Tọa độ địa lý trong hệ tọa độ wgs 84. Sự khác biệt trong định nghĩa tọa độ trong WGS84 và CK42

Ellipsoid Trái đất toàn cầu WGS84 là một ellipsoid trắc địa với hệ tọa độ Địa tâm toàn cầu cố định. Ellipsoid WGS84 được xác định bởi một tập hợp các hằng số và thông số mô hình ellipsoid mô tả kích thước và hình dạng của Trái đất, lực hấp dẫn và từ trường. WGS84 là ellipsoid toàn cầu tiêu chuẩn được Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ chấp nhận làm hệ thống tọa độ toàn cầu, cũng như hệ thống tọa độ cho hệ thống định vị toàn cầu (GPS). Nó tương thích với Hệ thống Tọa độ Mặt đất Quốc tế (ITRS). Hiện tại, WGS84 (G1674) tuân theo các tiêu chí được mô tả trong Chú giải kỹ thuật 21 (TN 21) của Dịch vụ Vòng quay Trái đất Quốc tế (IERS). Tổ chức chịu trách nhiệm là Cục Quản lý Không gian Địa lý-Tình báo Quốc gia Hoa Kỳ (NGA). NGA có kế hoạch điều chỉnh hệ tọa độ WGS84 vào năm 2013 để phù hợp với các quy tắc của Công ước IERS 2010 Chú giải kỹ thuật 36 (TN 36).

Origin (Gốc tọa độ): Khối tâm của Trái đất, bao gồm các đại dương và khí quyển, được lấy làm gốc của hệ tọa độ.
Trục Z (Trục Z): Các điểm tại cực tham chiếu được xác định bởi Dịch vụ Quay vòng Trái đất Quốc tế (IERS Reference Pole). Hướng này tương ứng với hướng tới cực quy ước của Trái đất (BIH Conventional Terrestrial Pole) (cho giai đoạn 1984.0) với sai số 0,005 ”.
Trục X (Trục X): Trục X nằm trong mặt phẳng của kinh tuyến tham chiếu (IERS Reference Meridian) và đi qua điểm gốc dọc theo pháp tuyến đến trục Z.
Trục Y (Trục Y): Lấp hệ tọa độ trực giao Trái đất-Cố định Tâm Trái đất (ECEF) sang bên phải.
Quy mô (Scale): Quy mô của nó - quy mô của cấu trúc Trái đất phù hợp với lý thuyết thay thế gravitation (thuyết tương đối tính về lực hấp dẫn). Kết hợp với ITRS.
Định hướng:Được trình bày bởi Văn phòng Quốc tế về Thời gian (Bureau International de l'Heure) cho giai đoạn 1984.0.
Tiến hóa theo thời gian (Phát triển tạm thời): Thay đổi về thời gian sẽ không tạo ra bất kỳ phần dư xoay vòng toàn cầu nào đối với vỏ trái đất.

Tùy chọn

WGS84 có thể được xác định bằng cách sử dụng bốn tham số: bán trục WGS84, hệ số làm phẳng của Trái đất, Trung bình danh nghĩa vận tốc góc(vận tốc góc trung bình danh nghĩa) của Trái đất, và hằng số hấp dẫn địa tâm. Giá trị tham số được trình bày trong bảng dưới đây.

Tham số	Chỉ định	Nghĩa
Trục lớn (Trục bán chính)	một
Yếu tố làm phẳng Trái đất	1 / f
Vận tốc góc trung bình danh nghĩa	ω	7292115 10-11 radian / giây
Hằng số hấp dẫn địa tâm	GM	3986004.418 10 8 m 3 / giây 2

Giá trị GM bao gồm khối lượng của bầu khí quyển Trái đất. Người sử dụng Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) nên nhớ giá trị gốc WGS84 GM là 3986005.0 10 8 m3 / giây 2 như được xác định trong tài liệu điều khiển GPS (ICD-GPS-200) và Báo cáo Kỹ thuật NIMA 8350.2 (Báo cáo Kỹ thuật).

Triển khai WGS84

Cơ sở dữ liệu EPSG và trang web NGS sử dụng khoảng trắng giữa "WGS" và "84" trong tên "WGS 84". Cơ sở dữ liệu EPSG không chứa bất kỳ triển khai cụ thể nào của ellipsoid WGS84.

Mã địa lý 2D	Mã ellipsoid	Tên ngắn	Kỷ nguyên Ellipsoid	Mã quận	Tên quận	Ghi chú	Thiên kiến
4326	6326	WGS84	1984	1262	Thế giới thế giới)	Việc triển khai đầu tiên do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ thiết lập vào năm 1987 bằng cách sử dụng các quan sát Doppler. Còn được gọi là WGS84 (1987), WGS84 (bản gốc), WGS84 (TRANSIT). Vì mục đích khoa học, WGS84 ban đầu giống với NAD83 (1986). WGS84 được liên kết với ITRF90 thông qua 7 tham số chuyển tiếp Helmert.	Không
		WGS84 (G730)	1994.0			Việc thực hiện do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đệ trình vào ngày 29 tháng 6 năm 1994 dựa trên các quan sát GPS. Chữ G là viết tắt của "GPS" và 730 là số tuần của GPS. Dựa trên ITRF91.	0,70 m
		WGS84 (G873)	1997.0			Việc thực hiện do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đệ trình vào ngày 29 tháng 1 năm 1997 dựa trên các quan sát GPS. Chữ G là viết tắt của "GPS" và 873 là số tuần của GPS. Dựa trên ITRF94.	0,20 m
		WGS84 (G1150)	2001.0			Việc thực hiện do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đệ trình vào ngày 20 tháng 1 năm 2002 dựa trên các quan sát GPS. Chữ G là viết tắt của "GPS" và 1150 là số tuần của GPS. Dựa trên ITRF2000.	0,06 m
		WGS84 (G1674)	2005.0			Việc triển khai do Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đệ trình vào ngày 08 tháng 02 năm 2012 dựa trên các quan sát GPS. Chữ G là viết tắt của "GPS" và 1674 là số tuần của GPS. Dựa trên ITRF2008.	0,01 m

Tùy chọn chuyển đổi

Dưới đây là các tham số chuyển đổi giữa WGS84 (G1674) và các triển khai WGS84 trước đó, cũng như một số triển khai ITRF.

Tham số chuyển đổi giữa các triển khai ITRF khác nhau có thể được tìm thấy trong.

Chuyển từ	Chuyển đổi sang	Epoch	T1 m	T2 m	T3 m	D ppb	R1 mas	R2 mas	R3 mas	Sự chính xác 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 (bản gốc)	1984.0	+0.060	-0.517	-0.223	-11.0	+18.3	-0.3	+7.0	0.01

Chiều quay của hệ tọa độ là chiều kim đồng hồ. Đơn vị: m (mét), mas (mili giây cung) và ppb (phần tỷ).
1 mas = 0,001 "= 2,77778 e -7 độ = 4,84814 e -9 radian. 0,001" xấp xỉ bằng 0,030 m trên bề mặt Trái đất.

WGS84 và ITRF

Nói chung, ITRS (và các triển khai ITRFyy của nó) giống hệt với WGS84 trong phạm vi một mét. Có hai kiểu triển khai WGS84.

Một cách triển khai cũ hơn dựa trên Hệ thống vệ tinh dẫn đường của Hải quân Hoa Kỳ, còn được gọi là hệ thống Doppler Transit, cung cấp các vị trí trạm với độ chính xác xấp xỉ một mét.
Về việc triển khai này, Dịch vụ Vòng quay Trái đất Quốc tế đã công bố các thông số biến đổi giữa ITRF90 và hệ thống Doppler này trong tệp: WGS84.TXT.
Các triển khai cập nhật của WGS84 dựa trên dữ liệu GPS như G730, G873 và G1150. Các triển khai cập nhật này của WGS84 phù hợp với ITRF đến mức chính xác 10 cm.
Không có thông số chuyển đổi được công bố chính thức cho các triển khai này. Điều này có nghĩa là tọa độ ITRF cũng có thể được biểu thị bằng WGS84 với mức độ chính xác là 10 cm.

Ủy ban Khảo sát & Định vị OGP khuyến nghị trong ghi chú giải thích# 4 (Lưu ý hướng dẫn 4): "Như một tài liệu tham khảo hệ thống trắc địa cho mục đích khảo sát và định vị trong thời gian thực, hãy sử dụng hệ quy chiếu mặt đất quốc tế (ITRF) ", trong trường hợp các giá trị được công bố của các thông số chuyển tiếp cho phép bạn chuyển đổi tọa độ với độ chính xác dưới một mét - tuân thủ công thức cũ "từ hệ tọa độ cục bộ sang WGS84" và sử dụng từ ngữ mới "từ hệ tọa độ cục bộ sang ITRFyy tại epoch yyyy.y" khi các giá trị được công bố của các thông số chuyển tiếp cung cấp độ chính xác của mét phụ.

WGS84, ITRF và NAD83

Việc triển khai ban đầu của WGS84 phần lớn phù hợp với NAD83 (1986). Tuy nhiên, các triển khai tiếp theo của WGS84 gần như trùng khớp với các triển khai của ITRS.

1983 North American Datum (NAD83) được sử dụng xuyên suốt Bắc Mỹ ngoại trừ Mexico. Hệ tọa độ này được thực hiện ở Hoa Kỳ và Alaska (Mảng Bắc Mỹ) thông qua các Trạm Tham chiếu Quốc gia (National CORS), cung cấp cơ sở để có được các thông số chuyển tiếp nghiêm ngặt giữa việc triển khai ITRF và NAD83, cũng như cho vô số các công trình khoa học.

Kể từ tháng 11 năm 2011, mạng lưới các trạm tham chiếu (CORS) có hơn 1800 trạm, hơn 200 các tổ chức khác nhau và mạng lưới tiếp tục được mở rộng. Việc triển khai gần đây nhất của hệ thống NAD83 được đặt tên kỹ thuật là NAD83 (2011 / PA11 / MA11) epoch 2010.00 và tạo thành khuôn khổ để xác định Hệ thống tham chiếu không gian quốc gia (NSRS). Tại Canada, hệ thống NAD83 cũng được kiểm soát thông qua Hệ thống Kiểm soát Chủ động của Canada. Do đó, việc kiểm soát và bảo trì hệ thống NAD83 là trách nhiệm của hai tổ chức, Cơ quan Khảo sát Trắc địa Quốc gia Hoa Kỳ (NGS), http://www.ngs.noaa.gov, và Cục tài nguyên thiên nhiên Canada (NRCan), http://www.nrcan.gc.ca.

Mexico Datum của năm 1993 (Mexico Datum năm 1993)

Viện quốc gia Thống kê và Địa lý Mexico (INEGI), http://www.inegi.org.mx, cơ quan liên bang chịu trách nhiệm về đo đạc và bản đồ ở nước này, đã thông qua hệ tọa độ địa tâm ITRF92, cho kỷ nguyên 1988.0, làm cơ sở trắc địa của mình. Việc triển khai hệ thống này được thực hiện thông qua mạng lưới 14 trạm thu GPS tĩnh của Mạng Trắc địa Quốc gia (RGNA). Gần đây cho nền tảng mới Hệ thống tọa độ Mexico đã được thông qua bởi hệ thống ITRF2008, cho kỷ nguyên 2010.0.

WGS84, ITRF và SIRGAS

Hệ thống quy chiếu địa tâm của châu Mỹ 1995 (SIRGAS 1995) đã được phê duyệt để sử dụng trên toàn lục địa Nam Mỹ cho đo đạc và bản đồ. Hầu hết các quốc gia ở Nam Mỹ và Caribe đã tham gia vào liên doanh này, sử dụng 58 trạm tham chiếu, sau đó được mở rộng sang Trung và Bắc Mỹ. Mỗi hệ thống ban đầu tọa độ đã được thông qua bởi ITRF94, cho kỷ nguyên 1995.42. Hệ thống quy chiếu địa tâm của Hoa Kỳ 2000 (SIRGAS 2000) được thực hiện thông qua các quan sát tại một mạng lưới 184 trạm vào năm 2000 và hệ thống ITRF2000 được thiết lập cho kỷ nguyên 2000,40. Dữ liệu SIRGAS 2000 bao gồm tham chiếu đến các bài đăng cấp và thay thế dữ liệu SIRGAS 1995 trước đó, chỉ được sử dụng ở Nam Mỹ, với dữ liệu SIRGAS, cũng bao gồm Trung Mỹ. Tên đã được thay đổi vào năm 2001 để sử dụng trên toàn lãnh thổ Mỹ La-tinh. Có một số trang trên Internet có thông tin về hệ tọa độ SIRGAS, ví dụ: http://www.ibge.gov.br/home/geociencias/geodesia/sirgas.

WGS84, ITRF và ETRS89

Châu âu hệ thống trái đất ETRS89 dựa trên Hệ thống Tham chiếu Quốc tế ITRF89, tại thời điểm 1989.0, và được theo dõi bởi một mạng lưới khoảng 250 trạm Hệ thống Vệ tinh Định vị Toàn cầu (GNSS) thường trực được gọi là Mạng Tham chiếu Thường trực Châu Âu (EPN). Việc duy trì Hệ quy chiếu trên cạn của Châu Âu (ETRS89) là trách nhiệm của một tiểu ban của Hiệp hội Trắc địa quốc tế về Hệ quy chiếu Châu Âu (IAG Sub-Commission EUREF). Thông tin thêm về hệ thống này có thể được tìm thấy trên Internet tại: http://www.euref.eu. Văn phòng Trung ương của Mạng lưới Tham chiếu (EPN) được đặt tại Đài quan sát Hoàng gia Bỉ, http://www.epncb.oma.be.

WGS84, ITRF và GDA94

Hệ tọa độ địa tâm năm 1994 của Úc (GDA94) ban đầu được gán cho hệ tọa độ trắc địa quốc tế ITRF92, tại kỷ nguyên 1994.0. Hệ thống GDA94 được điều khiển bởi Mạng GNSS Khu vực Úc (ARGN), bao gồm 15 trạm GPS cố định trên toàn nước Úc, cũng như 8 trạm ở Úc, được gọi là Mạng lõi Úc (AFN). Tổ chức chịu trách nhiệm giám sát hệ thống GDA94 là Geoscience Australia, http://www.auslig.gov.au.

Liên kết

WGS84 (G730), (G873) và (G1150) - http://www.ngs.noaa.gov/CORS/Articles
ITRF94, ITRF96, ITRF97, ITRF2000, ITRF2005 và ITRF2008 -

Bằng cách thảo luận.
Một trong những thành phần của lỗi mạng vệ tinh là lỗi chuyển đổi dữ liệu trường từ CS địa tâm (WGS-84), trong đó các phép đo được thực hiện, sang CS tham chiếu (SK-95, SK-42, SK-63, MSK. ..), nơi tọa độ cuối cùng của các điểm được tính toán mạng.
Các thông số liên lạc chính thức WGS-84 và SK-42, được chỉ định trong GOST R 51794-2008, đề cập đến khu vực Pulkovo (đầu của SK-42). Khi khoảng cách tăng lên, trong SK-42 có sự tích tụ của sai số cắt, ở các vùng Siberia và Viễn Đông có thể đạt đến vài mét. Đó là, các tham số cục bộ trong các vùng khác nhau, có thể khác đáng kể so với những cái đã biết chính thức.
Để xác định (tính toán) các thông số liên lạc cục bộ, cần có tọa độ của 4-5 điểm, được biết đến trong hai hệ thống. Và nếu một số tọa độ (SK-42, SK-63, MSK ...) có thể được lấy một cách chính thức, thì tọa độ chính xác các mặt hàng dựa trên WGS-84 thường không được biết đến. Thông thường chúng được lấy từ các phép đo vệ tinh, trong đó mạng lưới được tính toán từ một điểm duy nhất, tọa độ của điểm đó trong WGS-84 được thu được dưới dạng điều hướng (một cách tự động, sử dụng con thiêu thân vệ tinh trên tàu). Sai số trong việc xác định các tọa độ như vậy (dịch chuyển theo X, Y) có thể là 2-3 mét hoặc hơn. Nếu các điểm giống nhau được quan sát tại một thời điểm khác nhau hoặc một nhóm điểm khác được thực hiện trong cùng một khu vực, thì các giá trị khác của tọa độ trong WGS-84 sẽ nhận được.
Do đó, bằng cách này sẽ không thể có được tọa độ chính xác trong WGS-84 và theo đó là các thông số liên lạc chính xác. Và khoảng cách giữa các điểm "hiệu chuẩn" nội địa hóa càng nhỏ, các thông số giao tiếp giữa các hệ thống được xác định càng thô.
Tuy nhiên, cuối cùng, không phải độ chính xác của việc xác định tọa độ của các điểm trong WGS-84 là quan trọng đối với chúng tôi, mà là mức độ sai sót trong việc xác định các tham số sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của việc chuyển đổi vectơ từ WGS-84 sang SK-42 ( và các SC khác dựa trên ellipsoid Krasovsky)?
Việc xác định các tham số truyền thông cục bộ mỗi lần có quan trọng như vậy không? Ví dụ, làm việc ở khu vực châu Âu của Nga, nơi có khoảng cách từ Pulkovo không quá lớn, nơi SK-42 chưa bị biến dạng lớn và những biến dạng này tương ứng với sai số tự động xác định tọa độ trong WGS- 84? Rốt cuộc, từ các tọa độ tự trị (với sai số vài mét), sẽ không thể có được các tham số chính xác hơn.
Sẽ tốt hơn nếu tính toán lại tọa độ của các điểm bắt đầu trong WGS-84 theo các tham số GOST và sử dụng chúng cho quá trình xử lý ban đầu của các phép đo vệ tinh?
Hay ngay lập tức, sử dụng tham số GOST, cấu hình chương trình hoạt động trong SK-42 (SK-63, MSK ...)? Đây là cách nó thuận tiện hơn cho một người nào đó và những người làm việc trong phần mềm nào.
Ngày xưa, bắt đầu các phép đo vệ tinh của tôi, mỗi lần tôi thực hiện bản địa hóa. Theo thời gian, vài chục điểm đã được tích lũy, chúng tôi đã cố gắng kết hợp thành một mạng duy nhất và có được các thông số liên lạc cập nhật bằng cách một số lượng lớnđiểm và khu vực rộng lớn. So sánh gia số của các vectơ được chuyển đổi từ WGS sang MSC theo các tham số địa phương và tinh chỉnh, tôi tin rằng không có sự khác biệt đáng kể. Do sự quay, độ lớn của các gia số có thể khác nhau đôi chút, nhưng độ dài của hình chiếu vectơ lên mặt phẳng MSC hầu như không thay đổi. Điều tương tự cũng thu được khi so sánh số gia của các vectơ thu được theo các tham số GOST được chỉ định và theo quy định.
Và đây là những nơi mà sai số cục bộ của SK-42 lên tới 10 mét.
Sai số khi tính toán số gia của vectơ nhỏ hơn vài lần so với sai số về vị trí tương đối của các điểm GHS.
Sau khi điều chỉnh các điểm GGS, phần còn lại của các bước tăng sẽ bị phân tán và tọa độ cuối cùng của các điểm được xác định trong cả hai tùy chọn sẽ khác nhau vài mm.
Tôi không muốn nói rằng luôn luôn và ở mọi nơi rằng các tham số GOST của giao tiếp giữa các SC phải được áp dụng. Điều này có lẽ không được chấp nhận đối với các vectơ dài hoặc để xử lý các mạng mát. Nhưng trong các công trình địa hình, khi các điểm xuất phát không đủ để xác định các thông số cục bộ thì hoàn toàn có thể sử dụng các công trình GOST. Một mạng có đủ khả năng kiểm soát có thể chỉ dựa vào 2-3 điểm khởi đầu.
Bất kỳ ai cũng có thể thực hiện thử nghiệm mà không cần ra ngoài thực địa. Trên dự án đã hoàn thành của bạn, trong đó các thông số giao tiếp giữa WGS-84 và SK-42 đã được xác định trước đó bằng bản địa hóa, hãy thay thế các thông số cục bộ bằng các tham số GOST và xử lý lại các phép đo (trước khi xử lý, đừng quên chỉnh sửa tọa độ của điểm bắt đầu điểm - chúng có thể thay đổi sau khi thay thế các tham số truyền thông).
So sánh tọa độ của các điểm xác định từ hai tùy chọn và thông báo kết quả chênh lệch "trong studio". Sẽ rất thú vị đây.

Một từ viết tắt có nghĩa là Hệ thống trắc địa thế giới, trong bản dịch tương ứng với khái niệm hệ quy chiếu toàn cầu được thông qua vào thời điểm năm 1984 nhằm mục đích cung cấp định hướng trắc địa trong không gian thế giới: không gian, hàng không, biển và đất liền.

Như một thống nhất hệ thống thế giớiđếm không xuất hiện trong một năm. Kể từ cuối những năm 50 của thế kỷ trước, khi sự hình thành của thời đại không gian cả ở Liên Xô và Hoa Kỳ, nhu cầu được đặt ra để tiến hành chính xác và hỗ trợ các vụ phóng và chuyến bay vào không gian. Để đảm bảo hoạt động này, cần phải tạo ra một mạng lưới trắc địa hành tinh thống nhất, với sự trợ giúp của nó có thể tiến hành các quan sát trắc địa, trọng lượng và thiên văn.

Với tính ổn định định kỳ sáu năm một lần, kể từ năm 1960, các hệ thống trắc địa toàn mặt đất wgs60, wgs66, wgs72 đã được tạo ra ở Hoa Kỳ. Hệ thống cuối cùng trong số các hệ thống được liệt kê, wgs, được coi là cơ sở trắc địa của hệ thống vệ tinh dẫn đường Transit đầu tiên.

Năm 1980, Liên minh Trắc địa Quốc tế đã thông qua hệ quy chiếu trắc địa mới GRS80. Nó trình bày sự kết hợp của các mô hình: geoid, ellipsoid trên mặt đất và mô hình hấp dẫn của Trái đất. Tại Hoa Kỳ vào năm 1983, họ đã áp dụng hệ thống trắc địa của họ NAD83.

Chưa hết, vào năm 1984, trong khuôn khổ Bộ Quốc phòng, Hợp chủng quốc Hoa Kỳ đã đưa ra quyết định xây dựng cho mục đích riêng của mình, như một bộ phận quân sự và các nhiệm vụ vệ tinh dẫn đường, một WGS mới với số hiệu hàng năm là 84. Vì vậy, vào thời điểm đó, hệ thống vệ tinh định vị GPS Navstar, được phân phối toàn cầu sau đó và được sử dụng trên toàn thế giới cho đến nay. WGS84 được giới thiệu vào năm 1987 và gần giống với NAD83.

Thông số chính WGS 84

Hệ thống thế giới WGS-84 là một hệ quy chiếu thiên văn-trắc địa-trọng lực được ghi trong hình Trái đất. Đối với bất kỳ hệ thống nào như vậy, việc thiết lập các tham số nhất định là đặc trưng. Các tham số này trong hệ quy chiếu wgs 84 bao gồm:

hệ tọa độ hình chữ nhật địa tâm với gốc tại điểm là khối tâm hình học của Trái đất (thể hiện trong Hình 1);
cơ sở toán học, trong đó hình dạng của một ellipsoid của cuộc cách mạng với các đại lượng hình học và vật lý cụ thể được lấy;
mô hình hấp dẫn của Trái đất, với các giá trị và giá trị của chúng được xác định cho một ngày cụ thể.

Định hướng của trục 0Z của hệ tọa độ hình chữ nhật được trình bày theo hướng của hướng có điều kiện đối với cực, được thiết lập theo dữ liệu của Cục Giờ Quốc tế (BIH) cho ngày 1984. Tại giao điểm của mặt phẳng của kinh tuyến gốc (Greenwich) với độ lệch 5,31 giây về phía đông và mặt phẳng xích đạo, trục 0X được định hướng. Thuận tay phải và vuông góc với trục 0X trong mặt phẳng xích đạo, có thể nói, trục quy hoạch thứ hai 0Y, hoàn thành việc hình thành hình học của hệ quy chiếu. Để loại bỏ hiệu ứng nổi do chuyển động của vỏ trái đất, mảng kiến tạo hướng của các trục X, Y, Z không đổi.

Hình 1. Hệ thống trắc địa địa tâm thế giới 84.

Định hướng vật lý của các trục X, Y, Z trong WGS84 được xác định bằng tọa độ tại năm trạm điều khiển của hệ thống vệ tinh định vị GPS Transit vào ngày 1984 (xem Hình 2).

Hình 2. Định hướng vật lý tại các điểm WGS84.

Sau đó, số lượng điểm tham chiếu tăng lên mười bảy và được xác định lại hai lần bằng cách sử dụng hệ thống vệ tinh định vị GPS Navstar hiện có. Năm 2002 nó đã được thông qua phiên bản mới nhất WGS84, trong đó độ chính xác caođịnh nghĩa Tọa độ hình chữ nhật(X, Y, Z), tọa độ trắc địa (B, L) và độ cao trắc địa trên cấp hình cầu (H). Do đó, ellipsoid được gắn chặt vào bề mặt trái đất.

Hệ tọa độ trắc địa quốc tế

Đồng thời với sự bắt đầu của WGS84 vào năm 1987, nền tảng của một hệ thống trắc địa thế giới mới đã được đặt trong khuôn khổ của Dịch vụ Vòng quay Trái đất Quốc tế (IERS). Ngoài các nhiệm vụ chức năng khác để ước tính các thông số của Trái đất, dịch vụ này đã sử dụng hệ quy chiếu mặt đất quốc tế (ITRS) và hệ quy chiếu (ITRF). Tóm lại, sự khác biệt giữa chúng như sau. Hệ quy chiếu (ITRS) xác định và thiết lập các tham số của mô hình Trái đất trắc địa, toán học, vật lý (trọng lượng). Trong cơ sở tham chiếu (ITRF) xảy ra xây dựng vật chất và cố định một loại khung dưới dạng các trạm tham chiếu với tọa độ thực của chúng, qua đó một hệ thống trắc địa gần như toàn cầu được thực hiện.

Nó có thể được giải thích đơn giản hơn bằng ví dụ sau. Nhiệm vụ là xây dựng trên mặt phẳng của một tờ giấy, ví dụ, định dạng A-1 hệ thống hình chữ nhật tọa độ với điểm gốc ở giữa trang tính này và - trục 0X và 0Y phải song song với các cạnh của định dạng.

Vấn đề này có thể được giải quyết theo hai cách. Trong phần đầu tiên của chúng, tâm thu được bằng cách nối các đường chéo với nhau. Cách thứ hai là tìm tất cả bốn tâm của các cạnh của một hình chữ nhật, chính là khổ giấy. Bằng cách kết nối các trung tâm của các mặt, trung tâm của tấm sẽ thu được. Lý tưởng nhất là hai điểm nên phù hợp với nhau. Nhưng nhiều khả năng điều này sẽ không xảy ra do sai sót trong việc xác định điểm giữa của các bên. Hơn nữa, độ chính xác đồ họa của việc vẽ đường chéo từ các góc cũng sẽ giới thiệu tính không chính xác của nó. Có lẽ không phải lý tưởng và một tờ giấy hình chữ nhật, các cạnh của nó có thể không song song. Tại xây dựng đồ họa Sai số dụng cụ của thước kẻ, bút chì, thước đo góc phát sinh trực tiếp từ tâm của các trục tọa độ.

Rõ ràng, hai hệ tọa độ hơi khác nhau với các tâm khác nhau và chuyển động quay nhỏ của các trục có thể quay ra. Vì vậy, bản thân trang tính, hệ tọa độ, tâm của nó có thể được quy về hệ quy chiếu ITRS một cách có điều kiện. Nhưng các dấu tham chiếu, ví dụ, điểm giữa của các cạnh của định dạng, cố định hệ tọa độ trên giấy và bằng cách loại suy, có điều kiện tham chiếu đến cơ sở tham chiếu ITRF.

Đối với hình Trái đất và định nghĩa, ví dụ, khối tâm của nó là điểm gốc của hệ tọa độ địa tâm, thì khó hơn nhiều. Bạn không thể vẽ nó bằng bút chì. Như các dấu tham chiếu cho WGS84 trong Hình 2, các trạm điều khiển được đặt dọc theo đường xích đạo hoạt động. Hệ tọa độ trong WGS84 và hệ quy chiếu trong ITRS về mặt lý thuyết là giống nhau. Tuy nhiên, độ chính xác của tham chiếu đến điểm gốc ở tâm khối lượng của hành tinh chúng ta cao hơn do thực tế là cơ sở tham chiếu ITRF chứa hàng trăm dấu tham chiếu như vậy.

Cho đến nay, ITRF, là hiện thân vật lý của mạng lưới trắc địa toàn cầu, có khoảng 800 trạm có máy thu GPS Navstar. Định kỳ có cập nhật, làm rõ, điều chỉnh tọa độ ban đầu như tại các trạm trong WGS84, có thể được coi là một phần không thể thiếu ITRF, cũng như trong toàn bộ cơ sở trắc địa trên cạn.

Để tạo thành một bức tranh vật lý và toán học hoàn chỉnh và khá phức tạp dưới tên Trái đất, các tham số chính và phụ được chỉ ra trong bảng dưới đây được coi là các tham số của quá trình chuyển đổi từ geoid sang ellipsoid ba trục của chuyển động quay trong WGS84.

Tất cả các kích thước và thông số của ellipsoid được tính toán và chấp nhận để sử dụng trong môi trường trắc địa của một quốc gia cụ thể hoặc mạng toàn cầu, chẳng hạn như WGS84, có giá trị riêng, thời gian (ngày) tính toán và tên "datum". Chính xác nhất là các thông số ITRF (datum), được theo dõi hàng ngày bằng phương pháp vệ tinh để đo tọa độ tại các trạm tham chiếu và được công bố hàng năm kèm theo ngày tháng.

TẠI hệ thống toàn cầu ngoài WGS84, trong đó những năm trước bắt đầu được sử dụng ở các nước hàng đầu thế giới, trong đó có Nga (PZ90, PZ90.02, PZ90.11) nếu cần giải bài toán nào đó thì có thể liên kết các số liệu khác nhau, xác định hệ số chuyển đổi và chuyển đổi tọa độ thực tế. đến các hệ thống khác nhau. TẠI Liên bang Nga các phép tính lại như vậy được quy định tiêu chuẩn nhà nước 51794-2001.

Hệ tọa độ năm 1995 (SK-95) được thành lập theo Nghị định của Chính phủ Liên bang Nga ngày 28 tháng 7 năm 2002 số 586 “Về việc thiết lập các hệ tọa độ nhà nước thống nhất”. Được sử dụng trong thực hiện công tác đo đạc và bản đồ, bắt đầu từ ngày 01/07/2002.

Trước khi hoàn thành việc chuyển đổi sang sử dụng SC, chính phủ Liên bang Nga đã quyết định sử dụng hệ thống đơn tọa độ trắc địa năm 1942, theo Nghị định của Hội đồng Bộ trưởng Liên Xô ngày 04/07/1996 số 760.

Mục đích của việc giới thiệu SK-95 là tăng độ chính xác, hiệu quả và hiệu quả kinh tế của việc giải quyết các vấn đề hỗ trợ trắc địa đáp ứng yêu cầu hiện đại kinh tế, khoa học và quốc phòng của đất nước. Có được là kết quả của việc điều chỉnh chung tọa độ của các điểm của mạng trạng thái không gian (SGS), mạng trắc địa Doppler (DGS) và mạng trắc địa thiên văn (AGS) cho kỷ nguyên 1995, hệ tọa độ 1995 được cố định bởi điểm của mạng lưới trắc địa nhà nước.

SK-95 được phối hợp chặt chẽ với hệ tọa độ địa tâm trạng thái thống nhất, được gọi là "Tham số của Trái đất 1990." (PZ-90). SK-95 được lắp đặt với điều kiện các trục của nó song song với các trục không gian của SK PZ-90.

Ellipsoid tham chiếu được lấy làm bề mặt tham chiếu trong SK-95.

Độ chính xác của SK-95 được đặc trưng bởi các sai số gốc-trung bình-bình phương sau đây về vị trí tương hỗ của các điểm đối với mỗi tọa độ được quy hoạch: 2-4 cm đối với các điểm AGS liền kề, 30-80 cm ở khoảng cách từ 1 đến 9 nghìn km giữa các điểm.

Độ chính xác của việc xác định độ cao thông thường, tùy thuộc vào phương pháp xác định, được đặc trưng bởi các sai số bình phương trung bình sau:

· Trung bình trên phạm vi cả nước từ 6-10 cm tính từ cấp độ mạng lưới cấp 1 và cấp 2;

· 20-30 cm từ các xác định thiên văn và trắc địa trong quá trình tạo ra AGS.

Độ chính xác của việc xác định các chiều cao vượt quá của chuẩn tính bằng phương pháp trọng lượng thiên văn được đặc trưng bởi sai số bình phương trung bình căn sau:

· Từ 6 đến 9 cm ở khoảng cách 10 - 20 km;

30-50 cm ở khoảng cách 1000 km.

SK-95 khác SK-42

1) tăng độ chính xác của việc truyền tọa độ trên khoảng cách hơn 1000 km lên 10-15 lần và độ chính xác của vị trí tương đối của các điểm lân cận trong mạng lưới trắc địa nhà nước lên trung bình 2-3 lần;

2) độ chính xác khoảng cách như nhau của hệ tọa độ cho toàn bộ lãnh thổ của Liên bang Nga;

3) không có sự biến dạng khu vực của mạng lưới trắc địa nhà nước, đạt đến vài mét trong SK-42;

4) khả năng tạo ra một hệ thống hỗ trợ trắc địa hiệu quả cao dựa trên việc sử dụng các hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu: Glonass, GPS, Navstar.

Việc phát triển mạng lưới thiên văn và trắc địa cho toàn bộ lãnh thổ của Liên Xô được hoàn thành vào đầu những năm 80. Vào thời điểm này, rõ ràng là việc điều chỉnh chung của AGS đã được thực hiện mà không chia nó thành chuỗi tam giác của mạng lớp 1 và mạng liên tục của lớp thứ 2, vì một sự điều chỉnh riêng biệt đã dẫn đến sự biến dạng đáng kể của AGS.

Vào tháng 5 năm 1991, việc điều chỉnh chung của AGS đã được hoàn thành. Dựa trên kết quả điều chỉnh, các đặc điểm về độ chính xác của AGS sau đây đã được thiết lập:

1) trung bình lỗi bậc hai các hướng 0,7 giây;

2) sai số bình phương trung bình của góc phương vị đo được là 1,3 giây;

3) sai số tương đối gốc-trung bình-bình phương của phép đo các cạnh cơ bản 1/200000;

4) sai số bình phương trung bình của các điểm liền kề là 2-4 cm;

5) sai số gốc-trung bình-bình phương của việc truyền tọa độ của điểm nguồn đến các điểm ở các cạnh của mạng cho mỗi tọa độ 1 m.

Mạng được điều chỉnh bao gồm:

· 164306 mặt hàng hạng 1 và hạng 2;

· 3,6 nghìn phương vị trắc địa được xác định từ các quan sát thiên văn;

· 2,8 nghìn mặt cơ bản trong 170-200 km.

Mạng lưới trắc địa-thiên văn Doppler và CGS đã được điều chỉnh chung.

Khối lượng thông tin thiên văn và trắc địa được xử lý trong quá trình điều chỉnh chung để thiết lập SK-95 vượt quá khối lượng thông tin đo đạc theo một bậc của độ lớn.

Năm 1999, Cơ quan Liên bang về Đo đạc và Bản đồ (FSGiK) của SGS ở cấp độ chất lượng mới dựa trên vệ tinh hệ thống định vị: Glonass, GPS, Navstar. GHS mới bao gồm các cấu trúc trắc địa với các cấp độ chính xác khác nhau:

1) FAGS (cơ bản)

2) WGS chính xác cao

3) Mạng trắc địa vệ tinh lớp 1 (SGS 1)

4) Mạng lưới trắc địa thiên văn và mạng lưới trắc địa ngưng tụ.

WGS-84 hiện đã trở thành hệ thống quốc tế dẫn đường. Tất cả các sân bay trên thế giới, theo yêu cầu của ICAO, xác định các mốc hàng không của họ trong WGS-84. Nga cũng không ngoại lệ. Kể từ năm 1999, các đơn đặt hàng đã được phát hành về việc sử dụng nó trong hệ thống của chúng tôi hàng không dân dụng(Lệnh mới nhất của Bộ GTVT số HA-165-r ngày 20.05.02 “Về việc thực hiện công tác khảo sát trắc địa mốc hàng không các sân bay dân dụng và đường hàng không của Nga” và số HA-21-r ngày 04.02 .03 “Về việc thực hiện các khuyến nghị về việc chuẩn bị ... cho các chuyến bay trong hệ thống định vị khu vực chính xác ...”, xem www.szrcai.ru), nhưng vẫn chưa rõ về vấn đề chính - liệu thông tin này có trở thành mở (nếu không thì mất đi ý nghĩa của nó), và điều này phụ thuộc hoàn toàn vào các phòng ban khác không thiên về tính mở. Để so sánh: tọa độ các điểm cuối của đường băng sân bay có độ phân giải 0,01 ”(0,3 m) hiện do Kazakhstan, Moldova và các nước thuộc các nước Baltic cũ cấp; 0,1 ”(3 m) - Ukraine và các nước Transcaucasia; và chỉ Nga, Belarus và tất cả trung á tiết lộ những dữ liệu quan trọng này để điều hướng với độ chính xác 0,1 "(180 m).

Chúng tôi cũng có hệ tọa độ toàn cầu của riêng mình, một hệ thống thay thế cho WGS-84, được sử dụng trong GLONASS. Nó được gọi là PZ-90, do quân đội chúng tôi phát triển, và nhìn chung, ngoài chúng, không ai quan tâm, mặc dù nó đã được nâng cấp lên cấp nhà nước.

Hệ tọa độ trạng thái của chúng tôi - "Hệ tọa độ năm 1942", hay SK-42, (như SK-95 được thay thế gần đây) khác ở chỗ, trước hết, nó dựa trên ellipsoid Krasovsky, lớn hơn một chút so với ellipsoid WGS-84, và thứ hai, ellipsoid "của chúng ta" bị dịch chuyển (khoảng 150 m) và hơi quay so với trái đất nói chung. Điều này là do mạng lưới trắc địa của chúng tôi đã bao phủ một phần sáu diện tích đất liền ngay cả trước khi có bất kỳ vệ tinh nào. Những khác biệt này dẫn đến sai số GPS trên bản đồ của chúng tôi có thứ tự là 0,2 km. Sau khi tính đến các thông số chuyển tiếp (chúng có sẵn trong bất kỳ Garmin "e nào), những lỗi này sẽ được loại bỏ để đảm bảo độ chính xác của điều hướng. Nhưng, than ôi, không phải đối với đo đạc: không có thông số kết nối tọa độ thống nhất chính xác và điều này là do cục bộ không phù hợp trong mạng nhà nước. Các nhà khảo sát phải đối với từng cá nhân trong huyện để tìm kiếm các tham số chuyển đổi thành hệ thống cục bộ.