c# open pdf file in browser : Delete pages from a pdf file Library control component asp.net web page winforms mvc TS04B_shields_gallagher_56590-part1788

TS04B - Heights, Geoid and Gravity, 5659  
Renee Shields and Christine Gallagher 
Height Modernization in the United States: Implementing a Vertical Datum Reverenced to a Gravimetric Geoid 
Model 
FIG Working Week 2012 
Knowing to manage the territory, protect the environment, evaluate the cultural heritage 
Rome, Italy, 6-10 May 2012 
1/13
Height Modernization Program in the United States: Implementing a 
Vertical Datum Referenced to a Gravimetric Geoid Model 
Renee Shields, Christine Gallagher, USA 
Key words: GNSS, orthometric height, elevation, vertical datum, gravimetric geoid model 
SUMMARY 
Around the world, government agencies responsible for positioning and mapping are looking 
at new technologies to improve the way they carry out their missions.  While many surveyors 
continue to use traditional line-of-sight surveying techniques, the improvements in accuracy 
and cost savings realized using Global Navigation Satellite Systems (GNSS) has led a 
growing number in the surveying community to embrace these new techniques.  However the 
ability to measure very accurate heights using GNSS continues to be a challenge. While 
traditional leveling yields relative height differences within a few millimeters over regional 
distances, the very nature of GNSS makes it inherently difficult to achieve this level of 
accuracy.  Finding ways to convert GNSS heights into meaningful elevations adds to the 
challenge. 
In the United States, NOAA’s National Geodetic Surv ey (NGS) is charged with defining, 
maintaining, and providing access to the National Spatial Reference System (NSRS), the 
country’s official national reference frame for geo spatial data.  The North American Vertical 
Datum of 1988 (NAVD 88) is the current national vertical datum for the conterminous United 
States (CONUS) and Alaska, and it is primarily realized through a leveling network that, 
despite its high level of relative accuracy, is expensive to update, difficult to maintain, and 
vulnerable to systematic error (in particular, a cross-country one meter tilt).  In order to 
address the deficiencies of the NAVD 88, NGS has been engaged in a National Height 
Modernization Program, enabling better access to accurate heights through the use of GNSS 
combined with traditional surveying techniques, remote sensing, and gravity data. While the 
Program has been successful, this approach remains dependent on passive control for 
definition and access, and it has become increasingly evident this kind of network is difficult 
and costly to maintain.  
A new approach to defining the vertical datum, first codified as official policy in the NGS 
Ten-year Plan,  includes building a high-accuracy gravitational geoid model derived from the 
gravity data collected through a project called Gravity for the Re-definition of the American 
Vertical Datum (GRAV-D).  Height information referenced to this kind of datum will be 
accurate, reliable, current, and consistent. In addition, access to this new vertical datum will 
be easier, faster, and more cost effective.  However, a datum defined in an entirely different 
way, accessed through a network of active control stations, will be adopted by the surveying 
community only after they are provided with the infrastructure, models, tools, and procedures 
to implement it. 
Delete pages from a pdf file - remove PDF pages in C#.net, ASP.NET, MVC, Ajax, WinForms, WPF
Provides Users with Mature Document Manipulating Function for Deleting PDF Pages
delete blank pages in pdf online; delete page from pdf document
Delete pages from a pdf file - VB.NET PDF Page Delete Library: remove PDF pages in vb.net, ASP.NET, MVC, Ajax, WinForms, WPF
Visual Basic Sample Codes to Delete PDF Document Page in .NET
delete blank page in pdf online; delete pages in pdf reader
TS04B - Heights, Geoid and Gravity, 5659  
Renee Shields and Christine Gallagher 
Height Modernization in the United States: Implementing a Vertical Datum Reverenced to a Gravimetric Geoid 
Model 
FIG Working Week 2012 
Knowing to manage the territory, protect the environment, evaluate the cultural heritage 
Rome, Italy, 6-10 May 2012 
2/13
Height Modernization Program in the United States: Implementing a 
Vertical Datum Referenced to a Gravimetric Geoid Model 
Renee Shields, Christine Gallagher, USA 
1.  BACKGROUND 
The National Geodetic Survey (NGS) is the agency in the United States responsible for 
defining, maintaining, and providing access to the National Spatial Reference System 
(NSRS), the national reference frame for geospatial positioning.  NGS is part of the National 
Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), a scientific agency within the U.S. 
Department of Commerce, and its roots go back over 200 years to the establishment of the 
Survey of the Coast by President Thomas Jefferson on February 10, 1807.  While the Mission 
of NGS has remained essentially the same since the creation of the Survey of the Coast, 
advances in technology have dramatically altered the way in which NGS accomplishes that 
mission.   
In the United States, federal mapping activities are shared by several U.S. government 
agencies, distinguished by their responsibilities for such things as floodplain mapping 
(Federal Emergency Management Agency), management of water resources (U.S. Geological 
Survey), and engineering projects (U.S. Army Corps of Engineers) . These and other federal 
civil agencies are directed to use the official datums defined by NGS, but local government 
and private industry also often find it advantageous to tie their work to the NSRS. Since the 
1940s, cooperative surveys done in partnership with federal and local government agencies 
became more common. These projects together with NGS surveys were incorporated into the 
NSRS, enhancing and strengthening the national network. 
2.  NORTH AMERICAN DATUM OF 1988 AND HEIGHT MODERNIZATION  
The earliest geodetic quality leveling (established by NGS’ predecessor, the U.S. Coast and 
Geodetic Survey (USC&GS)) was performed in the 1850’s, and in 1887, the first United 
States trans-continental geodetic leveling survey was begun, starting in Maryland and 
following the 39th parallel (Zilkoski, 2001).  In 1900 a full adjustment of all the leveling data 
was completed, creating a national vertical datum.  Adjustments incorporating new survey 
data followed in 1903, 1907, and 1912 (Berry, 1976).   The next General Adjustment of all the 
geodetic leveling produced the Sea Level Datum of 1929 (later renamed to the National 
Geodetic Vertical Datum of 1929 (NGVD 29).  The last comprehensive adjustment of the 
network was done in 1988, producing the current national vertical datum, the North American 
Vertical Datum of 1988 (NAVD 88).  Each adjustment was performed to improve on the 
accuracy of the network.  The greatest change was from NGVD 29 to NAVD 88. Additional 
data (350,000 km of leveling) and changes in approach for the network adjustment (e.g. 
C# PDF File & Page Process Library SDK for C#.net, ASP.NET, MVC
Deleting Pages. You may feel free to define some continuous PDF pages and delete. Certainly, random pages can be deleted from PDF file as well. Sorting Pages.
delete pages from pdf in reader; delete blank page in pdf
C# PDF Page Insert Library: insert pages into PDF file in C#.net
document files by C# code, how to rotate PDF document page, how to delete PDF page using C# .NET, how to reorganize PDF document pages and how
delete pages from pdf file online; delete pages pdf
TS04B - Heights, Geoid and Gravity, 5659  
Renee Shields and Christine Gallagher 
Height Modernization in the United States: Implementing a Vertical Datum Reverenced to a Gravimetric Geoid 
Model 
FIG Working Week 2012 
Knowing to manage the territory, protect the environment, evaluate the cultural heritage 
Rome, Italy, 6-10 May 2012 
3/13
constrained to 26 tide gauges in 1929 vs. minimally constrained in 1988) all contributed to 
removing distortion, minimizing cross-continental error accumulation, and strengthening the 
network.    (However a cross-nation one meter tilt, likely brought about by a mix of minimal 
constraints and 2nd order leveling effects, would be introduced and not successfully 
diagnosed until the satellite era had brought both GPS and GRACE to bear).  NGS had large 
field parties to do much of the work, but cooperative survey projects by federal and state 
agencies with the capacity and interest to do geodetic surveys were encouraged to send their 
data to NGS, where it was adjusted with NGS projects, incorporated into the NSRS, and 
published for the nation to use for geodetic control.     
As good as NAVD 88 was on a national scale, when it was released in 1991, there were still 
many parts of the United States where it was less than sufficient.  California in particular had 
issues because of the crustal motion they are subject to, being at the juncture of the Pacific 
and North American tectonic plates.  While there was plenty of historic leveling data 
throughout California, in many cases it could not be reconciled to a single epoch, and so could 
not be used in the adjustment. Other parts of the country subjected to subsidence or post-
glacial isostatic adjustment experienced problems caused by combining observations over 
time, or like California, having observations removed from the adjustment entirely.  Knowing 
that it would be cost prohibitive to continue to rely on leveling in these dynamic areas, the 
surveying community petitioned the federal government to direct funding to NGS to support 
an investigation into the use of GNSS compared to other technologies for measuring heights 
(NGS, 1998). 
2.1 Using GNSS for Height Determination 
GNSS (primarily GPS through 2010 and referred to as GPS for remainder of this section) was 
showing great promise as a tool for performing geodetic surveys. Line of sight was no longer 
a requirement, which meant large areas could be surveyed more quickly, and with a much 
smaller work force. It was soon determined that GPS could measure very accurate horizontal 
positions.  Geodetic surveys using GPS commonly met or exceeded first order standards 
according to the Geometric Geodetic Accuracy Standards and Specificiations for Using GPS 
Relative Positioning Techniques published by the U.S. Federal Geodetic Control Committee 
(FGCC, 1989). However, measuring accurate heights proved to be a more complex problem 
because the nature of GPS made it difficult to get accuracy from the vertical components of 
the observations.  In addition, the height that was measured was referenced to the ellipsoid, 
which as yet did not have a well-defined relationship to the geoid, or the NAVD 88.  
Using the funding awarded by Congress, NGS conducted pilot survey projects.  Numerous 
field and adjustment procedures were tested, together with the impact of control spacing and 
distribution on adjustment results. The results were compiled into two sets of guidelines for 
surveying with GPS.  Using NOAA Technical Memorandum NOS NGS-58:  Guidelines for 
Establishing GPS-Derived Ellipsoid Heights surveyors could expect to see ellipsoid heights to 
two centimeter relative accuracy between co-observed stations, and five centimeter absolute, 
or network, accuracy, within acceptable levels of probability. The second set of guidelines, 
C# PDF File Split Library: Split, seperate PDF into multiple files
note, PDF file will be divided from the previous page of your defined page number which starts from 0. For example, your original PDF file contains 4 pages.
delete a page from a pdf; delete page from pdf acrobat
VB.NET PDF Page Insert Library: insert pages into PDF file in vb.
Moreover, you may use the following VB.NET demo code to insert multiple pages of a PDF file to a PDFDocument object at user-defined position.
delete page in pdf; delete pdf pages in preview
TS04B - Heights, Geoid and Gravity, 5659  
Renee Shields and Christine Gallagher 
Height Modernization in the United States: Implementing a Vertical Datum Reverenced to a Gravimetric Geoid 
Model 
FIG Working Week 2012 
Knowing to manage the territory, protect the environment, evaluate the cultural heritage 
Rome, Italy, 6-10 May 2012 
4/13
NOAA Technical Memorandum NOS NGS-59: Guidelines for Establishing GPS-Derived 
Orthometric Heights, built on the procedures outlined in NGS-58, but specified control 
requirements and assumed an accurate geoid model.  However the methods in NGS-59 still 
rely on passive marks to control NAVD 88 heights.  While NGS was producing geoid models 
with acceptable accuracy to apply NGS 59, the model was not yet good enough (1 cm 
accuracy) to stand on its own without passive control, as the sole defining surface of the 
vertical datum.  
2.2 Building an Accurate Geoid Height Model 
Over the past 15 years, NGS has produced national geoid models in pairs – a purely 
gravitational geoid model, and one called a “hybrid ” model.  The hybrid model is developed 
by modifying the gravitational model to more accurately represent the relationship of the 
NAVD 88 Helmert orthometric heights to NAD 83 ellipsoid heights at sets of common 
passive control marks.  The hybrid models have increased in accuracy from a little over a 
meter in the 1980s to 2.6 cm in 2009 (two sigma, based on a national average – accuracies 
may be significantly better or worse in some parts of the country) (Roman, 2009). 
One of the factors that contributes to 
improvements in accuracy of the geoid 
models is the quality and quantity of the 
data used, including the gravity data and, for 
the hybrid model, the “GNSS on bench 
mark” data.  The focus in the early years of 
Height Modernization was on collecting 
data from high accuracy GNSS surveys 
where marks had accurate NAVD 88 
Helmert orthometric heights from leveling. 
Partnerships with local government agencies 
and universities across the country were a 
critical factor in making this possible. 
Agencies across the country completed GNSS 
and leveling surveys, and submitted the data to NGS.  Even before the completion of 
GEOID06, the 2006 hybrid geoid model, it was obvious the disparity in the distribution of 
data from state to state was impacting the reliability of the model (Figure 1). Some states were 
getting significant funding support for these surveys and others were getting little or none.  
NGS knew it would not be able to create a consistent national model with this approach. 
2.3 NOAA’s National Height Modernization Program: The Early Years 
The ultimate goal of Height Modernization has been to enable access to accurate NAVD 88 
heights through the use of GNSS technology rather than expensive and time consuming 
leveling. Over the course of ten years, 18 states received varying levels of federal funding to 
implement Height Modernization. Other states found funding support within the state, but 
many had none.  NGS managed the program through leadership and coordination of survey 
Figure 1. Stations with precise ellipsoid and 
orthometric heights
VB.NET PDF File Compress Library: Compress reduce PDF size in vb.
size, images size reducing can help to reduce PDF file size effectively will also take up too much space, glyph file unreferenced can Delete unimportant contents
delete page on pdf file; delete pages from a pdf online
C# PDF File Compress Library: Compress reduce PDF size in C#.net
Compress large-size PDF document of 1000+ pages to smaller one in a Delete unimportant contents: C# Demo Code to Optimize An Exist PDF File in Visual C#.NET
delete pages out of a pdf; delete pages out of a pdf file
TS04B - Heights, Geoid and Gravity, 5659  
Renee Shields and Christine Gallagher 
Height Modernization in the United States: Implementing a Vertical Datum Reverenced to a Gravimetric Geoid 
Model 
FIG Working Week 2012 
Knowing to manage the territory, protect the environment, evaluate the cultural heritage 
Rome, Italy, 6-10 May 2012 
5/13
and outreach activities, research and development, and providing guidelines, models, and 
tools.   
Much was accomplished during the first ten years of the Height Modernization Program. NGS 
partnered with states to train the surveying community in the skills to perform GNSS and 
geodetic leveling surveys and submit the data to NGS. Some state agencies or universities 
created “Spatial Reference Centers,” that served as  liaisons between NGS and the local 
surveying community to provide support for education, surveys, and data distribution at the 
local level.  Many states expanded their network of Continuously Operating Reference 
Stations (CORS) to support high accuracy GNSS surveys. Survey projects sent to NGS that 
met stringent requirements were added to the NGS database, published as geodetic control 
and distributed to the public. This data strengthened the network, and contributed to 
improving the models like GEOID06.  
But these activities also highlighted problems with this early model for the Program. As 
Height Modernization surveys were completed, NGS and the user community realized that the 
condition of the vertical control passive network was poor.  In many places it had been 30 
years or more since leveling had been done, and many of the marks thought to be in the NSRS 
were disturbed or destroyed completely.  There were some regions of the country where 
crustal motion, the processes that prompted the need for Height Modernization in the first 
place, made the published heights obsolete.  New leveling surveys had to be done to 
accompany the GNSS. While it would continue to have a role in accessing the datum and 
measuring changes in heights, it was increasingly apparent that indefinitely maintaining the 
passive network as a means of defining the vertical datum was unrealistic.  Add to this the 
previously mentioned concerns over the uneven distribution of data, and it was obviously time 
to assess the approach and see if these issues could be better addressed. 
2.4 NGS’ Ten-year Plan – a New Direction for Height Modernization  
In 2008, NGS Leadership was evaluating its Mission goals in 
order to develop a long range strategy.  NGS needed a strategic 
plan that would ensure that it could define and deliver the 
NSRS, while maintaining the reference frame in a dynamic 
world.  NGS developed a Ten-year Plan, formulating a strategy 
for more efficiently and effectively delivering the NSRS to its 
users.  Two components of the Plan were to modernize the 
geometric (“horizontal”) and geopotential (“vertica
l”) datums. 
The ground work for modernizing the geometric and 
geopotential datums is already underway.  In 2011, NGS completed a Multi-year CORS 
simultaneous solution (MYCS), with the intent to provide updated consistent coordinates 
together with accurate computed velocities (modeled velocities at sites with less than two and 
a half years of data) (Figure 2). The results of this solution were made available in September, 
2011, in the NSRS-consistent frame of NAD 83(2011/MA11/PA11) epoch 2010.00 and in the 
global frame IGS08 epoch 2005.00.  These results will be officially adopted early in 2012 
Figure 2. Vertical Shifts, NAD83 
(CORS 96A Epoch 2010 – 
CORS 96 Epoch 2010
VB.NET PDF File Split Library: Split, seperate PDF into multiple
Split PDF File by Number of Pages Demo Code in VB.NET. This is an VB.NET example of splitting a PDF file into multiple ones by number of pages.
add and delete pages from pdf; delete pages of pdf preview
C# PDF File Merge Library: Merge, append PDF files in C#.net, ASP.
Professional C#.NET PDF SDK for merging PDF file merging in Visual Studio .NET. Free online C#.NET source code for combining multiple PDF pages together in .NET
delete pages of pdf online; delete page on pdf reader
TS04B - Heights, Geoid and Gravity, 5659  
Renee Shields and Christine Gallagher 
Height Modernization in the United States: Implementing a Vertical Datum Reverenced to a Gravimetric Geoid 
Model 
FIG Working Week 2012 
Knowing to manage the territory, protect the environment, evaluate the cultural heritage 
Rome, Italy, 6-10 May 2012 
6/13
with the release of the National Adjustment of 2011 (NA2011), when the passive control 
GNSS marks in the NSRS are adjusted to the MYCS.   
NAD 83 will remain the official geometric datum for the U.S. in the near term, but will be 
replaced with a newly defined datum when the geopotential (vertical) datum is ready 
approximately ten years from now. The ellipsoid height component of the geometric datum 
will be a key part of defining the geopotential datum. The gravitational geoid model will 
provide the conversion from ellipsoid height to orthometric height. A key component of the 
work that will be done to improve this gravitational model is a comprehensive airborne 
gravity survey of the entire United States and its territories. 
2.5 Gravity for the Re-definition of the American Vertical Datum (GRAV-D) 
As emphasis on the importance of an accurate geoid model increased, accuracy of all the data 
that the models incorporate was evaluated.  The efforts to collect GNSS on bench marks have 
been discussed, but the gravity data that forms the basis of the gravimetric geoid model, 
which after all is the foundation on which the hybrid model is built, was also evaluated.  As 
with other kinds of data, NGS felt it could improve upon the quality of the data holdings, 
which had been collected over the span of several decades and from several sources. Similar 
to the bench mark data, gravity observations were not evenly distributed across the country, 
and there were voids in data all along the coast.  NGS decided a comprehensive aerogravity 
survey would be the most effective and efficient way to collect such a large amount of data.  
Satellite gravity missions, GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) and GOCE 
(Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer), were underway, and the 
aerogravity data would provide the connection between the short wave-length provided with 
absolute gravity, and the long wave-length data from the satellites. 
The GRAV-D project is well underway, and includes several components.  The one-time 
aero-gravity survey is the most substantial phase of this effort.  It alone is expected to take ten 
years, and its completion is dependent on funding support and 
partnerships.  Started in 2008 with test flights to establish field 
procedures, the survey is now 16% complete. If current levels of 
funding are sustained, the aerogravity survey will be complete in 
2022.  
Other phases of the project include collecting additional terrestrial 
gravity data to better analyze the geoid in dynamic regions or areas 
exhibiting gravity anomalies, and a maintenance plan, where we 
would periodically update the geoid using in situ measurements and 
geodynamic modeling.  In addition, research survey projects are 
planned to independently test the results we are getting from 
GRAV-D.  The first of these “geoid slope validation  surveys” 
(GSVS) involved collecting leveling, GNSS, terrestrial and 
airborne gravity, Lidar, and deflection of the vertical 
observations along a 300 km line in Texas (Figure 3). 
Figure 3. Deflection of the Vertical 
camera and GPS collected for geoid 
slopevalidation survey
TS04B - Heights, Geoid and Gravity, 5659  
Renee Shields and Christine Gallagher 
Height Modernization in the United States: Implementing a Vertical Datum Reverenced to a Gravimetric Geoid 
Model 
FIG Working Week 2012 
Knowing to manage the territory, protect the environment, evaluate the cultural heritage 
Rome, Italy, 6-10 May 2012 
7/13
Preliminary results indicate GRAV-D will contribute results that will yield the 1cm geoid 
model NGS has targeted.  
3.  THE NATIONAL HEIGHT MODERNIZATION PLAN 
The challenge that faces Height Modernization is how to support the need to access NAVD 88 
today, and prepare the user community for the transition to a new kind of vertical datum.  
Certainly in regions of a stable crust, the systematic errors in the vertical datum don’t cause 
significant relative error, and so updating the datum may not seem as necessary as in other 
regions of the country.  However, as the keepers of country-wide consistent geodetic control, 
NGS cannot patchwork-fix the datum, and the update must be made across the country.  The 
National Height Modernization Program will focus on the transition, not only helping 
surveyors measure NAVD 88 heights, but also informing the users about the advantages the 
new datum will bring.  This effort will draw on many NGS resources, and strategic planning 
will help ensure this work is completed efficiently. 
3.1  NGS Will Evaluate User Capability to Access the Vertical Component of the NSRS 
Depending on the level of population growth, how much time has lapsed since a mark has 
been recovered and surveyed, and how stable the region is, many of the bench marks from the 
NAVD 88 adjustment have been lost or disturbed, or simply have moved, making their 
published heights obsolete.  Some parts of the country have lost up to 60% of their control. In 
addition the need for accurate heights may vary among communities.  For example, 
determining heights in the mountains can be difficult because leveling can be labor intensive 
and the geoid is complicated to model, but the accuracy requirements are not as stringent as 
they might be in a flat low-lying coastal region where the slightest change or error in 
elevation can have disastrous effect. A working group of experts in gravity, geoid modeling, 
vertical networks, and tidal/geodetic datum relationships will begin a systematic review of the 
network to determine what weaknesses may be impacting the ability to measure NAVD 88 
heights. NGS Advisors, NGS employees who live and work in many states across the country, 
together with the many partners engaged in Height Modernization and other programs, will 
contribute their insight about local and regional issues.   
NGS will also evaluate existing models and tools to determine if they are effective in 
delivering accurate NAVD 88 heights, given the nature of local issues.  The Online 
Positioning User Service (OPUS), an online service that uses CORS to provide point positions 
from GNSS data submitted by users, uses the latest hybrid geoid model to derive NAVD 88 
heights.  Depending on the accuracy of the geoid model, OPUS may provide a height that is 
more up to date than the control available in a region.   
Guidelines and standards used currently will be evaluated to see if they are obsolete and need 
to be replaced, or if they can simply be revised. The NGS-58 guidelines are now fifteen years 
old.  NGS will review them to see how they could be combined and simplified because of 
improvements in GNSS and the infrastructure. New guidelines will be developed to explain 
changes in procedures to access the new datum. 
TS04B - Heights, Geoid and Gravity, 5659  
Renee Shields and Christine Gallagher 
Height Modernization in the United States: Implementing a Vertical Datum Reverenced to a Gravimetric Geoid 
Model 
FIG Working Week 2012 
Knowing to manage the territory, protect the environment, evaluate the cultural heritage 
Rome, Italy, 6-10 May 2012 
8/13
3.2 NGS Will Strategically Address Gaps in NSRS 
Once these gaps in infrastructure or weaknesses in the capacity of users to measure accurate 
heights have been identified, NGS will develop a strategy to determine what if any action 
should be taken.  If access to NAVD 88 is difficult, there may be recommendations for 
surveys to update or establish control.  Perhaps velocity or transformation models would be 
sufficient to update data.   
Gaps in certain parts of the country identified as having more critical consequences will be 
prioritized for actions to be taken. NGS may not be able to address these gaps themselves, but 
may be able to recommend to the local community what actions would help the effort.  In 
determining the proper strategy NGS will consider both the impact of infrastructure gaps on 
the ability to access NAVD 88 in the near term, and to transition to the new datum. 
3.3 NGS Will Maintain Access to the Vertical Component of the NSRS 
As the infrastructure is evaluated, and strategies for addressing gaps or problems are 
determined, NGS will need to consider whether these strategies will hold up for the years 
until it is time to implement the new datum.  Actions to maintain or monitor the changes in 
coordinate values will also have to be considered.  It may be possible to develop velocity 
models that can be used to update observations or coordinates.  A transformation tool will be 
needed to enable users to update their own data, but if the values used to build that tool are 
out of date, the transformation will be useless.  
New approaches for providing control data will be investigated.  For control data in the NSRS 
that NGS feels is unreliable, published accuracy of a value could be downgraded, actual 
coordinate values could be suppressed, or messages could be posted so the user understands 
the risks in using the data.  Metadata that provides additional information on how values were 
computed and the history of marks can help NGS and outside users research inconsistencies 
in control data. 
NGS will work with federal agencies and users with specific applications to plan pilot 
projects that will help them develop new guidelines.  The new datum will, for some, mean a 
shift in how they access the NSRS.  Users of real time GNSS and remote sensing applications 
will need to understand how the transition to the new datum will impact their operations, and 
update their procedures accordingly.  
3.4 NGS Will Build Technical Capacity for Users to Adopt Improvements to NSRS 
The new datum will only be valuable if it is broadly adopted and fully replaces NAVD 88.  It 
is human nature to resist change, and unless there are particular issues impacting the accuracy 
and availability of NAVD 88, users will continue using the reference frame they know.  
Ultimately, most people really use height differences, not absolute heights, so if they are 
unable to get those height differences at a desirable level of accuracy, or it is costly or 
difficult to do so, surveyors will look for a better way. 
TS04B - Heights, Geoid and Gravity, 5659  
Renee Shields and Christine Gallagher 
Height Modernization in the United States: Implementing a Vertical Datum Reverenced to a Gravimetric Geoid 
Model 
FIG Working Week 2012 
Knowing to manage the territory, protect the environment, evaluate the cultural heritage 
Rome, Italy, 6-10 May 2012 
9/13
Communication and education have long been an important part of NGS’ service to its user 
community.  Through the Height Modernization Program, NGS will keep the surveying 
community and other users informed of decisions and status of various programs and projects, 
through publication of technical papers and reports in scientific journals, professional 
publications, and outreach materials.  A section of the NGS web site dedicated to the Height 
Modernization Program has recently been updated to provide more comprehensive and timely 
information. The site includes links to key programs like GRAV-D, the Geoid model pages, 
the NGS Tool Kit, and research projects. 
A training facility owned and operated by NGS supports 
workshops in field procedures and data processing, as well as 
informational presentations on basic geodesy and surveying 
(Figure 4).  Many of these are available online through webinars, 
and are frequently taped and available for users who cannot 
attend the live webinar.  These activities supplement the 
workshops and presentations NGS gives at conferences around 
the country.  
NOAA held a Federal Geospatial Summit for users in other U.S. 
federal government mapping agencies to tell them about our plans to update the NSRS with 
these new datums, to hear their concerns and issues, and to discuss the impact this change will 
have on their agencies’ products and services. The  event was extremely successful, and paved 
the way for continued collaboration and coordination with those agencies as NGS moves 
forward.  Two months following the 2012 FIG Working Week in Rome, NOAA will hold a 
second Summit, this time reaching out to the surveying community and the users of 
Geographic Information Systems (GIS). NGS plans to hold these events regularly to ensure 
everyone with an interest in geospatial positioning through GNSS is informed of the progress 
of our efforts to improve the NSRS, and that NGS is informed of the impact on those users.  
4.   CONCLUSION 
Around the world GNSS has changed the way positioning is done.  The NSRS will continue 
to be accessed through the passive control network, but increasingly the surveying community 
is accessing the NSRS through GNSS differential positioning relative to the CORS network.  
The NGS Ten-year Plan is underway, with improvements to the geometric datum (MYCS and 
NA2011) bringing us closer to the goal of aligning the datum with the ITRF. GRAV-D is 16% 
completed and at current funding levels is to be done in 2022.  Maintaining the NSRS, one of 
the components of the NGS mission, will be accomplished by tracking temporal changes in 
the reference frame through daily monitoring of CORS and geoid monitoring activities . 
Redefining the vertical component of the NSRS, the geopotential datum, through CORS and a 
gravitational model is a natural step in the evolution of the reference frame.  However, the 
user community needs to continue using NAVD 88 in the intervening years, and then will 
need support to adopt and embrace the new datum.  To meet these needs the National Height 
Figure 4. NGS Training Center, 
Corbin, Virginia
TS04B - Heights, Geoid and Gravity, 5659  
Renee Shields and Christine Gallagher 
Height Modernization in the United States: Implementing a Vertical Datum Reverenced to a Gravimetric Geoid 
Model 
FIG Working Week 2012 
Knowing to manage the territory, protect the environment, evaluate the cultural heritage 
Rome, Italy, 6-10 May 2012 
10/13
Modernization Program Plan must also change its approach to enabling access to accurate 
elevations, and will be a crucial player in paving the way for surveying in the United States. 
REFERENCES 
Berry, R.M., 1976, History of Geodetic Leveling in the United States, Surveying and 
Mapping, 36(2): 137-153. 
Berry, R.M., and Schomaker, M.C., Lt. NOAA, 1981, reprinted 2001, NOAA Manual NOS 
NGS 3, Geodetic Leveling, Rockville, MD, National Geodetic Survey, June 2001. 
Doyle, D.R., 1994, Development of the National Spatial Reference System, Silver Spring, 
MD, U.S. Dept. of Commerce, National Oceanic and Atmospheric Administration, National 
Ocean Service. 
Dracup, J. F., 1994, Geodetic Surveying 1940-1990: Proceedings from Joint meeting ACSM 
and ASPRS, 2, 299-308, Baltimore, MD, ACSM/ASPRS. 
Dracup, J. F., 1995, Geodetic Surveys in the United States: The Beginning and the Next One 
Hundred Years, 1807-1940, Sun City West, AZ, U.S. Dept. of Commerce, National Oceanic 
and Atmospheric Administration, National Ocean Service.  
Federal Geodetic Control Committee, 1989, Geometric Geodetic Accuracy Standards and 
Specifications for Using GPS Relative Positioning Techniques, version 5.0, reprinted with 
corrections August 1, 1989. 
Milbert, D.G., 1991: Computing GPS-derived orthometric heights with the GEOID90 geoid 
height model. Technical Papers of the 1991 ACSM-ASPRS Fall Convention, Atlanta, Oct. 28 
to Nov. 1, 1991. American Congress on Surveying and Mapping, Washington, D.C., pp. A46-
55. 
Milbert, D. G., and D.A. Smith. 1996. Converting GPS height into NAVD 88 elevation with 
the GEOID96 geoid height model. In: Proceedings of GIS/LIS ’96 Annual Conference and 
Exposition, Denver, Colorado. pp. 681-92. 
National Geodetic Survey (NGS), 1996, New Adjustment of the North American Vertical 
Datum, The: A Collection of Papers Describing the Planning and Implementation of the 
Adjustment of the North American Vertical Datum of 1988, Silver Spring, MD 20910, 
National Geodetic Survey 
National Geodetic Survey (NGS), Dewberry and Davis, Psomas & Associates, 1998, National 
Height Modernization Study: Report to Congress, Rockville, MD, U.S. Dept. of Commerce, 
National Oceanic and Atmospheric Administration, National Ocean Service. 
Documents you may be interested
Documents you may be interested