• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Hur GPS hänger med en kontinent i ständig rörelse

    Upp lite, rätt lite - Australien är alltid på gång. Upphovsman:Shutterstock/Jayjune

    Ingenting på jordens fasta yta är statiskt eftersom allt land rör sig mycket långsamt på grund av kontinental drift. Denna mycket långsamma rörelse påverkar allt omkring dig på samma sätt så att du inte kan se att det händer, om du inte kan mäta mycket exakt var på jordytan du befinner dig.

    Den australiensiska kontinenten, ligger på planetens snabbaste rörliga tektoniska platta, driver omkring sju centimeter om året åt nordost. Detta tar funktioner som är markerade på våra kartor ur linje med de globala navigationssatellitsystemen (GNSS) som GPS.

    Dessa globala system styr våra smartphones, bilar och andra geopositioneringsanordningar som används inom sektorer som konstruktion, transport, brytning, jordbruk och lantmäteri.

    Hur kan vi hålla våra kartkoordinater uppdaterade? Det är en utmaning som dagens geodesister står inför.

    Att veta var saker är

    Geolokaliseringsanordningar bestämmer deras position i förhållande till kända referenspunkter - stabila mätmärken som har fastställts i marken och exakt mätts.

    Dessa referenspunkter och deras koordinatsystem för breddgrader, längder och höjder kallas en geodetisk datum. Varje land har sin egen utgångspunkt, och den som Australien hittills använt kallas Geocentric Datum of Australia 1994, eller GDA94.

    Koordinaterna för fasta funktioner på våra kartor, som vägar, byggnader, fastighetsgränser och verktyg, samt koordinaterna för rörliga föremål, fordon, flygplan, och fartyg är alla baserade på GDA94.

    I början av 1990 -talet GDA94 definierades så att det "rörde sig" med driften på den australiensiska kontinenten, som ett jättenät knutet till landskapet. Effekten var att fasta funktioner hade oföränderliga tredimensionella koordinater.

    I kontrast, de GNSS -enheter som vi nu allt mer förlitar oss på använder en annan datum för att bestämma deras koordinater.

    Satellitpositioneringssystem - till exempel GPS, den ryska GLONASSEN, Europeiska unionens Galileo och Kinas BeiDou - ge koordinater baserade på en datum som inte är fixerad till någon kontinent, utan snarare genomsnittet på alla kontinenter. Så koordinaterna för fasta funktioner på jordens yta, som den australiensiska kontinenten, förändras alltid, som långsamma fartyg till sjöss.

    De globala GNSS -koordinaterna och de australiensiska GDA94 -koordinaterna kommer längre ur anpassningen varje år.

    Exakt positionering vid horisonten

    Historiskt sett koordinera skillnader på en meter eller så har inte varit ett problem, eftersom positioneringssystem inte har varit tillräckligt noggranna för användarna att märka det. När GDA94 först introducerades, GPS -platserna var bara exakta till cirka 100 meter och ibland mycket sämre.

    Men två viktiga saker har hänt sedan dess. Australien har rört sig cirka 1,6 meter nordost, effektivt flytta platsen för mappade funktioner och deras tillhörande GDA94 -koordinater.

    På samma gång, positioneringstekniken har utvecklats avsevärt. År 2020, Australien kommer att ha flyttat med 1,8 meter och många av oss kommer att äga enheter som kan identifiera platser med så liten noggrannhet som, väl, en smartphone. Med realtidsåtkomst till exakt satellitpositionering till hands, vi kommer att märka avvikelser med GDA94-mappade funktioner.

    Föreställ dig förvirringen om en förarlös bil kan bestämma sina koordinater med (säg) decimeternoggrannhet, i GNSS -datumet, men de lagrade kartfunktionerna hänvisade till vår gamla datum GDA94 och var nästan två meter olika. Det är nog inte ens i samma körfält.

    Resultatet är att Australiens datum behöver uppdateras för att säkerställa att Australiens plattfixerade kartor är synkroniserade med enheter med exakta positioneringsmöjligheter.

    En modernisering i två steg

    Australiens datum moderniseras i två steg för att möjliggöra komplexiteten i förändringen.

    Steg 1 börjar i år och innebär att man definierar en ny datum som i genomsnitt flyttar alla koordinater i Australien med 1,8 meter mot nordost. Kallas GDA2020, detta nya kontinent-fasta datum kommer att föra koordinaterna för Australiens kartade funktioner tillbaka i linje med globala system år 2020.

    År 2020, Steg 2 i moderniseringen kommer att upprätta en annan typ av platsreferenssystem, liknande den globala, som kontinuerligt kommer att mäta och modellera Australiens rörelse. Modelleringen kommer att omfatta lokala markdeformationer och sänkningseffekter som kan påverka höjder, samt global tektonisk rörelse som mestadels är horisontell.

    Då kommer platsinformationen vi litar på alltid att vara i linje med de enheter vi använder för att komma åt den. Men vi måste vänja oss vid att koordinaterna för "fasta" funktioner i det australiensiska landskapet förändras med sju centimeter per år. Detta kommer att vara synkroniserat med satelliterna som tillhandahåller all vår moderna positionering. Det kommer att vara framtidssäkert!

    Vem gör ändringarna?

    Mellanstatliga kommittén för lantmäteri och kartläggning (ICSM) har bildat en grupp för att övervaka processen för att genomföra GDA2020.

    GDA Modernization Implementation Working Group (GMIWG) hjälper användare och myndigheter att utveckla koordineringsverktyg och tekniska resurser, och tillhandahålla information till mjukvaruutvecklare, utrustningsleverantörer och användare av rumslig information.

    Geodesister från Geoscience Australia och alla stater och territorier har arbetat med de verktyg som krävs för övergången till GDA2020. Även om det nya datumet officiellt publiceras tidigt i år, det kommer antagligen att dröja fram till mitten av 2018 innan det antas allmänt.

    Hur påverkar förändringarna dig?

    Det viktigaste att komma ihåg är att för att vara pålitlig, platsinformation måste identifieras med både datum och latitud, longitud- och höjdkoordinatvärden.

    Människor som arbetar med korrekt rumslig information och förlitar sig på positioneringsteknik kommer att behöva hålla sig uppdaterade om de viktiga förändringarna som görs i Australiens datum.

    För andra, datumförskjutningen kommer i stort sett att vara osynlig, förutom förbättringar av platstjänster som tillhandahålls av smartphones.

    Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com