ระบบพิกัด Wgs 84 อย่างที่เห็น ปัญหาการแปลงระหว่างระบบพิกัดต่างๆ
อย่างไรก็ตาม คาดว่าในภาวะฉุกเฉินระดับชาติ กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ อาจใช้การควบคุม GPS ของตน กล่าวคือ ป้องกันไม่ให้ผู้ใช้พลเรือนเข้าถึงสัญญาณหรือลดสัญญาณเพื่อให้ระบบนำทางไม่สามารถให้บริการการบินพลเรือนได้
ข้อดีและข้อเสียของ SNA
ระบบนำทางด้วยดาวเทียมมีข้อดีหลายประการเหนือระบบนำทางด้วยคลื่นวิทยุ (RTS) ที่มีอยู่ ข้อได้เปรียบหลักของการนำทางด้วยดาวเทียม ได้แก่ การจัดหาระบบนำทาง 4 มิติที่แม่นยำและเชื่อถือได้ในทุกพื้นที่และที่ระดับความสูงของเที่ยวบินของเครื่องบินทั้งหมด และด้วยเหตุนี้:
ลดความเสี่ยงของภัยพิบัติที่เกี่ยวข้องกับความไม่ถูกต้องของข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งของเครื่องบินโดยเฉพาะในพื้นที่เหล่านั้น (ระดับความสูง) ของการบินของเครื่องบินที่การใช้งาน กองทุนปฏิบัติการเป็นไปไม่ได้หรือทำไม่ได้ในเชิงเศรษฐกิจ
การใช้เครื่องช่วยนำทางเพียงเครื่องเดียวเพื่อรองรับการบินของเครื่องบินในทุกขั้นตอน รวมถึงการลงจอดอย่างแม่นยำไปยังสนามบินที่ไม่มีอุปกรณ์
ความเป็นไปได้ของการดำเนินการตามการตรวจสอบโดยอัตโนมัติจะช่วยให้เพิ่มขึ้น แบนด์วิดธ์เมื่อลดช่วงเวลาการแยกตามยาวและด้านข้างของเครื่องบินในพื้นที่เหล่านั้นซึ่งการจัดระเบียบการสังเกตการณ์โดยใช้สถานีเรดาร์เป็นไปไม่ได้หรือไม่มีเหตุผลทางเศรษฐกิจ
เพิ่มความยืดหยุ่นและประสิทธิภาพของเที่ยวบินด้วยเครื่องบินที่มีความแม่นยำสูงในการนำทางเครื่องบินและการใช้การนำทางในพื้นที่โดยลดเวลาบินและประหยัดเชื้อเพลิง
ลดค่าใช้จ่ายในการให้บริการการจราจรทางอากาศเมื่อทำการรื้อถอนฝูงบินของระบบนำทางและอุปกรณ์ช่วยลงจอดที่มีอยู่และสำหรับการทำงานของเครื่องบินโดยการเปลี่ยนอุปกรณ์ออนบอร์ดประเภทต่างๆด้วยวิธีเดียว
อย่างไรก็ตาม การใช้งาน GPS และ GLONASS ในระยะยาวได้แสดงให้เห็นว่าระบบนำทางด้วยดาวเทียมมีข้อเสียดังต่อไปนี้:
ความไวต่อการรบกวนโดยไม่ได้ตั้งใจที่เกิดจากผลกระทบของบรรยากาศ
การปิดกั้นสัญญาณเมื่อเสาอากาศถูกบดบังโดยองค์ประกอบโครงสร้างของเครื่องบินในระหว่างการวิวัฒนาการ
ความอ่อนไหวต่อการแทรกแซงโดยเจตนาที่อาจจำกัดพื้นที่ให้บริการ
ความแม่นยำไม่เพียงพอเมื่อใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการเข้าใกล้ที่แม่นยำ
ข้อเสียข้างต้นสามารถกำจัดได้โดยใช้การเพิ่มฟังก์ชันต่างๆ ส่วนเสริมมีสามประเภท: ทางอากาศ ภาคพื้นดิน และดาวเทียม
กลยุทธ์ ICAO ในภาคสนาม การพัฒนาการนำทางทางอากาศโดยใช้ SNA
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการเปิดตัวระบบนำทางด้วยดาวเทียมเพื่อแก้ปัญหาการนำทางในพื้นที่ ระยะต่างๆเที่ยวบิน. ในอนาคต SNS จะค่อยๆ แทนที่ระบบนำทางบนบกทั้งหมด และกลายเป็นวิธีการเดียวในการนำทางตลอดเส้นทาง
ขณะนี้ ICAO ได้พัฒนาประสิทธิภาพการนำทางที่จำเป็น (RNP) ซึ่งกำหนดข้อกำหนดสำหรับความแม่นยำในการรักษาพารามิเตอร์การนำทางภายในน่านฟ้าเฉพาะ ตัวบ่งชี้นี้ไม่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์นำทางบางประเภทซึ่งทำให้ ลักษณะทั่วไปและทำให้ใช้ได้กับระบบนำทางด้วยดาวเทียม ค่า RNP ถูกกำหนดโดยค่าการคงไว้ซึ่งกำหนดลักษณะของขนาดของพื้นที่ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ตำแหน่งของตำแหน่งของเครื่องบินที่กำหนด ซึ่งภายในนั้นจะอยู่ในช่วง 95% ของเวลาบิน (รูปที่ 2.1)
ข้าว. 2.1. พื้นที่ RNP
ค่าการถือครองจะแสดงเป็นไมล์ทะเล เพื่ออำนวยความสะดวกในการใช้ RNP ในการวางแผนน่านฟ้า รูปทรงวงรีของพื้นที่นี้จะถูกแทนที่ด้วยวงกลม ดังนั้น ตัวอย่างเช่น RNP ประเภทที่ 1 หมายความว่า ณ จุดใดเวลาหนึ่งโดยมีความน่าจะเป็น 0.95 เครื่องบินจะต้องอยู่ภายในรัศมีหนึ่ง ไมล์ทะเลจากจุดที่กำหนดโดยหน่วยงานจราจรทางอากาศ
ประเภท RNP กำหนดความแม่นยำของประสิทธิภาพการนำทางขั้นต่ำในพื้นที่ที่กำหนดของน่านฟ้า โดยคำนึงถึงความถูกต้องของอุปกรณ์นำทางบนเครื่องบิน ตลอดจนข้อผิดพลาดในการขับ
เพื่อให้แน่ใจว่าระดับความแม่นยำที่ต้องการในขั้นตอนต่างๆ ของการบิน ได้มีการพัฒนา RNP ประเภทต่อไปนี้: ระหว่างเส้นทางและสนามบิน
ตัวอย่างเช่น ในสภาพการบินตามเส้นทางที่ความหนาแน่นของการจราจรไม่สูงนัก ค่า RNP จะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 20 ถึง 1 และเมื่อเคลื่อนที่ในพื้นที่สนามบินในสภาพการลงจอดจาก 0.5 ถึง 0.3
ประเภท RNP ของเส้นทางแสดงอยู่ในตาราง 2.2. .
ตาราง 2.2
RNP ประเภทเส้นทาง
Type RNP 1 ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้บริการเที่ยวบินที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในเส้นทาง ATS อันเป็นผลมาจากการใช้ข้อมูลที่ถูกต้องที่สุดเกี่ยวกับ VAM รวมถึงการนำวิธีการนำทางในพื้นที่มาใช้ซึ่งให้ความยืดหยุ่นสูงสุดในการจัดเส้นทาง การเปลี่ยนเส้นทางและ ทำการปรับเปลี่ยนที่จำเป็นตามเวลาจริงตามโครงสร้างน่านฟ้าที่ต้องการ RNP ประเภทนี้จัดเตรียมเที่ยวบินให้มีประสิทธิภาพสูงสุด การใช้กฎการบินและการจัดระเบียบน่านฟ้าระหว่างการเปลี่ยนจากพื้นที่สนามบินเป็นเที่ยวบินตามเส้นทาง ATS และในทางกลับกัน เช่น เมื่อดำเนินการ SID และ STAR
ประเภท RNP 4 มีไว้สำหรับเส้นทาง ATS ตามระยะทางที่จำกัดระหว่าง navaids โดยทั่วไปแล้ว RNP ประเภทนี้จะใช้ในน่านฟ้าทั่วทวีป ประเภทนี้ RNP มีวัตถุประสงค์เพื่อลดระดับต่ำสุดของการแยกด้านข้างและตามยาว และปรับปรุงประสิทธิภาพการปฏิบัติงานในน่านฟ้ามหาสมุทรและพื้นที่ที่การใช้เครื่องช่วยนำทางภาคพื้นดินมีจำกัด
ประเภท RNP 10 ช่วยลดระยะห่างระหว่างด้านข้างและตามยาว และปรับปรุงประสิทธิภาพการปฏิบัติงานในน่านฟ้ามหาสมุทรและบางพื้นที่ที่ความสามารถของเครื่องช่วยการเดินอากาศมีจำกัด
ประเภท RNP 12.6 ให้การเพิ่มประสิทธิภาพเส้นทางที่จำกัดในพื้นที่ที่มีระดับเครื่องช่วยนำทางลดลง
ประเภท RNP 20 กำหนดลักษณะความสามารถขั้นต่ำสำหรับความแม่นยำในการกำหนด VAM ซึ่งถือว่ายอมรับได้สำหรับการรับรองเที่ยวบินในเส้นทาง ATS โดยเครื่องบินใดๆ ในน่านฟ้าควบคุมได้ตลอดเวลา
การวิเคราะห์ประเภทของ RNP ที่เสนอโดย ICAO แสดงให้เห็นว่าเพื่อให้มั่นใจว่าการใช้อุปกรณ์นำทางที่มีอยู่อย่างต่อเนื่องโดยไม่เปลี่ยนแปลงโครงสร้างที่มีอยู่ของเส้นทาง ATS ในบางพื้นที่หรือภูมิภาค สามารถตั้งค่า RNP ที่ 5 (9.3 กม.) ได้ หลักฐานนี้คือการเปิดตัวระบบนำทางในพื้นที่ประเภท RNP5 (B-RNAV) ในภูมิภาคยุโรปในปี 2541
ประเภทสนามบิน RNP แสดงไว้ในตาราง 2.3.
ตารางที่2.3
ประเภทของ RNP เมื่อเคลื่อนที่ในบริเวณสนามบิน
|
ตัวอย่างการใช้งาน |
ความแม่นยำในระนาบแนวนอน 95% |
ความแม่นยำ แนวตั้ง 95% | ||
|
รายการเริ่มต้น, รายการระดับกลาง, การเข้าออกไม่ถูกต้อง |
220 ม. (720 ฟุต) |
ไม่ได้รับมอบหมาย |
0.5 ถึง 0.3 |
|
|
220 ม. (720 ฟุต) |
20 ม. (66 ฟุต) | |||
|
วิธีการด้วยการควบคุมแนวตั้ง |
16.0 ม. (52 ฟุต) |
8.0 ม. (26 ฟุต) | ||
|
วิธีการที่แม่นยำถึง |
ตั้งแต่ 6.0 ม. ถึง 4.0 ม. (20 -13 ฟุต) | |||
*) ตาม .
หมายเหตุ:
1) การดำเนินการตามแผนที่วางไว้ที่ระดับความสูงต่ำสุดเหนือเกณฑ์ทางวิ่งต้องใช้ 95% ของค่าความผิดพลาดของตำแหน่งโดยใช้GNSS.
2) ข้อกำหนดด้านความแม่นยำและความล่าช้าในการเตือนรวมถึงการจัดอันดับประสิทธิภาพของเครื่องรับที่ไม่ปลอดภัย
การใช้ SNS ที่ขั้นตอนการลงจอดจะช่วยให้เมื่อใช้ร่วมกับระบบเสริมพื้นที่กว้าง (WAAS) เพื่อเพิ่มความแม่นยำให้กับ submeter และด้วยเหตุนี้จึงทำให้มั่นใจได้ว่ามีการใช้วิธีการลงจอดที่ไม่ถูกต้อง (โดยไม่มีคำแนะนำเส้นทางร่อน ).
การใช้ SNS ที่ระยะการลงจอดร่วมกับระบบเสริมพื้นที่จำกัด (LAAS) จะช่วยปรับปรุงความแม่นยำในระดับเซนติเมตร และรับรองประสิทธิภาพของแนวทางที่แม่นยำ (พร้อมคำแนะนำเส้นทางร่อน)
ระบบการจัดการจราจรทางอากาศในปัจจุบันใช้แนวคิดการแยกเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ระบบดังกล่าวรับประกันความปลอดภัยของเที่ยวบินโดยการลดปริมาณงาน การใช้ SNA จะทำให้สามารถเปลี่ยนโครงสร้างเส้นทางที่มีอยู่ได้โดยการลดบรรทัดฐานการแยก (ขั้นต่ำ) สิ่งนี้จะเพิ่มความสามารถของระบบขนส่งทั่วโลก เพิ่มประสิทธิภาพและผลกำไรเนื่องจากการเพิ่มประสิทธิภาพเส้นทาง ขั้นตอนแรกในทิศทางนี้ได้ถูกดำเนินการไปแล้ว ตัวอย่างเช่น ประการแรก ความกว้างของเส้นทาง (ราง) ในมหาสมุทรแปซิฟิกสำหรับเครื่องบินที่ติดตั้งอุปกรณ์ SNA ได้เปลี่ยนจาก 60 NM (111 km) เป็น 30 NM (55.5 km) ประการที่สอง ตั้งแต่ปี 1997 ได้มีการแนะนำการแยกแนวตั้งที่ลดลงในภูมิภาคแอตแลนติกเหนือจาก 600 ม. (2000 ฟุต) ถึง 300 ม. (1000 ฟุต) ระหว่างระดับการบิน 290 (8840 ม.) และ 410 (12500 ม.) ในภูมิภาคยุโรป การแนะนำแบบค่อยเป็นค่อยไปของมาตรฐานการแยกแนวตั้งที่ลดลง ระหว่างระดับต่างๆ ข้างต้น เริ่มขึ้นในปี 2544
SNS และความสามารถของเทคโนโลยีใหม่ในด้านการสื่อสาร ระบบนำทาง และระบบการเฝ้าระวัง จะช่วยให้แนวคิดของการบินฟรีเป็นจริงในอนาคต แนวคิดของการบินฟรีหมายถึงการเพิ่มประสิทธิภาพของเส้นทางในการเปลี่ยนแปลงของการบินในช่วงเวลาใดก็ตามตามความรู้เกี่ยวกับตำแหน่งที่แน่นอนของเครื่องบินและเวกเตอร์ความเร็วในภูมิภาคที่กำหนด ในกรณีนี้ แผนการบินจะกลายเป็นข้อความแสดงเจตจำนงเบื้องต้นง่ายๆ
แนวคิดนี้เป็นเป้าหมายสูงสุดของระบบนำทางทางอากาศในอนาคต
ในเที่ยวบินฟรี ระบบออนบอร์ดของเครื่องบินจะคำนวณและส่งข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งและความตั้งใจในระยะสั้นเพื่อให้บริการควบคุมการจราจรทางอากาศ บริการจัดส่งตรวจสอบการแยกที่น่าพอใจ อากาศยานและเข้าแทรกแซงช่วงสั้น ๆ ในกระบวนการบินเมื่อเข้าใกล้อันตรายหรือการชนกัน
ดังนั้นระบบนำทางด้วยดาวเทียมจึงถือเป็นเครื่องมือที่จำเป็นสำหรับเที่ยวบินระหว่างเส้นทาง แนวทางที่ไม่แม่นยำ การแยกน่านฟ้า การปรับเส้นทางให้เหมาะสมที่สุด และการนำแนวคิดการบินฟรีไปปฏิบัติ
คำถามทดสอบ
SNA ใดบ้างที่รวมอยู่ใน GNSS
การกำหนดค่าตำแหน่งของดาวเทียมในระบบ GPS และ GLONASS คืออะไร?
อะไรคือส่วนหลักของระบบนำทางด้วยดาวเทียม?
ค่าใดที่สอดคล้องกับลักษณะความแม่นยำของ GPS และ GLONASS
กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ สามารถใช้การควบคุม GPS ในกรณีใดได้บ้าง
RNP ย่อมาจากอะไร ?
ค่าใดที่สอดคล้องกับประเภท RNP ระหว่างเส้นทางและสนามบิน
ระบบเสริมใดร่วมกับ SNS ที่จะอนุญาตให้ใช้แนวทางที่แม่นยำได้
การประยุกต์ใช้ SNA จะเปลี่ยนโครงสร้างเส้นทางที่มีอยู่อย่างไร?
แนวคิดเรื่องเที่ยวบินฟรีหมายความว่าอย่างไร
ระบบประสานงาน
ระบบพิกัดที่ใช้ใน geodesy
Geodesy ใช้ระบบพิกัดสามระบบ:
geocentric (ผูกติดอยู่กับโลก);
ทรงรี
ในบางประเทศ เมื่อประมวลผลการวัด geodetic จะมีการใช้ทรงรี ซึ่งได้มาจากผลลัพธ์ของงาน geodetic ที่ครอบคลุมอาณาเขตของประเทศที่กำหนดหรือหลายประเทศ ทรงรี "ทำงาน" ดังกล่าวเรียกว่า ทรงรีอ้างอิง. ระบบพิกัดที่กำหนดบนทรงรีดังกล่าวเรียกว่าโลคัล
ทรงรีอ้างอิงแตกต่างจากขนาดโลกทรงรีทั่วไป และจุดศูนย์กลางไม่ตรงกับศูนย์กลางของโลก เนื่องจากจุดศูนย์กลางของทรงรีอ้างอิงและโลกจริงไม่ตรงกัน แกนรองของทรงรีอ้างอิงจึงไม่ตรงกับแกนหมุนของโลก (รูปที่ 3.1)
ทรงรี
ทั่วโลก
ทรงรี
รูปที่ 3.1 ความแตกต่างระหว่างทรงรีโลกทั่วไป
และทรงรีอ้างอิง
ในฐานะที่เป็นระบบพิกัดโลกหลัก ระบบได้นำระบบรูปสี่เหลี่ยมเชิงพื้นที่ (X, Y, Z) ที่ผูกกับโลกเป็นศูนย์กลางของโลกมาใช้ ซึ่งจุดเริ่มต้นคือจุดศูนย์กลางมวลของโลก S (จุดศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์คือจุดศูนย์กลางมวล ซึ่งรวมถึง มวลของบรรยากาศ) (รูปที่ 3.2) . แกน Z จะตรงกับแกนหมุนของโลก
ข้าว. 3.2. ระบบพิกัดคาร์ทีเซียน Geocentric (X, Y, Z)
ระบบพิกัดพิกัดตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ใช้ในการกำหนดตำแหน่งของเครื่องบินเมื่อแก้ระบบสมการที่สอดคล้องกัน พื้นผิวโลกสามารถประมาณได้อย่างแม่นยำด้วยวงรีของการปฏิวัติด้วยขั้ววงรี ในกรณีนี้ ความเบี่ยงเบนของความสูงพื้นผิวทรงรีจาก geoid ไม่เกิน 100 ม.
วงรีแห่งการปฏิวัติได้มาจากการหมุนวงรีเมริเดียนรอบแกนรองของมัน ดังนั้น รูปร่างของทรงรีจึงถูกอธิบายโดยพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตสองพารามิเตอร์: แกนกึ่งเอก เอ และกึ่งแกนย่อย ข . โดยปกติ ข ถูกแทนที่ด้วยพารามิเตอร์การบีบอัด (ความอ้วน) ของทรงรี:
ในการกำหนดตำแหน่งเชิงพื้นที่ของจุดบนพื้นผิวทางกายภาพของโลก (หรือในอวกาศ) ในส่วนที่เกี่ยวกับวงรีแห่งการปฏิวัติ จะใช้พิกัดทางภูมิศาสตร์: φ - ละติจูดและ λ - ลองจิจูด ชม- ความสูงจากผิวของทรงรี ความสูง h เหนือทรงรีวัดตามแนวปกติ (ตั้งฉาก) กับพื้นผิว (รูปที่ 3.3)
ข้าว. 3.3. ระบบพิกัดพิกัดและความสูง
สังเกตได้ว่าในการนำทาง แนวคิดของพิกัดทางภูมิศาสตร์มักจะใช้แทนพิกัดพิกัดทางภูมิศาสตร์ เหตุผลก็คือก่อนการถือกำเนิดของ CNS ความถูกต้องของการกำหนด MVS นั้นทำให้ไม่จำเป็นต้องแยกความแตกต่างระหว่างระบบพิกัดเหล่านี้
ระบบพิกัดWGS-84 และ PZ-90
การนำทางเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการใช้ระบบพิกัด เมื่อใช้ SNA เพื่อจุดประสงค์ในการเดินอากาศ ระบบจะใช้ระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์
ในปี 1994 ICAO แนะนำเป็นมาตรฐานสำหรับประเทศสมาชิก ICAO ทั้งหมดตั้งแต่วันที่ 1 มกราคม 1998 ให้ใช้ระบบพิกัดพิกัดทางภูมิศาสตร์โลก WGS-84 เนื่องจาก ในระบบพิกัดนี้ ตำแหน่งของเครื่องบินจะถูกกำหนดโดยใช้ระบบ GPS เหตุผลก็คือการใช้พิกัดพิกัดทางภูมิศาสตร์ในพื้นที่ในอาณาเขตของรัฐต่างๆ และมีระบบพิกัดดังกล่าวมากกว่า 200 ระบบ จะทำให้เกิดข้อผิดพลาดเพิ่มเติมในการกำหนด MAM เนื่องจากจุดอ้างอิงที่เข้าสู่ SNS เครื่องรับ-ตัวบ่งชี้อยู่ในระบบพิกัดที่แตกต่างจาก WGS-84
ศูนย์กลางของระบบพิกัดโลก WGS-84 เกิดขึ้นพร้อมกับจุดศูนย์กลางมวลของโลก แกน Z สอดคล้องกับทิศทางของขั้วโลกปกติ ซึ่งเคลื่อนที่เนื่องจากการหมุนของโลก แกน X อยู่ในระนาบของเส้นศูนย์สูตรที่จุดตัดกับระนาบของเส้นเมอริเดียนศูนย์ (กรีนิช) แกน Y อยู่ในระนาบเส้นศูนย์สูตรและอยู่ห่างจากแกน X 90° (รูปที่ 3.4)
ข้าว. 3.4. การกำหนดระบบพิกัด WGS-84
ใน สหพันธรัฐรัสเซียเพื่อที่จะให้การสนับสนุน geodetic สำหรับเที่ยวบินในวงโคจรและแก้ปัญหาการนำทางเมื่อใช้ GLONASS จะใช้ระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์ "Parameters of the Earth 1990" (PZ-90). สำหรับการดำเนินงาน geodetic และการทำแผนที่เริ่มตั้งแต่วันที่ 1 พฤษภาคม 2002 จะใช้ระบบพิกัด geodetic ปี 1995 (SK-95) การเปลี่ยนจากระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์ของปี 1942 (SK-42) เป็น SK-95 จะใช้เวลาช่วงหนึ่งก่อนที่จุดนำทางทั้งหมดในดินแดนของรัสเซียจะถูกโอนไปยังระบบพิกัดใหม่
พารามิเตอร์หลักของระบบพิกัดที่กล่าวถึงข้างต้นแสดงไว้ในตาราง 3.1.
ตารางที่3.1
ระบบพิกัดที่ใช้ในการนำทาง
|
พารามิเตอร์ | ||||||
|
แกนหลัก m | ||||||
|
แกนรอง m | ||||||
|
ออฟเซ็ตจาก ศูนย์กลางของมวล โลกบนแกน m | ||||||
|
ปฐมนิเทศ ค่อนข้าง แกนมุม วินาที |
ω X | |||||
|
ω ที่ | ||||||
บันทึก. ค่านิยม ∆х, ∆у, ∆zและω X , ω ที่ , ωz สำหรับ PZ-90 นั้นสัมพันธ์กับ WGS-84 และสำหรับ SK-95 และ SK-42 ที่สัมพันธ์กับ PZ-90
จากตาราง. 3.1 จะเห็นได้ว่าระบบพิกัด WGS-84 และ PZ-90 นั้นใกล้เคียงกัน จากนี้ไปเมื่อบินตามเส้นทางและในบริเวณสนามบินด้วยความแม่นยำที่มีอยู่ของการกำหนด MVS ไม่สำคัญว่าจะใช้ระบบพิกัดใดที่จะกำหนดจุดนำทาง
ในระบบพิกัด PZ-90 จุดศูนย์กลาง (S’) ที่สัมพันธ์กับศูนย์กลาง WGS-84 (S) มีการชดเชยตามแกน X, Y, Z:
ΔX = 2 ม. ΔY = 6 ม. ΔZ = - 4.5 ม.
และนอกจากนี้ แกน Y’ และ Z’ ยังถูกเลื่อนสัมพันธ์กับแกน WGS-84 (Y, Z) ด้วยค่าเชิงมุม:
ω Y = - 0.35'', ω Z = - 0.11''
แกน X ใน WGS-84 และแกน X ใน PZ-90 เหมือนกัน
การกระจัดเชิงมุมของแกน Y' ของ PZ-90 เทียบกับแกน Y ของ WGS-84 ที่ 0.35'' ทำให้เกิดการกระจัดเชิงเส้นบนพื้นผิวของทรงรีที่เส้นศูนย์สูตรของ 10.8 ม.และออฟเซ็ตของแกน Z' เทียบกับแกน Z ใน 0.11'' - 3.4 ม.. การกระจัดเหล่านี้สามารถนำไปสู่การกระจัดทั่วไป (แนวรัศมี) ของจุดที่อยู่บนพื้นผิว PZ-90 ที่สัมพันธ์กับ WGS-84 โดย 11,3 เมตร
คำถามทดสอบ
คำจำกัดความของวงรีอ้างอิงคืออะไร?
ระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์ที่ใช้ SNA มีจุดประสงค์อะไร?
พารามิเตอร์ทางเรขาคณิตใดอธิบายวงรีของการปฏิวัติ
ICAO นำระบบพิกัดใดมาใช้เป็นมาตรฐาน
ระบบพิกัดใดที่ใช้ใน GLONASS?
พารามิเตอร์หลักที่ระบุลักษณะของ WGS-84 และ PZ-90 คืออะไร
เป็นพื้นฐานในระบบพิกัด WGS-84 หรือ PZ-90 หรือไม่ โดยจะมีการวัดจุดนำทางระหว่างเที่ยวบินตามเส้นทาง ?
การกระจัดในแนวรัศมีของจุดบนพื้นผิวของทรงรีในระบบพิกัด PZ-90 ที่สัมพันธ์กับ WGS-84 คืออะไร?
หลักการในการกำหนดพารามิเตอร์การนำทางของเครื่องบินใน SNA
หลักการทั่วไปของการทำงานของ SNA
หลักการทำงานของ GNSS นั้นค่อนข้างง่าย แต่ความสำเร็จขั้นสูงของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีถูกนำมาใช้สำหรับการนำไปใช้
ดาวเทียม GPS หรือ GLONASS ทั้งหมดมีค่าเท่ากันในระบบ ดาวเทียมแต่ละดวงจะส่งสัญญาณรหัสที่ความถี่พาหะสองความถี่ (L1; L2) ผ่านเสาอากาศส่งสัญญาณ ซึ่งสามารถรับได้โดยเครื่องรับของผู้ใช้ที่เกี่ยวข้องซึ่งอยู่ในพื้นที่ครอบคลุมดาวเทียม สัญญาณที่ส่งมีข้อมูลต่อไปนี้:
ephemeris ดาวเทียม;
สัมประสิทธิ์การสร้างแบบจำลองไอโอโนสเฟียร์
ข้อมูลสถานะดาวเทียม
เวลาของระบบและนาฬิกาดาวเทียมดริฟท์
ข้อมูลการดริฟท์ดาวเทียม
ในเครื่องรับอุปกรณ์ออนบอร์ดของเครื่องบิน รหัสจะถูกสร้างขึ้นเหมือนกับที่ได้รับจากดาวเทียม เมื่อเปรียบเทียบสองรหัส จะมีการกำหนดเวลากะซึ่งเป็นสัดส่วนกับระยะห่างจากดาวเทียม การรับสัญญาณจากดาวเทียมหลายดวงพร้อมกันทำให้คุณสามารถระบุตำแหน่งของเครื่องรับได้อย่างแม่นยำ เห็นได้ชัดว่าสำหรับการทำงานของระบบนั้นจำเป็นต้องมีการซิงโครไนซ์รหัสที่สร้างบนดาวเทียมและในเครื่องรับอย่างแม่นยำ
ปัจจัยสำคัญในการกำหนดความถูกต้องของระบบคือส่วนประกอบทั้งหมดของสัญญาณดาวเทียมถูกควบคุมอย่างแม่นยำโดยนาฬิกาอะตอม ดาวเทียมแต่ละดวงมีเครื่องกำเนิดควอนตัมสี่เครื่อง ซึ่งเป็นมาตรฐานความถี่ที่มีความแม่นยำสูงและมีความเสถียรที่ 10 -13 . นาฬิกาของเครื่องรับมีความแม่นยำน้อยกว่า แต่รหัสของนาฬิกาจะถูกเปรียบเทียบกับนาฬิกาดาวเทียมอย่างต่อเนื่องและมีการชดเชยการเบี่ยงเบน
ส่วนภาคพื้นดินควบคุมดาวเทียม ทำหน้าที่ควบคุม และกำหนดพารามิเตอร์การนำทางของดาวเทียม ข้อมูลเกี่ยวกับผลการวัดที่ทำโดยสถานีควบคุมแต่ละแห่งจะได้รับการประมวลผลที่สถานีควบคุมหลักและใช้เพื่อทำนายดาวเทียม ephemeris ในที่เดียวกัน ที่สถานีควบคุมหลัก สัญญาณจะถูกสร้างขึ้นเพื่อแก้ไขนาฬิกาดาวเทียม
ตำแหน่งของเครื่องบินที่ใช้ GPS และ GLONASS ถูกกำหนดในระบบพิกัดพิกัด ซึ่งอาจแตกต่างจากพิกัดพิกัดทางภูมิศาสตร์ที่ใช้ในระบบนำทางบนเครื่องบิน
หลักการทางกายภาพและทางเทคนิคของการทำงานของ SNS
WGS84 Global Earth Ellipsoid เป็นรูปทรงรี geodesic ที่มีระบบพิกัด Global Earth ที่ยึดอยู่กับที่ รูปวงรี WGS84 ถูกกำหนดโดยชุดของค่าคงที่และพารามิเตอร์แบบจำลองทรงรีที่อธิบายขนาดและรูปร่างของโลก ความโน้มถ่วง และสนามแม่เหล็ก WGS84 เป็นรูปวงรีมาตรฐานสากลที่กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ ใช้เป็นระบบพิกัดทั่วโลก เช่นเดียวกับระบบพิกัดสำหรับระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลก (GPS) เข้ากันได้กับระบบพิกัดแผ่นดินระหว่างประเทศ (ITRS) ปัจจุบัน WGS84 (G1674) เป็นไปตามเกณฑ์ที่อธิบายไว้ในหมายเหตุทางเทคนิค 21 (TN 21) ของ International Earth Rotation Service (IERS) องค์กรที่รับผิดชอบคือ US National Geospatial-Intelligence Administration (NGA) NGA วางแผนที่จะทำการปรับเปลี่ยนระบบพิกัด WGS84 ในปี 2013 เพื่อให้สอดคล้องกับกฎของ 2010 IERS Convention Technical Note 36 (TN 36)
- ที่มา (ที่มาของพิกัด):จุดศูนย์กลางมวลของโลก รวมทั้งมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศ ถือเป็นจุดกำเนิดของระบบพิกัด
- แกน Z (แกน Z): จุดบนเสาอ้างอิงที่กำหนดโดย International Earth Rotation Service (IERS Reference Pole) ทิศทางนี้สอดคล้องกับทิศทางของขั้วธรรมดาของโลก (BIH Conventional Terrestrial Pole) (สำหรับช่วงปี 1984.0) โดยมีข้อผิดพลาด 0.005"
- แกน X (แกน X): แกน X อยู่ในระนาบของเส้นเมอริเดียนอ้างอิง (IERS Reference Meridian) และผ่านจุดกำเนิดตามแนวปกติไปยังแกน Z
- แกน Y (แกน Y): แพดระบบพิกัดตั้งฉากกับ Earth-Centered Earth-Fixed (ECEF) ทางด้านขวา
- มาตราส่วน (มาตราส่วน):ขนาดของมัน - มาตราส่วนของโครงสร้างของโลกนั้นสอดคล้องกับทฤษฎีทางเลือกของแรงโน้มถ่วง (ทฤษฎีสัมพัทธภาพของความโน้มถ่วง) ร่วมกับ ITRS
- ปฐมนิเทศ:นำเสนอโดยสำนักเวลาระหว่างประเทศ (Bureau International de l'Heure) สำหรับช่วงเวลา 1984.0
- วิวัฒนาการของเวลา (การพัฒนาชั่วคราว):การเปลี่ยนแปลงของเวลาจะไม่ทำให้เกิดการหมุนเวียนของโลกที่สัมพันธ์กับเปลือกโลก
พารามิเตอร์
WGS84 สามารถระบุได้โดยใช้พารามิเตอร์ 4 ตัว ได้แก่ แกนกึ่งแกนหลัก WGS84 แฟกเตอร์การทำให้แบนของโลก ความเร็วเชิงมุมเฉลี่ยเล็กน้อยของโลก และค่าคงที่ความโน้มถ่วงจากศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์ ค่าพารามิเตอร์แสดงในตารางด้านล่าง
| พารามิเตอร์ | การกำหนด | ความหมาย |
|---|---|---|
เพลาขนาดใหญ่ (กึ่งแกนหลัก) |
เอ | |
ปัจจัยแบนของโลก |
1/f | |
ความเร็วเชิงมุมเฉลี่ยที่กำหนด |
ω | 7292115 10 -11 เรเดียน/วินาที |
ค่าคงที่ความโน้มถ่วงทางภูมิศาสตร์ |
GM | 3986004.418 10 8 ม. 3 /วินาที 2 |
ค่า GM รวมมวลของชั้นบรรยากาศของโลก ผู้ใช้ Global Positioning System (GPS) ควรจำค่า WGS84 GM เดิมที่ 3986005.0 10 8 m3/sec 2 ตามที่กำหนดไว้ในเอกสารควบคุม GPS (ICD-GPS-200) และ NIMA Technical Report 8350.2 (Technical Report)
การใช้งาน WGS84
ฐานข้อมูล EPSG และเว็บไซต์ NGS ใช้ช่องว่างระหว่าง "WGS" และ "84" ในชื่อ "WGS 84" ฐานข้อมูล EPSG ไม่มีการใช้งานเฉพาะของรูปทรงรี WGS84
| รหัส Geog 2D | รหัสวงรี | ชื่อสั้น | ยุควงรี | รหัสอำเภอ | ชื่ออำเภอ | บันทึก | อคติ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 4326 | 6326 | WGS84 | 1984 | 1262 | โลก (โลก) | การดำเนินการครั้งแรกที่กำหนดโดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐในปี 1987 โดยใช้ข้อสังเกต Doppler |
ไม่ |
| WGS84 (G730) | 1994.0 | การดำเนินการส่งโดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐเมื่อวันที่ 29 มิถุนายน 1994 ตามข้อสังเกตของ GPS ตัวอักษร G ย่อมาจาก "GPS" และ 730 คือหมายเลขสัปดาห์ของ GPS อิงจาก ITRF91 |
0.70 ม. | ||||
| WGS84 (G873) | 1997.0 | การดำเนินการส่งโดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐเมื่อวันที่ 29 มกราคม 1997 ตามข้อสังเกตของ GPS |
0.20 m | ||||
| WGS84 (G1150) | 2001.0 | การดำเนินการส่งโดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐเมื่อวันที่ 20 มกราคม 2545 ตามข้อสังเกตของ GPS ตัวอักษร G ย่อมาจาก "GPS" และ 1150 คือหมายเลขสัปดาห์ของ GPS อิงจาก ITRF2000 |
0.06 m | ||||
| WGS84 (G1674) | 2005.0 | การดำเนินการส่งโดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐเมื่อวันที่ 8 กุมภาพันธ์ 2555 ตามข้อสังเกตของ GPS ตัวอักษร G ย่อมาจาก "GPS" และ 1674 คือหมายเลขสัปดาห์ของ GPS อิงจาก ITRF2008 |
0.01 m |
ตัวเลือกการแปลง
ด้านล่างนี้คือพารามิเตอร์การเปลี่ยนระหว่าง WGS84 (G1674) และการใช้งาน WGS84 ก่อนหน้า รวมถึงการใช้งาน ITRF บางส่วน
พารามิเตอร์การเปลี่ยนระหว่างการใช้งาน ITRF ต่างๆ สามารถพบได้ในไฟล์ .
| โอนจาก | เปลี่ยนเป็น | ยุค | T1 ม |
T2 ม |
T3 ม |
ดี ppb |
R1 mas |
R2 mas |
R3 mas |
ความแม่นยำ ม |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 (ดั้งเดิม) | 1984.0 | +0.060 | -0.517 | -0.223 | -11.0 | +18.3 | -0.3 | +7.0 | 0.01 |
ทิศทางการหมุนของระบบพิกัดตามเข็มนาฬิกา หน่วย: m (เมตร), mas (มิลลิวินาทีของส่วนโค้ง) และ ppb (ส่วนในพันล้าน)
1 mas = 0.001 " = 2.77778 e -7 องศา = 4.84814 e -9 เรเดียน 0.001" มีค่าประมาณ 0.030 ม. บนพื้นผิวโลก
WGS84 และ ITRF
โดยทั่วไป ITRS (และการใช้งาน ITRFyy) จะเหมือนกับ WGS84 ภายในหนึ่งเมตร การใช้งาน WGS84 มีสองประเภท
- การใช้งานรุ่นเก่าที่ใช้ระบบดาวเทียมนำร่องของกองทัพเรือสหรัฐฯ หรือที่เรียกว่าระบบ Doppler Transit ให้ตำแหน่งของสถานีมีความแม่นยำประมาณหนึ่งเมตร
เกี่ยวกับการใช้งานนี้ International Earth Rotation Service ได้เผยแพร่พารามิเตอร์การแปลงระหว่าง ITRF90 และระบบ Doppler นี้ในไฟล์: WGS84.TXT - อัปเดตการใช้งาน WGS84 ตามข้อมูล GPS เช่น G730, G873 และ G1150 การใช้งาน WGS84 ที่อัปเดตเหล่านี้จับคู่ ITRF กับระดับความแม่นยำ 10 ซม.
ไม่มีพารามิเตอร์การแปลงที่เผยแพร่อย่างเป็นทางการสำหรับการใช้งานเหล่านี้ ซึ่งหมายความว่าสามารถแสดงพิกัด ITRF ใน WGS84 ด้วยระดับความแม่นยำ 10 ซม.
คณะกรรมการสำรวจและกำหนดตำแหน่ง OGP แนะนำใน หมายเหตุอธิบายฉบับที่ 4 (หมายเหตุคำแนะนำ 4): "ใช้ระบบอ้างอิงภาคพื้นดินระหว่างประเทศ (ITRF) เป็นระบบอ้างอิงทางภูมิศาสตร์สำหรับวัตถุประสงค์ในการสำรวจและการวางตำแหน่งในแบบเรียลไทม์" ในกรณีที่ค่าที่เผยแพร่ของพารามิเตอร์การเปลี่ยนแปลงอนุญาต การแปลงพิกัดด้วยความแม่นยำน้อยกว่าหนึ่งเมตร - ยึดติดกับสูตรเก่า "local datum to WGS84" และใช้สูตรใหม่ "local datum to ITRFyy at epoch yyyy.y" เมื่อเผยแพร่ค่าพารามิเตอร์การเปลี่ยนแปลงให้ sub-meter ความแม่นยำ.
WGS84, ITRF และ NAD83
การใช้งาน WGS84 ดั้งเดิมนั้นสอดคล้องกับ NAD83 (1986) เป็นส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม การใช้งาน WGS84 ที่ตามมาในภายหลังนั้นใกล้เคียงกับของ ITRS อย่างคร่าว ๆ
1983 North American Datum (NAD83) ถูกใช้ทั่วทั้งอเมริกาเหนือ ยกเว้นเม็กซิโก ระบบพิกัดนี้ใช้งานทั่วสหรัฐอเมริกาและอะแลสกา (แผ่นอเมริกาเหนือ) ผ่านสถานีอ้างอิงแห่งชาติ (National CORS) ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการรับพารามิเตอร์การเปลี่ยนแปลงที่เข้มงวดระหว่างการนำ ITRF และ NAD83 ไปใช้ รวมถึงเอกสารทางวิทยาศาสตร์จำนวนนับไม่ถ้วน
ตั้งแต่เดือนพฤศจิกายน 2011 เครือข่ายสถานีอ้างอิง (CORS) มีสถานีมากกว่า 1,800 แห่ง มีองค์กรมากกว่า 200 แห่ง และเครือข่ายยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่อง การนำระบบ NAD83 ไปปฏิบัติครั้งล่าสุดมีชื่อทางเทคนิคว่า NAD83 (2011/PA11/MA11) ยุค 2010.00 และสร้างกรอบการทำงานสำหรับการกำหนดระบบอ้างอิงเชิงพื้นที่แห่งชาติ (NSRS) ในแคนาดา ระบบ NAD83 ยังถูกควบคุมผ่านระบบควบคุมแบบแอคทีฟของแคนาดาอีกด้วย ดังนั้น การควบคุมและบำรุงรักษาระบบ NAD83 จึงเป็นความรับผิดชอบของสององค์กร ได้แก่ US National Geodetic Survey (NGS), http://www.ngs.noaa.gov และ Department of ทรัพยากรธรรมชาติแคนาดา (NRCan), http://www.nrcan.gc.ca
Datum เม็กซิกันปี 1993 (ข้อมูลเม็กซิกันปี 1993)
สถาบันแห่งชาติสถิติและภูมิศาสตร์ของเม็กซิโก (INEGI) http://www.inegi.org.mx หน่วยงานรัฐบาลกลางที่รับผิดชอบด้านมาตรวิทยาและการทำแผนที่ในประเทศ ได้นำระบบพิกัดพิกัดทางภูมิศาสตร์ที่ ITRF92 มาใช้สำหรับยุค 1988.0 เป็นฐานทางภูมิศาสตร์ การนำระบบนี้ไปใช้ทำได้ผ่านเครือข่ายเครื่องรับ GPS แบบอยู่กับที่ 14 สถานีของเครือข่าย National Geodetic Network (RGNA) เมื่อเร็วๆ นี้ ระบบ ITRF2008 สำหรับยุค 200.0 ถูกนำมาใช้เป็นพื้นฐานใหม่สำหรับระบบพิกัดเม็กซิกัน
WGS84, ITRF และ SIRGAS
Geocentric Reference System of the Americas 1995 (SIRGAS 1995) ได้รับการอนุมัติให้ใช้ทั่วทั้งทวีปอเมริกาใต้สำหรับ geodesy และการทำแผนที่ ประเทศส่วนใหญ่ในอเมริกาใต้และแคริบเบียนเข้าร่วมในโครงการนี้ โดยใช้สถานีอ้างอิง 58 แห่ง ซึ่งต่อมาได้ขยายไปยังอเมริกากลางและอเมริกาเหนือ ITRF94 ถูกใช้เป็นระบบพิกัดเริ่มต้นสำหรับยุค 1995.42 Geocentric Reference System 2000 ของอเมริกา (SIRGAS 2000) ถูกนำมาใช้ผ่านการสังเกตการณ์ที่เครือข่าย 184 สถานีในปี 2000 และระบบ ITRF2000 ถูกตั้งค่าเป็นยุค 2000.40 ระบบพิกัด SIRGAS 2000 รวมการอ้างอิงถึงเสาระดับและแทนที่ระบบ SIRGAS 1995 ก่อนหน้าที่ใช้เฉพาะใน อเมริกาใต้ไปจนถึงระบบพิกัด SIRGAS ซึ่งครอบคลุมอเมริกากลางด้วย เปลี่ยนชื่อในปี 2544 เพื่อใช้ทั่วทั้งละตินอเมริกา มีหลายหน้าบนอินเทอร์เน็ตที่มีข้อมูลเกี่ยวกับระบบพิกัด SIRGAS ตัวอย่างเช่น: http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/sirgas
WGS84, ITRF และ ETRS89
ระบบอ้างอิงภาคพื้นดินของยุโรป ETRS89 อิงตามระบบอ้างอิงระหว่างประเทศ ITRF89 ณ ยุค 1989.0 และติดตามโดยเครือข่ายของสถานี Global Navigation Satellite System (GNSS) ถาวรประมาณ 250 แห่งที่รู้จักกันในชื่อ European Permanent Reference Network (EPN) การบำรุงรักษา European Terrestrial Reference System (ETRS89) เป็นความรับผิดชอบของคณะอนุกรรมการของ International Geodetic Association of the European Reference System (IAG Sub-commission EUREF) ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบนี้สามารถพบได้บนอินเทอร์เน็ตที่: http://www.euref.eu สำนักงานกลางของเครือข่ายอ้างอิง (EPN) ตั้งอยู่ที่ Royal Observatory of Belgium, http://www.epncb.oma.be
WGS84, ITRF และ GDA94
ระบบพิกัดเชิงพิกัดทางภูมิศาสตร์ของออสเตรเลียปี 1994 (GDA94) เดิมถูกกำหนดให้กับระบบพิกัดพิกัดทางภูมิศาสตร์ระหว่างประเทศ ITRF92 ที่ยุค 1994.0 ระบบ GDA94 ถูกควบคุมโดยเครือข่าย GNSS ระดับภูมิภาคของออสเตรเลีย (ARGN) ซึ่งประกอบด้วยสถานี GPS ถาวร 15 แห่งทั่วออสเตรเลีย เช่นเดียวกับสถานี 8 แห่งในออสเตรเลีย หรือที่รู้จักกันในชื่อ Australian Core Network (AFN) องค์กรที่รับผิดชอบในการตรวจสอบระบบ GDA94 คือ Geoscience Australia, http://www.auslig.gov.au
ลิงค์
- WGS84 (G730), (G873) และ (G1150) - http://www.ngs.noaa.gov/CORS/Articles
- ITRF94, ITRF96, ITRF97, ITRF2000, ITRF2005 และ ITRF2008 -
ตัวย่อของ World Geodetic System ซึ่งในการแปลสอดคล้องกับแนวคิดของ global ระบบสนับสนุนนำมาใช้เมื่อ พ.ศ. 2527 โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อให้การวางแนว geodetic ในอวกาศโลก: การนำทางอวกาศอากาศทะเลและทางบก
เป็นอันหนึ่งอันเดียวกัน ระบบโลกการนับไม่ปรากฏในหนึ่งปี ตั้งแต่ปลายทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ผ่านมา เมื่อการก่อตัวของ ยุคอวกาศทั้งในสหภาพโซเวียตและในสหรัฐอเมริกา จำเป็นต้องมีการดำเนินการที่ถูกต้องและสนับสนุนการปล่อยยานอวกาศและเที่ยวบิน เพื่อให้แน่ใจว่ากิจกรรมนี้ จำเป็นต้องสร้างเครือข่าย geodetic ของดาวเคราะห์แบบครบวงจรด้วยความช่วยเหลือซึ่งเป็นไปได้ที่จะทำการสังเกต geodetic, Gravimetric และดาราศาสตร์
ด้วยความคงตัวเป็นระยะทุก ๆ หกปี ตั้งแต่ปี 1960 ระบบ geodetic ภาคพื้นดินทั้งหมด wgs60, wgs66, wgs72 ถูกสร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกา ระบบสุดท้ายที่อยู่ในรายการ wgs ถือเป็นพื้นฐานทางภูมิศาสตร์ของระบบดาวเทียมนำทางระบบขนส่งมวลชนระบบแรก
ในปี 1980 International Union for Geodesy ได้นำระบบอ้างอิง geodetic ใหม่มาใช้ GRS80 ได้นำเสนอแบบจำลองต่างๆ ได้แก่ geoid ทรงรีบนบก และแบบจำลองความโน้มถ่วงของโลก ในสหรัฐอเมริกาในปี 1983 พวกเขานำระบบ geodetic NAD83 มาใช้
และในปี 1984 ภายใต้กรอบของกระทรวงกลาโหม สหรัฐอเมริกาได้ตัดสินใจที่จะสร้าง WGS ใหม่โดยมีหมายเลขประจำปี 84 สำหรับวัตถุประสงค์ของตนเองในฐานะแผนกทหารและงานดาวเทียมนำทาง เมื่อถึงเวลานั้นระบบดาวเทียมนำทาง GPS Navstar ซึ่งได้รับการเผยแพร่ทั่วโลกในเวลาต่อมาและใช้ไปทั่วโลกจนถึงปัจจุบัน WGS84 เปิดตัวในปี 1987 และใกล้เคียงกับ NAD83
พารามิเตอร์หลัก WGS 84
ระบบโลก WGS-84 เป็นระบบอ้างอิงทางดาราศาสตร์- geodesic-gravimetric ที่จารึกไว้ในรูปของโลก สำหรับระบบดังกล่าว การสร้างพารามิเตอร์บางอย่างเป็นคุณลักษณะเฉพาะ พารามิเตอร์เหล่านี้ในระบบอ้างอิง wgs 84 รวมถึง:
- ระบบพิกัดสี่เหลี่ยม geocentric โดยมีจุดกำเนิดที่จุดศูนย์กลางเรขาคณิตของมวลของโลก (แสดงในรูปที่ 1);
- พื้นฐานทางคณิตศาสตร์ซึ่งใช้รูปร่างของวงรีแห่งการปฏิวัติด้วยปริมาณทางเรขาคณิตและทางกายภาพที่เฉพาะเจาะจง
- แบบจำลองความโน้มถ่วงของโลกโดยมีค่าและค่าที่กำหนดไว้สำหรับวันที่เฉพาะ
การวางแนวของแกน 0Z ของระบบพิกัดสี่เหลี่ยมจะแสดงในทิศทางของทิศทางแบบมีเงื่อนไขไปยังขั้ว ซึ่งกำหนดขึ้นตามข้อมูลของสำนักเวลาระหว่างประเทศ (BIH) สำหรับวันที่ 1984 ที่จุดตัดของระนาบของเส้นเมอริเดียนสำคัญ (กรีนิช) โดยเบี่ยงเบนไปทางตะวันออก 5.31 วินาทีและระนาบเส้นศูนย์สูตร แกน 0X จะวางแนว ถนัดขวาและตั้งฉากกับแกน 0X ในระนาบเส้นศูนย์สูตร ดังนั้น แกนการวางแผนที่สอง 0Y จะสร้างรูปทรงเรขาคณิตของระบบอ้างอิงเสร็จสมบูรณ์ เพื่อขจัดเอฟเฟกต์ลอยตัวอันเนื่องมาจากการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก แผ่นเปลือกโลก การวางแนวของแกน X, Y, Z ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง
รูปที่ 1 Geocentric World Geodetic System 84.
การวางแนวทางกายภาพของแกน X, Y, Z ใน WGS84 ถูกกำหนดโดยพิกัดที่สถานีควบคุมห้าแห่งของระบบดาวเทียมนำทาง GPS Transit ในวันที่ 1984 (ดูรูปที่ 2)
รูปที่ 2 การวางแนวทางกายภาพที่จุด WGS84
ต่อมาจำนวนจุดอ้างอิงเพิ่มขึ้นเป็นสิบเจ็ดจุดและกำหนดใหม่สองครั้งแล้วโดยใช้ระบบดาวเทียมนำทาง GPS Navstar ที่มีอยู่ ในปี 2545 ได้รับการรับรอง รุ่นล่าสุด WGS84 ซึ่งมีความแม่นยำสูงในการกำหนดพิกัดสี่เหลี่ยม (X, Y, Z), พิกัดพิกัดทางภูมิศาสตร์ (B, L) และความสูงทางภูมิศาสตร์เหนือระดับทรงกลม (H) ดังนั้นรูปวงรีจึงถูกผูกติดอยู่กับพื้นผิวโลก
ระบบพิกัดพิกัดระหว่างประเทศ
พร้อมกันกับการเริ่มต้นของ WGS84 ในปี 1987 รากฐานของระบบ geodetic โลกใหม่ถูกวางภายใต้กรอบของ International Earth Rotation Service (IERS) นอกเหนือจากคนอื่น ๆ หน้าที่การงานบริการนี้ใช้ระบบอ้างอิงภาคพื้นดินระหว่างประเทศ (ITRS) และหน้าต่างอ้างอิง (ITRF) เพื่อประมาณค่าพารามิเตอร์ของโลก ในระยะสั้นความแตกต่างระหว่างพวกเขามีดังนี้ ระบบอ้างอิง (ITRS) กำหนดและตั้งค่าพารามิเตอร์ของแบบจำลองธรณี คณิตศาสตร์ กายภาพ (กราวิเมตริก) ในพื้นฐานอ้างอิง (ITRF) มีการสร้างทางกายภาพและการแก้ไขชนิดของกรอบงานในรูปแบบของสถานีอ้างอิงที่มีพิกัดจริง ซึ่งระบบ geodetic เกือบทั่วโลกถูกนำมาใช้
สามารถอธิบายได้ง่ายขึ้นโดยตัวอย่างต่อไปนี้ ภารกิจคือการสร้างระบบพิกัดสี่เหลี่ยมบนระนาบของแผ่นกระดาษ เช่น รูปแบบ A-1 โดยมีจุดกำเนิดอยู่ตรงกลางของแผ่นงานนี้ และแกน 0X และ 0Y ควรขนานกับขอบของรูปแบบ .
ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้สองวิธี ในตอนแรกได้ศูนย์กลางโดยการเชื่อมต่อเส้นทแยงมุมเข้าด้วยกัน วิธีที่สอง หาจุดศูนย์กลางทั้งสี่ด้านของสี่เหลี่ยมผืนผ้า ซึ่งก็คือขนาดกระดาษ โดยการเชื่อมต่อจุดศูนย์กลางของด้านข้าง จะได้ศูนย์กลางของแผ่นงาน ตามหลักการแล้ว ทั้งสองคะแนนควรตรงกัน แต่เป็นไปได้มากว่าสิ่งนี้จะไม่เกิดขึ้นเนื่องจากข้อผิดพลาดในการกำหนดตรงกลางด้านข้าง นอกจากนี้ ความแม่นยำของกราฟิคของการวาดเส้นทแยงมุมจากมุมยังทำให้เกิดความไม่ถูกต้องอีกด้วย ไม่เหมาะบางทีและกระดาษแผ่นสี่เหลี่ยมขอบอาจไม่ขนานกัน ที่ กราฟิคก่อสร้างเครื่องมือผิดพลาดของไม้บรรทัด, ดินสอ, ไม้โปรแทรกเตอร์เกิดขึ้นโดยตรงจากจุดศูนย์กลางของแกนพิกัด
เห็นได้ชัดว่าระบบพิกัดที่แตกต่างกันเล็กน้อยสองระบบที่มีจุดศูนย์กลางต่างกันและการหมุนแกนเล็ก ๆ สามารถเกิดขึ้นได้ ดังนั้นตัวชีตเอง ระบบพิกัด ศูนย์กลางของมันสามารถนำมาประกอบกับระบบอ้างอิง ITRS แบบมีเงื่อนไขได้ แต่เครื่องหมายอ้างอิง ตัวอย่างเช่น จุดกึ่งกลางของด้านข้างของรูปแบบ แก้ไขระบบพิกัดบนกระดาษ และโดยการเปรียบเทียบ จะอ้างอิงตามเงื่อนไขอ้างอิง ITRF
ในแง่ของรูปร่างของโลกและคำจำกัดความ ตัวอย่างเช่น จุดศูนย์กลางมวลที่เป็นจุดกำเนิดของระบบพิกัดศูนย์กลางทางภูมิศาสตร์ เป็นเรื่องยากกว่ามาก คุณไม่สามารถวาดด้วยดินสอได้ ตามเครื่องหมายอ้างอิงสำหรับ WGS84 ในรูปที่ 2 สถานีควบคุมจะวางตามแนวเส้นศูนย์สูตร ระบบพิกัดใน WGS84 และระบบอ้างอิงใน ITRS ในทางทฤษฎีจะเหมือนกัน อย่างไรก็ตาม ความถูกต้องของการอ้างอิงถึงแหล่งกำเนิดในจุดศูนย์กลางมวลของโลกของเรานั้นสูงกว่า เนื่องจากฐานอ้างอิง ITRF มีเครื่องหมายอ้างอิงดังกล่าวอยู่หลายร้อยรายการ
จนถึงปัจจุบัน ITRF ซึ่งเป็นศูนย์รวมทางกายภาพของเครือข่าย geodetic ทั่วโลก มีสถานีประมาณ 800 แห่งพร้อมเครื่องรับ Navstar GPS การอัปเดต การชี้แจง การแก้ไขพิกัดเริ่มต้นเกิดขึ้นเป็นระยะทั้งที่สถานีใน WGS84 ซึ่งถือได้ว่าเป็นส่วนสำคัญของ ITRF และในเกณฑ์จีโอเดติกภาคพื้นดินทั้งหมด
ในการสร้างภาพทางกายภาพและทางคณิตศาสตร์ที่สมบูรณ์และค่อนข้างซับซ้อนภายใต้ชื่อของโลก พารามิเตอร์หลักและพารามิเตอร์เสริมที่ระบุในตารางด้านล่างจะถูกนำมาเป็นพารามิเตอร์ของการเปลี่ยนจาก geoid ไปเป็นทรงรีสามแกนของการหมุนใน WGS84
ขนาดและพารามิเตอร์ทั้งหมดของทรงรีที่คำนวณและยอมรับเพื่อใช้ในสภาพแวดล้อมทางภูมิศาสตร์ของประเทศใดประเทศหนึ่งหรือเครือข่ายทั่วโลก เช่น WGS84 มีค่า เวลา (วันที่) ของการคำนวณและชื่อ "datum" ของตัวเอง ความถูกต้องที่สุดคือพารามิเตอร์ ITRF (datum) ซึ่งได้รับการตรวจสอบทุกวันโดยวิธีดาวเทียมสำหรับการวัดพิกัดที่สถานีอ้างอิงและเผยแพร่เป็นประจำทุกปีพร้อมกับวันที่
ในระบบระดับโลกอื่นที่ไม่ใช่ WGS84 ซึ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการใช้ในประเทศชั้นนำของโลกรวมถึงรัสเซีย (PZ90, PZ90.02, PZ90.11) หากจำเป็นต้องแก้ปัญหาบางอย่างก็สามารถเชื่อมโยงได้ Datum ต่างๆ กำหนดค่าสัมประสิทธิ์การแปลงและคำนวณพิกัดใหม่ตามจริงใน ระบบต่างๆ. ในสหพันธรัฐรัสเซีย การคำนวณใหม่ดังกล่าวถูกควบคุมโดยมาตรฐานของรัฐ 51794-2001
ระบบพิกัดปี 2538 (SK-95) จัดตั้งขึ้นโดยพระราชกฤษฎีกาของรัฐบาลสหพันธรัฐรัสเซียเมื่อวันที่ 28 กรกฎาคม 2545 ฉบับที่ 586“ ในการจัดตั้งระบบพิกัดรัฐแบบครบวงจร” ใช้ในการดำเนินงาน geodetic และการทำแผนที่ เริ่มตั้งแต่ 1 กรกฎาคม 2002
ก่อนที่จะเสร็จสิ้นการเปลี่ยนไปใช้ SC รัฐบาลของสหพันธรัฐรัสเซียได้ตัดสินใจใช้ระบบพิกัดพิกัดทางภูมิศาสตร์แบบครบวงจรของปีพ. ศ. 2485 ซึ่งนำมาใช้โดยพระราชกฤษฎีกาคณะรัฐมนตรีของสหภาพโซเวียตเมื่อวันที่ 04/07/2539 เลขที่ 760.
ความได้เปรียบของการแนะนำ SK-95 คือการเพิ่มความแม่นยำประสิทธิภาพและประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของการแก้ปัญหาการสนับสนุน geodetic ที่ตรงตามข้อกำหนดที่ทันสมัยของเศรษฐกิจวิทยาศาสตร์และการป้องกันประเทศ ได้มาจากการปรับร่วมกันของพิกัดของจุดต่างๆ ของเครือข่ายพื้นที่ของรัฐ (SGS) เครือข่าย Doppler geodetic (DGS) และเครือข่าย geodetic ทางดาราศาสตร์ (AGS) สำหรับยุค 1995 ระบบพิกัด 1995 ได้รับการแก้ไขโดย จุดของเครือข่าย geodetic ของรัฐ
SK-95 มีการประสานงานอย่างเคร่งครัดกับระบบพิกัดพิกัดทางภูมิศาสตร์แบบรวมศูนย์ซึ่งเรียกว่า "พารามิเตอร์ของโลก 1990" (PZ-90). SK-95 ได้รับการติดตั้งภายใต้เงื่อนไขว่าแกนของมันขนานกับแกนเชิงพื้นที่ของ SK PZ-90
ทรงรีอ้างอิงถูกนำมาใช้เป็นพื้นผิวอ้างอิงใน SK-95
ความแม่นยำของ SK-95 นั้นโดดเด่นด้วยข้อผิดพลาดรูท-ค่าเฉลี่ย-กำลังสองต่อไปนี้ของตำแหน่งร่วมกันของจุดสำหรับแต่ละพิกัดที่วางแผนไว้: 2-4 ซม. สำหรับจุดที่อยู่ติดกันของ ACS, 30-80 ซม. ที่ระยะทางตั้งแต่ 1 ถึง 9,000 กม. ระหว่างจุด
ความแม่นยำในการกำหนดความสูงปกติ ขึ้นอยู่กับวิธีการกำหนด มีลักษณะเฉพาะโดยข้อผิดพลาดกำลังสองเฉลี่ยต่อไปนี้:
· 6-10 ซม. โดยเฉลี่ยทั่วประเทศจากระดับเครือข่ายระดับ 1 และ 2 ระดับ
· 20-30 ซม. จากการคำนวณทางดาราศาสตร์และ geodetic ระหว่างการสร้าง AGS
ความแม่นยำในการกำหนดความสูงส่วนเกินของควอซิ-จีออยด์โดยวิธีกราวิเมตริกทางดาราศาสตร์นั้นมีลักษณะเฉพาะโดยข้อผิดพลาดกำลังสองของค่าเฉลี่ยรูตต่อไปนี้:
· จาก 6 ถึง 9 ซม. ที่ระยะทาง 10-20 กม.
30-50 ซม. ที่ระยะทาง 1,000 กม.
SK-95 ต่างจาก SK-42
1) เพิ่มความแม่นยำในการส่งพิกัดในระยะทางมากกว่า 1,000 กม. โดย 10-15 เท่าและความแม่นยำของตำแหน่งสัมพัทธ์ของจุดที่อยู่ติดกันในเครือข่าย geodetic ของรัฐโดยเฉลี่ย 2-3 ครั้ง
2) ความแม่นยำของระยะทางเดียวกันของระบบพิกัดสำหรับอาณาเขตทั้งหมดของสหพันธรัฐรัสเซีย
3) ไม่มีการเปลี่ยนรูปในระดับภูมิภาคของเครือข่าย geodetic ของรัฐซึ่งสูงถึงหลายเมตรใน SK-42
4) ความเป็นไปได้ในการสร้างระบบสนับสนุน geodetic ที่มีประสิทธิภาพสูงตามการใช้ระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลก: Glonass, GPS, Navstar
การพัฒนาเครือข่ายทางดาราศาสตร์และ geodetic สำหรับอาณาเขตทั้งหมดของสหภาพโซเวียตเสร็จสมบูรณ์เมื่อต้นยุค 80 มาถึงตอนนี้ เห็นได้ชัดว่าการปรับ AGS ทั่วไปได้ดำเนินการโดยไม่แบ่งออกเป็นชุดของการสร้างสามเหลี่ยมของชั้นที่ 1 และเครือข่ายแบบต่อเนื่องของชั้นที่ 2 เนื่องจากการปรับที่แยกจากกันทำให้เกิดการเสียรูปที่สำคัญของ AGS
ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2534 การปรับปรุงทั่วไปของ AGS ได้เสร็จสิ้นลง จากผลของการปรับ ได้มีการกำหนดลักษณะความแม่นยำของ AGS ดังต่อไปนี้:
1) ค่าความคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ยของทิศทาง 0.7 วินาที;
2) ความคลาดเคลื่อนกำลังสองค่าเฉลี่ยรูตของมุมแอซิมัทที่วัดได้คือ 1.3 วินาที
3) ข้อผิดพลาด root-mean-square สัมพัทธ์ของการวัดด้านพื้นฐาน 1/200000;
4) ความคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ยของจุดที่อยู่ติดกันคือ 2-4 ซม.
5) ข้อผิดพลาด root-mean-square ของการส่งพิกัดของจุดต้นทางไปยังจุดที่ขอบของเครือข่ายสำหรับแต่ละพิกัด 1 ม.
เครือข่ายที่ปรับปรุงประกอบด้วย:
· 164306 รายการที่ 1 และ 2;
· แอซิมัท geodetic 3.6,000 ถูกกำหนดจากการสังเกตทางดาราศาสตร์
· 2.8 พันด้านพื้นฐานใน 170-200 กม.
เครือข่ายดาราศาสตร์และธรณีวิทยา Doppler และ CGS อยู่ภายใต้การปรับร่วมกัน
ปริมาณข้อมูลทางดาราศาสตร์และ geodetic ที่ประมวลผลระหว่างการปรับข้อต่อเพื่อสร้าง SK-95 เกินปริมาณข้อมูลการวัดตามลำดับความสำคัญ
ในปี 1999 Federal Service for Geodesy and Cartography (FSGiK) ของ SGS ในระดับใหม่เชิงคุณภาพตามระบบนำทางด้วยดาวเทียม: Glonass, GPS, Navstar GHS ใหม่ประกอบด้วยโครงสร้าง geodetic ของคลาสความแม่นยำที่หลากหลาย:
1) FAGS (พื้นฐาน)
2) WGS . ความแม่นยำสูง
3) เครือข่าย geodetic ดาวเทียมคลาส 1 (SGS 1)
4) เครือข่าย geodesic ทางดาราศาสตร์และเครือข่าย geodesic ของการควบแน่น
WGS-84 ได้กลายเป็นระบบนำทางระหว่างประเทศ สนามบินทั้งหมดในโลกตามข้อกำหนดของ ICAO กำหนดสถานที่สำคัญด้านการบินใน WGS-84 รัสเซียก็ไม่มีข้อยกเว้น ตั้งแต่ปี 2542 ได้มีการออกคำสั่งให้ใช้ในระบบการบินพลเรือนของเรา (คำสั่งสุดท้ายของกระทรวงคมนาคมที่ HA-165-r ลงวันที่ 20 พฤษภาคม 2545“ เกี่ยวกับการปฏิบัติงานสำรวจ geodetic ของสถานที่สำคัญทางการบินของ สนามบินพลเรือนและสายการบินของรัสเซีย” และหมายเลข HA-21-r ลงวันที่ 4 กุมภาพันธ์ 2546“ ในการแนะนำคำแนะนำในการเตรียมตัว ... สำหรับเที่ยวบินในระบบนำทางในพื้นที่ที่แม่นยำ ... ” ดู www.szrcai.ru ) แต่ก็ยังไม่มีความชัดเจนในประเด็นหลัก - ไม่ว่าข้อมูลนี้จะเปิดอยู่หรือไม่ (มิฉะนั้นจะสูญเสียความหมายไป) และขึ้นอยู่กับแผนกที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงซึ่งไม่มีแนวโน้มที่จะเปิดกว้าง สำหรับการเปรียบเทียบ: พิกัดของปลายรันเวย์ของสนามบินที่มีความละเอียด 0.01” (0.3 ม.) ออกโดยคาซัคสถาน มอลโดวา และประเทศในอดีตรัฐบอลติก 0.1” (3 ม.) - ยูเครนและประเทศทรานส์คอเคเซีย และเฉพาะรัสเซีย เบลารุส และทั้งหมด เอเชียกลางเปิดเผยข้อมูลสำคัญเหล่านี้สำหรับการนำทางด้วยความแม่นยำ 0.1" (180 ม.)
นอกจากนี้เรายังมีระบบพิกัดทั่วโลกของเรา ซึ่งเป็นทางเลือกแทน WGS-84 ซึ่งใช้ใน GLONASS มันถูกเรียกว่า PZ-90 ซึ่งพัฒนาโดยกองทัพของเรา และนอกจากนั้นแล้ว ยังไม่มีใครสนใจแม้ว่าจะได้รับการเลื่อนยศเป็นรัฐแล้วก็ตาม
ระบบพิกัดสถานะของเรา - "ระบบพิกัดของปี 1942" หรือ SK-42 (เช่นเดียวกับ SK-95 ที่เพิ่งถูกแทนที่) นั้นแตกต่างกันในประการแรกมันขึ้นอยู่กับทรงรี Krasovsky ซึ่งค่อนข้างใหญ่กว่า WGS- 84 ทรงรี และประการที่สอง ทรงรี "ของเรา" ถูกเลื่อน (ประมาณ 150 ม.) และหมุนเล็กน้อยเมื่อเทียบกับพื้นโลกทั่วไป เนื่องจากเครือข่าย geodetic ของเราครอบคลุมพื้นที่หนึ่งในหกของแผ่นดิน แม้กระทั่งก่อนการมาถึงของดาวเทียมใดๆ ความแตกต่างเหล่านี้นำไปสู่ข้อผิดพลาด GPS บนแผนที่ของเราในลำดับ 0.2 กม. หลังจากพิจารณาพารามิเตอร์การเปลี่ยนแปลงแล้ว (มีอยู่ใน Garmin "e) ข้อผิดพลาดเหล่านี้จะถูกตัดออกเพื่อความแม่นยำในการนำทาง แต่อนิจจา ไม่ใช่สำหรับ geodesic: ไม่มีพารามิเตอร์การเชื่อมต่อพิกัดที่เป็นหนึ่งเดียวที่แน่นอน และนี่เป็นเพราะท้องถิ่น เครือข่ายของรัฐไม่ตรงกัน นักสำรวจต้องค้นหาตัวแปรของการเปลี่ยนแปลงในระบบท้องถิ่นสำหรับแต่ละคนในแต่ละอำเภอ
พิกัดทางภูมิศาสตร์วิธีการแปลง ระบบ ITRF, WGS-84, PZ-90, SK-42, SK-95 พิกัดการเปลี่ยนแปลงตามวิธีการของ Helmert และ Molodensky
3.1. ระบบอ้างอิงพิกัดและเวลา
ระบบสถานะแบบรวมพิกัดของพิกัด geodetic ปี 1995 ได้มาจากการปรับร่วมกันของโครงสร้าง geodetic ที่เป็นอิสระ แต่เชื่อมต่อถึงกันสามชั้นของคลาสความแม่นยำต่างๆ: KGS, DGS ตามสถานะของพวกเขาในช่วงปี 2534-2536
ปริมาณของการวัดข้อมูลทางดาราศาสตร์และ geodetic ที่ประมวลผลเพื่อแนะนำระบบพิกัด 1995 นั้นเกินลำดับความสำคัญของปริมาณข้อมูลที่เกี่ยวข้องที่ใช้ในการสร้างระบบพิกัด 1942 (SK-42)
เครือข่าย geodetic อวกาศได้รับการออกแบบมาเพื่อตั้งค่าระบบพิกัด geocentric เครือข่าย Doppler geodetic - เพื่อเผยแพร่ระบบพิกัด geocentric เครือข่ายดาราศาสตร์ geodetic - เพื่อกำหนดระบบพิกัด geodetic และเพื่อรักษาระบบพิกัดให้กับผู้บริโภค
ในการปรับร่วมกัน AGS จะแสดงเป็นโครงสร้างเชิงพื้นที่ ความสูงของจุด AGS ที่สัมพันธ์กับทรงรีอ้างอิง Krasovsky นั้นพิจารณาจากผลรวมของความสูงปกติและความสูงของควอซิ-จีออยด์ที่ได้จากการปรับระดับความถ่วงน้ำหนักทางดาราศาสตร์
ในกระบวนการของการประมาณค่าร่วมกันของความสูงกึ่ง geoid สำหรับอาณาเขตของระยะไกล ภาคตะวันออกได้รับการขัดเกลาเพิ่มเติมโดยคำนึงถึงผลการปรับ เพื่อควบคุม geocentricity ของระบบพิกัด การปรับข้อต่อรวมถึงเวกเตอร์รัศมี geocentric ที่กำหนดอย่างอิสระที่จุด 35 KGS และ DGS ซึ่งอยู่ห่างจากกันประมาณ 1,000 กม. ซึ่งความสูงของ quasi-geoid ด้านบน ทรงรีโลกธรรมดาได้มาจากวิธีกราวิเมตริก และความสูงปกติ - จากการปรับระดับ
อันเป็นผลมาจากการปรับร่วมกันของ CGS, DGS, AGS และค่าของเวกเตอร์รัศมีของจุด สร้างเครือข่ายจุดควบคุม GGS 134 จุด ครอบคลุมพื้นที่ทั้งหมดโดยมีระยะห่างเฉลี่ยระหว่างจุดที่อยู่ติดกัน 400 จุด ...500 กม.
ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งสัมพัทธ์ของจุดเหล่านี้สำหรับพิกัดเชิงพื้นที่ทั้งสามแต่ละพิกัดนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยค่าคลาดเคลื่อนกำลังสองเฉลี่ย 0.25 ... 0.80 ม. ที่ระยะทาง 500 ถึง 9000 กม.
ข้อผิดพลาดแน่นอนของการอ้างอิงตำแหน่งของจุดไปยังจุดศูนย์กลางมวลของโลกไม่เกิน 1 ม. ตามแต่ละแกนของพิกัดเชิงพื้นที่ทั้งสามแกน
จุดเหล่านี้ถูกใช้เป็นจุดเริ่มต้นในการปรับปรุงทั่วไปขั้นสุดท้ายของ AGS
ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งที่วางแผนร่วมกันของคะแนนซึ่งได้มาจากการปรับ AGS ขั้นสุดท้ายของปี 2538 นั้นมีลักษณะเป็นข้อผิดพลาดกำลังสองเฉลี่ย: 0.02 ... 0.04 ม. สำหรับจุดที่อยู่ติดกัน 0.25 ... 0.80 ม. ที่ระยะทาง 1 ถึง 9 พันกม.
ระหว่างระบบสถานะรวมของพิกัด geodetic ปี 1995 (SK-95) และระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์แบบรวมศูนย์ "พารามิเตอร์ของโลก 1990" (PZ-90) การเชื่อมต่อถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ของการเปลี่ยนแปลงร่วมกัน (ปฐมนิเทศ) องค์ประกอบ) ทิศทางของแกนพิกัด X, Y, 2ระบบพิกัดพิกัดทางภูมิศาสตร์ที่ใช้ถูกกำหนดโดยพิกัดของจุด KGS ที่มาของพิกัดของระบบนี้อยู่ภายใต้เงื่อนไขของความบังเอิญกับจุดศูนย์กลางมวลของโลก
พื้นผิวอ้างอิงในระบบพิกัดพิกัดทางภูมิศาสตร์ในสถานะ (PZ-90) เป็นทรงรีโลกที่มีพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตต่อไปนี้:
กึ่งแกนหลัก 6378 136 ม.;
การบีบอัด 1:298.257839
พารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของทรงรีโลกทั่วไปจะถือว่าเท่ากับพารามิเตอร์ที่สอดคล้องกันของระดับทรงรีของการปฏิวัติ ในกรณีนี้ ระดับวงรีของการปฏิวัติถูกนำมาใช้ พื้นผิวด้านนอกโลกปกติซึ่งมีมวลและความเร็วเชิงมุมของการหมุนกำหนดไว้เท่ากับมวลและความเร็วเชิงมุมของการหมุนของโลก
มวลของโลก เอ็ม , รวมทั้งมวลบรรยากาศคูณด้วยค่าคงตัวโน้มถ่วงด้วย ฉ, คือค่าคงตัวความโน้มถ่วงเชิงโลก ฉม = 39860044 x 10 7 m 3 / s 2 ความเร็วเชิงมุมของการหมุนของโลก w ถ่ายเท่ากับ 7292115 x10 11 rad/s สัมประสิทธิ์ฮาร์มอนิกของศักยภาพทางภูมิศาสตร์ของดีกรีที่สอง เจ 2 ซึ่งกำหนดการบีบอัดของทรงรีโลกทั่วไปนั้นมีค่าเท่ากับ 108263x10 8 .
ระบบพิกัด 1995 ถูกกำหนดให้แกนของมันขนานกับแกนของระบบพิกัดพิกัดตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ ตำแหน่งของจุดเริ่มต้นของ SK-95 ถูกกำหนดในลักษณะที่ค่าพิกัดของจุด GGS Pulkovo ในระบบ SK-95 และ SK-42 ตรงกัน
การเปลี่ยนจากระบบพิกัดพิกัดทางภูมิศาสตร์เป็น SK-95 ดำเนินการตามสูตร:
X SK-95 = X PZ-90 - DX 0
Y SK-95 = Y PZ-90 - DY 0
Z SK-95 = Z PZ-90 - DZ 0
โดยที่ ДХ 0 , ДН 0 , ДZ 0 - องค์ประกอบเชิงเส้นของการวางแนว การตั้งค่าพิกัดของจุดกำเนิดของระบบพิกัดของปี 1995 ที่สัมพันธ์กับระบบพิกัดทางภูมิศาสตร์ศูนย์กลาง PZ-90 คือ DKh = +25.90 m; DN 0 \u003d -130.94 ม., Jho \u003d -81.76 ม.
พื้นผิวอ้างอิงใน SK-95 คือทรงรี Krasovsky พร้อมพารามิเตอร์ต่อไปนี้:
กึ่งแกนหลัก 6378 245 ม.
การบีบอัด 1:298.3
ตำแหน่งของจุด GHS ในระบบที่นำมาใช้นั้นกำหนดโดยพิกัดต่อไปนี้:
พิกัดสี่เหลี่ยมเชิงพื้นที่ X, Y, Z;
geodesic (วงรี) พิกัด B, L, H;
พิกัดสี่เหลี่ยมแบน x และ y คำนวณในการฉายแบบเกาส์-ครูเกอร์
ความสูง Geodetic ของจุด GGS ถูกกำหนดเป็นผลรวมของความสูงปกติและความสูงของ quasi-geoid เหนือทรงรีอ้างอิง ไม่ว่าจะโดยตรงโดยวิธี geodesy อวกาศ หรือโดยการอ้างอิงจุดที่มีพิกัดพิกัดทางภูมิศาสตร์ที่รู้จัก
ความสูงปกติของจุด GGS ถูกกำหนดในระบบความสูงของบอลติกในปี 1977 จุดเริ่มต้นเริ่มต้นคือศูนย์ของฐาน Kronstadt
แผนที่ความสูงของควอซิ-จีออยด์เหนือพื้นโลกธรรมดาและทรงรีอ้างอิงของคราซอฟสกีในอาณาเขตของสหพันธรัฐรัสเซีย บริการของรัฐบาลกลางมาตรวิทยาและการทำแผนที่ของรัสเซียและบริการภูมิประเทศของกองทัพสหพันธรัฐรัสเซีย
มาตราส่วนของ GTS กำหนดโดย Unified State Standard of Time-Frequency-Length ความยาวของเมตรเป็นไปตามมติของการประชุมสามัญ MAS ว่าด้วยน้ำหนักและการวัด (ตุลาคม 2526) เมื่อระยะทางเดินทางโดยแสงในสุญญากาศใน 1:299,792,458 วินาที
ในการทำงานเกี่ยวกับการพัฒนา GGS จะใช้มาตราส่วนเวลาของอะตอม TA (813) และ UTC (SU) ที่ประสานกันซึ่งกำหนดโดยฐานอ้างอิงที่มีอยู่ของสหพันธรัฐรัสเซียตลอดจนพารามิเตอร์ของการหมุนของโลกและการแก้ไขสำหรับ การเปลี่ยนผ่านสู่มาตราส่วนเวลาระหว่างประเทศ เผยแพร่เป็นระยะโดย State Standard of Russia ในกระดานข่าวพิเศษ บริการสาธารณะเวลาและความถี่ (GSVCH)
ละติจูดและลองจิจูดทางดาราศาสตร์ แอซิมัททางดาราศาสตร์และ geodetic ที่พิจารณาจากการสังเกตดาวฤกษ์ ถูกลดขนาดลงสู่ระบบของแค็ตตาล็อกดาวพื้นฐาน สู่ระบบของขั้วกลาง และระบบของลองจิจูดทางดาราศาสตร์ที่นำมาใช้ในยุคของการปรับ GGS
การสนับสนุนทางมาตรวิทยาของงาน geodetic ดำเนินการตามข้อกำหนดของระบบของรัฐเพื่อให้มั่นใจในความสม่ำเสมอของการวัด
การหดตัวหลังน้ำแข็ง สังเกตได้เด่นชัดใน ละติจูดเหนืออันเป็นผลมาจากยุคน้ำแข็ง อิทธิพลสามารถสูงถึงหลายมิลลิเมตรต่อปี
กระแสน้ำขั้วโลกซึ่งเป็นปฏิกิริยาของเปลือกโลกยืดหยุ่นของโลกต่อการกระจัดของขั้วของการหมุน ด้วยองค์ประกอบการเคลื่อนที่เชิงขั้วที่ระยะ 10 ม. ระยะกระจัดสูงสุดจะอยู่ที่ 10–20 มม.
รูปแบบของการแก้ไขที่ระบุไว้มีอยู่ใน การแก้ไขอื่นๆ จะถูกเพิ่มเข้าไปหากมากกว่า 1 มม. และสามารถคำนวณได้ตามบางรุ่น
ความเร็วของการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกสามารถเข้าถึงได้ถึง 10 ซม./ปี หากบางสถานียังไม่ได้กำหนดความเร็วใน ITRF จากการสังเกต ควรพิจารณาเวกเตอร์ความเร็วเป็นผลรวมของความเร็ว:
, (3.47)
โดยที่ความเร็วแผ่นแนวนอนที่คำนวณจากแบบจำลองการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก NNR NUVEL1A และ epncb.
โอมา.
เป็น]. เครือข่ายพื้นฐานของจุดพื้นฐาน 93 จุด วัดผ่าน GPS ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2532 ต่อมาได้ขยายสถานีสังเกตการณ์ GPS ถาวรเป็น 150 แห่ง สุดท้าย EUREF เป็นระบบเดียวสำหรับทั้งยุโรป ซึ่งสอดคล้องกับระบบ WGS-84 และ ITRF Datum ที่เป็นผลลัพธ์เรียกว่า ETRF-89 (หรือ ETRS89) และสำหรับวัตถุประสงค์หลายประการ ถือได้ว่าเป็นการนำ WGS-84 ไปใช้ในยุโรป หลายประเทศใช้คะแนน EUREF เป็นเครือข่ายระดับ "ศูนย์" ซึ่งพวกเขาขยายเครือข่ายระดับชาติ
อเมริกาใต้ได้ใช้กรอบอ้างอิงที่คล้ายคลึงกัน SIRGAS ( Sistema de Referência Geocêntrico para as Américas) ในออสเตรเลีย - GDA94 (Geocentric Datum of Australia) ในสหรัฐอเมริกาและแคนาดา - NAD83(CORS96)
3.3. ระบบพิกัดอ้างอิง
ระบบกราวด์เหล่านี้สัมพันธ์กับทรงรีอ้างอิงเฉพาะที่ ตามกฎแล้วศูนย์กลางของทรงรีอ้างอิงจะไม่ตรงกับจุดศูนย์กลางมวลของโลกเนื่องจากข้อผิดพลาดในการวางแนว ดังนั้นบางครั้งระบบเหล่านี้จึงเรียกว่า กึ่ง geocentric
ระนาบหลักในระบบอ้างอิงคือระนาบของเส้นศูนย์สูตรของทรงรีอ้างอิง แกน Zชี้ไปตามเส้นปกติถึงเส้นศูนย์สูตรตามแกนรองของทรงรี แกน Xถูกกำกับในระนาบของเส้นแวงเริ่มต้นของระบบจีโอเดติก กล่าวคือ มันผ่านจุด บี=0, หลี่=0. แกน Yเสริมสองแกนก่อนหน้ากับระบบพิกัดด้านขวา (หรือซ้าย) เป็นไปได้ที่จะใช้ขนาดและรูปร่างของทรงรีเดียวกันในระบบพิกัดต่างๆ ที่ต่างกันในการวางแนว (วันที่ geodetic เริ่มต้น)
ในระบบอ้างอิง มักใช้พิกัด geodetic (ทรงกลม) (รูปที่ 3.6): ละติจูด geodetic บี, ลองจิจูด geodetic หลี่และความสูงเหนือทรงรี ชม.
เนื่องจากข้อจำกัดด้านการสังเกตที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้โดยอนุสัญญาของ geodesy ระบบ geodetic สองประเภทที่แตกต่างกันได้ถูกดำเนินการในอดีต:
ระบบ geodetic ที่วางแผนในทวีปสองมิติแก้ไขโดยจุดของเครือข่าย geodetic พร้อมพิกัด , , ตัวอย่างเช่นระบบพิกัด 1942 (CK-42), ระบบอเมริกาเหนือ NAD-27,
ระบบความสูงของทวีปที่เป็นอิสระโดยสมบูรณ์ ซึ่งเป็นฐาน geodetic ทางกายภาพโดยพื้นฐาน เป็นอิสระจากทรงรี และถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของการทำให้เท่าเทียมกันของการสังเกตการปรับระดับ ระบบดังกล่าวรวมถึงระบบความสูงทะเลบอลติกของปี 1942 ที่นำมาใช้ในรัสเซียและ National Geodetic Vertical Datum ปี 1929 (National Geodetic Vertical Datum, NGVD29) ที่นำมาใช้ในสหรัฐอเมริกา ในระบบเหล่านี้ ความสูงของจุดจะสัมพันธ์กับ geoid (quasi-geoid) ระบบความสูงทั่วโลกยังไม่ได้กำหนดและนำมาใช้โดย NAD-27