Dwa podstawowe układy współrzędnych: prostokątny i sferyczny

Transkrypt

1 Lokalizacja ++

2 Dwa podstawowe układy współrzędnych: prostokątny i sferyczny r promień wodzący geocentrycznych współrzędnych prostokątnych //pl.wikipedia.org/ system geograficzny i matematyczny (w geograficznym szerokość jest liczona od równika, w matematycznym od osi Ziemi)

3 Kształt Ziemi: płaska > kula (sfera) > elipsoida (sferoida) > geoida 200pne. XVII-XVIIIw. XIXw. małe powierzchnie do 15 km2 (northing) (easting)

4 Kształt Ziemi: płaska > kula (sfera) > elipsoida (sferoida) > geoida 200pne. XVII-XVIIIw. XIXw. Eratostenes Aleksandria Asuan ok. 900 km dokładność 2%

5 Nierównomierne rozmieszczenie skał Kształt Ziemi: płaska > kula (sfera) > elipsoida (sferoida) > geoida 200pne. XVII-XVIIIw. XIXw. Jowisz jest spłaszczony na biegunach Wzrost siły grawitacji od równika w stronę biegunów Newton i Huygens model Ziemi spłaszczonej na biegunaj Pomiar dwóch odcinków południka w Peru i Laponii

6 Kształt i model Ziemi GEOIDA ELIPSOIDA

7 Kształt Ziemi: płaska > kula (sfera) > elipsoida (sferoida) > geoida 200pne. XVII-XVIIIw. XIXw. Odchylenie geoidy od powierzchni elipsoidy od N= m na Oceanie Indyjskim do N = + 70 m na Północnym Atlantyku

8 Elipsoida

9 GCS Geographic Coordination System Geodetic Coordination System

10 Układ współrzędnych geograficznych Opisuje położenie punktu na elipsoidzie powstałej przez obrót elipsy wokół osi przebiegającej przez bieguny (najważniejsze elipsoidy: WGS84, GRS80). Szerokość geograficzna punktu X na powierzchni Ziemi określa kąt między płaszczyzną równika a normalną do płaszczyzny elipsoidy przebiegająca przez ten punkt N + / S +/ - PODSUMOWANIE!!!!! Długość geograficzna punktu X na powierzchni Ziemi określa kąt pomiędzy płaszczyzną południka zerowego (wyznacza go elipsa tworząca elipsoidę przebiegająca przez Greenwich) i południka przebiegającego przez punkt X (wyznacza go elipsa tworząca elipsoidę przebiegająca przez ten punkt) E + / W +/-

11 Siatkę geograficzną tworzą południki i równoleżniki Równoleżnik linia (okręgi o różnych promieniach) łącząca punkty o tej samej szerokości geograficznej Południk linia (łuk elipsy między biegunami) łącząca punkty o tej samej długości geograficznej Zapis: DD DMS (N, S, E, W) DM (N, S, E, W) Konwersja: STOPNIE MINUTY SEKUNDY 30 minut x stopni = minut 1 stopnia X = 30*1 / 60 =0.5

12 Siatkę geograficzną tworzą południki i równoleżniki Równoleżnik linia (okręgi o różnych promieniach) łącząca punkty o tej samej szerokości geograficznej Południk linia (łuk elipsy między biegunami) łącząca punkty o tej samej długości geograficznej Zapis: DD DMS (N, S, E, W) DM (N, S, E, W) Konwersja: STOPNIE MINUTY SEKUNDY DD z DM = stopnie + minuty / 60 DD z DMS = stopnie + minuty / 60 + sekundy / 3600 DM z DD = stopnie całkowite i stopnie dziesiętne * 60 DMS z DM = stopnie i minuty całkowite i minuty dziesiętne * 60

13 Formaty DD DM DMS Jak zamienić format DM na DD Krok 1 Utworzyć plik tekstowy w formacie.csv (ang. Comma Separated Values - wartości rozdzielone przecinkiem) "PUNKT","YD","YMD","XD","XMD" 1,54,23.21,18, ,54,22.03,18,45.32 Krok 2 Utworzyć z niego tablicę np. w ArcMap

14 Jak zamienić format DM na DD cd. Krok 3 Utworzyć tablicę DBF i dodać kolumny

15 Jak zamienić format DM na DD cd. Krok 4 Obliczyć długość i szerokość w nowych kolumnach

16 Pionowy układ odniesienia: I Układ pionowy oparty jest o poziom morza czyli o geoidę II Układ pionowy oparty jest o powierzchnię elipsoidy (GPS)

17 European Vertical Reference System (EVRS). W ramach tego systemu narodowe układy współrzędnej pionowej powinny być przetransformowane do NAP (Normal Amsterdam Peil) (polski poziom odniesienia 18 cm wyżej)

18 Poziomy i pionowy układ odniesienia: Układ odniesienia (DATUM) oprócz nazwy elipsoidy określa jej położenie względem środka ciężkości Ziemi (geoidy) lub innych punktów. Są układy odniesienia lokalne i globalne. WGS84 ETRS89 NAD 83 Pułkowo 42 NAD 1927 ED 87 elipsoida WGS 84 (system odniesienia światowy pomiary GPS) geocentryczny elipsoida GRS 80 geocentryczny (dla Europy!!!!!) elipsoida GRS 80 geocentryczny elipsoida Krassowskiego (lokalny Eur. wschodnia) elipsoida Clarka (lokalny USA) elipsoida Hayforda (lokalny Europa) Układy oparte o elipsoidę WGS84/GRS80 są zgodne z dokładnością do 1mm

19 Czym różni się WGS84 i ETRS89? Prime Meridian: Greenwich ( ) Datum: D_WGS_1984 Spheroid: WGS_1984 Semimajor Axis: Semiminor Axis: Inverse Flattening: Prime Meridian: Greenwich ( ) Datum: D_ETRS_1989 Spheroid: GRS_1980 Semimajor Axis: Semiminor Axis: Inverse Flattening: WGS84 jest przeznaczony dla nawigacji (dokładność 1 m lub mniej). Wersja WGS84 o dużej dokładności jest znana jako ITRS (International Terrestial Reference System) i jest używana w nauce (geofizyka). Istnieje jednak problem z używaniem ITRS (systemu globalnego) do precyzyjnej geodezji. Problemem jest ruch kontynentów (do ok. 12 cm na rok). Cała Europa jest w ruchu względem WGS84 z prędkością około 2.5 cm na rok (10 lat = 25 cm!!!). ETRS89 bazuje na ITRS ale jest dowiązany na stałe do Europy i przemieszcza si względem ITRS (precyzyjnego WGS84). Różnica wynosi aktualnie ok. 40 cm (rośnie 2.5 cm na rok).etrs89 bazuje na sieci stałych punktów i jest standardem do precyzyjnego GPS.

20 Poziomy układ odniesienia (DATUM) Jest określony przez rodzaj elipsoidy oraz sposób jej położenia względem geoidy (lokalny, globalny) WGS84 elipsoida WGS84 globalny (GPS) ETRS89 elipsoida GRS80 lokalny (Europa) NAD83 elipsoida GRS80 lokalny (US) WGS84 = World Geodetic System of 1984 Pionowy układ odniesienia PODSUMOWANIE!!!!! 1. Względem powierzchni geoidy = średniego poziomu morza (dawniej Kronsztadt, obecnie EVRS (sprowadzony do NAP normal Amsterdam Peil) 2. Względem powierzchni elipsoidy (GPS)

21 GPS Global Positioning System (Globalny system pozycyjny) Początkowe plany sięgają roku Pierwszy satelitarny system, dla którego w każdym miejscu globu i o dowolnym czasie, pozycja może być wyznaczona w czasie rzeczywistym z dokładnością do kilku metrów. Początkowo czysto militarny system, od 1980 jego rozwojem zajmują się wspólnie departamenty Obrony i Transportu Zastosowanie GPS nie jest ograniczone do nawigacji o dokładności kilku metrów. W latach 80-tych geodeci odkryli, że można otrzymać dokładność większą niż kilka centymetrów. Początkowo potrzebny był do tego okres pomiarów około jednej godziny, ale od drugiej połowy lat 90, może to być wykonywane w jednej chwili. W ten sposób nawigacja i geodezja zlały się w jedną dziedzinę.

22 Pomiar odległości od odbiornika GPS do satelity

23 System okazał się za dokładny, wprowadzono pogarszanie rezultatów S/A. Selective Availability (włączone w 1989). Pogorszyło to odbiór dokładności 10x(z paru metrów do około 150). W 1991 czasowo wyłączono S.A. W pełni operacyjny system jest od Od tego czasu działają co najmniej 24 satelity (w ostatnich latach 27-28). S/A został wyłączony 2 maja 2000 roku co spowodowało skok dokładnośco do paru metrów (10-15 w przypadku najprostszych urządzeń.

24 WASS/EGNOS GPS <10 m 95% DGPS 3-5 m 95%

25 EGNOS European Geostationary Navigation Overlay System 3 satelity Poprawka różnicowa DGPS

26 DGPS różnicowy GPS Błędy (m): GPS DGPS Zegar satelity Błędy orbity Jonosfera Troposfera Szum odbiornika Odbicia