측지 기준

Geodetic datum

측지기준 또는 측지기준계(측지기준계, 측지기준계, 측지기준계 또는 측지기준계)는 [1]측지좌표사용하여 지구 또는 다른 행성체의 위치 위치를 정밀하게 나타내기 위한 글로벌 기준 또는 기준범위이다.데이텀측지학, 내비게이션, 측량, 지리정보시스템, 원격감지, 지도제작 등 공간적 위치를 기반으로 하는 모든 기술 또는 기술에 매우 중요합니다.수평기준은 위도 경도 또는 다른 좌표계의 지표면을 가로지르는 위치를 측정하는 데 사용되며 수직기준평균 해수면(MSL)과 같은 표준 원점에 대한 표고 또는 깊이를 측정하는 데 사용됩니다.GPS(Global Positioning System)가 부상한 이후, 많은 응용 분야에서 이 시스템이 사용하는 타원체 및 기준 WGS 84가 다른 대부분의 응용 프로그램을 대체했습니다.WGS 84는 대부분의 이전 데이텀과는 달리 글로벌 사용을 목적으로 하고 있습니다.

GPS 이전에는 그리니치 천문대본초 자오선에서 경도를, 적도로부터 위도를, 또는 해수면에서 가장 가까운 해안에서와 같이 보편적인 기준점과 멀리 떨어져 있는 위치의 위치를 측정할 수 있는 정확한 방법이 없었습니다.천문학적, 연대기적 방법은 특히 장거리에서의 정확성과 정확성에 한계가 있다.GPS조차 측정의 기초가 되는 사전 정의된 프레임워크를 필요로 하므로 WGS 84는 기존의 표준 수평 또는 수직 기준과 일부 세부 사항이 다르더라도 기본적으로 기준으로서 기능한다.

표준 기준 규격(수평이든 수직이든)은 여러 부분으로 구성됩니다. 기준 타원체 또는 지오이드와 같은 지구의 모양 및 치수에 대한 모델, 타원체/ 지오이드가 지구 또는 지구 내부의 알려진(종종 기념비적인) 위치에 연결되어 있는 원점(위도 0 경도일 필요는 없음) 및 다중 제어 포인트로 구성됩니다.근원지와 기념비에서 정확히 측정된 국세청입니다그런 다음 측량 작업을 통해 가장 가까운 통제점에서 다른 장소의 좌표를 측정합니다.타원체 또는 지오이드는 공간에서의 원점 및 방향과 함께 기준 간에 다르기 때문에 한 기준점을 참조하는 좌표와 다른 기준점을 참조하는 좌표 사이의 관계는 정의되지 않으며 근사치만 가능합니다.로컬 데이텀을 사용하면 두 개의 서로 다른 데이텀에서 동일한 수평 좌표를 가진 점 사이의 지상의 차이가 1개 또는 2개의 데이텀의 원점에서 멀리 떨어져 있는 경우 킬로미터에 이를 수 있습니다.이 현상을 기준 이동이라고 합니다.

지구는 불완전한 타원체이기 때문에 로컬 데이텀은 WGS 84보다 특정 커버리지 영역을 더 정확하게 나타낼 수 있습니다.를 들어 OSGB36은 글로벌 WGS 84 [2]타원체보다 영국 제도를 커버하는 지오이드에 더 가까운 근사치입니다.그러나 글로벌 시스템의 장점이 더 큰 정확성을 초과함에 따라 글로벌 WGS 84 데이텀이 널리 [3]채택되었습니다.

City of Chicago Datum 벤치마크

역사

인도의 대삼각 측량, 측지 데이터를 확립할 수 있을 만큼 포괄적인 최초의 조사 중 하나입니다.

지구의 구면 본성은 위도와 경도의 개념과 그것들을 측정하는 최초의 천문학적 방법을 발전시킨 고대 그리스인에 의해 알려졌다.무슬림과 인도 천문학자들에 의해 보존되고 더욱 발전된 이 방법들은 15세기와 16세기의 세계적인 탐험에 충분했다.

그러나 계몽시대의 과학적 진보는 이러한 측정의 오류를 인식하고 더 높은 정밀도에 대한 요구를 가져왔다.이것은 존 해리슨의 1735년 해양 크로노미터와 같은 기술 혁신으로 이어졌을 뿐만 아니라 지구 자체의 모양에 대한 근본적인 가정에 대한 재고로 이어졌다.아이작 뉴턴은 자크 카시니(1720)에 대한 초기 조사가 그가 지구가 프롤레이트라고 믿게 한 반면, 운동량 보존지구를 적도에서 기울게 만들어야 한다고 가정했다.라플란드와 페루대한 후속 프랑스 측지선 임무 (1735-1739년)는 뉴턴을 입증했지만, 결국 지오이드 모형으로 이어질 중력의 변화도 발견했어요.

현대의 발전은 삼각측량을 사용하여 먼 거리에 걸쳐 거리와 위치를 정확하게 측정하는 것이었습니다.자크 카시니(1718년)와 영국-프랑스 조사(1784년–1790년)의 조사를 시작으로 18세기 말까지 조사 통제 네트워크는 프랑스와 영국포괄했다.동유럽을 가로지르는 스트루베 측지호(1816-1855)와 인도 삼각 측량(1802-1871)과 같은 더 야심찬 사업은 훨씬 더 오래 걸렸지만, 지구 타원체의 모양을 더 정확하게 추정하는 결과를 낳았다.미국 전역에 걸친 최초의 삼각측량은 1899년에야 완성되었다.

미국의 조사 결과 1927년 북미 기준(수평)과 1929년 수직 기준(NAVD29)이 발표되었는데, 이는 최초의 표준 기준(NAVD29)이다.이후 수십 년 동안 국가 및 지역 데이터 공개가 이어졌다.초기 위성의 사용을 포함한 측정을 개선함으로써 북미의 NAD83, 유럽의 ETRS89, 호주의 GDA94와 같은 20세기 후반의 더 정확한 데이텀이 가능해졌다.이 시기에 위성 항법 시스템, 특히 미국의 위성 측위 시스템(GPS)에 사용되는 세계 측지 시스템(WGS 84)과 유럽 갈릴레오 시스템에 사용되는 국제 지상 참조 시스템 및 프레임(ITRF)에서 사용하기 위해 글로벌 데이텀이 처음 개발되었다.

치수

수평 기준

수평기준은 지구의 위치를 측정하는 데 사용되는 모델입니다.측정에 사용되는 기준값에 따라 특정 점의 좌표가 크게 다를 수 있습니다.일반적으로 편리한 로컬 참조점을 참조하는 수백 개의 로컬 수평 기준점이 전 세계에 있습니다.점점 더 정확한 지구 형상의 측정을 기반으로 하는 현대의 데이텀은 더 넓은 지역을 대상으로 합니다.북미에서 사용되는 NAD83 데이텀과 유럽에서 사용되는 ETRS89 데이텀과 거의 동일한 WGS 84 데이텀은 일반적인 표준 데이텀입니다.[citation needed]

수직 기준

수직 기준점은 지형, 수심계, 수위 및 인공 구조물을 포함한 지표면의 표고와 같은 수직 위치에 대한 기준 표면이다.

해수면의 대략적인 정의는 타원체인 기준 WGS 84이며, 보다 정확한 정의는 최소 2,159개의 구형 고조파를 사용하는 지구 중력 모델 2008(EGM2008)이다.그 외의 데이텀은, 다른 지역이나 그 외의 때에 정의됩니다.ED50은 1950년에 유럽 전체에서 정의되었으며, 유럽의 어디에 있는가에 따라 WGS 84와 수백 미터 차이가 있습니다.화성에는 바다가 없기 때문에 해수면도 없지만 적어도의 화성 데이텀이 화성의 위치를 찾기 위해 사용되었다.

측지 좌표

타원체의 정상 선분 CP(각도α)에서 측정한 것인지 중심에서 측정한 선분 OP(각도β)에서 측정한 것인지에 따라 구면상의 동일한 위치는 위도에 대한 각도가 다르다.이미지에서 구상(주황색)의 "평탄도"는 지구의 것보다 큽니다. 그 결과 "지질" 위도와 "지질 중심" 위도 간의 해당 차이도 과장됩니다.

측지 좌표에서 지구 표면은 타원체에 의해 근사되며, 지표면 근처의 위치는 측지 위도( \}), ( \})타원체 높이 {\h})[note 1]로 표현된다.

지구 기준 타원체

파라미터 정의 및 파생 파라미터

타원체는 반장축 a f f에 의해 완전히 파라미터화됩니다.

파라미터 기호.
반장축
평탄화의 역수

a f f에서 타원체의 b(\b), 첫 번째e(\e 및 두 번째 e e')를 도출할 수 있습니다.

파라미터 가치
반단축
첫 번째 편심 제곱
두 번째 편심 제곱

일부 측지 시스템의 매개변수

전세계적으로 사용되는 두 개의 주요 기준 타원체는 GRS80과[4] WGS [5]84입니다.

보다 포괄적인 측지 시스템 목록은 여기에서 찾을 수 있습니다.

측지 참조 시스템 1980(GRS80)

GRS80 파라미터
파라미터 표기법 가치
반장축 6378137 m
평탄화의 역수 298.257222101

세계 측지 시스템 1984(WGS 84)

지구 측위 시스템(GPS)은 WGS 84)을 사용하여 지구 표면 근처의 점의 위치를 결정합니다.

WGS 84의 파라미터 정의
파라미터 표기법 가치
반장축 6378137.0 m
평탄화의 역수 298.257223563
WGS 84 유도 기하 상수
일정한 표기법 가치
반단축 6356752.3142m
첫 번째 편심 제곱 6.69437999014×10−3
두 번째 편심 제곱 6.73949674228×10−3

기준 변환

일반적으로 기준 간 좌표의 차이를 기준 이동이라고 합니다.2개의 특정 데이텀간의 데이텀 이동은, 나라나 지역내의 장소 마다 다를 수 있습니다.또, 0 ~ 수백 미터(또는 일부의 외딴 섬에서는 수 킬로미터)의 어느 것이라도 상관없습니다.북극, 남극, 적도서로 다른 기준에서 서로 다른 위치에 있을 것이기 때문에 진정한 북부는 약간 다를 것입니다.기준점마다 지구의 정확한 모양과 크기를 위해 서로 다른 보간법을 사용합니다(기준 타원체).예를 들어 시드니에서는 GDA에서 구성된 GPS 좌표(글로벌 표준 WGS 84에 기초함)와 AGD(대부분의 현지 지도에 사용됨) 사이에 200m(700피트)의 차이가 있으며, 이는 스쿠버 [6]다이빙을 위한 측량 또는 현장 위치와 같은 일부 애플리케이션에서 허용할 수 없을 정도로 큰 오류입니다.

기준 변환은 한 기준계에서 다른 기준계로 점의 좌표를 변환하는 과정입니다.기존의 기준점이었던 조사 네트워크가 불규칙하고 초기 조사의 오차가 균등하게 분포되어 있지 않기 때문에 단순한 매개변수 함수를 사용하여 기준점 변환을 수행할 수 없습니다.예를 들어 NAD27에서 NAD83으로의 변환은 북미를 커버하는 래스터 그리드인 NADCON(나중에 HARN으로 개량)을 사용하여 이루어지며, 각 셀의 값은 위도 및 경도 영역의 평균 조정 거리이다.기준 변환은 종종 지도 투영 변경을 수반할 수 있습니다.

토론과 예시

측지학적 기준기준은 지구에서 알려지지 않은 점의 위치를 설명하는 데 사용되는 알려진 일정한 표면입니다.기준 기준점은 반지름과 중앙점이 다를 수 있으므로 지구의 특정 점은 측정에 사용된 기준점에 따라 좌표가 크게 다를 수 있습니다.전 세계에는 수백 개의 국지적으로 개발된 기준기준이 있으며, 일반적으로 편리한 국지기준점을 참조한다.점점 더 정확한 지구 형상의 측정을 기반으로 하는 현대의 데이텀은 더 넓은 지역을 대상으로 합니다.북미에서 사용되는 가장 일반적인 기준 데이텀은 NAD27, NAD83, WGS 84이다.

1927년 북미 기준(NAD 27)은 "1866년 클라크 구상체의 위치와 방위각에 의해 정의된 미국의 수평 제어 기준이며, (조사 스테이션) 미데스 목장(캔자스)에서 유래한다."...충분한 중력 데이터를 이용할 수 없었기 때문에 미드즈 목장의 지오이덜 높이는 0으로 가정했으며, 이는 지표 측정과 기준치를 관련짓기 위해 필요했다."1927년 북미 기준의 지리학적 위치는 라플라스 방위각을 도입한 네트워크 전체의 삼각측량을 재조정하여 (및 미데스 랜치의 방위각)에서 도출되었으며 보위 방법이 사용되었습니다." (http://www.ngs.noaa.gov/faq.shtml#WhatDatum) NAD27은 시스템을 참조하는 로컬입니다.저는 북미를 담당하고 있습니다.

1983년의 북미 기준치(NAD 83)는 "지심 원점과 지리 기준계 1980(GRS80)에 기초한 미국, 캐나다, 멕시코 및 중앙 아메리카의 수평 제어 기준치이다."NAD 83으로 지정된 이 데이터는 시스템을 지심 원점으로 제한하는 600개의 위성 도플러 관측소를 포함하여 250,000개 지점의 조정을 기반으로 한다." NAD83은 국지적 기준 시스템으로 간주될 수 있다.

WGS 84는 1984년의 세계 측지계이다. 프레임은 미국 국방부(DoD)가 사용하는 참조 프레임으로 NGA(National Geospace-Intelligence Agency, 이전의 국방지도국, 그 후 국가이미지 및 지도국)에 의해 정의됩니다.WGS 84는 국방부가 GPS "방송" 및 "정밀" 궤도를 포함하여 지도 작성, 차트 작성, 측량 및 항법 요구를 위해 사용합니다.WGS 84는 1987년 1월에 도플러 위성 측량 기술을 사용하여 정의되었다.1987년 1월 23일부터 방송 GPS Ephemerides(orbits)의 참조 프레임으로 사용되었습니다.1994년 1월 2일 0000 GMT에서 WGS 84는 GPS 측정을 사용하여 정확도가 향상되었습니다.업그레이드 날짜가 GPS Week 730의 시작과 겹쳤기 때문에 정식 명칭은 WGS 84(G730)가 되었습니다.그것은 1994년 6월 28일 방송 궤도의 기준 프레임이 되었다.1996년 9월 30일 0000 GMT(GPS Week 873 시작)에 WGS 84는 다시 정의되었고 국제 지구 회전 서비스(IERS) 프레임 ITRF 94와 보다 밀접하게 정렬되었습니다.그 후 그것은 공식적으로 WGS 84 (G873)라고 불렸다.WGS 84(G873)는 1997년 [7]1월 29일 방송 궤도의 기준 프레임으로 채택되었다.또 다른 업데이트로 WGS 84(G1674)로 변경되었습니다.

북미에서 사용되는 NAD83 데이텀에서 2미터 이내에 있는 WGS 84 데이텀은 현재 유일하게 세계 참조 시스템입니다.WGS 84는 오락용 및 상업용 GPS 장치에 저장된 좌표에 대한 기본 표준 기준입니다.

GPS 사용자들은 그들이 사용하고 있는 지도의 데이텀을 항상 확인해야 한다는 경고를 받는다.지도 관련 좌표를 올바르게 입력, 표시 및 저장하려면 지도의 기준점을 GPS 지도 기준점 필드에 입력해야 합니다.

지도 기준의 예는 다음과 같습니다.

판의 이동

지구의 지각판은 서로 다른 방향으로 매년 [22]50~100mm(2.0~3.9인치)의 속도로 움직입니다.따라서 서로 다른 플레이트의 위치가 서로 상대적으로 움직입니다.예를 들어 아프리카판 우간다의 적도점과 남미판의 에콰도르 적도점 사이의 세로 차이는 매년 [citation needed]약 0.0014초씩 증가한다.이러한 구조 운동도 마찬가지로 위도에 영향을 미친다.

글로벌 기준 프레임(WGS84 등)을 사용하는 경우 일반적으로 지표면의 장소 좌표는 매년 변경됩니다.단일 국가 내 등 대부분의 매핑은 스팬 플레이트를 포함하지 않습니다.이 경우 좌표 변경을 최소화하기 위해 해당 특정 플레이트에 좌표가 고정된 다른 기준 프레임을 사용할 수 있습니다.이러한 참조 프레임의 예로는 북미의 경우 "NAD83" 및 유럽의 경우 "ETRS89"가 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

각주

  1. ^ 좌표의 오른쪽/왼쪽 순서( , ) {( \, \)} \ displaystyle ( \ , \ )} ) ( ( 、 、 \ style ( \ phi , \ lambda )spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical spherical sphericalconvconvconv spherical spherical spherical spherical sphericalconv

레퍼런스

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추가 정보

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외부 링크