北美洲基准面

几乎仅在北美洲使用的两个水平基准面是 NAD 1927 和 NAD 1983。

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NAD 1927

NAD 1927 使用 Clarke 1866 旋转椭球体表示地球形状。此基准面的原点是位于堪萨斯州的一个名为 Meades Ranch 的地球点。许多 NAD 1927 控制点都是基于 19 世纪的观测结果进行计算的。这些计算结果历经多年分阶段手动得出。因此,各观测站均存在不同误差。

NAD 1983

测绘和大地测量学领域取得的多项技术进步(电子经纬仪、全球定位系统 (GPS) 卫星、甚长基线干涉测量法和多普勒系统等)使得现有控制点网络的许多缺点都暴露出来。当连接现有控制点与新确定的测绘结果时,差异尤为明显。新基准面的确立允许单个基准面全面覆盖北美及周围地区。

1983 北美洲基准面使用 1980 大地参考系 (GRS) 旋转椭球体基于地球和卫星两方面的观测结果绘制而成。此基准面的原点是地球的质心。这会对所有经度值和纬度值的表面位置产生足够的影响,使得北美洲先前控制点的位置发生偏移,与 NAD 1927 相比有时会偏移 500 英尺。多个国家经过 10 年的努力,为美国、加拿大、墨西哥、格陵兰岛、中美洲和加勒比海地区连接出了一个控制点网络。

GRS 1980 旋转椭球体与 1984 世界坐标系 (WGS) 旋转椭球体几乎完全一致。WGS 1984 和 NAD 1983 坐标系都以地心为中心。1986 年最初发布时,NAD 1983 和 WGS 1984 被认为是一致的。但事实并非如此。WGS 1984 被绑定到国际地球参考系统 (ITRF)。而 NAD 1983 被绑定到北美构造板块,以尽量减少今后对坐标值所做的更改。这导致 NAD 1983 和 WGS 1984 出现漂移。通常,WGS 1984 和 NAD 1983 中的坐标约有一到两米的偏差。GPS 数据实际上是根据 WGS 1984 坐标系报告的。但是,如果使用了任何类型的外部控制网络,如连续运行参考站 (CORS) 服务,则 GPS 坐标将与该坐标系而非 WGS 1984 相关联。

HARN 或 HPGN

各州一直在使用最新测绘技术以尽可能将 NAD 1983 基准面重新调整到更高精度,这些技术在开发 NAD 1983 基准面时尚未得到广泛应用。这项名为“高精度参照网络”(HARN) 的工作以前被称为“高精度大地网”(HPGN),属于“国家大地测量局”(NGS) 与各州的合作项目。

目前除阿拉斯加州以外,其他所有州都重新进行了测绘,现已发布了 49 个州和五个准州的变换格网文件。经过调整的控制点已在“国家大地测量局”数据库中进行了标注,标注形式为 NAD83 (19xx) 或 NAD83 (20xx),其中 xx 代表调整年份。某些点已调整多次,因此年份可能与 HARN 最初的重新调整年份不同。NGS 从未发布过在原始 HARN 与之后重新调整过的 HARN 之间进行转换的变换结果。

其他 NAD 1983 重新调整

NGS 保留了 CORS 站的参照网络。这一组控制点被标注为 NAD 1983 (CORS96),这些点通过变换被绑定到 ITRF。其他大地控制点使用调整年份进行标注。最近,NGS 在全国范围内进行了重新调整。除 CORS 站以外的全部现有控制点均已更新,现已标注了 NAD 1983 (NSRS2007)。重新调整后的官方名称是 2007 全国空间参考系 (NSRS)。对于美国大部分地区,HARN 坐标系和 NSRS2007 之间的差异只有几厘米。因此,对于 NAD 1983 (NSRS2007) 和较早实现的 NAD 1983,并没有针对二者之间的转换计算和发布任何标准化变换。有关详细信息,请访问 NGS 网站

其他美国基准面

阿拉斯加、夏威夷、美属萨摩亚、关岛、波多黎各和维尔京群岛以及阿拉斯加岛除 NAD 1927 外还使用其他基准面。在 NAD 1983 或其历次重新调整中都参照了最新数据。

加拿大

在采用 NAD 1983 前,加拿大进行了数次重新调整。先后实施了名为 NAD 1927 DEF 1976(通常称为 MAY76)的全国调整,以及名为 NAD 1927 CGQ77 的魁北克省地区调整。沿海省份进行了单独调整并定义了 1977 平均地球坐标系 (ATS 1977)。上世纪八十年代,加拿大开始与美国一起定义 NAD 1983。从那时起,加拿大重新调整了其控制网络,该参考系目前称为 NAD 1983 (CSRS)。CSRS 代表加拿大空间参考系。Don Junkins 和 Gordon Garrard 撰写了一篇优秀的论文,其中详细介绍了这方面的情况,论文题目是“解密参考系”

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5/10/2014