Вертикальная точка отсчета - Vertical datum

Вертикальные опорные точки в Европе

Вертикальная опорная , высотомеры точки привязки , или высота датум является эталонной поверхностью для вертикальных положений , таких как возвышения Земли функций , включая местности , батиметрию , уровень воды и искусственные сооружения. Обычно принятые критерии для вертикальной системы координат включают следующие подходы:

Известные вертикальные системы координат, используемые профессионалами, включают Национальную геодезическую вертикальную систему отсчета 1929 года и Североамериканскую вертикальную систему отсчета 1988 года .

Методы

В общепринятом смысле возвышения часто упоминаются как высота над уровнем моря , хотя на самом деле, что означает «уровень моря», является более сложным вопросом, чем может показаться на первый взгляд: высота поверхности моря в любом месте и времени является результатом многочисленные эффекты, включая волны, ветер и течения, атмосферное давление, приливы , топографию и даже различия в силе гравитации из-за наличия гор и т. д.

Для измерения высоты объектов на суше обычно используется средний уровень моря (MSL). Это данные приливов и отливов, которые описываются как среднее арифметическое значение почасового повышения уровня воды за определенный 19-летний цикл. Это определение усредняет приливные максимумы и минимумы (вызванные гравитационными эффектами Солнца и Луны) и краткосрочные колебания. Это не устранит влияние местной силы тяжести, поэтому высота MSL относительно геодезической системы координат будет варьироваться во всем мире и даже в одной стране. Страны склонны выбирать средний уровень моря в одной конкретной точке, который будет использоваться в качестве стандартного «уровня моря» для всех картографических и съемочных работ в этой стране. (Например, в Великобритании национальная вертикальная система координат, Ordnance Datum Newlyn , основана на среднем уровне моря в Ньюлине в Корнуолле между 1915 и 1921 годами). Однако нулевая высота, определенная одной страной, не то же самое, что нулевая высота, определенная другой (потому что MSL не везде одинакова), поэтому локально определенные вертикальные системы отсчета отличаются друг от друга.

Другой принцип используется при выборе датума для морских карт . По соображениям безопасности моряк должен знать минимальную глубину воды, которая может возникнуть в любой точке. По этой причине глубины и приливы на морской карте измеряются относительно точки отсчета карты , которая определяется как уровень, ниже которого приливы редко опускаются. То, как именно это будет выбрано, зависит от режима приливов и отливов в наносимой на карту области и от политики гидрографического управления, составляющего данную карту; Типичное определение - это самый низкий астрономический прилив (самый низкий прилив, предсказываемый действием силы тяжести) или средний низкий низкий уровень воды (средний самый низкий прилив за каждый день), хотя MSL иногда используется в водах с очень низкими диапазонами приливов.

И наоборот, если судно должно безопасно пройти под низким мостом или воздушным силовым кабелем, моряк должен знать минимальный зазор между мачтой и препятствием, которое может возникнуть во время прилива. Следовательно, расстояния между мостами и т. Д. Даются относительно точки отсчета, основанной на приливе, такой как «Самый высокий астрономический прилив» или «Средний прилив».

Уровень моря не остается постоянным в течение геологического времени , поэтому приливные данные менее полезны при изучении очень долгосрочных процессов. В некоторых ситуациях уровень моря вообще не применяется - например, для картографирования поверхности Марса - вынуждая использовать другую «нулевую высоту», например средний радиус.

Геодезическая вертикальная система отсчета берет некоторую конкретную нулевую точку и вычисляет высоты на основе используемой геодезической модели без дальнейшей привязки к уровням моря. Обычно исходной точкой отсчета является датчик приливов и отливов, поэтому в этой точке геодезические и приливные данные могут совпадать, но из-за колебаний уровня моря эти две шкалы могут не совпадать в другом месте. Примером геодезических данных на основе силы тяжести является NAVD88 , используемый в Северной Америке, который привязан к точке в Квебеке , Канада . В базах данных на основе эллипсоидов, таких как WGS 84 , GRS80 или NAD83, используется теоретическая поверхность, которая может значительно отличаться от геоида .

Типы

Общие типы вертикальных опорных точек включают в себя:

Наряду с широтой φ и долготой λ высота h обеспечивает трехмерные геодезические координаты или географические координаты местоположения.

Чтобы полностью указать местоположение топографического объекта на Земле, в ней или над ней, необходимо также указать расстояние по вертикали от центра или поверхности Земли. Земля - ​​это не сфера, а неправильная форма, напоминающая двухосный эллипсоид . Он почти сферический, но имеет экваториальную выпуклость, из-за которой радиус на экваторе примерно на 0,3% больше, чем радиус, измеренный через полюса. Более короткая ось примерно совпадает с осью вращения. Хотя ранние мореплаватели думали о море как о горизонтальной поверхности, которую можно было бы использовать в качестве вертикальной точки отсчета, на самом деле это не так. Земля имеет ряд слоев равной потенциальной энергии в пределах своего гравитационного поля . Высота измеряется под прямым углом к ​​этой поверхности, примерно к центру Земли, но местные вариации делают эквипотенциальные слои нерегулярными (хотя и примерно эллипсоидальными). Выбор слоя для определения высоты произвольный.

Примеры

Смотрите также

Основная категория: Вертикальные опорные точки

Рекомендации

Внешние ссылки