بیضوی مرجع (بیضوی مبنا) چیست؟

در ژئودزی یک بیضوی مرجع (بیضوی مبنا) یک سطح ریاضیاتی نزدیک به زمین‌واره، شکل حقیقی‌تر زمین، یا هر شکل سیاره‌ای دیگر است. به دلیل سادگی نسبی آنها، بیضوی‌های مرجع به عنوان سطح مطلوب مورد استفاده قرار می‌گیرند که بر روی آن محاسبات شبکه ژئودتیک انجام و مختصات نقاط مانند عرض جغرافیایی ، طول جغرافیایی و ارتفاع تعریف می‌شود.

یکی از کاربردهای اصلی بیضوی مرجع استفاده به عنوان پایه سیستم مختصات عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی و ارتفاع بیضوی است.

بدین منظور تعیین یک نصف النهار صفر ضروری است. که برای کره زمین نصف النهار مبدا و برای سایر سیارات یک عارضه سطحی ثابت انتخاب می‌شود. البته می‌توان چندین سیستم مختصات بر روی یک بیضوی تعریف کرد.

طول جغرافیایی (Longitude) برابر زاویه چرخشی بین نصف النهار صفر و نقطه مورد نظر است. به طور قراردادی این زاویه برای زمین، ماه و خورشید در محدوده -180 الی +180 درجه و برای سایر سیارات در محدوده 0 تا 365 درجه محاسبه می‌شود.

عرض جغرافیایی (Latitude) میزان نزدیکی یک نقطه روی یک نصف النهار را به قطب‌ها یا استوا اندازه‌گیری می‌کند و توسط زاویه‌ای بین +90 تا -90 درجه نمایش داده می‌شود، به طوری که زاویه در استوا 0 درجه است.

عرض جغرافیایی ژئودتیک معمول، زاویه بین صفحه استوایی با خط نرمال بر بیضوی مرجع است. بسته به میزان مسطح سازی، ممکن است عرض جغرافیایی ژئودتیک کمی با عرض جغرافیایی Geocentric (Geographic) ، که زاویه بین صفحه استوایی و خطی از مرکز بیضوی است، متفاوت باشد. برای سایر سیارات از اصلاح planetocentric و planetographic استفاده می‌شود.

 

امروزه معمول‌ترین بیضوی مورد استفاده، که در بستر سیستم موقعیت‌یاب جهانی (GPS)  مورد استفاده قرار می‌گیرد، بیضوی تعریف شده توسط WGS 84 است.

بیضوی‌های مرجع سنتی و سیستم‌های مختصات ژئودتیک به صورت محلی تعریف می‌شوند و لذا غیرزمینی (non-geocentric) هستند مانند ED50 . سیستم‌های مختصات ژئودتیک مدرن با کمک GPS ایجاد شده‌اند و لذا زمینی (geocentric) هستند مانند WGS 84 .

 

منابع

Reference ellipsoid

Latitude and longitude