Datum norteamericano - North American Datum

Meades Ranch Triangulation Station , estación fundamental para el Datum norteamericano de 1927

El Datum de América del Norte ( NAD ) es el datum horizontal que ahora se utiliza para definir la red geodésica en América del Norte. Un datum es una descripción formal de la forma de la Tierra junto con un punto de "anclaje" para el sistema de coordenadas. En topografía , cartografía y planificación del uso de la tierra, se utilizan dos Datum de América del Norte para realizar mediciones laterales u "horizontales": el Datum de América del Norte de 1927 (NAD 27) y el Datum de América del Norte de 1983 (NAD 83). Ambos son sistemas de referencia geodésicos basados ​​en supuestos y mediciones ligeramente diferentes.

Las mediciones verticales, basadas en distancias por encima o por debajo de la altura media del agua (MHW), se calculan utilizando el Datum vertical de América del Norte de 1988 (NAVD 88).

NAD 83, junto con NAVD 88, se reemplazará con un nuevo marco de referencia geométrico y un datum geopotencial basado en el modelo geoide gravimétrico y GPS en 2022 .

Primer dato norteamericano

En 1901, el Estudio geodésico y costero de los Estados Unidos adoptó un datum horizontal nacional llamado Datum estándar de los Estados Unidos, basado en el Elipsoide de Clarke de 1866. Se ajustó a los datos recopilados previamente para los datums regionales, que en ese momento habían comenzado a superponerse. En 1913, Canadá y México adoptaron ese dato, por lo que también fue rebautizado como Datum de América del Norte.

Datum norteamericano de 1927

A medida que se recopilaron más datos, aparecieron discrepancias, por lo que el dato se volvió a calcular en 1927, utilizando el mismo esferoide y origen que su predecesor.

El Datum de América del Norte de 1927 (NAD 27) se basó en estudios de todo el continente desde un punto de referencia común que se eligió en 1901, porque estaba lo más cerca del centro de los Estados Unidos contiguos como se podía calcular: se basó en una estación de triangulación en la unión del arco de triangulación transcontinental de 1899 en el paralelo 39 norte y el arco de triangulación a lo largo del meridiano 98 oeste que estaba cerca del centro geográfico de los Estados Unidos contiguos . El dato declara que la estación de triangulación del rancho Meades en el condado de Osborne, Kansas, se encuentra a 39 ° 13′26.686 ″ de latitud norte, 98 ° 32′30.506 ″ de longitud oeste. NAD 27 está orientado declarando que el acimut desde el rancho Meades hasta la estación Waldo (también en el condado de Osborne, a unos 7,2 km al noroeste de Waldo, condado de Russell ) está a 255 ° 28′14,52 ″ del norte. La latitud y longitud de todos los demás puntos de América del Norte se basa entonces en su distancia y dirección desde Meades Ranch: si un punto tenía X metros en azimut Y grados de Meades Ranch, medido en el Elipsoide de Clarke de 1866, entonces su latitud y longitud en ese elipsoide se definieron y se pudieron calcular.

Elipsoide Semieje mayor
(por definición)
Eje semiminor
(por definición)
Aplanamiento inverso
(calculado)
Clarke 1866 6.378.206,4 m 6.356.583,8 m 294.978698214

Estas son las dimensiones definitorias para NAD 27, pero Clarke realmente definió su esferoide de 1866 como a = 20,926,062 pies británicos, b = 20,855,121 pies británicos. La conversión a metros utiliza la relación de 1865 pulgadas-metro de Clarke de 39,370432. La longitud de un pie o metro en ese momento prácticamente no podía ser comparada mejor que alrededor de 0.02 mm.

La mayoría de los mapas topográficos del USGS se publicaron en NAD 27 y muchos proyectos importantes del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos y otras agencias se definieron en NAD 27, por lo que el datum sigue siendo importante, a pesar de que se dispone de datums más refinados.

Datum norteamericano de 1983

Debido a que la Tierra se desvía significativamente de un elipsoide perfecto , el elipsoide que mejor se aproxima a su forma varía región por región en todo el mundo. Clarke 1866, y el Datum norteamericano de 1927 con él, fueron encuestados para adaptarse mejor a América del Norte en su conjunto. Del mismo modo, históricamente, la mayoría de las regiones del mundo utilizaron elipsoides medidos localmente para adaptarse mejor a los caprichos de la forma de la Tierra en sus respectivos lugares. Si bien garantiza la mayor precisión a nivel local, esta práctica dificulta la integración y la difusión de información en las regiones.

A medida que la geodesia satelital y la tecnología de teledetección alcanzaron una alta precisión y se pusieron a disposición para aplicaciones civiles , se hizo factible adquirir información referida a un elipsoide global único. Esto se debe a que los satélites tratan naturalmente con la Tierra como un cuerpo monolítico. Por lo tanto, el elipsoide GRS 80 se desarrolló para aproximar mejor a la Tierra en su conjunto, y se convirtió en la base del Datum de América del Norte de 1983. Aunque GRS 80 y su pariente cercano, WGS 84 , generalmente no son el mejor ajuste para ningún dato dado. región, la necesidad del ajuste más cercano se evapora en gran medida cuando una encuesta global se combina con computadoras, bases de datos y software capaces de compensar las condiciones locales.

Elipsoide Semieje mayor
(por definición)
Eje semiminor
(por definición)
Aplanamiento inverso
(calculado)
80 GRS 6.378.137 m 6.356.752,3141 m 298.257222101

Comparando NAD 27 con NAD 83

Cambio de referencia entre NAD 27 y NAD 83

Un punto que tiene una latitud y longitud determinadas en NAD 27 puede desplazarse en el orden de muchas decenas de metros de otro punto que tiene la misma latitud y longitud en NAD 83, por lo que es importante especificar el datum junto con las coordenadas. El Datum de América del Norte de 1927 se define por la latitud y longitud de un punto inicial ( Meades Ranch Triangulation Station en Kansas), la dirección de una línea entre este punto y un segundo punto especificado, y dos dimensiones que definen el esferoide. El dato norteamericano de 1983 se basa en un esferoide definido más nuevo (GRS 80); es un datum centrado en la Tierra (o " geocéntrico ") que no tiene un punto o dirección inicial.

NOAA proporciona un convertidor entre los dos sistemas. El impacto práctico es que si usa un dispositivo GPS moderno configurado para funcionar en NAD 83 o WGS 84 para navegar a las coordenadas NAD 27 (como desde un mapa topográfico) cerca de Seattle , se alejaría unos 95 metros (no lo suficientemente al oeste ), y estaría a unos 47 metros de distancia cerca de Miami (no lo suficientemente lejos al norte-noreste), mientras que estaría mucho más cerca para los puntos cercanos a Chicago .

Datum Norteamericano 1983 y Sistema Geodésico Mundial 1984

La definición de NAD 83 (1986) se basa en el esferoide GRS 80, al igual que WGS 84, por lo que muchas publicaciones más antiguas no indican diferencias. WGS 84 posteriormente cambió a un esferoide ligeramente menos aplanado . Por lo tanto, las mediciones posteriores producen una diferencia del orden de un metro en gran parte de los Estados Unidos. Cada dato ha sido perfeccionado con mediciones más precisas y posteriores.

Además, NAD 83 se define para permanecer constante en el tiempo para puntos en la Placa de América del Norte , mientras que WGS 84 se define con respecto al promedio de estaciones en todo el mundo. Por tanto, los dos sistemas divergen naturalmente con el tiempo. Para gran parte de los Estados Unidos, la tasa relativa es del orden de 1 a 2 cm por año. Hawái y las porciones costeras del centro y sur de California al oeste de la falla de San Andrés no están en la placa de América del Norte, por lo que su tasa de divergencia es diferente.

Versión actual del dato norteamericano

El Sistema de Referencia Espacial Nacional de los Estados Unidos NAD 83 (2011 / MA11 / PA11) época 2010.00, es un refinamiento del datum NAD 83 usando datos de una red de receptores GPS muy precisos en Estaciones de Referencia de Operación Continua (CORS).

Nuevo dato de 2022

Para mejorar el Sistema Nacional de Referencia Espacial NAD 83, junto con el Datum Vertical de América del Norte de 1988 (NAVD 88), se reemplazará con un nuevo GNSS - y un marco de referencia geométrico gravimétrico basado en modelos geoidales y un datum geopotencial en 2022 .

Los nuevos marcos de referencia se basarán principalmente en los Sistemas de Navegación por Satélite Global (GNSS), como el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), así como en un modelo geoide gravimétrico resultante de nuestra Gravedad para la Redefinición del Datum Vertical Americano (GRAV-D ) Proyecto.

Estos nuevos marcos de referencia están destinados a ser más fáciles de acceder y mantener que NAD 83 y NAVD 88, que se basan en marcas de levantamiento físico que se deterioran con el tiempo.

Ver también

Referencias

enlaces externos