Кіріспе

Солтүстік Америкада геодезиялық желілерді анықтау үшін қазіргі уақытта қолданылатын көлденең геодезиялық дата (NAD) - континенттегі геодезияның анықтамалық жүйесі. Датум - координаталар жүйесінің "теңіз" нүктесімен бірге Жердің пішінін ресми сипаттау. Жер өлшеуіште, картографияда және жерді пайдалануды жоспарлауда екі Солтүстік Америка датасы бүйірлік немесе "горизонтальді" өлшеулер үшін қолданылады: Солтүстік Американың 1927 жылғы датасы (NAD 27) және Солтүстік Американың 1983 жылғы датасы (NAD 83). Екеуі де геодезиялық анықтама жүйелері, олар сәл басқаша болжамдар мен өлшемдерге негізделген. Орташа жоғары су деңгейінен (MHW) жоғары немесе төмен арақашықтыққа негізделген вертикальді өлшеулер Солтүстік Американың 1988 жылғы вертикальді дататын (NAVD 88) пайдалану арқылы есептеледі. NAD 83, NAVD 88-мен бірге жаңа GPS және геометриялық эталондық геометриялық база және геопотенциалдық деректеменің геометриялық геометриялық геометриялық геометриялық базасымен алмастырылуы керек, мүмкін 2025 жылы.

1901 жылғы Солтүстік Американың алғашқы датасы

1901 жылы Құрама Штаттардағы Жағалау және геодезиялық зерттеулер ұлттық көлденең беткейлік беткейлік беткейлік деп аталатын, 1866 жылғы Кларк эллипсоидына негізделген. Ол аймақтық деректер бойынша бұрын жиналған деректерге сәйкес келді, ол кезде олар бір-бірімен жапсарласа бастады. 1913 жылы Канада мен Мексика сол датаны қабылдады, сондықтан оны Солтүстік Америка датасы деп атады.

Солтүстік Американың 1927 жылғы датасы

Деректер жиналған сайын, сәйкессіздіктер пайда болды, сондықтан дата 1927 жылы оның алдыңғысы сияқты бірдей сфера және шығу тегі қолданылып қайта есептелді. Солтүстік Американың 1927 жылғы Датумы (NAD 27) 1901 жылы таңдалған жалпы анықтамалық нүктеден бүкіл континенттің зерттеулеріне негізделген, өйткені ол Америка Құрама Штаттарының орталығына жақын болғандықтан есептеуге болады: Ол 39-шы солтүстік параллельдегі 1899 жылғы трансконтинентальдық үшбұрышты доғаның қиылысындағы үшбұрышты доғаға негізделген және 98-ші батыс меридиан бойындағы үшбұрышты доғаға негізделген, ол Америка Құрама Штаттарының географиялық орталығына жақын болды. Датум Канзас штатының Осборн округіне қарасты Мидс ранч триангуляциялық станциясын 39°13′26.686′′ солтүстік ендік, 98°32′30.506′′ батыс бойлық деп жариялайды. NAD 27 Мидс ранчтан Уолдо станциясына (Осборн округі, Уолдодан солтүстік-батысқа қарай 7 км) дейінгі азимутты солтүстіктен 255°28′14.52′′ деп жариялау арқылы бағдарланған. Солтүстік Америкадағы әр нүктесінің ені мен ұзындығы оның Мидс ранчосынан қашықтығы мен бағытына негізделеді: егер нүкте Мидс ранчосынан X метр азимутта Y градус болса, ол 1866 жылғы Кларк эллипсоидында өлшенсе, онда оның ені мен ұзындығы сол эллипсоидқа анықталады және есептеледі. Эллипсоид Жарым үлкен ось ((мәні бойынша) Жарым кіші ось ((мәні бойынша) Кері жазылау ((есептелген) Кларк 1866 6,378,206.4 м 6,356,583.8 м 294.978698214 Бұл NAD 27 үшін анықтайтын өлшемдер, бірақ Кларк өзінің 1866 жылдағы сфераиді a = 20,926,062 британдық фут, b = 20,855,121 британдық фут деп анықтады. Метрлерге аударуда Кларктың 1865 дюймдік метрлік қатынасы 39,370432 қолданылады. Сол кездегі фут немесе метрдің ұзындығы 0,02 мм-ден артық болмайтындығын анықтауға болатын. USGS топографиялық карталарының көпшілігі NAD 27-де жарияланды және АҚШ Армиясының Инженерлер корпусы мен басқа агенттіктердің көптеген ірі жобалары NAD 27-де анықталды, сондықтан дереккөздер маңызды болып қала береді, бірақ одан да жетілдірілген деректер бар.

1983 жылғы Солтүстік Америка Датумы

Жер кемелді эллипсоидтан едәуір ауытқуы себепті, оның пішініне ең жақсы сәйкес келетін эллипсоид әлемнің әр өңірінде әр түрлі болады. Кларк 1866 жылы және солтүстік америкалық датасы 1927 жылы онымен бірге Солтүстік Америкаға тұтастай сәйкес келетінін зерттеуге алынды. Сол сияқты, тарихи тұрғыдан алғанда, әлемнің көптеген аймақтары жергiлiктi өлшелген эллипсоидтарды жергiлiктi жерлердегi Жердiң пішiнiнiң өзгеруiне ең жақсы сәйкес келетiндей өлшеген. Бұл әдіс жергілікті деңгейдегі ең жоғары дәлдікті қамтамасыз ете отырып, аймақтар бойынша ақпаратты біріктіруді және таратуды қиындатады. Жерсеріктік геодезия мен қашықтан зондтау технологиясы жоғары дәлділікке жетіп, азаматтық мақсаттар үшін қолжетімді болғандықтан, бір ғана ғаламдық эллипсоидқа қатысты ақпаратты алу мүмкін болды. Себебі жер серіктері Жерді монолитті дене ретінде қарастырады. Сондықтан GRS 80 эллипсоиды Жерді тұтастай алғанда ең жақсы шамалау үшін жасалды және ол 1983 жылғы Солтүстік Американың Датумының негізі болды. GRS 80 және оның жақын туысы WGS 84 әдетте белгілі бір аймаққа ең жақсы сәйкес келмесе де, жергiлiктi жағдайларды өтеуге қабілетті компьютерлермен, деректер базасымен және бағдарламалық жасақтамамен біріктірілгенде, ең жақын сәйкестікке деген қажеттілік негізінен буланады. Эллипсоидты жартылай үлкен ось ((анықтамасы бойынша) жартылай кіші ось ((анықтамасы бойынша) кері жазылау ((есептелген) GRS 80 6,378,137 м 6,356,752.3141 м 298.257222101

NAD 27 және NAD 83 - ті салыстыру

NAD 27-де берілген ендік пен бойлық бар нүкте NAD 83-де бірдей ендік пен бойлық бар басқа нүктеден оншақты метрлік тәртіпте ығыстырылуы мүмкін, сондықтан координаталармен бірге датаны белгілеу маңызды. Солтүстік Американың 1927 жылғы Датумы бастапқы нүктесінің ені мен ұзындығы (Канзастағы Мидс ранч үшбұрышты станциясы), осы нүкте мен көрсетілген екінші нүкте арасындағы сызықтың бағыты және сфераидті айқындайтын екі өлшеммен анықталады. 1983 жылғы Солтүстік Американың Датумы жаңа анықталған сфераидқа (GRS 80) негізделген; ол бастапқы нүктесі немесе бастапқы бағыты жоқ Жерге бағытталған (немесе "геоцентрикалық") дата. NOAA екі жүйе арасында конвертер ұсынады. Практикалық әсері - егер сіз NAD 83 немесе WGS 84-те жұмыс істейтін қазіргі заманғы GPS құрылғысын пайдаланып, Сиэтлдің маңында NAD 27 координаттарына (топокартадан) жүруге болсаңыз, сіз 95 метрге (батыс жаққа жеткілікті емес) кетіп қалар едіңіз, және сіз Майами маңында 47 метрге (солтүстік-солтүстік-шығысқа жеткілікті емес) кетіп қалар едіңіз, ал Чикаго маңындағы нүктелер үшін сіз әлдеқайда жақын болар едіңіз.

NAD 83 мен WGS 84-ті салыстыру

NAD 83 ((1986) анықтамасы WGS 84 сияқты GRS 80 сферайына негізделген, сондықтан көптеген ескі басылымдар айырмашылықты көрсетпейді. WGS 84 кейіннен сәл төменгі тегістелген сфераға ауысты. Бұл тегістелу өзгеруі шамамен 0,1 мм, айырмашылық өте аз, сондықтан есептеу бағдарламалары екі эллипсоидты жиі ажырата алмайды. Алайда, эталондық эллипсоидтардың ортақталуы мен бағытындағы айырмашылықтарға байланысты, екі датадағы координаттар АҚШ-тың көп бөлігінде метр мөлшерінде бір-бірінен ерекшеленеді. Әрбір деректеменің нақтылығы мен соңғы өлшемдер арқылы жетілдірілді. Бір жақсы белгілі айырмашылық - бұл Жердің орталығының орналасуы, екі жүйе шамамен айырмашылығы бар. Сонымен қатар, NAD 83 Солтүстік Америка тақтасындағы нүктелер үшін уақыт өте келе тұрақты болып қалады деп анықталады, ал WGS 84 бүкіл әлемдегі стансалардың орташасына қатысты анықталады. Осылайша екі жүйе уақыт өте келе табиғи түрде бір-бірінен алшақтайды. АҚШ-тың көп бөлігінде салыстырмалы мөлшер жылына 1 - 2 см шамасында. Гавайи және Сан-Андреас үзілісінің батысындағы орталық және оңтүстік Калифорнияның жағалау бөліктері Солтүстік Америка тақтасында жоқ, сондықтан олардың ауытқу жылдамдығы әртүрлі.

NAD 83 бағдарламасын іске асыру

АҚШ Ұлттық кеңістіктік анықтама жүйесі NAD 83 ((2011/MA11/PA11) эпохасы 2010.00, үздіксіз жұмыс істейтін анықтама станцияларында (CORS) GPS қабылдағыштар желісінің деректерін пайдалана отырып, NAD 83 деректерін жетілдіру болып табылады. NAD 83 ((2011) негізгі Солтүстік Америка тақтасын сипаттайды, ал MA11 және PA11 шешімдері тиісінше Мариан тақтасы мен Тынық мұхит тақтасы үшін.

2022 жылғы жаңа дата

Ұлттық кеңістіктік анықтама жүйесін жақсарту үшін NAD 83 және Солтүстік Американың 1988 жылғы вертикальдық датасы (NAVD 88) жаңа геометриялық анықтама жүйесімен және GPS сияқты ғаламдық навигациялық спутниктік жүйелерге (GNSS) негізделген геопотенциалдық датамен және жаңа гравиметриялық геоидтық модельмен алмастырылуы тиіс, мүмкін 2024 жылы. Жаңа гравиметриялық геоид моделі - американдық вертикальді датаның қайта анықталуы үшін гравитация (GRAV D) жобасының нәтижесі. Бұл жаңа анықтамалық жүйелерге қол жеткізу және оларды сақтау NAD 83 және NAVD 88-ге қарағанда оңай болады, олар уақыт өте келе нашарлайтын физикалық зерттеу белгілеріне негізделеді.