SISTEMAS DE COORDENADAS

 dato geodésico o sistema geodésico (también: dato de referencia geodésico o sistema de referencia geodésico ) es un sistema de coordenadas y un conjunto de puntos de referencia, que se utiliza para ubicar lugares en la Tierra (u objetos similares). Una definición aproximada del nivel del mar es el dato WGS 84 , un elipsoide , mientras que una definición más precisa es el Modelo Gravitacional de la Tierra 2008 (EGM2008), que utiliza al menos 2,159 armónicos esféricos . Otros datos se definen para otras áreas o en otros momentos; ED50Se definió en 1950 en Europa y se diferencia de WGS 84 en unos pocos cientos de metros dependiendo de dónde se mire en Europa. Marte no tiene océanosy, por lo tanto, no hay nivel del mar, pero al menos dos datos marcianos se han utilizado para ubicar lugares allí.

Los datos se utilizan en la geodesia , la navegación y la topografíade los cartógrafos y los sistemas de navegación por satélite para traducir posiciones indicadas en los mapas (papel o digital) a su posición real en la Tierra . Cada uno comienza con un elipsoide (esfera estirada), y luego define las coordenadas de latitud , longitud y altitud . Una o más ubicaciones en la superficie de la Tierra se eligen como "puntos base" de anclaje.

La diferencia en las coordenadas entre los datums se conoce comúnmente como cambio de datum . El cambio de datum entre dos datums particulares puede variar de un lugar a otro dentro de un país o región, y puede ser desde cero hasta cientos de metros (o varios kilómetros para algunas islas remotas). El polo norte , el polo sur y el ecuador estarán en diferentes posiciones en diferentes puntos de referencia, por lo que el norte verdadero será ligeramente diferente. Diferentes datums utilizan diferentes interpolaciones para la forma y el tamaño precisos de la Tierra ( elipsoides de referencia ).

Debido a que la Tierra es un elipsoide imperfecto, los datos localizados pueden dar una representación más precisa del área de cobertura que WGS 84. OSGB36 , por ejemplo, es una mejor aproximación al geoide quecubre las Islas Británicas que el elipsoide global WGS 84. ^[1] Sin embargo, a medida que los beneficios de un sistema global superan la precisión, el dato global WGS 84 se está adoptando cada vez más. ^[2]

Los datums horizontales se utilizan para describir un punto en la superficie de la Tierra , en latitud y longitud u otro sistema de coordenadas. Los datums verticales miden elevaciones o profundidades.

Definición [ editar ]

En topografía y geodesia , un dato es un sistema de referencia o una aproximación de la superficie de la Tierra contra la cual se realizan mediciones posicionales para calcular ubicaciones. Los datums horizontales se utilizan para describir un punto en la superficie de la Tierra , en latitud y longitud u otro sistema de coordenadas. Los datums verticales se utilizan para medir elevaciones o profundidades submarinas.

Dato horizontal [ editar ]

El dato horizontal es el modelo utilizado para medir posiciones en la Tierra. Un punto específico en la Tierra puede tener coordenadas sustancialmente diferentes, dependiendo del dato utilizado para realizar la medición. Hay cientos de referencias locales horizontales en todo el mundo, generalmente referidas a algún punto de referencia local conveniente. Los datums contemporáneos, basados ​​en mediciones cada vez más precisas de la forma de la Tierra, están destinados a cubrir áreas más grandes. La referencia WGS 84 , que es casi idéntica a la referencia NAD83 utilizada en América del Norte y la referencia ETRS89 utilizada en Europa, es una referencia estándar común. ^{[ cita requerida ]}

Por ejemplo, en Sydney hay una diferencia de 200 metros (700 pies) entre las coordenadas GPS configuradas en GDA (según el estándar global WGS 84) y AGD (utilizada para la mayoría de los mapas locales), que es un error inaceptablemente grande para algunas aplicaciones, como como topografía o ubicación del sitio para buceo . ^[3]

Dato vertical [ editar ]

Artículo principal: Datum vertical.

Más información: Carta de datos.

Un datum vertical es una superficie de referencia para las posiciones verticales , como las elevaciones de las características de la Tierra, incluyendo terreno , batimetría , nivel de agua y estructuras hechas por el hombre.

Coordenadas geodésicas [ editar ]

Artículo principal: Referencia elipsoide § Coordenadas

Más información: Sistema de coordenadas geográficas.

La misma posición en un esferoide tiene un ángulo diferente para la latitud, dependiendo de si el ángulo se mide desde el segmento de línea normal CP del elipsoide (ángulo α ) o el segmento de línea AP desde el centro (ángulo β ). Tenga en cuenta que la " planitud" del esferoide (naranja) en la imagen es mayor que la de la Tierra; como resultado, la diferencia correspondiente entre las latitudes "geodésicas" y "geocéntricas" también es exagerada.

En coordenadas geodésicas, la superficie de la Tierra se aproxima mediante un elipsoide , y las ubicaciones cercanas a la superficie se describen en términos de latitud ($${\ displaystyle \ phi}), longitud ($${\ displaystyle \ lambda}), y la altura ($${\ displaystyle h}). ^{[nota 1]}

Latitud geodésica versus geocéntrica [ editar ]

Latitud geodésica ($${\ displaystyle \ phi}), resp. altitud , es diferente de la latitud geocéntrica ($${\ displaystyle \ phi '}), resp. altitud. La latitud geodésica está determinada por el ángulo entre el plano ecuatorial y normalal elipsoide, mientras que la latitud geocéntrica está determinada por el ángulo entre el plano ecuatorial y la línea que une el punto al centro del elipsoide (ver figura). A menos que se especifique lo contrario, la latitud es la latitud geodésica.

Elipsoide de referencia de la Tierra [ editar ]

Definición y parámetros derivados [ editar ]

Artículo principal: Elipsoide de referencia § Parámetros del elipsoide

El elipsoide está completamente parametrizado por el eje semi mayor. $${\ displaystyle a} y el aplanamiento $${\ displaystyle f}.

Parámetro	Símbolo
Semieje mayor	$${\ displaystyle a}
Recíproco de aplanamiento	$${\ displaystyle {\ frac {1} {f}}}

Desde $${\ displaystyle a} y $${\ displaystyle f} Es posible derivar el eje semi-menor. $${\ displaystyle b}primera excentricidad $${\ displaystyle e} y segunda excentricidad $${\ displaystyle e '} del elipsoide

Parámetro	Valor
Eje semi menor	$${\ displaystyle b = a (1-f)}
Primera excentricidad al cuadrado	$${\ displaystyle e ^ {2} = 1 - {\ frac {b ^ {2}} {a ^ {2}}} = f (2-f)}
Segunda excentricidad al cuadrado	$${\ displaystyle {e '} ^ {2} = {\ frac {a ^ {2}} {b ^ {2}}} - 1 = {\ frac {f (2-f)} {(1-f) ^ {2}}}}

Parámetros para algunos sistemas geodésicos [ editar ]

Artículo principal: Elipsoide de la Tierra § Elipsoides históricos de la Tierra

Los dos principales elipsoides de referencia utilizados en todo el mundo son el GRS80 ^[4] y el WGS84. ^[5]

Una lista más completa de sistemas geodésicos se puede encontrar aquí .

Sistema de referencia geodésica 1980 (GRS80) [ editar ]

Parámetros GRS80

Parámetro	Notación	Valor
Semieje mayor	$${\ displaystyle a}	6 378 137  m
Recíproco de aplanamiento	$${\ displaystyle {\ frac {1} {f}}}	298.257 222 101

Sistema geodésico mundial 1984 (WGS 84) [ editar ]

El Sistema de posicionamiento global (GPS) utiliza el Sistema geodésico mundial 1984 (WGS 84) para determinar la ubicación de un punto cerca de la superficie de la Tierra.

WGS 84 definiendo parámetros

Parámetro	Notación	Valor
Semieje mayor	$${\ displaystyle a}	6 378 137 .0 m
Recíproco de aplanamiento	$${\ displaystyle {\ frac {1} {f}}}	298.257 223 563

WGS 84 constantes geométricas derivadas

Constante	Notación	Valor
Eje semi menor	$${\ displaystyle b}	6 356 752 .3142 m
Primera excentricidad al cuadrado	$${\ displaystyle e ^ {2}}	6.694 379 990 14 × 10 −3
Segunda excentricidad al cuadrado	$${\ displaystyle {e '} ^ {2}}	6.739 496 742 28 × 10 −3

Cálculos de conversión [ editar ]

Más información: Conversión de coordenadas geográficas.

La conversión de datos es el proceso de conversión de las coordenadas de un punto de un sistema de datos a otro. La conversión de datos con frecuencia puede ir acompañada de un cambio de proyección de cuadrícula .

Discusión y ejemplos [ editar ]

Ver también: Elipsoide de referencia.

Un dato de referencia geodésico es una superficie conocida y constante que se utiliza para describir la ubicación de puntos desconocidos en la Tierra. Dado que los datos de referencia pueden tener diferentes radios y diferentes puntos centrales, un punto específico en la Tierra puede tener coordenadas sustancialmente diferentes según el punto de referencia utilizado para realizar la medición. Hay cientos de referencias de referencia desarrolladas localmente en todo el mundo, generalmente referidas a algún punto de referencia local conveniente. Los datums contemporáneos, basados ​​en mediciones cada vez más precisas de la forma de la Tierra, están destinados a cubrir áreas más grandes. Los datums de referencia más comunes en uso en América del Norte son NAD27, NAD83 y WGS 84 .

El Datum de América del Norte de 1927 (NAD 27) es "el dato de control horizontal para los Estados Unidos que se definió por una ubicación y azimut en el esferoide de Clarke de 1866, con origen en (la estación de estudio) Meades Ranch (Kansas) ". ... Se asumió que la altura geoidal en Meades Ranch era cero, ya que no se disponía de datos de gravedad suficientes, y esto era necesario para relacionar las mediciones de la superficie con la referencia. "Las posiciones geodésicas en el Datum de América del Norte de 1927 se derivaron de (coordenadas de y un azimut en Meades Ranch) a través de un reajuste de la triangulación de toda la red en la que se introdujeron los azimuts de Laplace, y se utilizó el método Bowie". ( http://www.ngs.noaa.gov/faq.shtml#WhatDatum ) 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 Centroamérica, basado en un origen geocéntrico y el Sistema de referencia geodésico de 1980 ( GRS80 )". Este dato, designado como NAD 83 ... se basa en el ajuste de 250,000 puntos, incluidas 600 estaciones Doppler satelitales que restringen el sistema a un origen geocéntrico ". NAD83 puede considerarse un sistema de referencia local.

WGS 84 es el Sistema Geodésico Mundial de 1984. Es el marco de referencia utilizado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD, por sus siglas en inglés) y está definido por la Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial (NGA, por sus siglas en inglés) (antes Agencia de Mapas de Defensa, luego Imagen Nacional y Agencia de Cartografía). El DoD utiliza WGS 84 para todas sus necesidades de mapeo, cartografía, topografía y navegación, incluido su GPSÓrbitas "broadcast" y "precisas". WGS 84 se definió en enero de 1987 utilizando técnicas de levantamiento satelital Doppler. Se usó como el marco de referencia para la transmisión de Efemérides (orbitas) de GPS a partir del 23 de enero de 1987. A las 0000 GMT del 2 de enero de 1994, WGS 84 se actualizó con precisión mediante mediciones GPS. El nombre formal se convirtió en WGS 84 (G730), ya que la fecha de actualización coincidió con el inicio de la Semana 730 del GPS. Se convirtió en el marco de referencia para las órbitas de transmisión el 28 de junio de 1994. A las 0000 GMT del 30 de septiembre de 1996 (el inicio del GPS Semana 873), WGS 84 se redefinió de nuevo y se alineó más estrechamente con el marco ITRF 94 del Servicio Internacional de Rotación de la Tierra (IERS) . Luego se llamó formalmente WGS 84 (G873). WGS 84 (G873) se adoptó como marco de referencia para las órbitas de transmisión el 29 de enero.^[6] Otra actualización lo llevó a WGS84 (G1674).

El datum WGS 84, a dos metros del datum NAD83 utilizado en América del Norte, es el único sistema de referencia mundial que existe hoy en día. WGS 84 es el dato estándar predeterminado para las coordenadas almacenadas en unidades GPS recreativas y comerciales.

Se advierte a los usuarios de GPS que deben verificar siempre los datos de los mapas que están utilizando. Para ingresar, visualizar y almacenar correctamente las coordenadas del mapa relacionadas con el mapa, el dato del mapa debe ingresarse en el campo del mapa del GPS.

Ejemplos [ editar ]

Ejemplos de datos de mapas son:

• WGS 84 , 72, 64 y 60 del Sistema Geodésico Mundial.
• NAD83 , el datum norteamericano que es muy similar a WGS 84
• NAD27 , el datum más antiguo de América del Norte , del cual NAD83 fue básicamente un reajuste [1]
• OSGB36 de la Encuesta de Artillería de Gran Bretaña
• ETRS89 , el Datum Europeo, relacionado con ITRS
• ED50 , el datum europeo más antiguo
• GDA94 , el datum australiano ^[7]
• JGD2011 , el dato japonés, ajustado por los cambios causados ​​por el terremoto y tsunami de Tōhoku de 2011 ^[8]
• Tokyo97 , el datum japonés más antiguo ^[9]
• KGD2002 , el datum coreano ^[10]
• TWD67 y TWD97 , datum diferente utilizado actualmente en Taiwán. ^[11]
• BJS54 y XAS80 , datum geodésico antiguo utilizado en China ^[12]
• GCJ-02 y BD-09 , referencia geodésica encriptada china.
• PZ-90.11 , la referencia geodésica actual utilizada por GLONASS ^[13]
• GTRF , la referencia geodésica utilizada por Galileo ^[14]
• CGCS2000 , o CGS-2000 , la referencia geodésica utilizada por el sistema de navegación por satélite BeiDou ^{[14] [15] [16]}
• Marcos de referencia terrestres internacionales (ITRF88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 96, 97, 2000, 2005, 2008, 2014), diferentes realizaciones del ITRS . ^[17] [18]
• Hong Kong Principal Datum , un datum vertical utilizado en Hong Kong.