수직 편향

Vertical deflection
CRT 래스터링 방법은 음극선 튜브를 참조하십시오.
지구의 타원체, 지오이드 및 두 가지 유형의 수직 편향

수직 편향(VD) 또는 수직 편향(DoV)은 플럼 선의 편향과 우주-지오데틱 편향이라고도 하며, 특정 관심 지점의 중력 방향이 인근 산과 같은 국부적 질량 이상에 의해 얼마나 회전하는지를 나타내는 척도다. 그것들은 측지, 측량 네트워크, 지구물리학적 목적으로 널리 사용된다.

수직 편향은 참의 절정-나디르 곡선(플럼 선) 접선 선과 기준 타원체 표면에 대한 정상 벡터 사이의 각도 성분이다(지구의 해수면 대략을 나타냄). VD는 산과 지하 지질학적 불규칙성에 의해 발생하며, 평지에서는 10㎛ 또는 산악지형에서는 20~50㎝의 각도에 이를 수 있다.[citation needed]

수직의 편향은 남북성분 ξ(xi)과 동서성분 η(eta)이 있다. ξ의 값은 천문위도와 측지위도의 차이(북위도를 양으로, 남위도를 음으로 함)이며, 후자는 보통 측지망 좌표로 계산한다. η의 값은 위도의 코사인 산물이며 천문학 경도와 경도의 차이(동쪽 경도를 양으로, 서쪽 경도를 음으로 함)이다. 새로운 지도화 기준점이 새로운 타원체 위에 새로운 측지학적 위도와 경도로 이전 것을 대체하면 계산된 수직 편향도 또한 변경된다.

결단력

참고 항목: 지오이드 결정

편향은 중력장과 그 불균형성에 의존하기 때문에 지형과 중력 이상형의 굴절 현상을 반영한다.

수직 편향은 보통 천문학적으로 결정된다. 진정한 절정은 항성과 관련하여 천문학적으로 관찰되며, 항상 기준 타원체에서 일어나는 측지 네트워크 계산에 의해 타원체 절정(이론적 수직)이 관찰된다. 또한 수직 편향의 매우 국부적인 변화는 베닝-마인츠가 원래 개발한 이론을 사용하여 중력 측량 데이터와 디지털 지형 모델(DTM)을 통해 계산할 수 있다.

VD는 천체지질학적 레벨링에 사용된다. 수직 편향은 지오이드와 타원형 정상 방향의 차이를 설명하므로 지오이드 결절의 수평 공간 구배(즉, 지오이드와 기준 타원체 사이의 분리)를 나타낸다.

실제로 이 편향은 20~50km의 스페이싱으로 특수 지점에서 관찰된다. 밀도는 DTM 모델과 면적 그라비메트리의 조합에 의해 이루어진다. 정밀 수직 편향 관측치는 ±0.2㎛(높은 산 ±0.5㎛)의 정확도를 가지며, 계산된 값은 약 1~2㎛이다.

중앙유럽의 최대 수직 편향은 오스트리아 알프스의 최고봉인 그로글록너(3798m) 부근의 지점으로 보인다. 약 값은 ξ = +50″, η = -30″이다. 히말라야 지역에서, 매우 비대칭적인 봉우리들은 100˚(0.03°)까지의 수직 편향을 가질 수 있다. 비엔나와 헝가리 사이의 다소 평평한 지역에서 값은 15" 미만이지만 지표면의 불규칙한 암석 밀도의 경우 ±10˚만큼 산란한다.

최근에는 디지털 카메라와 틸트미터의 조합도 사용되었다.[1]

적용

수직 편향은 주로 다음 네 가지 사항에 사용된다.

  1. 측량 네트워크의 정확한 계산. 측지 측지경도와 수평 조정 기구는 참 수직에 대해 방향을 정하지만, 편향은 측지학적 측정 정확도를 5 ~ 50배 초과한다. 따라서 글로벌 타원체 관련 데이터를 정확히 수정해야 한다. 이러한 감소 없이, 조사는 킬로미터당 몇 센티미터 또는 심지어 디미터 단위로 왜곡될 수 있다.
  2. 지질 측정(평균 해수면) 및 정확한 표고 변환용. 전지구적 지오이드 결절은 50~100m에 달하며, 그 지역적 가치는 10~50m에 이른다. 그것들은 VD 구성 요소의 통합에 적합하므로 수 킬로미터의 거리에 걸쳐 cm 정확도로 계산할 수 있다.
  3. GPS 조사용. 위성 측정은 순수한 기하학적 시스템(대개 WGS84 타원체)을 참조하는 반면 지상고는 지오이드(geoid)를 가리킨다. 다양한 유형의 측정을 결합하기 위해서는 정확한 지질 데이터가 필요하다.
  4. 지구물리학을 위해서. VD 데이터는 지구의 지각과 맨틀의 물리적 구조에 의해 영향을 받기 때문에, 지질학자들은 지구의 내부에 대한 우리의 지식을 향상시키기 위해 모델에 관여하고 있다. 또한 적용된 지구물리학과 유사하게 VD 데이터는 원자재, 석유, 가스 또는 광석의 미래 탐사를 지원할 수 있다.

역사적 의미

수직 편향은 쉬할리온 실험에서 지구의 밀도를 측정하는 데 사용되었다.

수직 편향은 현대의 원시 자오선이 그리니치의 역사적 천문학적 자오선의 동쪽으로 100m 이상을 지나는 이유다.[2]

1752년 케이프타운 북쪽 니콜라스루이 데 라카유에 의해 이루어진 자오선 호 측정(데 라카유의 호 측정)은 수직 편향의 영향을 받았다.[3] 결과적으로 북반구 측정에 대한 불일치는 1820년 조지 에베레스트가 이 지역을 방문하기 전까지는 설명되지 않았다. 맥리어의 호 측정에 대한 재조사 결과 결국 에베레스트의 추측이 확인되었다.[4]

원래 미터 정의에 영향을 준 델람브르와 메체인의 결정의 자오선 호에서 명백한 오류는 나중에 수직 편향에 의한 것으로 밝혀졌다.[5][6]

참고 항목

참조

  1. ^ Hirt, C.; Bürki, B.; Somieski, A.; Seeber, G. N. (2010). "Modern Determination of Vertical Deflections Using Digital Zenith Cameras" (PDF). Journal of Surveying Engineering. 136: 1–12. doi:10.1061/(ASCE)SU.1943-5428.0000009. hdl:20.500.11937/34194.
  2. ^ Malys, Stephen; Seago, John H.; Palvis, Nikolaos K.; Seidelmann, P. Kenneth; Kaplan, George H. (1 August 2015). "Why the Greenwich meridian moved". Journal of Geodesy. 89 (12): 1263. Bibcode:2015JGeod..89.1263M. doi:10.1007/s00190-015-0844-y.
  3. ^ "Arc of the Meridian". Astronomical Society of South Africa. Retrieved 27 August 2020.
  4. ^ Warner, Brian (1 April 2002). "Lacaille 250 years on". Astronomy and Geophysics. 43 (2): 2.25–2.26. doi:10.1046/j.1468-4004.2002.43225.x. Retrieved 27 August 2020.
  5. ^ Alder, K. (2002). The Measure of All Things: The Seven-year Odyssey and Hidden Error that Transformed the World. Free Press. ISBN 978-0-7432-1675-3. Retrieved 2020-08-02.
  6. ^ Vaníček, Petr; Foroughi, Ismael (2019). "How gravity field shortened our metre". Journal of Geodesy. 93 (9): 1821–1827. Bibcode:2019JGeod..93.1821V. doi:10.1007/s00190-019-01257-7. ISSN 0949-7714. S2CID 146099564.

외부 링크

  • NGS 웹사이트는 이곳과 이곳 미국 어디에서나 수직 편향 기능을 제공한다.