Die beiden Datumsdefinitionen, die fast ausschließlich in Nordamerika verwendet werden, sind North American Datum (NAD) 1927 und NAD 1983.
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NAD 1927
NAD 1927 verwendet das Ellipsoid "Clarke 1866", um die Form der Erde darzustellen. Der Ursprung dieses Datums ist ein Punkt auf der Erde, der als Meades Ranch in Kansas bezeichnet wird. Viele Passpunkte von NAD 1927 wurden aus den Beobachtungen des 18. Jahrhunderts berechnet. Diese Berechnungen wurden manuell und abschnittsweise im Verlauf vieler Jahre durchgeführt. Aus diesem Grund sind von Station zu Station unterschiedliche Fehler aufgetreten.
NAD 1983
Die zahlreichen technischen Fortschritte auf dem Gebiet der Vermessung und Geodäsie wie elektronische Theodolite, GPS-(Global Positioning System-)Satelliten, VLBI (Very Long Baseline Interferometry) und Doppler-Systeme haben Schwächen im vorhandenen Netzwerk der Passpunkte aufgedeckt. Die Abweichungen wurden besonders auffällig beim Verknüpfen vorhandener Passpunkte mit neu erstellten Vermessungen. Die Festlegung eines neuen Datums hat es möglich gemacht, dass ein einziges Datum Nordamerika und die umgebenden Flächen einheitlich abdeckt.
Das North American Datum von 1983 basiert sowohl auf Erd- als auch auf Satellitenbeobachtungen und verwendet das Sphäroid von Geodetic Reference System (GRS) 1980. Der Ursprung für dieses Datum war das Massenzentrum der Erde. Dies wirkt sich in solchem Maße auf die Oberflächenposition aller Längengrad-Breitengrad-Werte aus, dass sich die Position früherer Passpunkte in Nordamerika verschiebt, in manchen Fällen bis zu 152 Meter gegenüber NAD 1927. Im Rahmen einer zehnjährigen multinationalen Initiative wurde ein Netzwerk von Passpunkten für die USA, Kanada, Mexiko, Grönland, Mittelamerika und die Karibik erstellt.
Das Sphäroid von GRS 1980 ist mit dem Sphäroid von World Geodetic System (WGS) 1984 fast identisch. Die Koordinatensysteme WGS 1984 und NAD 1983 sind beide erdzentriert. Bei der ursprünglichen Veröffentlichung 1986 konnten NAD 1983 und WGS 1984 als lagegleich angesehen werden. Das trifft nicht mehr zu. Das WGS 1984 ist mit dem International Terrestrial Reference Frame (ITRF) verknüpft. Das NAD 1983 ist an die nordamerikanische tektonische Platte gebunden, um die im Laufe der Zeit entstehenden Veränderungen der Koordinatenwerte zu minimieren. Das hat dazu geführt, dass sich NAD 1983 und WGS 1984 voneinander entfernt haben. Im Allgemeinen liegen die Koordinaten im WGS 1984 und im NAD 1983 ein bis zwei Meter auseinander. GPS-Daten werden eigentlich im Koordinatensystem WGS 1984 angegeben. Falls jedoch irgendein externes Kontrollnetzwerk verwendet wird, z. B. Continuously Operating Reference-Stations (CORS), beziehen sich die GPS-Koordinaten auf dieses Koordinatensystem und nicht auf WGS 1984.
HARN oder HPGN
Das Datum NAD 1983 sollte auf bundesstaatlicher Ebene mithilfe modernster Vermessungstechniken, die zum Zeitpunkt der Entwicklung von NAD 1983 noch nicht allgemein verfügbar waren, für eine größere Genauigkeit angepasst werden. Diese Initiative, bekannt als High Accuracy Reference Network (HARN), vormals High Precision Geodetic Network (HPGN), war ein gemeinsames Projekt der National Geodetic Survey (NGS) und einzelner US-Bundesstaaten.
Gerade wurden alle Bundesstaaten außer Alaska neu vermessen und Transformationsgitterdateien für 49 Staaten und fünf Territorien veröffentlicht. Die angepassten Passpunkte sind in der Datenbank der National Geodetic Survey als NAD83 (19xx) oder NAD83 (20xx) gekennzeichnet, wobei xx auf das Jahr der Anpassung verweist. Einige Punkte wurden mehrmals angepasst, sodass die Jahresangabe unter Umständen nicht mit der ursprünglichen HARN-Anpassung übereinstimmt. Für die Konvertierung zwischen einer ursprünglichen HARN-Anpassung und späteren Anpassungen wurden von der NGS nie Transformationen freigegeben.
Sonstige NAD 1983-Anpassungen
Die NGS pflegt ein Referenznetzwerk aus CORS-Stationen. Diese Passpunkte werden als NAD 1983 (CORS96) bezeichnet und sind durch eine Transformation mit dem ITRF verknüpft. Andere geodätische Passpunkte sind mit dem Anpassungsjahr gekennzeichnet. Vor Kurzem hat die NGS eine nationale Anpassung durchgeführt. Alle vorhandenen Passpunkte mit Ausnahme der CORS-Stationen wurden aktualisiert und sind jetzt als NAD 1983 (NSRS2007) gekennzeichnet. Der offizielle Name der Anpassung lautet National Spatial Reference System (NSRS) von 2007. Für die meisten Bundesstaaten der USA betragen die Unterschiede zwischen HARN-Koordinaten und NSRS2007 nur einige Zentimeter. Aus diesem Grund wurden keine standardisierten Transformationen für die Konvertierung zwischen NAD 1983 (NSRS2007) und früheren Realisierungen von NAD 1983 berechnet und veröffentlicht. SieheWebsite von NGS.
Andere Datumsdefinitionen der USA
Alaska, Hawaii, Amerikanisch-Samoa, Guam, Puerto Rico und die Jungferninseln sowie einige Inseln Alaskas haben außer NAD 1927 noch andere Datumsdefinitionen verwendet. Die neuen Daten beziehen sich auf NAD 1983 oder eine seiner Anpassungen.
Kanada
Vor der Übernahme von NAD 1983 fanden in Kanada mehrere Anpassungen statt. Es wurden die nationale Anpassung NAD 1927 DEF 1976 (allgemein als MAY76 bezeichnet) und eine regionale Anpassung für Quebec, NAD 1927 CGQ77, durchgeführt. Die maritimen Provinzen haben eine separate Anpassung durchgeführt und das Average Terrestrial System of 1977 (ATS 1977) definiert. In den achtziger Jahren des letzten Jahrhunderts hat sich Kanada den USA angeschlossen und NAD 1983 übernommen. Inzwischen hat Kanada sein Kontrollnetzwerk angepasst, und das Bezugssystem läuft jetzt unter der Bezeichnung NAD 1983 (CSRS). Die Abkürzung CSRS steht für Canadian Spatial Reference System. Eine gute Informationsquelle mit weiteren Details ist Demystifying Reference Systems von Don Junkins und Gordon Garrard.
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