Jeodezik dik ve coğrafi koordinat dönüşüm yöntemlerinin karşılaştırılması

Abstract

Günümüzde GPS ölçüleri, hassasiyet gerektiren mühendislik ölçmelerinde ve yersel jeodezik referans ağlarına altlık teşkil eden WGS84, ITRS ve ETRS koordinat sistemlerinin oluşturulmasında yoğun olarak kullanılmaktadır. Jeodezik dik koordinatların (x,y,z) elipsoidal coğrafi koordinatlara (B,L,h) dönüştürülmesiyle ya da bunun tersi işlemle sıkça karşılaşılır. Jeodezik referans noktalarının hassas belirlenmesi ve nokta sayısının fazla olduğu projelerde dönüşüm algoritmasının işlem hızı, yazılımda tercih sebebidir. Bu nedenle birçok yöntem geliştirilmiştir. (B,L,h) dan (x,y,z) hesabı ortak tek bir çözüm olup, ters dönüşüm hesabı için oldukça farklı yöntemler mevcuttur. Bu çalışmada; (x,y,z) koordinatları verilmişken (B,L,h) hesabı için geliştirilen farklı 27 yöntemin çözüm algoritması incelenmiştir. 0°?B?90° ve -1000km?h?1000000km arasında öngörülen enlem ve yükseklik değerlerine göre yöntemlerin doğrulukları araştırılmıştır. Ayrıca, yöntemler işlem zamanları ve algoritma kolaylıkları açısından irdelenmiştir. Uygulama sonucunda, dört karşılaştırma ölçütüne göre en hassas sonuçları veren yöntemler ortaya konmuştur.

Nowadays, GPS measurements are used densely in engineering surveys, which require high accuracy, and in construction of WGS84, ITRS and ETRS coordinate systems which are basis for ground geodetic reference networks. Calculation of ellipsoidal geographic coordinates (B,L,h) from geocentric Cartesian coordinates (x,y,z) or vice versa is one of the frequently used geodetic calculations. Geodetic reference points should be determined accurately, and the operation speed of the conversion algorithms is a preferred reason for the projects having lots of geodetic points in use. For these reasons, many methods have been developed. While the calculation of (x,y,z) from (B,L,h) is common, there are different solution algorithms for twenty seven different methods which were developed for the calculation of (B,L,h). For latitude values B between 0º and 90º and ellipsoidal elevation values h between -1000 km and 1000000 km, the accuracy of the methods is examined. Also, the methods are examined for their processing times and for how easy their algorithms are. Lastly, the methods that give the best results according to the four comparison criteria are listed.