El dato de altura australiano se introdujo en 1971 como el dato vertical oficial de Australia y, por lo tanto, sirve como punto de referencia al que se refieren todas las mediciones de altura. El datum de altura australiano es una combinación de décadas de trabajo de nivelación espiritual realizado por numerosas autoridades estatales y territoriales en todo el país, y se corrigió para alinearse con las observaciones del nivel medio del mar de treinta mareógrafos ubicados alrededor de toda la costa. [1] [2] Si bien sigue siendo el datum vertical publicado para todas las operaciones de topografía e ingeniería realizadas en toda Australia , las tecnologías más nuevas han descubierto numerosas deficiencias, compensaciones y distorsiones dentro del datum de altura australiano, lo que ha llevado a discusiones sobre la definición de un nuevo datum vertical australiano. [2] [3]
Antes de la creación del datum de altura australiano, los estudios de nivelación los llevaban a cabo topógrafos profesionales con fines de construcción y cartografía utilizando únicamente datums verticales locales o estatales. [4] La ejecución de operaciones militares en todo el continente australiano durante la Segunda Guerra Mundial expuso en gran medida la falta de cartografía topográfica australiana , hasta tal punto que el Primer Ministro Ben Chifley aprobó la formación del Consejo Nacional de Cartografía de Australia en 1945 con una votación primaria. objetivo de planificar y gestionar las actividades cartográficas topográficas de la nación. [5] El Consejo Nacional de Cartografía inaugural estuvo formado por el Director de Cartografía Nacional, el Agrimensor General del Commonwealth y los respectivos Agrimensores Generales del Estado. [5] [6] La primera reunión del consejo mantuvo discusiones entre las respectivas autoridades estatales sobre la necesidad de tener un esquema nacional unificado para la topografía y cartografía de Australia. [6] Al finalizar la reunión, los miembros del Consejo Nacional de Cartografía de Australia acordaron unánimemente que el Director de Cartografía Nacional, Frederick Johnston, tendría la tarea de coordinar las autoridades locales, estatales y de la Commonwealth para ejecutar actividades cartográficas en todo el país. del continente australiano ; una actividad que más tarde se denominó Encuesta Australiana de Nivelación. [6]
De 1945 a 1955, las autoridades estatales de Nueva Gales del Sur , Victoria y Australia Occidental , con la ayuda del Royal Australian Survey Corps , comenzaron el Estudio de Nivelación Australiano nivelando 4.800 km del continente. [6] [7] En 1960, se habían completado 20.800 km de nivelación controlada con la incorporación del Territorio del Norte y las autoridades estatales de Queensland . [6] Para ayudar a las empresas mineras en la búsqueda de petróleo durante la década de 1960, el Gobierno Federal puso fondos adicionales a disposición del Director de Cartografía Nacional para emplear agrimensores privados contratados para acelerar el esfuerzo de prospección. [7] En 1970, la consolidación de los datos de nivelación y mareógrafos de estas operaciones de levantamiento colectivo dio como resultado la formación de una "red homogénea única" de nivelación primaria de 97.320 km que abarcaba todo el país, denominada Red Nacional de Nivelación de Australia. [6] Mediante el ajuste lineal de 757 secciones de nivelación primarias a lo largo de la Red Nacional de Nivelación de Australia, mientras simultáneamente "se mantenían 30 mareógrafos fijos en sus valores medios del nivel del mar", se determinó el datum de altura australiano y luego fue adoptado por el Consejo Nacional de Cartografía de Australia en julio de 1971. [8] [9]
El datum de altura australiano es la altura vertical de 0,000 m establecida dentro de la Red Nacional de Nivelación de Australia (ANLN), tomando el nivel medio del mar de 30 mareógrafos a lo largo de toda la costa australiana durante el período 1966-1968. [1] [10] La superficie de referencia se basa en un ajuste de mínimos cuadrados de los datos de nivelación "primarios" originales que abarcan 97.320 km, combinados con datos de nivelación "suplementarios" más recientes que abarcan 80.000 km. [6]
Cinco autoridades de observación diferentes contribuyeron a las secciones de nivelación primarias de la Red Nacional de Nivelación de Australia que se utilizaron para determinar el datum de altura australiano, cada una utilizando sus propios grupos de nivelación que realizaron una combinación de nivelación unidireccional y bidireccional. Estos grupos de nivelación estaban formados por dos conductores de vehículos separados, así como un hombre de instrumentos que se alternaba entre los autos mientras "saltaba a lo largo de la ruta de nivelación". [6] Esta estrategia implicó que el operador del instrumento tomara una lectura del bastón de mira hacia atrás y hacia adelante , antes de ser conducido por uno de los conductores, pasando el automóvil estacionado del otro conductor, a la siguiente posición de preparación para tomar la siguiente serie de lecturas. . [6] La responsabilidad de los dos conductores era sostener las miras de nivelación , mientras que el hombre de instrumentos operaba el nivel y registraba las lecturas en un libro de niveles. [11] Al emplear esta estrategia, los grupos de nivelación pudieron lograr un promedio de 35 km de nivelación primaria cada día. [6] La nivelación unidireccional implicó adoptar esta metodología descrita en una sola dirección, mientras que la nivelación bidireccional también repetiría esto nuevamente en la dirección opuesta para mejorar la precisión de las lecturas. [11] A continuación se detalla la contribución acumulada de los partidos niveladores para sus respectivas autoridades de observación:
También se recopilaron datos del nivel del mar de treinta mareógrafos ubicados alrededor de la costa continental de Australia para obtener el datum de altura australiano. Las distancias entre cada mareógrafo sucesivo variaron significativamente en todo el país, con el intervalo más pequeño entre Port Kembla y Camp Cove (128 km) y el intervalo más grande entre Point Lonsdale y Port Kembla (1.150 km). [4] Las observaciones del nivel del mar se realizaron cada hora desde el 1 de enero de 1966 al 31 de diciembre de 1968 para 29 de los mareógrafos designados, y desde el 1 de enero de 1957 al 31 de diciembre de 1960 para el único mareógrafo de Karumba , Queensland . [4] Una vez que se recopilaron y procesaron todos los datos de mareas, se seleccionó la estación mareográfica de Port MacDonnell como “origen nominal” y al nivel medio del mar de la estación se le asignó un valor de 0,000 m. [6] [10] Luego se utilizaron ecuaciones de condición cero entre Port MacDonnell y los datos del nivel del mar de las otras 29 estaciones para mantener el nivel medio del mar en 0,000 m en toda la red nacional de mareógrafos, mientras que los registros de nivelación primarios y secundarios dentro del La Red Nacional de Nivelación de Australia se ajustó simultáneamente para adaptarse a este modelo. [3] [6] [9] Al hacerlo, la superficie de referencia de altura australiana se derivó y adoptó oficialmente en 1971 como punto de referencia al que se refieren todas las nuevas mediciones de altura vertical en Australia.
Desde la creación del datum de altura australiano en 1971, se han identificado y examinado numerosas deficiencias, distorsiones, compensaciones y otros errores utilizando tecnologías más nuevas. Debido a la desesperada necesidad de Australia de un control vertical topográfico y un mapeo topográfico preciso para la exploración minera durante la década de 1970, el Australian Height Datum se construyó utilizando un estándar más bajo de equipos y técnicas de nivelación de espíritu para garantizar su finalización en el menor período de tiempo posible. [12] [13] Por ejemplo, aproximadamente el 80% (76520 km) de la nivelación primaria que contribuye a la Red Nacional de Nivelación de Australia fue completada por contratistas privados durante el período de 10 años de 1960 a 1970. [6] Desde entonces, importantes Se han identificado errores que incluyen la pendiente norte-sur de 1,5 m, un desplazamiento entre Australia continental y Tasmania de 26 cm, así como distorsiones regionales en toda Australia Occidental. [10] [12] [13]
La pendiente norte-sur es un error sistemático en la superficie horizontal del datum de altura australiano de aproximadamente 1,5 m desde la costa norte hasta la costa sur de Australia. [3] [10] Esta inclinación es bastante problemática, ya que invalida la suposición principal al utilizar el datum de altura australiano: la superficie de datum tiene un gradiente de cero (es decir, perfectamente horizontal). [10] Si bien este error sistemático es relativamente insignificante para el diseño de “proyectos de ingeniería a pequeña escala” que utilizan alturas locales, la pendiente norte-sur es muy influyente en el diseño de “estudios a gran escala” que abarcan distancias más grandes a través del país. [10] La pendiente norte-sur se debe principalmente al hecho de que el datum de altura australiano se tomó como el nivel medio fijo del mar de 30 mareógrafos alrededor de Australia durante un período de 2 años, ignorando las variaciones naturales en la topografía de la superficie del mar . [3] El Consejo Nacional de Cartografía de Australia optó por utilizar este enfoque de 'nivel medio del mar' para minimizar el uso de alturas negativas, que son bastante problemáticas para los topógrafos e ingenieros, cerca de las zonas costeras donde reside la mayor parte de la población. [6] Al utilizar el enfoque del nivel medio del mar, la creación del Datum de altura australiano descuidó la influencia significativa de la topografía dinámica temporal media del océano sobre las fluctuaciones en los niveles de la superficie del mar en todo el país. [10] La variación espacial del cambio del nivel del mar , la salida de agua dulce en las áreas portuarias donde se colocan los mareógrafos y una combinación de la dinámica del océano han contribuido a la formación de una pendiente norte-sur distinta de 1,5 m dentro del datum de altura australiano. [10] Para contrarrestar esta pendiente, se ha introducido el modelo cuasigeoide gravimétrico AUSGeoid09 para determinar las alturas de referencia de altura australianas a partir de las lecturas del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) . [10] [12] [13] Como las alturas del GPS proporcionan un límite de lectura mucho mayor que la magnitud de los errores de nivel de burbuja en el datum de altura australiano, [12] el modelo AUSGeoid09 es capaz de eliminar “prácticamente” el norte– Error sur al convertir lecturas GNSS a alturas de referencia de altura australianas. [13]
El datum de altura australiano ( Tasmania ) se considera un datum separado del datum de altura australiano, que consiste en un ajuste de mínimos cuadrados de setenta y dos secciones de nivelación en todo el estado de Tasmania, al mismo tiempo que se asigna el nivel medio del mar de dos mareógrafos en Hobart. y Burnie la altura vertical de 0,000 m durante el año 1972. [1] [6] Este método se desvía del método empleado para determinar el nivel medio del mar utilizado para crear el dato de altura de Australia continental, que se tomó durante el período comprendido entre 1966 – 1968 para 29 de los mareógrafos y 1957-1960 para el único mareógrafo de Karumba . [4] Al emplear enfoques inconsistentes para el período de estudio del nivel medio del mar durante el establecimiento de los dos puntos de referencia, es muy probable que los niveles medios del mar para los puntos de referencia continentales y de Tasmania contengan cierto grado de error en relación con el verdadero nivel medio del mar. valor. [14] Este descuido de las diferencias en la topografía dinámica temporal media del océano entre la creación del Datum de altura australiano (continental) y el Datum de altura australiano (Tasmania) dio como resultado un claro desplazamiento entre la altura de las superficies de referencia del continente y Tasmania , estimada en estar entre −61 mm y +48 mm. [14]
Además de la pendiente norte-sur, se han identificado muchas otras distorsiones regionales dentro del datum de altura australiano en todo el estado de Australia Occidental. Las mayores de estas distorsiones no lineales están presentes en las regiones de Goldfields-Esperance y el norte de Kimberley . [15] A diferencia de la inclinación norte-sur bien definida y mensurable en todo el estado, la regresión lineal de estas distorsiones no se presta a ninguna tendencia distinta. [15] Además, la utilización de modelos cuasigeoides gravimétricos para eliminar “prácticamente” el impacto de la topografía dinámica temporal media del océano no minimiza el alcance de estas distorsiones regionales. [13] [15] Por estas razones, las distorsiones regionales en toda Australia Occidental se atribuyen a errores aleatorios "presentes en las observaciones de nivelación" durante la creación del datum de altura australiano. [15]