GDA94 và GDA2020: hệ quy chiếu đang dịch chuyển của Úc

Một lục địa đang dịch chuyển

Mảng Úc là tay đua của địa chất: khoảng 7 cm về phía đông bắc mỗi năm, mức dịch chuyển bền vững nhanh nhất trong các lục địa. Điều đó vô hại cho đến khi bạn muốn tọa độ giữ nguyên ý nghĩa suốt nhiều thập kỷ — một hệ quy chiếu phải neo lục địa tại một thời điểm nào đó rồi đo mọi thứ từ mốc đó. Neo ở những năm khác nhau thì bạn có những hệ khác nhau, mỗi hệ đều tự nhất quán, và các con số của chúng lệch nhau đúng bằng lượng dịch chuyển tích lũy giữa hai thời điểm. Úc đã làm việc này ba lần trong thời GPS, và đó chính là toàn bộ câu chuyện của GDA94, GDA2020 và khoảng cách với WGS84.

Cú nhảy 1.8 mét: từ GDA94 sang GDA2020

GDA94 neo nước Úc ở vị trí năm 1994. Đến giữa những năm 2010, lục địa đã dịch khoảng 1.6–1.8 m khỏi các tọa độ đó, nên GDA2020 neo lại ở vị trí mà nó sẽ nằm vào đầu năm 2020 — một cú nhảy có chủ ý khoảng 1.8 m về phía đông bắc. Quan trọng là ellipsoid (GRS80) và phép chiếu MGA không thay đổi: tọa độ MGA94 và MGA2020 của cùng một thửa đất chỉ khác nhau đúng 1.8 m đó, không gì khác. Đó là lý do việc trộn các lớp GIS không ghi rõ hệ quy chiếu tạo ra kiểu lệch đồng đều rất đặc trưng — mọi đối tượng đều bị dịch theo cùng một hướng.

WGS84 nằm ở đâu trong câu chuyện

WGS84 mà thiết bị thu của bạn phát ra thực chất theo sát Trái Đất ở hiện tại — nó không neo mảng lục địa. Đầu năm 2020, GDA2020 và GPS trùng khớp gần như hoàn hảo (đó chính là mục đích); từ đó lục địa vẫn tiếp tục trượt, nên đến năm 2026 các vị trí GPS thô nằm khoảng 0.4–0.5 m về phía đông bắc so với giá trị GDA2020, và mỗi năm tăng thêm 7 cm. Sai số của một điểm định vị GPS dân dụng vẫn lớn gấp nhiều lần con số đó. Vì vậy điện thoại và người đi bộ đường dài có thể coi hai hệ là giống nhau — và đó là lý do trang MGA của chúng tôi nói thẳng như vậy. Với công việc thật sự cần độ chính xác centimét qua nhiều năm, Úc công bố ATRF, một hệ quy chiếu phụ thuộc thời gian, dịch chuyển cùng mảng lục địa thay vì neo nó lại.

Cái bẫy 200 mét: AGD66, AGD84 và AMG

Độ lệch thật sự gây rắc rối ngoài thực địa lại là độ lệch cũ. Bản đồ và dữ liệu từ trước khoảng năm 2000 dùng các hệ quy chiếu AGD cùng lưới AMG của chúng — và AGD cách GDA khoảng 200 mét. Đó là hệ quả của công tác trắc địa thời chưa có vệ tinh, không phải do mảng lục địa dịch chuyển. Một tham chiếu lưới lấy từ bản đồ địa hình thập niên 1980 rồi nhập vào công cụ dùng hệ GDA sẽ đưa bạn đi lệch bằng hai sân bóng. Dấu hiệu nhận biết: chú giải bản đồ ghi AGD66, AGD84 hoặc AMG. Hãy coi mọi tham chiếu Úc trước năm 2000 là đáng nghi cho đến khi xác nhận được hệ quy chiếu.

Vậy bạn nên dùng gì?

Đi bộ đường dài, đi xe 4WD, tình huống khẩn cấp: GDA2020/MGA — đó là hệ mà bản đồ hiện hành in ra, và GPS khớp với nó trong phạm vi nhiễu (chuyển đổi trực tiếp tại đây). Khi trao đổi dữ liệu: luôn ghi rõ hệ quy chiếu — "MGA Zone 55" mà không có năm chính là chỗ nhập nhằng gây ra những độ lệch bí ẩn 1.8 m. Trắc địa và kỹ thuật: dùng các phép biến đổi chính thức GDA94↔GDA2020 hoặc ATRF, thực hiện trong phần mềm chuyên dụng. Và bất cứ khi nào tọa độ trông như bị lệch "khoảng hai trăm mét", bạn đã biết chẩn đoán: một nguồn thời AGD khoác áo hiện đại.