Système géodésique mondial 1984

Localisation du 50e degré de latitude selon le système géodésique mondial 1984 (WGS 84) à Oestrich-Winkel dans le Rheingau . Selon le Potsdam Datum adopté pour les cartes topographiques en Allemagne, le 50e degré de latitude se situe à environ 130 mètres plus au sud.

Le Système géodésique mondial 1984 ( WGS 84 ) est un système de référence géodésique servant de base uniforme pour les informations de position sur Terre et dans l' espace proche de la Terre .

Composants

Le système se compose de :

• un ellipsoïde de référence , qui dans sa simplicité est le mieux adapté à la surface terrestre, pour des informations de localisation selon la longitude et la latitude géographiques ;
• un modèle détaillé de la figure terrestre s'écartant de cette forme idéalisée , le soi-disant géoïde ; le courant est l'EGM96 ( Earth Gravitational Model 1996 ) ;
• un ensemble de coordonnées tridimensionnelles des douze stations fondamentales réparties sur la terre pour l'ancrage des modèles ci-dessus dans la croûte terrestre .

ellipsoïde de référence

Les valeurs de la taille et de l' aplatissement de la terre ainsi que son champ gravitationnel sont continuellement affinées. Cependant, pour que l'ellipsoïde forme une référence stable, ses paramètres officiels ne sont redéfinis que toutes les quelques décennies. Dans le WGS84 ou le GRS 80 , ce sont :

• grand demi- axe a = 6 378 137 mètres,
• aplatissement f = 1 / 298.257.223.563 correspondant à un demi-petit axe b  =  a (1− f ) d'environ 6 356 752 mètres,
• Constante gravitationnelle géocentrique G M _⊕ = 3,986 004 418 10 ¹⁴ m³/s² (le produit peut être déterminé plus précisément que les facteurs individuels),
• Vitesse de rotation = 7,292 115 10 ⁻⁵ rad/s.${\displaystyle \oméga}$

Les paramètres de l'ellipsoïde de référence WGS84 correspondent approximativement à ceux de l' ellipsoïde de référence GRS 80 .

système de coordonnées

Le système de coordonnées dans lequel sont définis l'ellipsoïde de référence, le géoïde et la position des stations fondamentales est un système cartésien à droite (Z pointe vers le pôle Nord, X vers 0° de longitude et latitude, Y vers 90° Est). Sa définition suit les spécifications de l' IERS :

• Il est centré sur le centre de masse de la Terre, y compris la masse de l' atmosphère .
• Son échelle de longueur est celle locale dans l'espace courbé de façon relativiste par la masse de la terre .
• L'orientation de ses axes par rapport à la croûte terrestre (pôle de référence et méridien de référence) correspondait à celle de l'IERS (alors BIH ) à l' époque 1984.0 .
• L'évolution de son orientation dans le temps suit la rotation de la croûte terrestre (les plaques continentales se déplacent les unes contre les autres, sans rotation nette).

La mesure des positions des stations fondamentales les unes par rapport aux autres et leur connexion au référentiel terrestre international (ITRF) de l'IERS est effectuée régulièrement via GPS ; le poste de poste G730 correspond à l' époque 1994, le poste de poste G873 à l'époque 1997. ^[1]

Ce système de coordonnées correspond au code EPSG : 4326 ^[2] .

modèle de gravité

Le modèle gravitationnel WGS84 - EGM96 est actuellement valide . La dépendance spatiale du potentiel gravitationnel terrestre est décrite par les harmoniques sphériques des polynômes de Legendre associés . Les coefficients d'expansion C _nm et S _nm de l'expansion en série sont mesurés jusqu'au degré  n et à l'ordre  m de 360, totalisant plus de 130 000 coefficients.

Les effets à court terme, tels que les effets de marée qui provoquent un décalage d'élévation jusqu'à 50 cm, ne sont pas pris en compte. Les changements à long terme, par exemple causés par la dérive des continents de quelques centimètres par an, sont notés comme des corrections au modèle existant. Les mouvements tectoniques atteignent jusqu'à 7 cm par an à certains endroits. ^[3]

utilisation du système

En 2000, 123 systèmes de coordonnées étaient liés à l'ellipsoïde WGS-84 via un datum géodésique . Cela simplifie grandement la conversion des informations de position entre les systèmes de coordonnées. La norme WGS 84 a été adoptée par l' OACI en 1989 pour l'aviation. Les systèmes d' information géographique de divers fournisseurs utilisent également le système. ^[4]

Selon WGS 84 , par exemple, les coordonnées peuvent être données en latitude et longitude pour la ville d' Oestrich-Winkel en degrés avec 50° 0′ 30.75″ N / 8° 1′ 11.5″ E ou décimal 50.008542° / 8 .019861 ° doit être spécifié. Les valeurs décimales pour les points au sud de l' équateur et à l'ouest du premier méridien sont alors négatives et sont d'environ −22,9° / −43,2° pour Rio de Janeiro .

Écarts par rapport à d'autres données géodésiques

Le méridien de référence de l'IERS passe à environ 100 mètres à l'est de l' Observatoire royal de Greenwich (à l'équateur, l'écart par rapport au méridien principal de Greenwich est moindre).

L'écart négligeable de l'aplatissement défini par rapport à celui de l' ellipsoïde GRS-80 utilisé à l'origine ( f ≈ 1/298,257 222) correspond à 0,1 mm dans le demi-petit axe et résulte de l'arrondi lors de la conversion avant et arrière entre l'aplatissement et l'aplatissement correspondant. coefficient des harmoniques sphériques.

Dans une version antérieure de WGS 84, la valeur GRS-80 moins précise 3,986 005 10 ¹⁴ m³/s² était utilisée pour G · M _{⊕ .} Cette valeur est codée en dur dans des millions de récepteurs GPS et est donc toujours utilisée par le segment de contrôle GPS pour adapter les ellipses de Kepler aux positions des satellites prévues avec la valeur la plus récente, dont les paramètres sont transmis aux récepteurs GPS sous forme d' éphémérides .

À l'époque 1989.0, l'ITRS et l' ETRS étaient identiques dans la précision de mesure. Or, cette dernière est reliée à la plaque eurasienne via des stations fondamentales et se déplace à contre-courant du système global à raison de 2,5 cm par an.

Littérature

• Department of Defence: World Geodetic System 1984. Sa définition et ses relations avec les systèmes géodésiques locaux . Gouvernement américain, ministère de la Défense, Rockville, MD, 1991.

liens web

• Rapport technique, TR 8350.2, 3e édition ; Janvier 2000 (PDF; 1,4 Mo archive.org) NIMA - Agence nationale d'imagerie et de cartographie : Département de la Défense Système géodésique mondial 1984

les détails

1. ↑ NIMA - Agence Nationale d'Imagerie et de Cartographie, Rapport technique, janvier 2000, p. 29
2. ↑ WGS 84 : Projection EPSG -- Référence spatiale. Consulté le 8 mai 2019 . 
3. ↑ NIMA - Agence nationale d'imagerie et de cartographie, Rapport technique, janvier 2000, p. 29 : "Étant donné des ensembles de coordonnées de stations globalement distribuées, représentées à une époque particulière, leurs positions se dégradent lentement au fur et à mesure que les stations roulent sur les plaques tectoniques. Ce mouvement a été observé jusqu'à 7 cm/an dans certaines stations de suivi GPS du DoD."
4. ↑ Aide en ligne d'ArcGIS : "Les entités sont publiées dans le système de coordonnées WGS 1984 Web Mercator (sphère auxiliaire)."