Wereld Geodetisch Systeem 1984

Van Wikipedia, de gratis encyclopedie
Spring naar navigatie Spring naar zoeken

De World Geodetic System 1984 (WGS 84) een geodetisch referentiestelsel een uniforme basis voor positie-informatie op aarde en in de omgeving aarde space .

Locatie van de 50e breedtegraad volgens het World Geodetic System 1984 (WGS 84) in Oestrich-Winkel in de Rheingau . Volgens de Potsdam-datum die wordt aangenomen voor topografische kaarten in Duitsland, ligt de 50e breedtegraad hier ongeveer 130 meter verder naar het zuiden.

Componenten

Het systeem bestaat uit:

  • een referentie-ellipsoïde , die in zijn eenvoud het best is aangepast aan het aardoppervlak, voor locatie-informatie volgens geografische lengte- en breedtegraad;
  • een gedetailleerd model van de aarde cijfer afwijkt van deze geïdealiseerde vorm, de zogenaamde geoïde ; de huidige versie is de EGM96 ( Earth Gravitational Model 1996 );
  • een set van driedimensionale coördinaten van de twaalf fundamentele stations verdeeld over de aarde voor de verankering van bovenstaande modellen in de aardkorst .

Referentie ellipsoïde

De waarden voor de grootte en afplatting van de aarde en het zwaartekrachtveld worden continu gespecificeerd. Om ervoor te zorgen dat de ellipsoïde een stabiele referentie vormt, worden de officiële parameters slechts om de tientallen jaren opnieuw gedefinieerd. In de WGS84 of GRS 80 zijn dat:

  • grote halve as a = 6.378.137 meter,
  • Afvlakking f = 1 / 298.257.223.563 overeenkomend met een kleine halve as b = a (1− f ) van ongeveer 6.356.752 meter,
  • Geocentrische zwaartekrachtconstante G · M = 3.986 004 418 · 10 14 m³ / s² (het product kan nauwkeuriger worden bepaald dan de individuele factoren),
  • Rotatiesnelheid = 7.292 115 · 10 −5 rad/s.

De parameters van de WGS84-referentie-ellipsoïde komen ongeveer overeen met die van de GRS 80- referentie-ellipsoïde.

Coördinatie systeem

Het coördinatensysteem, waarin de referentie-ellipsoïde, de geoïde en de positie van de fundamentele stations zijn gedefinieerd, is een cartesiaans rechtssysteem (Z wijst naar de noordpool, X in de richting van 0 ° lengte- en breedtegraad, Y tot 90 ° oosten). De definitie ervan volgt de vereisten van de IERS :

  • Het is gecentreerd op het zwaartepunt van de aarde inclusief de massa van de atmosfeer .
  • De lengteschaal is de lokale in de ruimte die relativistisch gekromd is door de massa van de aarde.
  • De oriëntatie van zijn assen ten opzichte van de aardkorst (referentiepool en referentiemeridiaan) kwam overeen met die van de IERS (destijdsBIH ) in tijdperk 1984.0.
  • De temporele ontwikkeling van zijn oriëntatie volgt de rotatie van de aardkorst wereldwijd (de beweging van de continentale platen vindt tegen elkaar plaats, zonder netto rotatie).

De meting van de posities van de fundamentele stations ten opzichte van elkaar en hun verbinding met het International Terrestrial Reference Frame (ITRF) van de IERS gebeurt regelmatig via GPS ; zenderset G730 komt overeen met tijdperk 1994, zenderset G873 met tijdperk 1997. [1]

Dit coördinatensysteem komt overeen met de EPSG-code : 4326 [2] .

Zwaartekrachtmodel

Het zwaartekrachtmodel WGS84- EGM96 is momenteel geldig. De positieafhankelijkheid van het zwaartekrachtpotentieel van de aarde wordt beschreven door sferische oppervlaktefuncties van de toegewezen Legendre-polynomen . De uitzettingscoëfficiënten C nm en S nm van de serie-uitzetting worden gemeten tot graad n en orde m van 360, in totaal meer dan 130.000 coëfficiënten.

Kortetermijneffecten, zoals getijeffecten , die een hoogteverschuiving tot 50 cm veroorzaken, worden niet in aanmerking genomen. Veranderingen op lange termijn, bijvoorbeeld veroorzaakt door de continentale drift van enkele centimeters per jaar, worden genoteerd als correcties op het bestaande model. De tektonische bewegingen zijn op sommige plaatsen tot 7 cm per jaar. [3]

Gebruik van het systeem

In 2000 werden 123 coördinatensystemen via een geodetisch gegeven gekoppeld aan de WGS-84 ellipsoïde. Dit vereenvoudigt de conversie van positie-informatie tussen de coördinatensystemen aanzienlijk. De standaard WGS 84 werd in 1989 bij een resolutie van de ICAO voor de luchtvaart aangenomen. Ook de geografische informatiesystemen van verschillende aanbieders maken gebruik van het systeem. [4]

Volgens WGS 84 kunnen bijvoorbeeld de coördinaten als breedte- en lengtegraad voor de stad Oestrich-Winkel in graden met 50 ° 0 ′ 30,75 ″ N / 8 ° 1 ′ 11,5 ″ E of decimaal 50,008542 ° / 8 , 019861 ° zijn gespecificeerd. De decimale waarden voor punten ten zuiden van de evenaar en ten westen van de nulmeridiaan zijn dan negatief en zijn ongeveer -22,9 ° / -43,2 ° voor Rio de Janeiro .

Afwijkingen van andere geodetische gegevens

De referentiemeridiaan van de IERS loopt ongeveer 100 meter ten oosten van de Royal Observatory Greenwich (op de evenaar is de afwijking van de nulmeridiaan van Greenwich kleiner).

De verwaarloosbare afwijking van de gedefinieerde afvlakking van die van de oorspronkelijk gebruikte GRS-80 ellipsoïde ( f ≈ 1 / 298.257 222) komt overeen met 0,1 mm in de kleine halve as en werd veroorzaakt door het afronden van de heen en weer conversie tussen afvlakking en de overeenkomstige coëfficiënt van de bolvormige oppervlaktefunctie.

Voor G · M werd in een eerdere versie van WGS 84 de minder nauwkeurige GRS-80- waarde van 3.986 005 · 10 14 m³/s² gebruikt. Deze waarde is hard gecodeerd in miljoenen GPS-ontvangers en wordt daarom nog steeds gebruikt door het GPS-besturingssegment om Kepler-ellipsen aan te passen aan de voorspelde satellietposities met de nieuwere waarde, waarvan de parameters als efemeriden naar de GPS-ontvangers worden verzonden.

In tijdperk 1989.0 waren de ITRS en de ETRS identiek in termen van meetnauwkeurigheid. Deze laatste is echter via fundamentele stations verbonden met de Euraziatische plaat en beweegt 2,5 cm per jaar tegen het mondiale systeem.

literatuur

  • Ministerie van Defensie: World Geodetic System 1984. De definitie en relaties met lokale geodetische systemen . Amerikaanse regering, Ministerie van Defensie, Rockville, MD, 1991.

web links

Individueel bewijs

  1. ^ NIMA - National Imagery and Mapping Agency, technisch rapport, januari 2000, blz. 29
  2. WGS 84: EPSG-projectie - Ruimtelijke referentie. Ontvangen op 8 mei 2019 .
  3. NIMA - National Imagery and Mapping Agency, Technical Report, januari 2000, blz. 29: "Gezien sets van wereldwijd verspreide stationcoördinaten, weergegeven in een bepaald tijdperk, nemen hun posities langzaam af naarmate de stations voortbewegen op de tektonische platen. Bij sommige DoD GPS-trackingstations is deze beweging waargenomen tot wel 7 cm / jaar."
  4. Help voor ArcGIS Online : "Functies zijn gepubliceerd in het coördinatensysteem WGS 1984 Web Mercator (Auxiliary Sphere)."