سیستم مختصات جغرافیایی عنوان پستی است که قرار است با شما به اشتراک بگذاریم. امیدواریم که این پست جذاب مورد پسند شما قرار بگیرد.این پست توسط ونوس نصیرفام تهیه و تقدیم می گردد.
مقدمه
متخصصان فضایی درحال رسیدگی به طیف گسترده ای از اطلاعات موقعیت یابی مورد نیاز به دست آمده از منابع مختلف از جمله نقشه برداری زمینی، مشاهدات سیستم ماهواره ای ناوبری جهانی (GNSS) و خدمات پردازش آنلاین GNSS هستند.
این موقعیت ها به انبوهی از داده های محلی، ملی و جهانی اشاره دارد. امروزه درک واضح سیستم های مختصات مختلف و داده های مورد استفاده و بنابراین تغییرات مناسب بین اینها برای اطمینان از دقیق بودن ودر نظر گرفتن چارچوب تغییرات مرجع به منظور تولید نتایج موقعیت یابی با کیفیت بالا ضروری است.
تفاوت بین دکارتی، منحنی و مختصات طرح ریزی توضیح داده شده و راه حل های عملی برای مختصات مورد نیاز تغییر و تبدیل ارائه شده است. رویه محاسباتی برای تبدیل بین ارتفاعات ارتومتریک و بیضی در غیاب موج‌های زمینی که به یک بیضی منطقه‌ای ارجاع داده شده است، تشریح شده است.
معرفی
استفاده روزافزون از فناوری سیستم ماهواره ای ناوبری جهانی(GNSS) ، خدمات پردازش آنلاین GNSSو ابزارهای تجزیه و تحلیل سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) به متخصصان فضایی که با طیف گسترده ای از موقعیت یابی اطلاعات به دست آمده از منابع داده های مختلف و ارجاع به داده های مختصات مختلف آشنا باشند نیاز دارد. اغلب، چندین مجموعه داده باید برای وظایف تحلیل فضایی، به عنوان مثال به منظور بررسی تغییرات محیطی، مدیریت امنیت ملی و کمک به مدیریت خطر و اورژانس یکپارچه شوند.تبدیل مختصات با کیفیت بالای تبدیل شده در عمل برای اطمینان از اثرات مبنا دینامیکی ناشی از حرکت صفحه تکتونیکی ضروری و سایر پدیده های ژئوفیزیکی به طور مناسب در نظر گرفته شده و بلندی دقت و/یا دقت مشاهدات در طول فرآیند تبدیل ازبین نمی رود. تغییرو تبدیل سیستم مختصات شامل تغییر داده نمی شود، به عنوان مثال تبدیل بین مختصات دکارتی و منحنی مربوط به همان داده را توصیف می کند. در حالی که یک تبدیل قابل تفسیر به عنوان یک محاسبه مستقیم (یعنی یک رابطه یک به یک که امکان گرد کردن خطاها را فراهم می کند)، تبدیل بهترین برآورد است. در عمل، اغلب باید از هر دو موقعیت های داده در یک سیستم مختصات خاص در داده ۱ مورد نیاز به موقعیت های داده در یک سیستم مختصات متفاوت در داده۲منتقل شود استفاده کرد.
شکل زمین
شکل زمین با میدان گرانش آن مشخص می شود و نه توپوگرافی. جاذبه میدان با سطوح هم پتانسیل، یعنی سطوح با پتانسیل ثابت که همیشه عمود بر جهت گرانش هستند مشخص می شود. بنابراین شکل واقعی زمین به عنوان ژئوئید شناخته می شود، که به عنوان یک سطح هم پتانسیل خاص که بهترین تقریب در میانگین سطح دریا(MSL) را دارد، درسطح جهانی تعریف می شود.
لازم به ذکر است کهMSL با سطح تفاوت هم پتانسیل تا حدود یک متر به دلیل اثراتی مانند فشاراتمسفر،دما، بادها و جریان های غالب و تغییرات شوری دارد. ژئوئید از نظر محاسباتی بسیارپیچیده است، زیرا تغییرات چگالی در داخل زمین باعث می شود که سطح زمین بسیار نامنظم سطح باشد.
بنابراین لازم است که ژئوئید را با سطحی که به طور کارآمدی می تواند باشد، به صورت ریاضی تقریب کنیم. برای کاربردهای نقشه برداری درمقیاس کوچک، یک کره کافی است اما به طور کلی یک بیضی از چرخش (گاهی اوقات کروی نیز نامیده می شود) برای در نظر گرفتن مسطح شدن قطب ها ناشی از چرخش زمین اتخاذ می شود.در طول سال‌ها، بیضوی‌های زیادی با اشکال و اندازه‌های مختلف به منظور تقریب ژئوئید، چه به صورت محلی و چه در سطح جهانی، تعریف شده‌اند.
ژئودتیک سیستم مرجع۱۹۸۰ (GRS80) و سیستم ژئودتیک جهانی ۱۹۸۴ بیضوی (WGS84) هر دو مدل جهانی زمین هستند. مورد اول به طور گسترده به عنوان استاندارد بین المللی پذیرفته شده است ، در حالی که نام بعدی بیضی مرجع است که توسط سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) استفاده می شود. این بیضی‌ها زمین‌مرکز هستند، یعنی منشأ آنها با مرکز جرم زمین (از جمله اقیانوس‌ها و جو زمین) منطبق که مرکز جغرافیایی است. قبل از ظهور تکنیک های ژئودتیک فضایی مانند GPS، امکان تحقق سیستم های مختصات زمین مرکزی در عمل وجود نداشت.ANS غیر زمین مرکزی است و تقریباً یک افست ۲۰۰ متر با مرکز جغرافیایی را نشان می دهد. بیضی‌های GRS80 و WGS84 تنها تفاوت بسیار کمی در مسطح شدن از خود نشان می‌دهند. پارامتر، بر مختصات ۳ بعدی در سطح زیر میلی متری تأثیر می گذارد و بنابراین می تواند برای اکثر اهداف عملی یکسان فرض شود.
دستگاه های مختصات
سیستم مختصات روشی برای تعیین مکان یک ویژگی در فضا است. روی بیضی، موقعیت ها یا در مختصات دکارتی(X، Z، Y) و یا به صورت منحنی مختصات(φ، λ، h) یعنی عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی و ارتفاع بیضی شکل بیان می شوند. در یک سیستم مختصات دکارتی مستطیل شکل، محور Zمنطبق با موقعیت میانگین محور چرخش زمین است. محور Xازتقاطع نصف النهار گرینویچ و استوا عبور می کند، و محور Yیک دست راست سیستم مختصات با عبور از تقاطع نصف النهار۹۰ درجه شرقی و استوا را کامل می کند. با توجه به مختصات منحنی، عرض جغرافیایی به عنوان زاویه در صفحه نصف النهار بین صفحه استوایی و بیضی نرمال از نقطهP تعریف می شود.
طول جغرافیایی در صفحه استوایی به عنوان زاویه بین نصف النهار گرینویچ (محور X) و نصف النهار از نقطه P، در حالی که ارتفاع بیضی شکل از سطح بیضی در امتداد نرمال بیضی اندازه گیری می شود. مهم است توجه داشته باشید که یک نقطه زمین منفرد بسته به اینکه سیستم مختصات به کدام بیضی اشاره دارد می تواند مختصات ژئودتیکی متفاوتی داشته باشد.
داده های مختصات
ازآنجایی که سیستم های مختصات مرجع انتزاعات ایده آلی هستند، فقط می توان به آنها از طریق تحقق فیزیکی که چارچوب ها یا داده های مرجع نامیده می شوند دسترسی داشت. به طور مؤثر مبدأ و جهت گیری سیستم مختصات را در یک لحظه خاص در زمان (دوران)، به طور کلی با اتخاذ مجموعه ای از مختصات ایستگاه مشخص می کند. در طول زمان، تکنیک های مختلف با سطوح مختلف پیچیدگی برای تعریف شکل سطح زمین استفاده شده است ، که منجر به پذیرش بسیاری از داده های مختلف می شود.
ITRF
چارچوب مرجع بین‌المللی زمینی (ITRF) دقیق‌ترین چارچوب زمینی است. داده زمین ثابت در حال حاضر در دسترس است و برای اولین بار در ۱۹۸۸ معرفی شد. مشاهدات با استفاده از GPS، تداخل سنجی خط پایه بسیار طولانی (VLBI)، فاصله لیزری ماهواره ای (SLR)، محدوده لیزری ماه (LLR) و مدار شناسی داپلر و موقعیت یابی رادیویی یکپارچه شده توسط ماهواره (DORIS) انجام شد. این مختصات بر اساس GRS80، یک بیضی ژئوسنتریک برای تقریب شکل ژئوئید در مقیاس جهانی طراحی شده است. ITRF یک داده پویا است و با توجه به تغییرات زمانی آن مختصات شبکه و سرعت آنها به دلیل اثرات حرکت پوسته، جهت گیری زمین، حرکت قطبی و سایر پدیده های ژئوفیزیکی مانند زلزله و فعالیت های آتشفشانی تغییر می کند. این به طور منظم به روز رسانی می شود تا به دینامیک زمین و در حال حاضر به اندازه کافی تصفیه شده توجه شود و اطمینان حاصل شود که تغییر متوالی بین نسخه های ITRF به ترتیب ۱-۲ سانتی متر است. مختصات ارائه شده در هر یک از تحقیق ITRF به یک دوره خاص ارجاع داده می شوند تا امکان بررسی مناسب حرکت صفحه تکتونیکی را فراهم کنند. خدمات پردازش آنلاین GNSS به طور کلی نتایج موقعیت یابی را در جدیدترین ITRF و اغلب همچنین یک داده ملی ارائه می دهد.
WGS84
سیستم ژئودتیک جهانی ۱۹۸۴ (WGS84) برای ایالات متحده ایجاد شد. سازمان دفاع نقشه برداری (DMA) که بعدها NIMA (سازمان ملی تصویربرداری و نقشه برداری) نام گرفت. و در حال حاضر NGA (سازمان اطلاعات جغرافیایی- ملی) نامیده می شود و نامی که داده های توسط GPS NIMA،۲۰۰۴ مورد استفاده قرارگرفت. این بر اساس بیضی WGS84 است که می تواند به طور کلی با GRS80 یکسان فرض می شود.
داده WGS84 در اول سال ۱۹۸۷ بر اساس مشاهدات داپلر معرفی شد و از آن زمان تاکنون چندین اصلاح شده است به منظور جلوگیری از تخریب پخش GPS، باید با ITRF زودگذر ناشی از تکتونیک صفحه هماهنگ شود. اولین اصلاح در سال ۱۹۹۴ جهت همراستایی WGS84 با ITRF91 و شامل مجموعه ای اصلاح شده از مختصات ایستگاه برای ردیابی شبکه ، به طور کامل بر اساس مشاهدات GPS است.
GDA94
(GDA94)، یک داده ثابت که توسط کمیته نیمه دولتی در عمران و نقشه برداری (ICSM) حرکت تکتونیکی را در نظر نمی گیرد. GDA94 در ۱ ژانویه ۲۰۰۰ جایگزینی برایAGD معرفی شد و براساس بیضوی GRS80 است، بنابراین آن را با GPS سازگار می کند.GDA94 در ITRF92 در دوره ۱۹۹۴٫۰ تعریف شده است (AFN) شبکه اعتباری که مختصات آنها دقت مطلق حدود۲ سانتی متر با اطمینان ۹۵ درصد برآورد شد و از آن زمان به لحاظ ژئودزی “یخ زده” به منظور جلوگیری از تغییر مقادیر مختصات شده است. این تعریف توسط رانش نسبتاً یکنواخت قاره استرالیا در حدود ۷ سانتی متر به سمت شمال شرقی در سال است. با این حال، حرکت صفحه تکتونیکی باعث تفاوت بین مختصات ITRF/WGS84 مطلق می شود و مختصات GDA94به مرور زمان افزایش می یابد. برای اکثر کاربردهای عملی نیاز به دقت تنها یک متر، قبلاً فرض شده بود که مختصات مطلق ITRF/WGS84 می توان همان GDA94 در نظر گرفت.
AGD66/84
AGD بر اساس ANS، یک غیر زمین مرکزی مختصات AGD به طور مستقیم با موقعیت های مشتق شده از GPS سازگار نیست. ANS جهت گیری با تراز کردن محور فرعی آن به موازات موقعیت محور چرخش متوسط زمین در آغاز سال ۱۹۶۲، و طول جغرافیایی صفر به عنوان ۱۴۹ درجه ۱۸٫۸۵۵ اینچ غرب کوه تعریف شد. رصدخانه استروملو، یعنی در گرینویچ بود. AGD66 با تثبیت مختصات ایستگاه ژئودتیک جانستون، واقع در قلمرو شمالی بود. تفاوت بین AGD66 و مختصات AGD84 یک نقطه می تواند به چندین متر برسد، در حالی که موقعیت ها GDA94 در حدود ۲۰۰ متر شمال شرقی به نظر می رسد از موارد ارجاع شده به AGD به دلیل تغییر مبدا بین بیضی های مربوطه باشد.
AHD71/83
در مورد مختصات عمودی، اکثر کشورها از تقریبی سیستم ارتفاعی ارتومتریک ارجاع به ژئوئید استفاده می کنند. مبنا عمودی یک مرجع برای مقایسه ارتفاع و برای طیف وسیعی از کاربردها مانند دشت سیلابی مدیریت، مدیریت ناوبری آبراهه، جاده و زهکشی طراحی، مدیریت کشاورزی و نقشه برداری به طور کلی تعریف می کند ضروری است. با این حال، به دلیل اثرات دینامیکی اقیانوس (به عنوان مثال باد، جریان، فشار اتمسفر، دما و شوری)، دوره مشاهدات جزر و مد فقط در یک دوره ۲-۳ ساله و حذف گرانش مشاهده شده،MSL با ژئوئید در این مکان های جزر و مد منطبق نبود. معرفی اعوجاج قابل توجهی تا ۱٫۵ متر در AHD، که باعث AHD71 اساساً داده مرتبه سوم شود.
مختصات تصویری
در عمل، اغلب لازم است که موقعیت ها روی یک سطح صاف به شکل شبکه مختصات، یعنی در یک سیستم مختصات دکارتی دو بعدی مانند شرق و شمال بیان شود.
نقشه تصویری
نقشه پیش بینی ها برای نمایش یک سطح ۳ بعدی فضایی (به عنوان مثال زمین) در یک صفحه، ۲ بعدی استفاده می شود. سطح (به عنوان مثال یک نقشه کاغذی) با توجه به مجموعه ای از قوانین ریاضی، که منجر به یک سیستم منظم از نصف النهارها و موازی ها می شود. بنابراین برای پرتاب کردن زمین کروی یا بیضی شکل روی یک زمین قابل توسعه ضروری است سطحی که می تواند بریده و مسطح شود، یعنی یک صفحه، سیلندر یا مخروط، در نتیجه منجربه یک برآمدگی ازیموتال، استوانه ای یامخروطی به ترتیب است.
این سطح برآمده عموماً مماس یا متقاطع با زمین قراردارد و محور آن منطبق با محور زمین (جهت قطبی یا عادی)، در زوایای قائم به محور زمین (استوایی یا جنبه عرضی) یا در یک زاویه دلخواه (جنبه مایل) یکی است.
به عنوان مثال، در یک مماس برآمدگی ازیموتال، صفحه در یکی از قطب ها بر زمین مماس خواهد بود، به ترتیب در نقطه ای از استوا یا در هر نقطه مرکزی منطقه ای که قرار است نقشه برداری شود.سطح برآمدگی در طول یک موازی عرض جغرافیایی، در امتداد یک نصف النهار و در به ترتیب نقطه مماس با زمین است. پارامترهای پیش بینی مورد نیاز برای تبدیل مختصات منحنی به مختصات شبکه به صورت هندسی یا از نظر ریاضی است. باید واضح باشد که تبدیل یک سطح سه بعدی به یک سطح دو بعدی بدون هیچ گونه اعوجاج غیرممکن خواهد بود. بسیاری از پیش بینی ها به منظور برآوردن خصوصیات ویژگی نقشه کشی، به عنوان مثال حفظ شکل به صورت محلی (منطبق طرح ریزی)، مقیاس (پیش بینی با فاصله مساوی) یا مساحت (برآمدگی با مساحت مساوی) توسعه داده شده است. بنابراین می توان برخی از اعوجاجات رابه هزینه دیگران یا به حداقل رساندن همه نوع از اعوجاج از بین برد. با این حال، مقداری اعوجاج همیشه باقی خواهد ماند. بنابراین نوع طرح ریزی انتخاب شده بسته به وسعت، مقیاس و هدف مورد نظر نقشه است. به منظور بررسی توزیع جهانی یا منطقه ای مناطق کشت گندم، نقشه مساحت مساوی به طور پیوسته مورد نیاز است.نشان دهنده اندازه هرمنطقه درحالی که قابل توجه می باشد ممکن است اعوجاج در شکل و موقعیت این نواحی قابل تحمل باشد.
UTM تصویری
در نقشه‌های هم‌شکل، نصف النهارها موازی در زوایای قائم با هم قطع می‌شوند و مقیاس آنها است. نقطه روی نقشه در هر جهت یکسان است، اگرچه از نقطه ای به نقطه دیگر نقطه متفاوت خواهد بود. بنابراین نقشه‌های منسجم امکان تحلیل، کنترل یا ثبت حرکت و روابط زاویه ای دارد. از این رو آنها برای تولید نمودارهای ناوبری، نمودارهای هواشناسی و نقشه های توپوگرافی ضروری هستند. نمونه ای از طرح ریزی منسجم طرح ریزی عرضی مرکاتور، که به طور گسترده درسراسر جهان به عنوان پایه برای مختصات شبکه استفاده می شود و بنابراین در اینجا با جزئیات بیشتری بررسی می شود. این فرافکنی از نظر ریاضی مشتق شده و از استوانه ای استفاده می کند که مماس بر یک نصف النهار ، به نام نصف النهار مرکزی(CM) انتخاب شده است. بنابراین مقیاس درست (یعنی یکپارچگی) در امتداد نصف النهار مرکزی اما با افزایش فاصله از آن و در نتیجه باعث ایجاد یک افزایش اعوجاج در مقیاس افزایش می یابد. برجستگی عرضی مرکاتور مناسب برای مناطقی که دارای گستره شمالی-جنوبی بزرگ اما وسعت کوچک شرقی-غربی هستند. با این حال، با تقسیم منطقه ای که باید به مناطق طولی با وسعت محدود نقشه برداری شود، با ادغام نقشه های صفحه حاصل، کل جهان را می توان با حداقل اعوجاج نقشه برداری کرد.تصویر جهانی عرضی مرکاتور (UTM) از عرض ناحیه ۶ درجه استفاده می کند و تضمین می کند که مقیاس بسیار زیاد است. نزدیک به تجانس درکل منطقه با تعریف مرکزی ضریب مقیاس ۰٫۹۹۹۶ برای CM که منجر به مقیاس ۱٫۰۰۱۰ در مرز منطقه می شود. ۳ درجه دورتر از CM قرار دارد. طرح UTM جهان را به ۶۰ مناطق تقسیم می کند ، منطقه ۱ دارای CM در طول جغرافیایی ۱۷۷ درجه غربی، در حالی که وسعت عرضی هر منطقه ۸۰ درجه جنوبی تا ۸۴ درجه شمالی است،که با ۲۰ نوار نشان داده شده از C تا X با علامت حذف I و O به دلایل واضح نشان داده شده است. همه نوارهای عرض جغرافیایی ۸ درجه عرض دارند، به جز شمالی ترین (X) که ۱۲ درجه عرض دارد تا گرینلند به طور کامل نقشه برداری شود. افزایش اعوجاج در مقیاس مشهود در عرض های جغرافیایی بالا توسط شمال-جنوب ایجاد می شود خطوط شبکه در قطب‌ها همگرا نمی‌شوند، یعنی قطب‌ها به‌عنوان خطوط به‌جای نقطه نمایش داده می‌شوند. گیرنده های GPS به طور معمول به کاربر این امکان را می دهند که موقعیت ها را در یک انتخاب شده نمایش دهد سیستم مختصات، مبنا و/یا طرح ریزی، در حالی که داده های جدید می توانند باشند تعریف شده است.
مختصات شبکه
در هر منطقه UTM، مختصات شبکه پیش بینی شده است. شرق و شمال، در ابتدا به مبدأ تعریف شده توسط تقاطع CM و استوا ارجاع داده شد که منفی شد. شرق مختصات غربی CM و مختصات شمال در نیمکره جنوبی منفی هستند. به منظور اطمینان از مقادیر مختصات مثبت در کل منطقه، سیستم UTM مختصات نادرست را با افزودن ۵۰۰۰۰۰ متر به مقدار واقعی به مبدأ اعمال می کند. شرق و در نیمکره جنوبی ۱۰,۰۰۰,۰۰۰ متر تا واقعی شمالی شدن هستند. لازم به ذکر است که از تغییرات کنوانسیون جهانی UTM در نقشه برداری ملی داده ها متعدد ، اعمال پهنای زون های مختلف، مختصات کاذب و عوامل مقیاس مرکزی استفاده می شود.
دگرگونی داده
مختصات یک نقطه بسته به اینکه این مختصات به کدام داده اشاره دارد متفاوت خواهد بود. چندین تبدیل مختصات وجود دارد و دقت آنها به روش انتخاب شده و همچنین تعداد، توزیع و دقت نقاط مشترک مورد استفاده برای تعیین پارامترهای تبدیل بستگی دارد. به طور کلی توصیه می شود بیشترین استفاده از روش دقیق در دسترس داشته باشید، اگرچه مشخص شده که گزینه های دقیق کمتر ممکن است و برای کاربردهای خاص کافی است.
تبدیل شبکه
دقیق ترین روش، رویکرد مبتنی بر شبکه است که تحول پارامترها و به ویژه از مزایای این تکنیک، تبدیل دقت (با دقت تبدیل شده مختصات) روی یک شبکه با فاصله منظم اشتباه نشود را به کاربران ارائه می دهد.اجزای تبدیل هر نقطه در داخل شبکه به طور کلی بر اساس درونیابی دو خطی با استفاده از شناخته شده اجزای چهار گره شبکه اطراف تعیین می شود. با استفاده از شبکه هایی که با استفاده از روش حداقل مربعات اشتراک گذاری، که اجازه تا سهم اعوجاج در نقاط داده اطراف وزن شود با توجه به فاصله آنها از نقطه درونیابی ایجاد شده اند. مزیت این شبکه ها این است که یک مدل تبدیل پیچیده با دقت بالا را می توان به شیوه ای نسبتاً معمولی پیاده سازی کرد.
اگر الگوی اعوجاج در یک منطقه منظم باشد، دگرگونی دقت را می توان به دست آورد، در حالی که یک الگوی اعوجاج نامنظم باعث می شود دقت تبدیل به بدتر شدن زیاد است.به طور کلی، دقت تبدیل از شبکه های AGD66/84-GDA94 بهتر از ۰٫۱ ± متر است، اگرچه در برخی موارد به ۰٫۵ ± متر یا بیشتر افزایش می یابد.
دگرگونی های با دقت پایین تر
روش‌های با دقت پایین‌تر، مانند فرمول‌های مولودنسکی و مولودنسکی مختصر یا یک جابجایی ساده بلوک، دقت تبدیل را در سطح ۵-۱۰ متر فراهم کنند.
تغییر شکل ارتفاعات
موقعیت های بدست آمده توسط GNSS مانند GPS، Glonass یا Galileo شامل ارتفاعات به یک بیضی مرجع اشاره شده است. این ارتفاعات صرفاً بر اساس هندسه بیضوی است و بنابراین معنای فیزیکی ندارند. با این حال، در عمل، ارتفاع به طور کلی که به درستی جریان آب را منعکس کند، به عنوان مثال: برای طراحی زهکشی و خط لوله مورد نیاز است. بنابراین، ارتفاع داده های ملی مانند AHD بر اساس ارتفاعات ارتومتریک ارجاع به ژئوئید یا تقریبی از آن است.
موج ژئویدی
ارتفاعات بیضوی (h) را می توان با اعمال ارتفاع به ارتفاعات ارتومتریک (H) تبدیل کرد موج دار شدن زمین (N) که به عنوان جداسازی زمین-بیضی، ارتفاع زمین یا مقدارN نیز شناخته می شود.
زاویه بین جهت بردار جاذبه و نرمال بیضی در یک نقطه سطحی به عنوان انحراف عمودی شناخته می شود. از آنجا که این زاویه تنها چند ثانیه قوس است، تأثیر آن بر معادله به طور کلی می تواند در عمل نادیده گرفته شود. ضروری است که مقدار N به بیضی مرجع صحیح اشاره داشته باشد، یعنی به منظور تبدیل ارتفاع بیضوی در GDA94 به یک ارتفاع AHD، مقدار N نسبت به بیضوی GRS80 باید شناخته شود.موج‌های ژئوئیدی را نسبت به بیضوی GRS80 در ابعاد ۲ در ۲ ارائه می شوند. شبکه (تقریباً ۳٫۶ کیلومتر در ۳٫۶ کیلومتر) که می توان از آن به همراه ارتفاع نیز استفاده کرد. بیضی WGS84 اشاره شده عملاً هر دو بیضوی یکسان هستند. با استفاده از یک ساده درون یابی، مقادیر Nرا می توان برای هر مکانی به دست آورد. در زمینه GIS، این تبدیل قبل از وارد کردن داده ها باید انجام شود. GISاگر بخواهد از موقعیت های مشتق شده از GPS یک مدل ارتفاعی دیجیتال (DEM) ایجاد کند که معنای فیزیکی دارد و بنابراین باید بر اساس ارتفاعات ارتومتریک باشد. بنابراین در عمل، اطلاعات موجی زمینی دو نقش حیاتی ایفا می کند.
از یک طرف، مقادیر Nبرای تبدیل اطلاعات کنترل ژئودتیکی غیر GPSمورد نیاز است (یعنی ارتفاعات ارتومتریک) به یک سیستم مرجع معادل ریاضی که نتایج GPS (یعنی ارتفاعات بیضی شکل) اشاره دارد.از طرف دیگر، برای به دست آوردن مقدارN ارتفاعات ارتومتریک نیاز داریم (یعنی معنای فیزیکی) از GPS ارتفاعات بیضوی شکل (یعنی معنای هندسی) که به آن تسطیح GPS یا ارتفاع GPS مشتق شده است.
تعیین ژئویید
اگر مقادیرN برای یک بیضوی خاص در دسترس نباشد یا به اندازه کافی دقیق نباشد، چندین گزینه برای محاسبه موج‌های زمین به منظور تعیین یک مدل ژئوئید محلی برای یک منطقه وجود دارد.
۱) روش آستروژئودزی:
پروفیل مقادیرN با مقایسه موقعیت های تعیین شده به صورت ژئودتیکی (به بیضی محلی، به عنوان مثالANS اشاره می شود) و از نظر نجومی (به زمین شناسی اشاره می شود) از طریق محاسبه انحراف قائم در هر نقطه محاسبه می شود. دقت نسبی چند متری قابل دستیابی است اما این روش دشوار و پرهزینه است، بنابراین دیگر در عمل استفاده نمی شود.
۲) مدل های پتانسیل جغرافیایی:
این مدل ها از ترکیب ماهواره و داده های زمینی، با استفاده از بسط سری هارمونیک کروی درجه بالا برای ارزیابی N مقادیر نسبت به یک بیضی محور جغرافیایی به دست می آید. دقت قابل دستیابی به طور کلی m (مطلق) و~ ۵ ppm (نسبی) است. استفاده از این روش بسیار راحت است و بنابراین اغلب در نرم افزار GNSS گنجانده شده است.
۳) روش هندسی:
یک نمایش محلی ازژئوئید با توجه به نقاطی که هم ارتفاع همسطح (ارتومتریک) و هم ارتفاع بیضی دارند به دست می آید. سپس مقادیر N در نقاط دیگر به صورت خطی درون یابی می شوند. در دقت قابل دستیابی بسیار به تعداد و کیفیت آنها بستگی دارد نقاط مشترک و صاف بودن ژئوئید، اما روش بسیار آسان است اجرا شود و بنابراین معمولاً در عمل اعمال می شود.
۴) روش وزن سنجی:
این روش از انتگرال استوکس استفاده می کند و به گرانش زمینی داده ها در مجاورت نقاطی که قرار است ژئوئید در آنها شدید ارزیابی شود محدودیت در برخی از نقاط جهان نیاز دارد. در جایی که پوشش داده های گرانشی خوب در دسترس باشد، می توان به دقت نسبی چند سانتی متری دست یافت که این امر را به طور بالقوه روش ژئوئید دقیق ترین تعیین می کند. با این حال، استفاده از آن ناخوشایند است زیرا باید از قبل محاسبه شود.
تبدیل مبنا با استفاده از موج های زمینی
متخصصان فضایی همچنان وظیفه تبدیل مختصات از مختصات شبکه پیش بینی شده، بر اساس یک بیضی منطقه ای، و مرتبط با گرانش ارتفاعات (یعنی E، N، H در AMG66/84) تا مختصات منحنی بر اساس یک زمین مرکزی بیضی (به عنوان مثال φ، λ، h در GDA94) به منظور ترکیب بررسی های زمینی قدیمی تر کنترل اطلاعات با مشاهدات اخیر GPS روبرو هستند. با این حال، ممکن است به مقادیر N مورد نیاز که به داده منطقه ایAUSGeoid98اشاره دارد،دسترسی نداشته باشیم.به آسانی در دسترس بوده و فقط موج‌های ژئوئیدی مربوط به ژئومرکزی بیضی GRS80 یعنی NGRS80را تأمین می‌کند.با استفاده از این مشکل می توان بر این مشکل این واقعیت که تفاوت ارتفاع معادل بیضوی در تغییر است موج دار شدن زمین بین (نادیده گرفتن چرخش ها و تغییر مقیاس) غلبه کرد.
خلاصه
این مقاله خلاصه ای از نظریه و ابزارهای مورد نیاز برای فضایی حرفه ای برای رسیدگی به تحولات بین سیستم های مختصات مختلف و داده ها استفاده می شود ارائه کرده است.
تفاوت بین دکارتی، منحنی و مختصات طرح ریزی با اشاره به داده های مختلف ژئودزی مورد بررسی قرار گرفته و عملی شده است وراه حل هایی برای تبدیل مختصات مورد نیاز و تبدیل شده است مشخص شده است.تبدیل پارامترهای جهت استفاده دراین زمینه به منظور ارائه این اطلاعات در یک مکان و به صورت منسجم گردآوری شده، به این ترتیب، خواننده را علاقه مند جهت بررسی عمیق تر به ادبیات مناسب ارجاع می دهد. روش محاسباتی برای تبدیل بین ارتفاعات ارتومتریک و بیضوی در غیاب موج‌های ژئوئیدی اشاره شده بیضوی منطقه ای ارائه شده است.
بدون دیدگاه