ΣΧΟΛΗ ΥΠΑΞΙΩΜΑΤΙΚΩΝ ΔΙΟΙΚΗΤΙΚΩΝ ΠΟΛΕΜΙΚΗΣ ΑΕΡΟΠΟΡΙΑΣ

ΑΝΧΗΣ (Γ) ΠΑΡΑΣΧΟΥ ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ Αγρονόμος – Τοπογράφος Μηχανικός ΕΜΠ

ΔΙΑΛΕΞΗ 1Η: Γεωδαιτικά Συστήματα Αναφοράς Το Παγκόσμιο Γεωδαιτικό Συστήμα Αναφοράς WGS 84

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 2/20

Το Παγκόσμιο Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς: WGS 84

Γεωγραφικές (Geographic): 44° 41' 08.73" N 024° 08’ 08.37" E

Καρτεσιανές (Cartesian): X= 1.109.928m Y= -4.860.097m Z= 3.965.162m

Εγκάρσιας Μερκατορικής Προβολής (UTM): Z34 314251mE 4284069mN

Στρατιωτική Αναφορά Τετραγωνισμού (MGRS): 34S UH 14258406

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 3/20

Περίγραμμα Διαλέξεως

Τι είναι Datum;Οριζοντιογραφικά Datums:

Παραδοσιακά Οριζόμενα Οριζοντιογραφικά Datums μιας Περιοχής.Δορυφορικά Οριζόμενα: World Geodetic System 1984.

Κατακόρυφα Datums & το Μοντέλο για το Πεδίο Βαρύτητας της Γης.

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 4/20

Οριζοντιογραφικό Datum - Μία βάση αναφοράς για ένα σύστημα συντεταγμένων. Περιλαμβάνει το γεωγραφικό μήκος και πλάτος και τον προσανατολισμό ενός αρχικού σημείου του ελλειψοειδούς που μοντελοποιεί τη γήινη επιφάνεια στην περιοχή ενδιαφέροντος.

Καθορισμός Οριζοντιογραφικού Datum:

Y

Πρωτεύον Mεσημβρινός

X

Z

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 5/20

Δορυφορική Παρατήρηση της Γης. European Remote Sensing satellite, ERS-1 from 780Km

ERS-1, απεικονίζει το σχήμα της Γης χωρίς να λαμβάνει υπόψη ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα.

Αυτή η εικόνα μοιάζει με «μια τσαπατσουλικά καθαρισμένη πατάτα» (χαρακτηρισμός ESA) και ΟΧΙ με ενα ομαλά σχηματισμένο ελλειψοειδές.

Η Δορυφορική Γεωδαισία έχει δώσει τη δυνατότητα στους Γεωεπιστήμονες για μια ακριβή εκτίμηση (+/- 10cm) του κέντρου Γης.

Γεωειδές: Ισοδυναμική επιφάνεια έλξης & περιστροφής της Γης, που προσεγγίζει τη Μ.Σ.Θ, θεωρώντας ότι από τη Μ.Σ.Θ έχουν διορθωθεί οι επιδράσεις μεταβολών της πυκνότητας του θαλάσσιου νερού, των κυμάτων, των παλιρροιών και των ρευμάτων.

Ένα Παγκόσμιο οριζοντιογραφικό datum χρειάζεται μια ακριβή εκτίμηση του κέντρου της Γης

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 6/20

Συνιστώσες των Datums

Το ελλειψοειδές του WGS-84:Μεγάλος Ημιάξονας: a = 6371837 mΜικρός Ημιάξονας: b = 6356752.3142Λόγος Επιπλάτυνσης: f=(a-b)/a = 1/298.257223563

Πειστρέφουμε την έλλειψη στις 3 Διαστάσεις:

Tο Eλλειψοειδές

a

b

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 7/20

Παραδοσιακά Οριζόμενα Οριζοντιογραφικά Datums <1/2>

Περιορισμοί της Παραδοσιακής Προσέγγισης

NAD 27(Clarke Ellipsoid )

ED 50(International Ellipsoid)

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 8/20

Παραδοσιακά Οριζόμενα Οριζοντιογραφικά Datums <2/2>

Πολλές Χώρες εγκαθίδρυσαν και υπολόγισαν δικά τους datum. Η μεθοδολογία και οι διαδικασίες ποικίλαν από χώρα

σε χώρα. Οι Συντεταγμένες από διαφορετικά datums είναι τελείως

ασύμβατες μεταξύ τους. Συσχετίζονται με το σημείο αναφοράς του Datum. Μεταβάλλονται ανάλογα με τις υπολογισθείσες

παραμέτρους του ελλειψοειδούς. Τι γίνεται με τις απομονωμένες περιοχές; (Νησιά στον

ωκεανό ή και στο πέλαγο!)

Περιορισμοί της Παραδοσιακής Προσέγγισης

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 9/20

Οριζοντιογραφικά Datums

Ένα παγκόσμιο αντικαθιστά τα περιφερειακά ή τοπικά datums με ένα κοινής υψηλής ακρίβειας τυποποιημένου datum.

Ένα ενιαίο χαρτογραφικό σύστημα για όλο τον πλανήτη.

Περιφερειακά – Παγκόσμια Datums

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 10/20

Το Οριζοντιογραφικό Datum της Γεωγραφικής Υπηρεσίας των ΗΠΑ (DGA,

πρώην NIMA) - Δορυφορική Προσέγγιση

WGS 84

NIMA’s World Geodetic System 1984

Z

Πρωτεύον Μεσημβρινός

X

Y

Το WGS -84 είναι ένα Γεωκεντρικό Καρτεσιανό Σύστημα Συντεταγμένων με ορισμένη την αφετηρία του με ακρίβεια +/- 10 cm.

Συνοδεύεται από ένα ελλειψοειδές που είναι τοποθετημένο επί ενός 3σορθογωνίου συστήματος αξόνων Οxyz με τέτοιο τρόπο ώστε στο xΟz να περιέχεται ο μεσημβρινός του Greenwich και να ακολουθείται ο “κανόνας των 3δαχτύλων του δεξιού χεριού”

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 11/20

Ποιό ήταν το πρόβλημα για την Γεωγραφική Υπηρεσία των ΗΠΑ;

To WGS 84 χρησιμοποιείται σε σχεδόν όλα τα νέα προιόντα της DGA (πρώην NIMA), ψηφιακά και συμβατικά.

Υπάρχουν όμως ακόμη εκατοντάδες τοπικά datums σε χρήση σε όλο τον κόσμο >30 Datums με >5 Ellipsoids χρησιμοποιούνται από τη DGA >150 Datums με >25 Ellipsoids χρησιμοποιούνται από άλλες

χαρτογραφικές υπηρεσίες Θα χρειαζόντουσαν αρκετά χρόνια εργασίας για τη DGA

και αρκετά μεγάλη δαπάνη χρημάτων για τον εκσυγχρονισμό της υπάρχουσας γραμμής παραγωγής.

Η DGA, και οι άλλες Γεωγραφικές Υπηρεσίες, μπορούν να μετασχηματίσουν Datums και να μετατρέψουν συντεταγμένες μεταξύ του WGS 84 και περισσοτέρων από 200 τοπικών datums.

World Geodetic System 1984--The DoD Standard

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 12/20

Που βρίσκεται το Πρόβλημα με το Datum;

North American DatumClarke 1866

South American DatumInternational Arc Datum

Clarke 1880

European Datum International

WGS Datum

Tokyo DatumBessel

Tα πιο διαδεδομένα Datum/Ελλειψοειδή που χρησιμοποιούνται στον κόσμο

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 13/20

Επίδραση των διαφορετικών Datum Map dated 1989

WGS-84Map dated 1957

NAD-2715S WN443015S WC4330

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 14/20

Σύγκριση WGS-84 με Παραδοσιακά Datums

Παραδείγματα Μετατοπίσεων Συντεταγμένων από Τοπικά Datums στο

WGS 84

Τοποθεσία Datum Μετατόπιση

18Q VT 81170149(US)

NAD27 201meters

52S BS 84457638(Japan)TOKYO 754 meters

29ο 18’12.7”N47ο 46”57.9”E

(Europe)ED-50 176 meters

01°18’18.4”S15°46’56.6”E

(Africa)ARC-50 296 meters

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 15/20

Βαρύτητα – Τοποθετώντας το Ελλειψοειδές

στη Φυσική Γήινη Επιφάνεια

Deviation of the verticalEllipsoid Normal,

Κάθετη στην επιφάνεια του Ελλειψοειδούς

Geoid VerticalΚάθετη στην επιφάνεια του Γεωειδούς

Γήινη Επιφάνεια

Γεωειδές: Επιφάνεια Ίσου Βαρυτικού Δυναμικούl

Eλλειψοειδές

Αποχή Γεωειδούς

Απόκλιση της κατακορύφου

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 16/20

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 17/20

Το μέλλον είναι WGS-200?- Όχι, αλλά βελτιωμένα Μοντέλα Γεωειδούς

WGS-84 δεν θα αλλάξει σε WGS-20XX Η εκτίμηση της αποχής του γεωειδούς (απόκλιση κατακορύφου) θα βελτιωθεί. Μοντέλο Βαρύτητας της Γης του 1996 (Earth Gravitational Model 1996 - EGM 96)

Ακριβής Διαχωρισμός από +/- 50 cm-1 meter (παγκοσίως)Οι τοπικές αποκλίσεις μπορεί να είναι μερικά μέτρα

Μοντέλο Βαρύτητας της Γης, σφαιρικών αρμονικών 180-180(Earth Gravitational Model 180-180)Ακριβής Διαχωρισμός από +/- 2-3 μέτρα (παγκοσίως)Οι τοπικές αποκλίσεις μπορεί να είναι εως 20 μέτρα

Πολλοί Χαρτογραφικοί Φορείς και Συστήματα χρησιμοποιούν ακόμη το EGM 180 (π.χ. NGA, Δέκτες GPS)

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 18/20

h - Γεωδετικό Υψόμετρο(Height above Ellipsoid)

H - Oρθομετρικό Υψόμετρο(Υψόμετρο από τη ΜΣΘ)

N - Αποχή Γεωειδούς

H μετρείται παραδοσιακά h είναι προσεγγιστικά = N+HN μοντελοποιείται χρησιμοποιώντας το EGM 96 ή 180

Κατακόρυφα DatumsΚαθορίζοντας την Κατακόρυφη Θέση

(Vertical Position)

ΦΓΕ

{{

{h H

N ΓεωειδέςEλλειψοειδές

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 19/20

Λογότυπο ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ ΣΤΡΑΤΟΥ

‘Αεί, ο Θεός ο μέγας γεωμετρεί’ 3, 1 4 1 5 9 . . . = π

13/04/2023 ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑ 20/20

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ – ΑΠΟΡΙΕΣ;