Wie definieren wir geografische Koordinaten auf nicht sphäroiden Himmelskörpern?

Auf der Erde können wir Breiten- und Längengrad verwenden, um einen einzelnen Punkt auf der Erdoberfläche ziemlich genau zu beschreiben. Das funktioniert, weil die Erde im Grunde genommen eine Kugel ist. Es brachte mich dazu, darüber nachzudenken, welches System wir verwenden würden, um einen einzelnen Punkt auf der Oberfläche eines nicht kugelförmigen Körpers wie eines großen Asteroiden oder eines länglichen Mondes zu beschreiben.

Ich nehme an, Sie könnten die Topologie des Objekts einfach in eine sphärische Projektion "verpacken", obwohl dies zu massiven Verzerrungen führen würde. Noch wichtiger ist, dass es auch die Frage aufwirft, was die „Fixpunkte“ des Systems sind (dh wo sind geografische Nord- und Südpole)? Wir haben kürzlich große Asteroiden und Monde gesehen, die chaotisch in ihren Umlaufbahnen ohne erkennbare Rotationsachse taumeln.

Die Erde ist nicht für alle Absichten und Zwecke eine Kugel. Für GPS wird das Referenzellipsoid WGS84 verwendet, ein sphärisches Modell würde für die Genauigkeit von GPS nicht passen. Breite und Länge können auch für ein Ellipsoid verwendet werden, nicht nur für eine Kugel.
Jedes Koordinatensystem mit drei Parametern würde zu einem solchen unregelmäßigen Körper passen. Polarkoordinaten mit zwei Winkeln und einem Mittelpunktsabstand, kartesische Koordinaten oder ein Zylindersystem mit einem Winkel und zwei Abständen. Natürlich gibt es keinen mittleren Meeresspiegel als Höhenreferenz. Auch die bekannte Mercator-Projektion der Erde ist in Polnähe massiv verzerrt. Aber heute können wir ein Computermodell verwenden, das es uns ermöglicht, den virtuellen Körper in jede Richtung oder Achse zu drehen, zu verschieben, zu zoomen oder zu schwenken. Oder wir verwenden die Daten, um ein Modell mit einem 3D-Drucker zu drucken.

Antworten (1)

Alle Projektionen werden eine Art Verzerrung aufweisen, sogar auf der Erde. Sphärische Vorsprünge sind möglicherweise nicht ideal für solche kegelförmigen Asteroiden. Tatsächlich kann ein zylindrischer Vorsprung oder sogar neue kundenspezifische Vorsprünge angewendet werden.

Zu diesem Thema ist viel geschrieben worden, einschließlich „ Morphographische Projektionen für Karten von nicht-sphärischen Welten “ und „ Kartenprojektionen für nicht-sphärische Welten / Die Kartenprojektionen mit variablem Radius “ (Paywall). Letzteres beschreibt ein interessantes Konzept, das auf den Saturnmond Epimetheus angewendet wird.

Diese Seite enthält eine Sammlung von Karten kleiner Körper des Sonnensystems, die von Phil Stooke von der University of Western Ontario erstellt wurden. Viele der Körper haben Karten, die mit einer Vielzahl von Projektionen erstellt wurden.

Diese zylindrische Projektion des Eros ist stark verzerrt, besonders an den Polen, aber auch im Zentrum. Es ist klar, dass keine Projektion perfekt ist.

Die Hälfte der externen Links funktionieren nicht mehr.
Danke für die Warnung. Es scheint, dass sie auf einem anderen Server archiviert wurden. Ich habe die Links repariert.
Dies ist immer noch eine Nur-Link-Antwort. 1. Link ist eine kurze, 32 Jahre alte Konferenzzusammenfassung, 2. Link ist Paywall und daher nicht lesbar, 3. ist nur eine Liste großer Downloads, 4. ist ein nicht im Abspann aufgeführtes und unerklärtes Bild, das ich nicht verstehe, aber zumindest hier eingefügt werden könnte. Aus meiner Sicht beantwortet dies nicht wirklich Wie definieren wir geografische Koordinaten auf nicht sphäroiden Himmelskörpern? Ist es möglich, sich eine Minute Zeit zu nehmen und kurz zu erklären, wie dies auf allgemeine Weise gemacht wird? Vielleicht fügen Sie einfach eine grundlegende Diskussion darüber hinzu, was eine Referenzoberfläche ist, wie die Höhe daraus definiert wird usw.
Ich habe ein Kopfgeld hinzugefügt, um den Topf ein wenig zu versüßen. Vielen Dank! (Übrigens könnte diese GIS-ähnliche Frage auch eine andere Antwort verwenden: Form und Abmessungen der Bezugsfläche des Mondes für selenografische Breite / Länge? )
Wie definieren wir geografische Koordinaten auf nicht sphäroiden Himmelskörpern?
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