La estación de triangulación de Meades Ranch es un marcador topográfico en el condado de Osborne [2] en el estado de Kansas en el medio oeste de los Estados Unidos . El marcador se colocó inicialmente en 1891. A partir de 1901, fue la ubicación de referencia para establecer un sistema de medición horizontal en los Estados Unidos, conocido como datum geodésico . En 1913, el datum se adoptó en toda América del Norte , y el sistema se revisó y formalizó como el Datum norteamericano de 1927 (NAD27). Una referencia similar para la medición vertical se estableció en 1929 como el Datum vertical geodésico nacional de 1929. El NAD27 fue posteriormente reemplazado por el Datum norteamericano de 1983 (NAD83), que fue adoptado formalmente por los Estados Unidos en 1989 y Canadá en 1990; El nuevo sistema trasladó el punto de referencia a un punto en el núcleo de la Tierra y el marcador de Meades Ranch perdió su significado especial para el sistema de referencia geodésica.
En 1973, el sitio fue incluido en el Registro Nacional de Lugares Históricos como Centro Geodético de los Estados Unidos .
En topografía, un datum geodésico es un punto o conjunto de puntos que se utilizan para establecer un sistema de coordenadas. Al designar la ubicación de un punto y la dirección desde ese punto hasta un segundo punto, se puede establecer un sistema en relación con el cual se pueden ubicar y mapear otros puntos. A medida que se examina un área más grande en la que la curvatura de la Tierra se vuelve significativa, también se hace necesario definir un elipsoide : una superficie curva que se aproxima a la forma de la Tierra en el área de interés. [3] [4]
El primer datum a nivel nacional en los Estados Unidos se estableció en 1879. En ese momento, existía una región de triangulación contigua desde Maine hasta Georgia. Se eligió el Datum de Nueva Inglaterra con un punto de referencia en Maryland, cerca del centro de esta región, como datum horizontal, y una segunda marca de Maryland utilizada para definir la dirección azimutal (horizontal). [5] Para tener en cuenta la curvatura de la Tierra, el datum utilizó un modelo llamado esferoide de Clarke , desarrollado en 1866. [6]
El Servicio Geodésico y Costero de los Estados Unidos estableció una estación de triangulación , oficialmente conocida como Estación de Triangulación Meades Ranch, en 1891. La ubicación se encontraba cerca de la intersección de dos arcos de triangulación transcontinentales: uno que iba del Atlántico al Océano Pacífico, siguiendo aproximadamente el paralelo 39; el otro que iba de México a Canadá, a lo largo del meridiano 98. [2] [7] [8]
En 1901, la estación de Meades Ranch fue elegida como el punto de referencia horizontal estándar de los Estados Unidos : el punto en relación con el cual se realizaban todas las mediciones terrestres en la nación. La elección se basó en la ubicación de la estación cerca del centro geográfico de los EE. UU. y cerca de la intersección de los dos arcos de triangulación, y porque minimizaba el número de cambios en las posiciones publicadas anteriormente. Su posición se estableció oficialmente como 39°13'26.686" N y 98°32'30.506" O; la dirección acimutal a una estación de triangulación cerca de Waldo , al suroeste de Meades Ranch, se estableció oficialmente como 75°28'14.52" al oeste del sur. [2] [5] [7]
En 1913, el astrónomo jefe del Observatorio Astronómico del Dominio de Canadá y el director de la Comisión Geodésica Mexicana anunciaron que sus organizaciones utilizarían la ubicación del Rancho Meades como su datum estándar. En vista de esto, su nombre se cambió a "Datum de América del Norte". [7]
A medida que se incorporaban al sistema más estudios nuevos y redes de estudios previamente aisladas, se hacía cada vez más difícil realizar las correcciones necesarias. A mediados de la década de 1920, se comprendió que era necesario ajustar el sistema de coordenadas. De 1927 a 1932, se recalcularon las aproximadamente 25.000 ubicaciones de control existentes y se desarrolló un nuevo sistema de coordenadas, conocido como NAD27. El nuevo sistema siguió utilizando las coordenadas de 1901 de Meades Ranch como su datum horizontal y el esferoide de Clarke como su modelo para la superficie de la Tierra. Sin embargo, ahora definía las direcciones horizontales en términos de 175 acimutes de Laplace, que utilizan acimutes astronómicos corregidos por la diferencia entre los meridianos astronómicos y geodésicos. Con NAD27, el acimut a la estación Waldo cambió aproximadamente 5". [4] [5] [6] [9] [10]
En 1973, el sitio de Meades Ranch fue agregado al Registro Nacional de Lugares Históricos , bajo el nombre de "Centro Geodético de los Estados Unidos". [11]
Tras la creación del NAD27, se observó que producía una discrepancia de unos 10 metros (33 pies) en las latitudes de la parte norte del estado de Michigan , en el norte de Estados Unidos , lo que requirió un ajuste regional para los estados de Michigan y Wisconsin . A medida que la red de estudio se extendió más al norte hacia Canadá, aparecieron discrepancias similares. El problema resultó ser sistémico: se había asumido que las diferencias entre el esferoide de Clarke y el geoide real eran insignificantes, mientras que estas diferencias en realidad introdujeron errores significativos. El número relativamente pequeño y la gran separación de los puntos utilizados para desarrollar el NAD27, la limitada potencia computacional disponible para sus diseñadores y el movimiento de las placas tectónicas también llevaron a inconsistencias en las coordenadas del NAD27. [6] [12]
Para abordar estos problemas, se desarrolló un nuevo sistema de referencia, denominado NAD83, que sustituyó al esferoide de Clarke por un nuevo elipsoide, el Sistema de Referencia Geográfica de 1980, centrado en el centro de masas de la Tierra, según lo determinado por el Bureau International de l'Heure . El nuevo sistema de referencia se basó en el ajuste de 250.000 puntos, incluidas 600 estaciones Doppler por satélite . El NAD83 fue adoptado oficialmente por el gobierno de los EE. UU. en 1989 y por el gobierno canadiense en 1990. Con el nuevo sistema, Meades Ranch perdió su estatus especial y se convirtió en una de las miles de estaciones. [10] [13] [14] [15]
En 2012, la ubicación de la estación Meades Ranch era 39°13′26.71220″N 98°32′31.74540″O / 39.2240867222, -98.5421515000 (en NAD83(2011); la ubicación de WGS 84 puede estar ligeramente desviada). Se encuentra a unas 12 millas (19 km) al norte de Lucas y a unas 10 millas (16 km) al suroeste de Tipton . [16]
La estación se encuentra en una loma baja cubierta de hierba en un pastizal. Está marcada por un disco de bronce, con la inscripción "Meades Ranch 1891", incrustado en la parte superior de un marcador de hormigón en forma de cúpula de 21 pulgadas (53 cm) de diámetro, que se eleva aproximadamente 4 pulgadas (10 cm) sobre el nivel del suelo. Cerca hay dos marcas de referencia y una marca de acimut. [2] [16]
La estación Meades Ranch se encuentra en terrenos privados, sin acceso público. [17] Una réplica del marcador de la estación, con un marcador histórico de Kansas que explica su importancia, se encuentra en 39°27′08″N 98°41′37″O / 39.452286, -98.693542 (réplica de Meades Ranch) , en un área de descanso al costado de la carretera junto a la autopista estadounidense 281 en el extremo norte de Osborne, Kansas , a 18 millas (29 km) al noroeste del sitio de Meades Ranch. [18]