¿Cuándo se crean los datos en datums distintos de WGS84?

Question

Estoy tratando de entender por qué necesitamos otros datos que no sean WGS84. Dado que las coordenadas del GPS son relativas al elipsoide WGS84, ¿cuál es la ventaja de tener otros datos, como por ejemplo NAD83? Entiendo que otros datums son localmente una aproximación más cercana a la superficie topológica de la tierra - pero ¿cuándo es esto ventajoso en la vida real?

Creo que la respuesta puede estar en este término de la entrada de la wikipedia para el Datum Geodésico, pero todavía no está claro cómo crearías referencias de localización a NAD83 sin un GPS.

"Un punto de referencia es una superficie conocida y constante que se utiliza para describir la ubicación de puntos desconocidos en la Tierra. Dado que los datums de referencia pueden tener diferentes radios y diferentes puntos centrales, un punto específico de la Tierra puede tener coordenadas sustancialmente diferentes en función del datum utilizado para realizar la medición. Existen cientos de datums de referencia desarrollados localmente en todo el mundo, normalmente referenciados a algún punto de referencia local conveniente. Los datums contemporáneos, basados en mediciones cada vez más precisas de la forma de la Tierra, están pensados para cubrir áreas más amplias. Los datums de referencia más comunes en América del Norte son NAD27, NAD83 y WGS 84.

El North American Datum de 1927 (NAD 27) es "el dato de control horizontal para los Estados Unidos que se definió por una ubicación y un acimut en el esferoide de Clarke de 1866, con origen en (la estación topográfica) Meades Ranch (Kansas)". ... La altura geoidal en Meades Ranch se asumió como cero, ya que no se disponía de suficientes datos de gravedad, y esto era necesario para relacionar las mediciones de superficie con el datum. "Las posiciones geodésicas sobre el Datum Norteamericano de 1927 se derivaron de las (coordenadas de y un acimut en Meades Ranch) mediante un reajuste de la triangulación de toda la red en el que se introdujeron los acimutes de Laplace y se utilizó el método de Bowie". ( http://www.ngs.noaa.gov/faq.shtml#WhatDatum ) El NAD27 es un sistema de referencia local que cubre América del Norte.

El Dato de América del Norte de 1983 (NAD 83) es "El dato de control horizontal para los Estados Unidos, Canadá, México y América Central, basado en un origen geocéntrico y en el Sistema de Referencia Geodésico de 1980 (GRS80). "Este datum, designado como NAD 83 ...se basa en el ajuste de 250.000 puntos, incluyendo 600 estaciones Doppler satelitales que restringen el sistema a un origen geocéntrico". El NAD83 puede considerarse un sistema de referencia local".

Answer 1

Cuando se utiliza un GPS para crear y encontrar el punto de nuevo no importa como los errores se equilibran.

Pero necesitas la precisión para planificar cualquier cosa o trazar cursos. Siempre que se dibuja o calcula algo en un SIG que se necesita encontrar en el mundo real se tropieza con este problema. Por lo tanto, WGS 84 no es muy preciso, ya que es un compromiso para toda la Tierra. Es un geoide basado en un modelo gravitacional de la tierra. El verdadero geoide difiere de éste. La diferencia es especialmente elevada en las zonas montañosas. Puede alcanzar desviaciones de varias decenas de metros como máximo (sin los problemas ya comentados en las zonas polares). Pero el WGS 84 es el que utiliza el GPS ya que es consistente para la tierra y como nota al margen: al ser sólo una fórmula y algunas constantes muy fácil de poner en dispositivos pequeños. Piensa en usar un modelo de elevación muy preciso en un smartphone...

Para obtener una mayor precisión se necesitan las transformaciones locales relativas a la esferoide WGS 84. Se crean midiendo muchos puntos de referencia en el mundo real y luego calculando las diferencias con el WGS 84 para cada pequeña área cercana al punto de referencia. Cuantos más puntos de referencia se midan, más precisos serán, pero también mucho más caros.

Answer 2

Una razón importante es que sólo el ejército de EE.UU., la OTAN y otros aliados o contratistas, y otros departamentos del gobierno de EE.UU. con autorización tienen acceso a las coordenadas WGS84 verdaderas y a la red de control. Todos los demás reciben valores degradados. Es cierto que la Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial (NGA antes NIMA antes DMA) afirma que el WGS84 está alineado al menos al centímetro con el correspondiente marco de referencia ITRFxx (International Terrestrial Reference Frame, xx = año).

Si puedes realizar una cinemática en tiempo real o tienes otro acceso a los puntos de control o estás post-procesando los datos, puedes recuperar esa degradación en la precisión pero a cualquier sistema de referencia de coordenadas (CRS) que la red de control esté emitiendo. Será alguna variante de ITRFxx o el CRS geográfico local como NAD83 (2011) (EE.UU.) o NAD83 (CSRS) (Canadá) o GDA2020 (próximamente en Australia).

Los sistemas locales se han derivado utilizando la red ITRF, además de la red de control del país, y suelen ser fijos. Esto permite a los topógrafos, GIS, etc., no preocuparse de que las coordenadas varíen continuamente. Estados Unidos, en particular, mantiene su red de control fija en las placas de América del Norte, del Pacífico o de las Marianas para minimizar el cambio de coordenadas a lo largo del tiempo. Cuando ha habido suficiente movimiento (movimiento de placas, hundimiento, rebote glacial, terremotos), la agencia geodésica puede hacer un reajuste o calcular una nueva realización y actualizar las coordenadas de la red de control.

Varios países tienen previsto pasar a un SIR dinámico o semidinámico que se ajustará más a lo que hace el IERS con las realizaciones del ITRF. Esto es posible por algunas razones, entre ellas la capacidad de obtener datos y procesarlos a tiempo.