske koordinatsystem (PZ-90) er en vanlig jordellipsoid med følgende geometriske parametere:
semi-hovedakse 6378 136 m;
komprimering 1:298.257839.
De geometriske parametrene til den vanlige jordellipsoiden antas å være lik de tilsvarende parametrene til nivåellipsoiden. I dette tilfellet tas nivåellipsoiden av revolusjon ytre overflate normaljorden, hvis masse og vinkelhastighet er satt lik massen og vinkelhastigheten til jordens rotasjon.
Jordens masse M , inkludert massen av atmosfæren multiplisert med gravitasjonskonstanten f, er den geosentriske gravitasjonskonstanten fM = 39860044 x 10 7 m 3 / s 2, vinkelhastigheten til jordens rotasjon w tatt lik 7292115 x10 11 rad/s, den harmoniske koeffisienten til geopotensialet av andre grad J 2 , som bestemmer kompresjonen av den vanlige jordellipsoiden, tas lik 108263x10 8 .
Koordinatsystemet fra 1995 er satt slik at dets akser er parallelle med aksene til det geosentriske koordinatsystemet. Posisjonen til begynnelsen av SK-95 er satt på en slik måte at verdiene til koordinatene til GGS Pulkovo-punktet i SK-95 og SK-42-systemene sammenfaller.
Overgangen fra det geosentriske koordinatsystemet til SK-95 utføres i henhold til formlene:
X SK-95 = X PZ-90 - DX 0
Y SK-95 = Y PZ-90 - DY 0
Z SK-95 = Z PZ-90 - DZ 0
hvor ДХ 0 , ДН 0 , ДZ 0 - lineære orienteringselementer., som setter koordinatene for opprinnelsen til koordinatsystemet fra 1995 i forhold til det geosentriske koordinatsystemet PZ-90, er DKh = +25,90 m; DN 0 \u003d -130,94 m, Jho \u003d -81,76 m.
Referanseoverflaten i SK-95 er Krasovsky-ellipsoiden med følgende parametere:
semi-hovedakse 6378 245 m;
kompresjon 1:298,3.
Posisjonen til GHS-punktene i de vedtatte systemene er gitt av følgende koordinater:
romlige rektangulære koordinater X, Y, Z;
geodesiske (ellipsoidale) koordinater B, L, H;
flate rektangulære koordinater x og y, beregnet i Gauss-Kruger-projeksjonen.
Geodetiske høyder av GGS-punkter bestemmes som summen av normalhøyden og høyden til kvasi-geoiden over referanseellipsoiden, enten direkte ved romgeodesimetoder, eller ved å referere til punkter med kjente geosentriske koordinater.
De normale høydene til GGS-punktene er bestemt i det baltiske høydesystemet fra 1977, hvor den første begynnelsen er null på Kronstadt-fotstokken.
Høydekart av kvasi-geoiden over den vanlige jordellipsoiden og Krasovskys referanseellipsoid på territoriet til den russiske føderasjonen er publisert Federal Service geodesi og kartografi av Russland og den topografiske tjenesten til de væpnede styrker i den russiske føderasjonen.
Skalaen til GTS er satt av Unified State Standard of Time-Frequency-Length. Lengden på en meter er tatt i samsvar med resolusjonen fra MAS General Conference on Weights and Measures (oktober 1983) som avstanden reist av lys i vakuum på 1:299,792,458 av et sekund.
I arbeidet med utviklingen av GGS brukes de atomære TA (813) og koordinerte UTC (SU) tidsskalaene, satt av den eksisterende referansebasen til den russiske føderasjonen, samt parametrene for jordens rotasjon og korreksjoner for overgangen til internasjonale tidsskalaer, periodisk utgitt av State Standard of Russia i spesielle bulletiner offentlig tjeneste tid og frekvens (GSVCH).
Astronomiske breddegrader og lengdegrader, astronomiske og geodetiske asimuther, bestemt fra stjerneobservasjoner, er redusert til systemet til den grunnleggende stjernekatalogen, til systemet med middelpolen og til systemet med astronomiske lengdegrader som ble tatt i bruk for GGS-justeringsepoken.
Metrologisk støtte av geodetiske arbeider utføres i samsvar med kravene til det statlige systemet for å sikre ensartethet av målinger.
Post-glasial rekyl, observert hovedsakelig i nordlige breddegrader som en konsekvens av istiden. Påvirkningen kan nå opptil flere millimeter per år i høyden;
Pole tidevann, som er reaksjonen til den elastiske jordskorpen på forskyvninger av rotasjonspolen. Med polare bevegelseskomponenter i størrelsesorden 10 m vil maksimal forskyvning være 10–20 mm.
Modellene for de oppførte rettelsene er gitt i . Andre korreksjoner legges til hvis de er større enn 1 mm og kan beregnes etter en eller annen modell.
Hastigheten på tektoniske bevegelser kan nå 10 cm/år. Hvis hastigheten i ITRF ennå ikke er bestemt for en stasjon fra observasjoner, bør hastighetsvektoren bestemmes som summen av hastighetene:
, (3.47)
hvor er den horisontale platehastigheten beregnet fra NNR NUVEL1A tektonisk platebevegelsesmodell, og epncb.
oma.
være]. Et grunnleggende nettverk med 93 fundamentale punkter ble målt via GPS i løpet av mai 1989. Dette ble senere utvidet til 150 permanente GPS-observasjonsstasjoner. Endelig er EUREF et enkelt system for hele Europa, som er harmonisert med WGS-84 og ITRF systemene. Det resulterende datumet er kjent som ETRF-89 (eller ETRS89), og for mange formål kan det betraktes som en implementering av WGS-84 i Europa. Mange land tar i bruk EUREF-punkter som et "null" klassenettverk som de utvider nasjonale nettverk fra.
Sør-Amerika har implementert en lignende referanseramme SIRGAS ( Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas), i Australia - GDA94 (Geocentric Datum of Australia), i USA og Canada - NAD83(CORS96) .
3.3. Referansekoordinatsystemer
Disse jordsystemene er assosiert med lokale referanseellipsoider. Sentrene til referanseellipsoider faller som regel ikke sammen med jordens massesenter på grunn av orienteringsfeil. Derfor kalles disse systemene noen ganger også kvasi-geosentrisk.
Hovedplanet i referansesystemet er planet til ekvator til referanseellipsoiden. Akser Z rettet langs normalen til ekvator, langs den lille aksen til ellipsoiden. Akser X er rettet i planet til den opprinnelige meridianen til det geodetiske systemet, det vil si at den passerer gjennom punktet B=0, L=0. Akser Y utfyller de to foregående aksene til høyre (eller venstre) koordinatsystem. Det er mulig å bruke størrelsene og formene til den samme ellipsoiden i forskjellige koordinatsystemer som er forskjellige i orienteringen (initielle geodetiske datoer).
I referansesystemer brukes vanligvis geodetiske (sfæroide) koordinater (fig. 3.6): geodetisk breddegrad B, geodetisk lengdegrad L og høyden over ellipsoiden H.
På grunn av observasjonsbegrensningene som tidligere ble pålagt av konvensjonene for geodesi, har to forskjellige typer geodetiske systemer historisk blitt utført:
Todimensjonale kontinentale planlagte geodetiske systemer festet av punkter i geodetiske nettverk med koordinater , for eksempel koordinatsystemer 1942 (CK-42), nordamerikansk system NAD-27,
Helt uavhengige kontinentale høydesystemer, som i hovedsak er fysiske geodetiske baser, uavhengig av ellipsoiden, og er bygget på grunnlag av utjevning av utjevningsobservasjoner. Slike systemer inkluderer det baltiske høydesystemet fra 1942 vedtatt i Russland og National Geodetic Vertical Datum fra 1929 (National Geodetic Vertical Datum, NGVD29) vedtatt i USA. I disse systemene er punkthøyder gitt i forhold til geoiden (kvasi-geoid). Globale høydesystemer er ennå ikke definert og vedtatt av NAD-27