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Articulo de referencia

Datum norteamericano

La estación de triangulación de Meades Ranch , la estación fundamental para el Datum Norteamericano de 1927. El Datum Norteamericano ( NAD ) es el datum horizontal utilizado par...

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La estación de triangulación de Meades Ranch , la estación fundamental para el Datum Norteamericano de 1927.

El Datum Norteamericano ( NAD ) es el datum horizontal utilizado para definir la latitud y la longitud ( coordenadas horizontales ) en Norteamérica. Un datum es una descripción formal de la forma de la Tierra, junto con marcadores topográficos que sirven como puntos de referencia para el sistema de coordenadas. En topografía , cartografía y planificación territorial , se utilizan dos Datums Norteamericanos: el Datum Norteamericano de 1927 (NAD  27) y el Datum Norteamericano de 1983 (NAD  83). Ambos son sistemas de referencia geodésica basados ​​en supuestos y mediciones ligeramente diferentes.

Las mediciones verticales, basadas en distancias por encima o por debajo de la pleamar media (MHW), se calculan utilizando el Datum Vertical Norteamericano de 1988 (NAVD 88). [ 1 ]

El NAD 83, junto con el NAVD 88, está programado para ser reemplazado en 2026 por el Datum de 2022 , un nuevo marco de referencia geométrico y datum geopotencial basado en GPS y un modelo de geoide gravimétrico . [ 2 ]

Primer dato norteamericano de 1901

En 1901, el Servicio 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 para entonces habían comenzado a superponerse. En 1913, Canadá y México adoptaron ese datum, por lo que también se le cambió el nombre a Datum Norteamericano. [ 3 ] [ 4 ]

Fecha de referencia norteamericana de 1927

A medida que se recopilaban más datos, aparecían discrepancias, por lo que el dato se recalculó en 1927, utilizando el mismo esferoide y origen que su predecesor.

El Datum Norteamericano de 1927 (NAD  27) se basó en levantamientos topográficos de todo el continente desde un punto de referencia común elegido en 1901, por ser lo más cercano posible al centro de los Estados Unidos continentales: se basó en una estación de triangulación en la intersección 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 se encontraba cerca del centro geográfico de los Estados Unidos continentales . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

El datum declara que la Estación de Triangulación de Meades Ranch en el Condado de Osborne, Kansas, está a 39°13′26.686″ de latitud norte, 98°32′30.506″ de longitud oeste. [ 9 ] NAD  27 está orientado declarando que el acimut desde Meades Ranch hasta la Estación Waldo (también en el Condado de Osborne, aproximadamente 4.5 mi (7.2 km) al noroeste de Waldo, Condado de Russell ) [ 10 ] es de 255°28′14.52″ desde el norte. La latitud y longitud de cada otro punto en América del Norte se basa entonces en su distancia y dirección desde Meades Ranch: si un punto estaba X metros en acimut Y grados desde Meades Ranch, medido en el Elipsoide de Clarke de 1866, entonces su latitud y longitud en ese elipsoide estaban definidas y podían calcularse.  

Estas son las dimensiones que definen el NAD  27, pero Clarke 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 pulgada-metro de Clarke de 1865, que es de 39,370432. En aquel entonces, la longitud de un pie o un metro no podía medirse con una precisión mayor a aproximadamente 0,02  mm. [ 11 ]

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 este datum sigue siendo importante, a pesar de que existen datums más precisos.

Fecha de referencia norteamericana de 1983

Debido a que la Tierra se desvía significativamente de un elipsoide perfecto , el elipsoide que mejor se aproxima a su forma varía de una región a otra en todo el mundo. El sistema de referencia de Clarke de 1866, y el Datum Norteamericano de 1927, se elaboraron para que se ajustaran mejor a Norteamérica en su conjunto. De igual modo, históricamente, la mayoría de las regiones del mundo utilizaron elipsoides medidos localmente para adaptarse mejor a las irregularidades de la forma de la Tierra en sus respectivas localidades. Si bien esta práctica garantiza la mayor precisión a nivel local, dificulta la integración y difusión de información entre regiones.

A medida que la geodesia satelital y la tecnología de teledetección alcanzaron alta precisión y se pusieron a disposición para aplicaciones civiles , se hizo posible obtener información referida a un único elipsoide global. Esto se debe a que los satélites, por naturaleza, consideran la Tierra como un cuerpo monolítico. Por lo tanto, se desarrolló el elipsoide GRS 80 para aproximar mejor la Tierra en su conjunto, y se convirtió en la base del Datum Norteamericano de 1983. Si bien el GRS  80 y su sistema similar, el WGS  84 , generalmente no se ajustan de la mejor manera a cualquier región, la necesidad de un ajuste óptimo desaparece en gran medida cuando un estudio global se combina con computadoras, bases de datos y software capaces de compensar las condiciones locales.

Comparación de NAD  27 con NAD  83

Cambio de datum entre NAD  27 y NAD  83

Un punto con una latitud y longitud determinadas en NAD  27 puede estar desplazado varias decenas de metros con respecto a otro punto con la misma latitud y longitud en NAD  83, por lo que es importante especificar el datum junto con las coordenadas. El Datum Norteamericano de 1927 se define por la latitud y longitud de un punto inicial ( Estación de Triangulación de Meades Ranch en Kansas), la dirección de una línea entre este punto y un segundo punto especificado, y dos dimensiones que definen el esferoide. El Datum Norteamericano de 1983 se basa en un esferoide definido más recientemente (GRS 80); es un datum geocéntrico  (o centrado en la Tierra ) que no tiene punto ni dirección iniciales.

NOAA proporciona un convertidor entre los dos sistemas. [ 12 ] Algunos ejemplos de discrepancias entre los dos datums son que si usa un dispositivo GPS moderno configurado para funcionar en NAD  83 o WGS  84 para navegar a  coordenadas NAD 27 (como desde un mapa topográfico) cerca de Seattle , estaría desviado por unos 95 metros (no lo suficientemente al oeste). Estaría desviado por unos 47 metros cerca de Miami (no lo suficientemente al norte-noreste), mientras que estaría mucho más cerca para puntos cerca de Chicago .

Comparación de NAD 83 con WGS 84

La definición de NAD 83(1986) se basa en el esferoide GRS 80, al igual que WGS 84, por lo que muchas publicaciones antiguas no indican diferencias. Posteriormente, WGS 84 cambió a un esferoide ligeramente menos aplanado . Este cambio en el aplanamiento es de aproximadamente 0,1 mm, una diferencia tan pequeña que los programas de cálculo a menudo no distinguen entre los dos elipsoides. [ 13 ] Sin embargo, debido a las diferencias en cómo se centran y orientan los elipsoides de referencia, las coordenadas en los dos datums difieren entre sí en cantidades del orden de un metro en gran parte de los Estados Unidos. Cada datum ha sido perfeccionado con mediciones más precisas y posteriores. Una diferencia bien conocida es la ubicación del centro de la Tierra, con los dos sistemas difiriendo en aproximadamente 2,2 metros (7,2 pies) . [ 14 ] [ 15 ] 

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

Implementación actual de NAD 83

El Sistema Nacional de Referencia Espacial de los Estados Unidos NAD  83(2011/MA11/PA11), época 2010.00, es un refinamiento del  datum NAD 83 que utiliza datos de una red de receptores GPS de alta precisión en estaciones de referencia de operación continua (CORS). El NAD  83(2011) describe la placa norteamericana principal, mientras que las soluciones MA11 y PA11 corresponden a la placa de las Marianas y la placa del Pacífico , respectivamente. [ 16 ]

Nueva fecha de 2022

Para mejorar el Sistema Nacional de Referencia Espacial, el NAD 83, junto con el Datum Vertical Norteamericano de 1988 (NAVD 88), se reemplazarán con un nuevo marco de referencia geométrico y un datum geopotencial basado en sistemas globales de navegación por satélite (GNSS), como el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), y un nuevo modelo de geoide gravimétrico, posiblemente en 2025 o 2026. [ 2 ] [ 17 ] El nuevo modelo de geoide gravimétrico es producto del proyecto Gravedad para la Redefinición del Datum Vertical Americano (GRAV-D).

Estos nuevos marcos de referencia están diseñados para ser más fáciles de acceder y mantener que NAD 83 y NAVD 88, que dependen de marcas de levantamiento físico que se deterioran con el tiempo. [ 2 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Datum Vertical Norteamericano de 1988 (NAVD 88), en el Servicio Geodésico Nacional.
  2. 1 2 3 Nuevos sistemas de referencia: Sustitución de NAVD 88 y NAD 83
  3. ↑ Shalowitz, Boletín de Ingenieros de Campo del USC&GS, diciembre de 1938
  4. ↑ Craig, Cindy (octubre de 2013) "Donde la teoría se encuentra con la práctica: el sistema de referencia topográfico estándar de Estados Unidos" Revista Professional Surveyor , Frederick, Maryland
  5. ↑ Servicio Geodésico y Costero de los Estados Unidos, "Triangulación en Kansas" , Publicación Especial N.° 70 (1921)
  6. ↑ Boletín del Consejo Nacional de Investigación, números 77-80, pág. 230
  7. ↑ Van Zandt, Límites de los Estados Unidos y de los distintos estados, pág. 265
  8. ↑ Walter H. Schoewe, "Kansas y el datum geodésico de América del Norte" , Transactions of the Kansas Academy of Science 51 (1948) 117–124, www.jstor.org
  9. ↑ Datos NGS
  10. ↑ Waldo
  11. ↑ Cardarelli, Francois Enciclopedia de unidades científicas, pesos y medidas: sus equivalencias y orígenes en el SI , Springer-Verlag London Limited 2003, ISBN 1-85233-682-X, pag. 5, tabla 2.1, datos de Giacomo, P., Du platine a la lumiere , Bull. Rebaba. Nat. Metrología, 102 (1995) 5–14.
  12. ^ Convertidor NAD 27 vs. NAD 83 de NOAA  
  13. ↑ "¿Cuál es la diferencia entre WGS84 y NAD83?" (PDF) .
  14. ↑ "Cómo hacer la transición al Sistema Nacional de Coordenadas de Estados Unidos 2022 sin quedarse atrás" (PDF) .
  15. ↑ NOAA. "Nuevos sistemas de referencia: Sustitución de NAVD 88 y NAD 83." Sitio web del Servicio Geodésico Nacional. Consultado el 2 de junio de 2025.
  16. ↑ "NA2011" .
  17. ↑ "Cronograma de implementación actualizado para el Sistema Nacional de Referencia Espacial (NSRS) modernizado" . Registro Federal . 9 de octubre de 2024. Consultado el 20 de noviembre de 2024 .
  • NOAA-NGS-coordinates CORS-active network Archivado el 15 de mayo de 2013 en Wayback Machine - explicación de la  época NAD 83(2011/MA11/PA11) 2010.00
  • NOAA-NGS-coordinates red pasiva - explicación del ajuste más reciente de la red pasiva
  • NADCON : una utilidad gratuita para Microsoft Windows para convertir entre NAD  27 y NAD  83.
  • nadcon.prl – una utilidad web para NADCON
  • NAD  83: Qué es y por qué debería importarle, por Dane E. Ericksen, PE, Hammett & Edison, Inc., Ingenieros Consultores. Convención Nacional SBE y Exposición Mundial de Medios de Comunicación de 1994. Archivado el 26 de junio de 2011 en Wayback Machine .