World Geodetic System 1984

The World Geodetic System 1984 (WGS 84) er en geodetisk referanse-system som en enhetlig basis for posisjonsinformasjon på jorden og i nær-jord plass .

Komponenter

Systemet består av:

• en referanse -ellipsoid , som i sin enkelhet er best tilpasset jordoverflaten, for stedsinformasjon i henhold til geografisk lengdegrad og breddegrad;
• en detaljert modell for jordfiguren som avviker fra denne idealiserte formen, den såkalte geoiden ; den nåværende versjonen er EGM96 ( Earth Gravitational Model 1996 );
• et sett med tredimensjonale koordinater for de tolv grunnstasjonene fordelt over jorden for forankring av modellene ovenfor i jordskorpen .

Referanse ellipsoid

Verdiene for jordens størrelse og utflating samt gravitasjonsfeltet blir kontinuerlig spesifisert. Imidlertid, slik at ellipsoiden danner en stabil referanse, blir de offisielle parameterne bare omdefinert hvert flere tiår. I WGS84 eller GRS 80 er de:

• vesentlig semi-akse a = 6378137 meter,
• Utflating f = 1 / 298,257,223,563 tilsvarer en liten halvakse b = a (1− f ) på ca 6,356,752 meter,
• Geosentrisk gravitasjonskonstant G · M _⊕ = 3,986 004 418 · 10 ¹⁴ m³ / s² (produktet kan bestemmes mer presist enn de enkelte faktorene),
• Rotasjonsfart ${\displaystyle \mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\omega </span></span>}}${\ displaystyle \ omega} = 7,292 115 · 10 ⁻⁵ rad / s.

Parametrene til WGS84 referanse -ellipsoiden tilsvarer omtrent de til GRS 80 referanse -ellipsoiden.

Koordinatsystem

Koordinatsystemet, der referanse -ellipsoiden, geoiden og posisjonen til de grunnleggende stasjonene er definert, er et kartesisk rettssystem (Z peker mot nordpolen, X i retning 0 ° lengdegrad og breddegrad, Y til 90 ° øst). Definisjonen følger kravene til IERS :

• Det er sentrert om jordens tyngdepunkt inkludert massen av atmosfæren .
• Dens lengdeskala er den lokale i rommet som er relativistisk buet av jordens masse.
• Orienteringen av aksene i forhold til jordskorpen (referansestang og referansemeridian) tilsvarte IERS (den gang BIH ) i epoken 1984.0.
• Den tidsmessige utviklingen av dens orientering følger rotasjonen av jordskorpen globalt ( bevegelsen av de kontinentale platene skjer mot hverandre, uten nettrotasjon).

Målingen av posisjonene til de grunnleggende stasjonene i forhold til hverandre og deres forbindelse til International Terrestrial Reference Frame (ITRF) til IERS utføres regelmessig via GPS ; stasjonssett G730 tilsvarer epoke 1994, stasjonssett G873 til epoke 1997. ^[1]

Dette koordinatsystemet tilsvarer EPSG -koden : 4326 ^[2] .

Gravitasjonsmodell

Gravitasjonsmodellen WGS84- EGM96 er gjeldende. Posisjonsavhengigheten til jordens gravitasjonspotensial er beskrevet av sfæriske overflatefunksjoner til de tildelte Legendre -polynomene . Ekspansjonskoeffisientene C _nm og S _{nm for} serieutvidelsen måles opp til grad n og rekkefølge m på 360, totalt mer enn 130 000 koeffisienter.

Kortsiktige effekter , som tidevannseffekter , som forårsaker et høydeforskjell på opptil 50 cm, blir ikke tatt med i betraktningen. Langsiktige endringer, for eksempel forårsaket av kontinentaldriften på noen få centimeter per år, blir notert som korreksjoner til den eksisterende modellen. De tektoniske bevegelsene er opptil 7 cm per år på steder. ^[3]

Bruk av systemet

I 2000 ble 123 koordinatsystemer knyttet til WGS-84 ellipsoiden via et geodetisk datum . Dette forenkler konverteringen av posisjonsinformasjon mellom koordinatsystemene betraktelig. Standarden WGS 84 ble vedtatt for luftfart ved resolusjon av ICAO i 1989. De geografiske informasjonssystemene til forskjellige tilbydere bruker også systemet. ^[4]

I følge WGS 84 kan for eksempel koordinatene som breddegrad og lengdegrad for byen Oestrich-Winkel i grader med 50 ° 0 ′ 30.75 ″ N / 8 ° 1 ′ 11.5 ″ E eller desimal 50.008542 ° / 8, 019861 ° være spesifisert. De desimalverdier for poeng sør for ekvator og vest for prime meridian er så negative, og er omtrent -22,9 ° / -43,2 ° for Rio de Janeiro .

Avvik fra andre geodetiske data

Referansemeridianen til IERS går omtrent 100 meter øst for Royal Observatory Greenwich (ved ekvator er avviket fra Greenwich prime meridian mindre).

Den ubetydelige avviket til den definerte utflatingen fra den til den opprinnelig brukte GRS-80 ellipsoiden ( f ≈ 1 / 298.257 222) tilsvarer 0,1 mm i den mindre halvaksen og ble forårsaket av avrunding av frem og tilbake-konvertering mellom utflating og den tilsvarende koeffisienten for den sfæriske overflatefunksjonen.

For G · M _⊕ ble den mindre presise GRS-80- verdien på 3.986 005 · 10 ¹⁴ m³ / s² brukt i en tidligere versjon av WGS 84. Denne verdien er hardkodet i millioner av GPS-mottakere og brukes derfor fortsatt av GPS-kontrollsegmentet til å tilpasse Kepler-ellipser til satellittposisjonene som er prognostisert med den nyere verdien, hvis parametere overføres til GPS-mottakerne som efemeri .

I epoken 1989.0 var ITRS og ETRS identiske når det gjelder målenøyaktighet. Sistnevnte er imidlertid koblet til den eurasiske platen via grunnleggende stasjoner og beveger seg 2,5 cm per år mot det globale systemet.

litteratur

• Department of Defense: World Geodetic System 1984. Definisjonen og forholdet til lokale geodetiske systemer . USAs regjering, forsvarsdepartementet, Rockville, MD, 1991.

weblenker

• Teknisk rapport, TR 8350.2, 3. utgave; Januar 2000 (PDF; 1,4 MB archive.org) NIMA - National Imagery and Mapping Agency : Department of Defense World Geodetic System 1984

Individuelle bevis

1. ^ NIMA - National Imagery and Mapping Agency, Technical Report, januar 2000, s. 29
2. ↑ WGS 84: EPSG Projection - Spatial Reference. Hentet 8. mai 2019 .  
3. ^ NIMA - National Imagery and Mapping Agency, Technical Report, januar 2000, s. 29: "Gitt sett med globalt distribuerte stasjonskoordinater, representert ved en bestemt epoke, forringes posisjonene sakte når stasjonene kjører langs på de tektoniske platene. Denne bevegelsen har blitt observert til å være så mye som 7 cm / år på noen DoD GPS -sporingsstasjoner. "
4. ↑ Hjelp for ArcGIS Online : "Funksjoner er publisert i koordinatsystemet WGS 1984 Web Mercator (Auxiliary Sphere)."