WGS84 vs OSGB36: mengapa GPS anda dan peta OS anda tidak sepadan

Apa sebenarnya itu datum

Bumi bukan bentuk yang kemas, jadi setiap sistem koordinat bermula dengan memilih elipsoid — pengganti yang licin — dan menentukan di mana tepatnya untuk meletakkannya. Elipsoid yang diletakkan itu ialah datum. WGS84 menggunakan elipsoid yang saiz dan pusatnya dipadankan dengan seluruh planet, kerana satelit mengorbit seluruh planet. OSGB36 menggunakan Airy 1830, disaiz dan dicondongkan supaya sepadan serapat mungkin dengan Britain Raya, kerana pada tahun 1936 tugasnya ialah memetakan Britain, bukan dunia. Kedua-duanya tidak salah; ia jawapan kepada soalan yang berbeza — dan titik yang sama di atas tanah mendapat nombor yang berbeza dalam setiap satu.

Sebesar mana perbezaannya?

Anggap latitud/longitud WGS84 seolah-olah ia OSGB36, dan anda akan memplot titik yang tersasar kira-kira 50 hingga 120 meter, berubah secara beransur merentasi negara. Itu bukan ralat pembundaran — itu beberapa petak ladang, seberang sungai yang salah, tebing yang salah. Itu juga sebabnya nombor Grid Kebangsaan yang dipaparkan oleh apl GPS anda tidak pernah menjadi output satelit yang mentah: sesuatu, di suatu tempat, telah menjalankan transformasi datum terlebih dahulu. Persoalannya hanya yang mana satu, dan sejauh mana ketepatannya.

Transformasi Helmert — tujuh nombor yang menggerakkan dunia

Penukaran yang paling banyak digunakan ialah transformasi Helmert: alihkan seluruh kerangka koordinat pada tiga paksi, putarkannya pada tiga paksi, dan skalakannya — tujuh nombor yang diterbitkan. Diterapkan pada Britain, padanan Helmert kebangsaan Ordnance Survey tepat sehingga kira-kira 3 meter. Hadnya bukan kerana tujuh nombor itu cuai; ia kerana OSGB36 sendiri terherot sedikit. Ia dibina dengan triangulasi dari puncak bukit ke puncak bukit menggunakan alat tahun 1930-an. Regangan yang terkumpul itu tidak boleh dibatalkan oleh mana-mana alih-putar-skala tegar yang tunggal. Alat rujukan grid kami menggunakan transformasi inilah dan menyatakan ketepatannya secara jujur — selesa di dalam petak enam angka.

OSTN15 — jawapan bertaraf ukur tanah, dan harganya

Untuk mengatasi keherotan itu, anda berhenti menganggap Britain sebagai tegar: OSTN15 ialah transformasi rasmi Ordnance Survey, iaitu grid 1 km berisi anjakan timuran dan utaraan yang meliputi seluruh negara — sehelai getah yang menyerap herotan setempat triangulasi itu. Ia menghasilkan semula koordinat muktamad sehingga kira-kira 0.1 m, dan itulah yang diguna pakai oleh peralatan GNSS profesional dan perisian GIS. Harganya ialah fail grid itu sendiri: data anjakan bersaiz megabait yang mesti disertakan bersama perisian. Untuk sempadan hartanah dan kerja kejuruteraan, itu tidak boleh ditawar. Untuk membaca petak 100 m di atas bukit, jawapan Helmert 3 meter ialah alat yang betul — segera, luar talian, dan lebih tepat daripada penentuan kedudukan GPS yang menyuapnya.

Apa maknanya dalam amalan

Berjalan kaki, geocaching, panggilan menyelamat: mana-mana alat moden yang mengatakan ia mengeluarkan Grid Kebangsaan telah melakukan transformasi untuk anda — persoalan praktikalnya hanyalah sama ada ia kelas Helmert (meter) atau kelas OSTN15 (sentimeter). Bagi orang yang menggunakan telefon, perbezaan itu tidak kelihatan berbanding penentuan kedudukan GPS itu sendiri (uji milik anda di laman ketepatan GPS). Untuk ukur tanah, saluran data pemetaan, apa-apa yang melibatkan undang-undang: berkeraslah dengan OSTN15. Dan apabila sesuatu koordinat kelihatan tersasar kira-kira seratus meter, kini anda tahu soalan pertama yang perlu ditanya: datum yang mana?