ANÁLISIS DE LAS COORDENADAS CARTESIANAS GEOCENTRICAS PARA LAS DOS ESTACIONES DE LA RED IGS RNAAC SIRGAS, UBICADAS EN LA

CIUDAD DE BOGOTÁ.

HERNÁN CASTILLO PÉREZ CARLOS ANDRÉS VERA BORDA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERÍA TOPOGRÁFICA

BOGOTÁ D.C. 2010

ANÁLISIS DE LAS COORDENADAS CARTESIANAS GEOCENTRICAS PARA LAS DOS ESTACIONES DE LA RED IGS RNAAC SIRGAS, UBICADAS EN LA

CIUDAD DE BOGOTÁ.

HERNÁN CASTILLO PÉREZ CARLOS ANDRÉS VERA BORDA

Documento presentado como requisito parcial para op tar el

título de Ingeniero Topográfico.

Director

Ing. Robinson Quintana

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERÍA TOPOGRÁFICA

BOGOTÁ D.C. 2010

“Este trabajo hace parte de las investigaciones rea lizadas

por la Facultad del Medio Ambiente y Recursos Natur ales de la

Universidad Distrital Francisco José De Caldas. Sin embargo,

las ideas emitidas por los autores son de su exclus iva

responsabilidad y no expresan necesariamente opinio nes de la

Universidad” (Artículo 117 del Acuerdo 029 de 1998)

Nota de aceptación

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Presidente del Jurado

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Jurado

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Jurado

Bogotá D.C., Septiembre 15 de 2010

A Dios por la sabiduría que nos ha

dado para desarrollar esta

investigación,

A nuestra familia por su apoyo

incondicional, y

A nuestros compañeros que me

aportaron con su experiencia y

conocimiento.

AGRADECIMIENTOS

Los autores expresan sus agradecimientos a:

A la Universidad Distrital Francisco José de Caldas por

aportar en nuestra formación profesional y por enri quecer

nuestra vida personal.

A todos los profesores que aportaron en esta invest igación y

en nuestra formación como profesionales.

TABLA DE CONTENIDO

Pág. INTRODUCCIÓN JUSTIFICACIÓN 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………………………………………………………19 2. OBJETIVOS……………………………………………………………………………………………………………..……20 a. OBJETIVOS ESPECIFICOS…………………………………………………………………………………….20 3 MARCO TEORICO………………………………………………………………………………………………………….20 3.1 MARCO GEOGRAFICO………………………………………………………………………………………………..21 3.1.1 Sistemas De Referencia……………………………………………………………………………..21 3.1.2 Sistema Internacional De Referencia Terrestr e……………..21 3.1.3 Sistema De Referencia Geocéntrico Para Las Am éricas:

SIRGAS…………………………………………………………………………………………………………………………..22 3.1.4 Marco Geocéntrico Nacional De Referencia (MA GNA)……..22 3.1.5 Crustal Dynamics Data Information System (CDD IS)………..25 3.1.6 Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut (DG FI)………..25 3.1.7 Estaciones de Rastreo continúo BOGT_41901M001 y

BOGA_41901M002…………………………………………………………………………………………………...26 3.1.7.1 Información técnica estación BOGT_41901M001………….. 26 3.1.7.2 Información técnica estación BOGA_41901M002………….. 28 3.2 MARCO LEGAL……………………………………………………………………………………………………………..30 3.3 MARCO CONCEPTUAL………………………………………………………………………………………………..30 3.3.1 El sistema GPS…………………………………………………………………………………………………..31

3.3.2 Tipo de mediciones GPS……………………………………………………………………………..31 3.3.2.1 GPS diferencial…………………………………………………………………………………………..31 3.3.2.1.1 Errores de los satélites……………………………………………………………..33 3.3.2.1.2 La atmósfera……………………………………………………………………………………………..33 3.3.2.1.3 Error multisenda…………………………………………………………………………………..33 3.3.2.1.4 Error del receptor……………………………………………………………………………..34 3.3.2.1.5 Disponibilidad selectiva……………………………………………………………..34 3.3.2.1.6 Geometría de los satélites………………………………………………………..34 3.3.2.1.6.1 Dilución de la precisión……………………………………… ………………..35 3.3.2.1.7 Funcionamiento del DGPS………………………………………………………………..37 3.3.2.1.8 Diagrama de flujo genérico de un software de postproceso…………………………………………………………………………………………………………………………..39 3.3.2.2 Método de posicionamiento autónomo……………………… ………………..40 3.3.2.2.1 Clásico Posicionamiento GPS de punto…………… ………………..40 3.3.2.2.2 Mejoras en la precisión del Posicionamien to de

Punto…………………………………………………………………………………………………………………..41 3.3.2.3 Posicionamiento Preciso de un Punto (PPP)…… ………………..42 3.3.2.3.1 Método de Posicionamiento Preciso de un P unto……..43 3.3.2.3.2 Productos precisos de reloj y orbitas en tiempo

real……………………………………………………………………………………………………………………..45 3.3.2.3.6 Diagrama de flujo básico del PPP……………………… ………………..46 4. METODOLOGIA……………………………………………………………………………………………………………..47 4.1 DISEÑO METODOLOGICO…………………………………………………………………………………………..47

4.1.1 Recopilación de la Información………………………………………………………..47 4.1.1.1 Datos del IGS………………………………………………………………………………………………..47 4.1.1.2 Datos del CDDIS…………………………………………………………………………………………..47 4.1.1.3 Datos del DGFI……………………………………………………………………………………………….48 4.1.1.4 Canadian Spatial Reference System………………………… ………………..48 4.1.1.5 Instituto Brasileiro de Geografía e Estatís tica……..48 4.1.2 Técnicas de Análisis…………………………………………………………………………………..48 4.1.2.1 Métodos de manejo de datos……………………………………………………………..48 4.1.2.2 Análisis Estadístico……………………………………………………………………………..50 4.1.3 Procesamiento……………………………………………………………………………………………………….50 4.2 DESARROLLO METODOLOGICO………………………………………………………………………………..52 5. ANALISIS COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS DE COORDENADAS

CARTESIANAS GEOCENTRICAS SUMINISTRADAS POR EL CDDIS Y EL DGFI………………………………………………………………………………………………………………………………..54

5.1 ANALISIS COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS DE COORDENADAS

CARTESIANAS PARA LA ESTACION BOGA_41901M002………………………..54 5.2 ANALISIS COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS DE COORDENADAS

CARTESIANAS PARA LA ESTACION BOGT_41901M001………………………..56 6. PROCESAMIENTO DE DATOS RINEX CORRESPONDIENTES A LA

ESTACION BOGA_41901M001 CON LA TECNICA DE POSICIONAMIENTO PRECISO DE PUNTO (PPP)……………………………………..58

7. RESULTADOS OBTENIDOS……………………………………………………………………………………..61 7.1 COMPARACION DE LOS VALORES DE LAS COORDENADAS

CARTESIANAS GEOCENTRICOS SUMINISTRADO POR EL CDDIS Y EL DGFI PARA LAS ESTACIONES BOGT_41901M001 Y BOGA_41901M002……………………………………………………………………………………………………..61

7.2 ANALISIS DE LA TECNICA DE POSICIONAMIENTO DIFERENCI AL Y LA TECNICA DE POSICIONAMIENTO PRECISO DE PUNTO (PPP )….62

8 ANALISIS DE RESULTADOS………………………………………………………………………………..64 8.1 COMPARACIÓN DE RESULTADOS SUMINISTRADOS POR EL CDDIS Y

EL DGFI………………………………………………………………………………………………………………………….64 8.2 PROCESAMIENTO DIFERENCIAL Y PROCESAMIENTO PRECISO DE

PUNTO (PPP)……………………………………………………………………………………………………………….64 CONCLUSIONES………………………………………………………………………………………………………………………….66 RECOMENDACIONES………………………………………………………………………………………………………………….69 BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………………………………………………………….71 ANEXOS………………………………………………………………………………………………………………………………………….73

LISTA DE TABLAS Pág.

Tabla 1. Precisiones esperadas para un levantamient o estático en metros………………………………………………………………………………………………………………………………..43 Tabla 2. Productos del JPL de Orbitas y relojes satelitales…………………………………………………………………………………………………………………………..45 Tabla 3. Valores máximos en metros de las diferenci as entre CDDIS y DGFI. Estación BOGA_41901M002…………………………………………………..55 Tabla 4. Valores máximos en metros de las diferenci as entre CDDIS y DGFI. Estación BOGT_41901M001…………………………………………………..57 Tabla 5: Diferencias entre las coordenadas cartesia nas tridimensionales geocéntricas, para la estación (BO GT 41901M001)……………………………………………………………………………………………………………………………..61 Tabla 6: Diferencias entre las coordenadas cartesia nas tridimensionales geocéntricas, para la estación (BO GA 41901M002)……………………………………………………………………………………………………………………………..61

LISTA DE ILUSTRACIONES Pág.

Ilustración 1. Red Básica GPS……………………………………………………………………....24 Ilustración 2. Vista de Bogotá desde estación BOGA_41901M002…………………………………………………………………………………………………………………..29 Ilustración 3. Antena del receptor de la estación BOGA_41901M002…………………………………………………………………………………………………………………..30 Ilustracion 4. Efecto de la geometría de los satélites………………………………..…………………………………………………………………………………………..37 Ilustración 5. Informe de resultados suministrado p or el CSRS para el día 365 del año 2006……………………………………………………………………………….58 Ilustración 6. Informe de resultados suministrado p or el IBGE para el día 365 del año 2006……………………………………………………………………………..59

LISTA DE GRÁFICOS

Pág.

Grafico 1. Grafico de la antena a. AOAD/M_T (May 20 03-Jun 2005)y b. ASH701945G_M (Jun 2005-actual) con dimens iones estación BOGT_41901M001…………………………………………………………………………………………..27 Grafico 2. Grafico de la antena LEIAT504 con dimens iones estación BOGA_41901M002…………………………………………………………………………………………..29 Grafico 3. Diferencias en metros entre CDDIS y DGFI . Estación BOGA_41901M002…………………………………………………………………………………………………………………..54 Grafico 4. Diferencias en metros entre CDDIS y DGFI . Estación BOGA_41901M001…………………………………………………………………………………………………………………..56

LISTA DE FIGURAS

Pág.

Figura 1. Diagrama de flujo simplificado de un soft ware GPS genérico…………………………………………………………………………………………………………………………………..39 Figura 2.Diagrama de flujo del Algoritmo del PPP……… ………………..46 Figura 3. Diseño Metodológico…………………………………………………………………………..51 Figura 4: Configuración básica de los receptores en un posicionamiento diferencial………………………………………………………………………………..63 Figura 5: Configuración básica de los receptores co n PPP………………………………………………………………………………………………………………………………………………..63

LISTA DE ANEXOS

Pág.

Anexo 1. Información técnica estación BOGT_41901M00 1……………….73 Anexo 2. Información técnica estación BOGA_41901M00 2……………..81 Anexo 3. Resultados obtenidos del CDDIS y el DGFI y sus diferencias para la estación BOGA_41901M002 de la s emana GPS 1048 a la 1407…………………………………………………………………………………………………………………….88 Anexo 4. Resultados obtenidos del CDDIS y el DGFI y sus diferencias para la estación BOGT_41901M001 de la s emana GPS 0945 a la 1407…………………………………………………………………………………………………………………..93

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INTRODUCCIÓN

La georreferenciación es una herramienta fundamenta l en la mayoría de las ciencias aplicadas de la tierra, ya que el estudio de los fenómenos ocurridos en nuestro plane ta requiere de una precisa localización, tanto en esca la local como en un marco global. La geodesia se ha encargad o de esta tarea haciendo uso de técnicas, métodos y equipos d isponibles con el tiempo a fin de obtener mediciones lo mas ex actas posibles de la figura y magnitud del globo terrestr e. Con el actual estado del arte de las técnicas empleadas en la geodesia la tarea de obtener coordenadas de cualqui er punto sobre la superficie del planeta, ha ganado en rapid ez y facilidad. Los levantamiento de tipo diferencial se han conver tido en el método estándar, gracias a la precisión que puede l legar a alcanzar para el desarrollo de labores de georreferenciación, en el momento de emprender proy ectos viales, mineros, petroleros, etc., ya que se permit e vincular a una red GPS primaria, levantamientos topográficos ; por ejemplo replanteos, poligonales de amarre, puntos d e control fotogramétrico, redes secundarias, etc. El método de posicionamiento diferencial conlleva e l uso de mínimo dos equipos para poder determinar la posició n de un punto nuevo, sin embargo existe otro método de pro ceso, el cual hace un uso más eficiente de los recursos en c uanto al empleo de equipos de rastreo GPS y logística, ya q ue solo haría falta un receptor GPS para determinar las coo rdenadas de un punto, con estándares de precisión similares a los del método de posicionamiento diferencial sin las limit antes de distancia que este ultimo conlleva, dado que el int ervalo entre la base referencia y la base receptora no deb e superar los 20 km ya que en distancias mayores el principio de observaciones simultaneas a satélites comunes en el que se basa el posicionamiento diferencial se hace más dif ícil de cumplir. En la actualidad se ha establecido un sistema de re ferencia internacional y su correspondiente materialización en un marco de referencia (ITRS, International Terrestria l

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Reference System e ITRF, International Terrestrial Reference Frame) que son de carácter geocéntrico lo que permi te la compatibilidad con los sistemas globales de navegac ión por satélite. Diversas campañas se han instituido con e l fin de densificar el ITRF alrededor del mundo, para Suramé rica se tiene el sistema de referencia geocéntrico para las Américas (SIRGAS). El Instituto Geográfico Agustín Codazzi – IGAC-, ha adoptado un nuevo sistema de referencia oficial seg ún la Resolución 068 de 2005 denominado MAGNA–SIRGAS (Ma rco Geocéntrico Nacional de Referencia), que es a su ve z una densificación para Colombia de SIRGAS, lo cual trae como consecuencia la implementación de estaciones GPS de funcionamiento continuo. En la ciudad de Bogotá existen dos estaciones de ra streo continuo, cuyos datos son procesados por diferentes entidades, y tales son usadas por los usuarios como estaciones base para labores de georreferenciación, pero desconociendo si los valores pueden variar de una e ntidad a otra o de método de post-proceso a otro ya que en l a actualidad existen diversas técnicas para obtener c oordenadas gracias al sistema de posicionamiento global.

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JUSTIFICACIÓN Es necesario determinar la concordancia entre, los valores de las coordenadas cartesianas tridimensionales geocén tricas (X, Y, Z), proporcionados por el Deutsches Geodëtische s Forschunginstitut (DGFI) y el Crustal Dynamics Data Information System (CDDI), para validar la informac ión más óptima. Validar los valores de las coordenadas cartesianas tridimensionales geocéntricas de las estaciones de rastreo continuo GPS, es de vital importancia, puesto esto nos permitiría calcular la tasa se desplazamiento a tra vés de los años los cual se traduce en la determinación de en la velocidad de las coordenadas. Al determinar la velocidad de las coordenadas, se pueden hacer inferencias sobre problemas geodinámicos regi onales como lo pueden ser: determinar cómo y dónde se acum ula o libera energía elástica como parte del ciclo sísmic o. Esto proporcionaría una mejor comprensión de las amenaza s sísmicas de la región y del país. Además teniendo en cuenta la gran variedad usuarios de información georeferenciada del país, es importante clarificar los procedimientos para la obtención de los valores más óptimos. Empleando los métodos más adec uados, que aumenten la eficiencia de los recursos disponibles. \

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1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Los usuarios que pretendan georeferenciar un punto mediante el uso de GPS, deben contar con al menos dos recept ores para poder hacer un levantamiento de tipo diferencial el cual requiere observaciones simultáneas de satélites com unes, convirtiéndose así en el estándar del mercado. Un r eceptor se utiliza como (base), sobre un punto de coordenadas conocidas y el otro o los otros en los puntos a los cuales se les desea determinar la posición (rover). Para hacer uso de u n posicionamiento de tipo diferencial se debe conserv ar una distancia máxima de 20 km, entre la base y el rover . Esto no solo dificulta el proceso de recolección de datos, si que además reduce el uso del método a muchas otras apli caciones potenciales. La reducción de errores comunes depend e mucho de la longitud de la línea base entre estaciones, adic ionalmente la necesidad de una estación base incrementara los costos en equipos, software y genera inconvenientes de tipo l ogísticos.

1 La ciudad de Bogotá cuenta en la actualidad con las estaciones de rastreo continuo GPS (BOGA 41901M002 y BOGT 41901M001), ubicadas en El Instituto Geográfico Agu stín Codazzi –IGAC- y en El Instituto Colombiano De Geol ogía y Minería –INGEOMINAS-, los datos en el formato de in tercambio RINEX de estas estaciones son procesados principalm ente por dos instituciones como centros asociados de análisi s de la red regional SIRGAS los cuales son: Deutsches Geodë tisches Forschunginstitut (DGFI) y Crustal Dynamics Data In formation System (CDDIS). En la actualidad no se tiene claro, por parte del c onsumidor de información georeferenciada, si los resultados d e ambas instituciones coinciden en el valor de sus coordena das cartesianas tridimensionales geocéntricas (X, Y, Z) , o que tipo de diferencias existen entre los datos suminis trados por el DGFI y el CDDIS.

1 Yang Gao, Kongzhe Chen. Performance Analysis of Pr ecise Point Positioning Using Real-Time Orbit and Clock Product s, 2004

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2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL. Determinar la concordancia de los valores de de las coordenadas cartesianas tridimensionales geocéntric as suministrados por el Crustal Dynamics data Informat ion System (CDDI) y el Deutsches Geodätisches Forschunginstitu t (DGFI). 2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Obtener las coordenadas de las estaciones de Bogotá , procesadas por el (CDDIS) y el (DGFI), para las diferentes épocas de rastreo comprendidas en el per íodo de 1998 al 2006 semanas GPS 0945 a la 1408.

• Procesar los datos crudos en el formato RINEX, que suministra el (CDDI), de la estación BOGT 41901M001 , con las efemérides precisas del Servicio Internacional del GPS (IGS), utilizando para ello un software de uso comercial.

• Procesar los datos crudos en el formato RINEX, que suministra el (CDDI), de la estación BOGT 41901M001 , utilizando la técnica Precise Point Positioning (PP P).

• Comparar las coordenadas de las estaciones de Bogot á, procesadas por el (CDDI) y el (DGFI) y determinar s u valor de similitud para diferentes periodos.

• Describir según la finalidad del rastreo satelital que técnica de posicionamiento es la más adecuada.

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3. MARCO TEORICO

3.1 MARCO GEOGRAFICO 3.1.1 Sistemas De Referencia Un sistema de referencia es el conjunto de conven ciones y conceptos teóricos adecuadamente modelados que defi nen, en cualquier momento, la orientación, ubicación y esca la de tres ejes coordenados (X, Y, Z). 2 Dado que un sistema de referencia es un modelo, es te debe ser materializado mediante puntos reales cuyas coor denadas son determinadas sobre el sistema de referencia dad o, dicho conjunto de puntos se denomina marco de referencia. 3.1.2 Sistema Internacional De Referencia Terrestr e. El sistema geocéntrico utilizado en Geodesia es un sistema Convencional de Referencia Terrestre (ITRS: Interna tional Terrestrial Reference System), el eje X está orient ado hacia el meridano de Greenwich, el eje Z está orientado h acia el polo y el eje Y forma un sistema coordenado de mano derecha, los tres ejes tienen su origen en el centro de masa s de la tierra (geocéntrico). La posición de cualquier punt o en la superficie terrestre esta dado por tres números (X, Y,Z)que son las coordenadas del punto las cuales correspond en a las distancias ortogonales a los tres planos principale s: los que contienen las parejas de ejes YZ, XZ, e YX, respect ivamente. Este sistema es determinado, mantenido y proporcion ado por el Servicio Internacional de Rotación Terrestre y de R eferencia (IERS: International Earth Rotation and Reference S ystem Service. 3 La realización del ITRS es el marco ITRF (Internati onal Terrestrial Reference Frame), el cual está conforma do por las coordenadas cartesianas geocéntricas (X, Y, Z) y la s velocidades (Vx, Vy, Vz) de un conjunto de estacion es observadas mediante técnicas geodésicas espaciales de muy

2 Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Adopción del Marco Geocéntrico Nacional de Referencia MAGNA-SIRGAS como Datum ofic ial de Colombia. 2004 3 Amengual, Carlos. Sistemas de referencia en Astron omía. 2010.

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alta precisión. Las velocidades son incluidas ya qu e el movimiento de las placas tectónicas y sus deformaci ones también alteran las coordenadas de sus estaciones, pero estos movimientos no alteran las orbitas de los satélites . Esto produce que una observación, instantánea sobre la superficie terrestre discrepe del sistema de refere ncia satelital, obligando que las coordenadas ITRF sean trasladadas en el tiempo de acuerdo con su variació n por efectos de la dinámica terrestre. La principal utilidad del ITRF es que a partir de e ste se calculan las efemérides precisas de los satélites G NSS, lo que garantiza que cualquier punto sobre la superfic ie terrestre que haya sido ligado al ITRF vigente esta en el mismo sistema de referencia utilizado por los satél ites. 3.1.3 Sistema De Referencia Geocéntrico Para Las Am éricas : SIRGAS SIRGAS es la densificación del ITRF en América. Est á conformada por una red con más de 180 estaciones ge odésicas de alta precisión. El mantenimiento de SIRGAS incluye, además de la pr eservación física de los monumentos, la determinación del camb io de las coordenadas a través del tiempo (velocidades). Esto garantiza la consistencia entre el sistema terrestre IRGAS y el sistema de referencia satelital. Las velocidades correspond ientes se determinan a partir de mediciones geodésicas respec tivas, dentro de las que se considera la red de estaciones GPS de funcionamiento continuo. La red GPS permanente está compuesta por más de 40 puntos de rastreo continuo en el continente suramericano, cuy a información es procesada semanalmente por DGFI (Deu tsches Geodätisches Forschunginstitut) como centro de pro cesamiento Regional (RNAAC: Regional Network Associate Analysi s Center) del Servicio Internacional de GNSS (IGS : Internati onal GNSS Service), lo que garantiza su referencia permanente con el sistema geocéntrico global. 4

4 Seemuller, W., H. Drewes. Annual Report of 1998 RN AAC SIRGAS. 1999

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3.1.4 Marco Geocéntrico Nacional De Referencia (MA GNA) MAGNA – SIRGAS es la red básica de estaciones GPS e n Colombia, su administración le corresponde al IGAC y está conformada por cerca de 70 estaciones GPS distribui das a lo largo del país, entre las que se tienen 6 de funcio namiento continuo, 8 corresponden a vértices SIRGAS y 16 so n vértices de la red geodinámica CASA. Las coordenadas de las estaciones MAGNA – SIRGAS es tán definidas en el marco de referencia terrestre inter nacional para la época 1995.4 (ITRF 94). La red MAGNA – SIRGAS pertenece a un sistema geocén trico de referencia, por estar definido en el ITRF. Al ser la red MAGNA – SIRGAS un sistema geocéntrico de referencia permite la compatibilidad con el uso de las técnicas de posicionamiento global por satélite. MAGNA – SIRGAS surge como una respuesta al desarro llo de las técnicas de posicionamiento satelital, las cuales h acían inviable el uso del antiguo datum Bogotá, ya que es te datum era un sistema geodésico local. La red MAGNA se inicio a partir de las estaciones S IRGAS que a su vez es la densificación del ITRF en América.

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Fuente: IGAC. 2004

Ilustración 1. Red Básica GPS

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3.1.5 Crustal Dynamics Data Information System (CDD IS) El Crustal Dynamics Data Information System (CDDIS) , tiene como objetivo el archivar y distribuir datos para l a comunidad Geodésica y Geodinámica. Esta información esta almacenada en un banco central de datos disponible para investigadores de la NASA y otras entidades colabor adoras. Las instalaciones del CDDIS están ubicadas en el GS FC de la NASA localizado en Greenbelt, Maryland, USA. Y hace parte de la división de Exploración del Sistema Solar perten eciente al Directorado de Ciencias y Exploración y fundado por El Sistema Científico de Datos y Servicios de la tierr a de la NASA (Earth System Science Data and Services, ESDIS ). 5 Los resultados de coordenadas almacenados en este siste ma se obtienen mediante el uso del software GIPSY-OASIS I I el cual es empleado por el JPL (Jet Propulsion Laboratory). 6 3.1.6 Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut (DG FI) El Instituto Alemán de Investigación Geodésica (Deu tsches Geodätisches Forschungsinstitut, DGFI) es un instit uto independiente y autónomo de investigación localizad o en Múnich. Es supervisada por la Comisión Alemán de Ge odesia (Deutsche Geodätische Kommission, DGK) en la Academ ia Bávara de Humanidades y Ciencias (Bayerische Akademie der Wissenschaften, BAdW) y financiada por el Estado de Bavaria. La investigación realizada cubre todo los campos de la Geodesia e incluye la participación de servicios ci entíficos tanto alemanes como internacionales así como proyec tos de investigación y también se cumplen funciones en Org anismo científicos. Por ende el DGFI tiene a su cargo responsabilidades de la Republica Federal de Aleman ia dentro de la Asociación Internacional de Geodesia (Interna tional Association of Geodesy, IAG), una de las asociacion es de la Unión Internacional de Geodesia y Geofísica (Intern ational

5 CRUSTAL DYNAMICS DATA INFORMATION SYSTEM, NASA’s A rchive of Space Geodesy Data (consultado 10 de Julio de 2010). Disp onible en: http://cddis.nasa.gov/ 6 King, Edwards y Clark. Precise Point Positioning: Breaking the Monopoly of Relative GPS Processing. 2002.

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Unión of Geodesy and Geophysics, IUGG). 7 Los resultados de coordenadas almacenados en este banco de datos se o btienen mediante el uso del software BERNESE 4.2. 8 3.1.7 Estaciones de Rastreo continúo BOGT_41901M001 y BOGA_41901M002 A continuación se muestra la información técnica de la estaciones de rastreo continuo GNSS pertenecientes a la Red del IGS, en la cuidad de Bogotá. 3.1.7.1 Información técnica estación BOGT_41901M001 La información de la estación BOGT_41901M001, es ad ministrada por la Agencia JPL (Jet Propulsion Laboratory).

ftp://igscb.jpl.nasa.gov/pub/station/general/sitelo g_instr.txt (Ver anexo 1)

7 Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut, DGFI (c onsultado 10 de Julio de 2010). Disponible en: http://www.dgfi.badw.de/index.php?id=116 8 Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Adopción del Marco Geocéntrico Nacional de Referencia MAGNA-SIRGAS como Datum ofic ial de Colombia. 2004

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a. AOAD/M_T ----- / + \ <-- 0.128 L2 | + | <-- 0.110 L1 +------------------------------------------------ --+ <-- 0.102 TCR | | | | | | | | +-+------------------------------------------------ --+-+ <-- 0.038 +-------------------+-------------+---------------- ----+ <-- 0.035 BCR | | =| | +------x------+ <-- 0.000 BPA=ARP

b. ASH701945G_M +-------+ / + \ <-- 0.1280 L2 | + | <-- 0.1100 L1 +-----------------+-------------+-------------- ----+ <-- 0.1006 TCR | | | | | | | | +-+---------------------------------------------- ----+-+ <-- 0.0376 +-------------------+-------------+-------------- ------+ <-- 0.0346 BCR | | | | +------x------+ <-- 0.0000 BPA=ARP <-- 0.3794 -->

Fuente: JPL (Jet Propulsion Laboratory).

Grafico 1 . Grafico de la antena a. AOAD/M_T (May 2003-Jun 20 05) y b. ASH701945G_M (Jun 2005-actual) con dimensiones e stación

BOGT_41901M001 ARP: Punto de referencia antena L1 : Centro de fase L1 L2 : L2 P hase Center TCR: Niv sup del Chokering BCR: Niv inf del Chokering TGP: Niv sup del plano superficial BGP: Niv inf Plano superficial TPA: Niv sup preamplificador BPA: Niv inf Preamplifier TOP: Niv sup del polo

Todas las dimensiones están en metros.

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3.1.7.2 Información técnica estación BOGA_41901M002 La información de la estación BOGA_41901M002, es ad ministrada por Instituto Geográfico Agustín Codazzi –IGAC Y EL Deutsches Geodëtisches Forschunginstitut (DGFI) ftp://igscb.jpl.nasa.gov/pub/station/general/sitelo g_instr.txt (Ver anexo 2)

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LEIAT504 +-------+ <-- 0.1393 / + \ <-- 0.1282 L2 | + | <-- 0.1093 L1 +-----------------+-------------+-------------- ----+ <-- 0.1012 TCR | | | | | | | | +-+---------------------------------------------- ----+-+ +-------------------+-------------+-------------- ------+ <-- 0.0345 BCR | | | | +------x------+ <-- 0.000 BPA=ARP <-- 0.3794 -->

Fuente: JPL (Jet Propulsion Laboratory).

Grafico 2 . Grafico de la antena LEIAT504 con dimensiones est ación BOGA_41901M002

ARP: Punto de referencia antena L1 : Centro de fase L1 L2 : L2 P hase Center TCR: Niv sup del Chokering BCR: Niv inf del Chokering TGP: Niv sup del plano superficial BGP: Niv inf Plano superficial TPA: Niv sup preamplificador BPA: Niv inf Preamplifier TOP: Niv sup del polo Todas las dimensiones están en metros.

Fuente: IGAC

Ilustración 2. Vista de Bogotá desde estación BOGA_41901M002

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Fuente: IGAC

Ilustración 3. Antena del receptor de la estación BOGA_41901M002 3.2 MARCO LEGAL. Conforme a los decretos No 2113 de 1992 y 208 de 20 04 en Colombia el Instituto Geográfico Agustín Codazzi, e s el organismo nacional encargado de determinar, estable cer, mantener y proporcionar el sistema de referencia ge odésico, gravimétrico y magnético. 9 El Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC), ha adoptado un nuevo sistema de referencia oficial según la Res olución 068 de 2005 denominado MAGNA–SIRGAS (Marco Geocént rico Nacional de Referencia). El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certif icación (INCONTEC), en su documento “Estandarización de la Información Geográfica” (Comité Técnico Icontec 003 4) establece los estándares de precisión para el Geoposicionamiento y los estándares para redes Geod ésicas. 3.3 MARCO CONCEPTUAL A continuación se ilustraran conceptos inherentes a l proceso de posicionamiento satelital, principalmente cuales son las fuentes de error y como mediante un posicionamiento diferencial se pueden eliminar estos errores, y com o mediante

9 Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Adopción del Marco Geocéntrico Nacional de Referencia MAGNA-SIRGAS como Datum ofic ial de Colombia. 2004

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el método de Posicionamiento Preciso de Punto (PPP) pueden alcanzarse precisiones similares pero sin la necesi dad de referirse a un equipo base. 3.3.1 El sistema GPS El GPS es un sistema de posicionamiento y navegació n operando las 24 horas sin restricciones por clima, el cual e s mantenido y operado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos de América (DoD). Los primeros satél ites fueron puestos en órbita en 1978. El sistema alcanz o capacidad operativa inicial en 1993 cuando la const elación alcanzo los 24 satélites orbitando a una altitud de alrededor de 20180 Km. y con planos orbitales de inclinación de 55 grados (Satélites del Bloque I tienen una inclinaci ón de 64 grados) . El comando espacial de la Fuerza aérea de los Estados Unidos anuncio completa operabilidad en 199 5 cuando la constelación estaba constituida exclusivamente d e satélites del Bloque II. El UTC es la referencia pa ra el tiempo GPS. Las efemérides transmitidas están refer idas al marco de referencia geodésico WGS-84. Existes tres generaciones de satélites desde que el primer vehículo espacial fue lanzado en 1978, los llamados Bloque I, Bloque II/IIA y el Bloque IIR/IIR-M. Los primeros d os bloques fueron construidos por la compañía Rockwell, y el t ercero por Lockheed Martin. La siguiente generación es la llam ada Bloque IIF, por el cual la Fuerza Aérea Americana firmo un contrato con Rockwell en 1996. El contrato original era por 33 satélites, y para comenzar con su lanzamiento en 20 06, pero esto fue reducido a 12 satélites y por problemas té cnicos el lanzamiento dio inicio en 2010. Todos los satélites transmiten en las mismas dos fr ecuencias, 1.57542 GHz (Señal L1) y 1.2276 GHz (Señal L2). Est a red emplea una técnica CDMA de espectro ensanchado en l a que los datos del mensaje de baja tasa de bits son codifica do por una secuencia pseudo aleatoria de alta tasa de bits (PR N) que difiere de satélite a satélite. El receptor debe te ner en cuenta el PRN para reconstruir el mensaje de navega ción. La tasa de pulsación para el código P y el código C/A son de 10.23 MHz y 1.023 MHz respectivamente. La señal por tador L1 es modulada tanto por los códigos C/A y P, mientras que la

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señal L2 es modulada exclusivamente por el código P ; el cual a su vez es también encriptado en el conocido como código P(Y), el cual es accesible exclusivamente para equi po militar con clave. 3.3.2 Tipo de mediciones GPS Se considera observable a toda aquella información de los satélites que es utilizada; por los receptores o en un posterior procesamiento en PC; para calcular la pos ición o resultado GPS. Conceptualmente, los observables GPS nos van a permitir calcular las distancias entre antena y sat élite que se deducen por el tiempo medido o diferencias de fa se basadas en la comparación entre las señales recibidas y las generadas internamente por el receptor. Existen distintas metodologías de medición de terre no en función de los observables que pueda capturar nuest ro receptor GPS. Esas metodologías se pueden clasifica r en una primera aproximación como autónoma y relativa. La medición autónoma se caracteriza por utilizar un único receptor y obtener las coordenadas sin posterior procesamiento, mientras que las mediciones relativa s requieren de un mínimo de dos receptores, donde uno de ellos es la estación de referencia o estación base. 3.3.2.1 GPS diferencial. Es una forma de hacer más preciso al GPS. Esto impl ica el poder ser un sistema universal de medición, capaz d e posicionar puntos en una escala muy precisa. El DGPS opera mediante la cancelación de la mayoría de los errores naturales, que se infiltran en las medicion es normales con el GPS. Las imprecisiones provienen de diversas fuentes, co mo los relojes de los satélites, órbitas imperfectas y, especialmente, del viaje de la señal a través de la atmósfera terrestre. Dado que son variables, es difícil prede cir cuales actúan en cada momento. Lo que se necesita es una f orma de corregir los errores reales conforme se producen.

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Aquí es donde entra el segundo receptor, se sitúa e n un lugar cuya posición se conozca exactamente. Calcula su po sición a través de los datos de los satélites y luego compar a la respuesta con su posición conocida. La diferencia e s el error de la señal GPS. No es posible calcular el error en un momento y que valga para mediciones sucesivas, ya que los receptores de los satélites cambian continuamente. Para realizar esta tarea es necesario tener dos receptores operando simultáneam ente. El de referencia permanece en su estación y supervisa continuamente los errores a fin de que el segundo r eceptor (el itinerante) pueda aplicar las correcciones a su s mediciones, bien sea en tiempo real o en algún mome nto futuro. 3.3.2.1.1 Errores de los satélites Los satélites llevan relojes atómicos muy precisos, pero no perfectos. La posición de los satélites en el espac io es también importante, estos se ubican en órbitas alta s, por lo que están relativamente libres de los efectos pertu rbadores de la capa superior de la atmósfera terrestre, pero aún así se desvían ligeramente de las órbitas predichas. 3.3.2.1.2 La atmósfera La información se transmite por señales de radio y esto constituye otra fuente de error. La física puede ll evarnos a creer que las señales de radio viajan a la velocida d de la luz, que es constante, pero eso sólo es en el vacío . Las ondas de radio disminuyen su velocidad en función d el medio en que se propagan. Así pues, conforme una señal GP S pasa a través de las partículas cargadas de la ionosfera y luego a través del vapor de agua de la troposfera, se retra sa un poco, lo cual implica un valor erróneo de la distan cia del satélite. 3.3.2.1.3 Error multisenda Cuando la señal GPS llega a la Tierra se puede refl ejar en obstrucciones locales antes de llegar al receptor. La señal llega la antena por múltiples sendas, primero la an tena

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recibe la señal directa y algo más tarde llegan las desplazadas, produciendo ruido. 3.3.2.1.4 Error del receptor Los receptores tampoco son perfectos y pueden intro ducir sus propios errores, que surgen de sus relojes o de rui do interno. 3.3.2.1.5 Disponibilidad selectiva Disponibilidad selectiva (eliminada a partir del añ o 2000 Administración Clinton). La Disponibilidad selectiva (S/A en su acrónimo ing les) es una degradación intencionada de la señal GPS con el fin de evitar la excesiva precisión de los receptores GPS comerciales modernos. Mucho peor que las fuentes naturales de error es el que aporta intencionadamente el Departamento de Defensa de EE.UU. Su finalidad es asegurarse de que ninguna fuerza ho stil utiliza la posición de GPS contra los EE.UU. 3.3.2.1.6 Geometría de los satélites Este es un factor que afecta la precisión de la sol ución de precisión generada por el GPS y está relacionada co n la distribución de los satélites en el horizonte visib le del receptor. La posición de un punto en la superficie terrestre es determinada en la intersección de esferas con ce ntro en cada antena transmisora de cada satélite y de radio correspondiente a la distancia entre antena recepto ra y transmisora. En condiciones ideales la intersección de estas esferas seria un punto correspondiente a la solució n de posición. Pero se explico anteriormente estas dista ncias estas distancias tienen un grado de incertidumbre g enerado en los efectos que afectan la señal satelital, convirt iendo este punto de solución en un área de solución. Si los satélites que son rastreados se encuentran distribuidos de manera uniforme en el horizonte vis ible del receptor el área de solución será menor. Caso contr ario si se

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rastrean satélites que se encuentren más cercanos l os unos de los otros, haciendo más grande el área de solución, degradando o diluyendo la precisión del levantamien to. Esta situación es empeorada en el caso de existir obstác ulos como edificios o arboles que han de impedir la obtención de distancias a satélites adicionales. Esta situación ha de prestarse especial atención en sesión de no muy prolongada duración, en la que si se encuent ra una mala geometría y no cambie durante la duración del rastreo. Debido a la imposibilidad que entren más satélites dentro del horizonte visual ayudando a conformar una geometría mas adecuada. Las estaciones de rastreo continúo como las que son objeto de este estudio son ubicadas en lugares que garantizan un horizonte visual libre de obstáculos, contando con información proveniente de un gran número de satéli tes. Y gracias a la duración de rastreo se compensaran los instantes en que la geometría sea deficiente. 3.3.2.1.6.1 Dilución de la precisión El termino dilución de la precisión (DOP, sus sigla s en ingles), ha sido aceptado para caracterizar el efec to que la distribución geométrica de los satélites en la prec isión de la solución de navegación. Los factores del DOP inc luyen la dilución vertical de la precisión (VDOP), dilución horizontal de la precisión (HDOP), dilución temporal de la pre cisión (TDOP), y dilución geométrica de la precisión (GDOP ), A continuación las expresiones del DOP.

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Donde σ se asume que es igual al total error de distancia equivalente al usuario (UERE, User Equivalenr Range Error), σn

2, σe2, σh

2 y σt2 , corresponden a las variantes en la posición en

Norte, Este, Altura y tiempo. El DOP varía de época a época de acuerdo al cambio en la geometría de los satélit es.

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Fuente: Langley, Richard. 1999

Ilustración 4. Efecto de la geometría de los satélites en el área de solución de posición en rojo. (a) situación de dist ribución uniforme,

caso contrario en (b)

3.3.2.1.7 Funcionamiento del DGPS El GPS es autónomo, esto es, que un solo receptor p uede desplazarse a cualquier sitio y realizar mediciones por sí mismo, empleando como referencia los satélites GPS. Mientras que el DGPS implica otro receptor añadido, uno que se desplaza y otro estacionario. Las distancias entre los dos receptores son muy peq ueñas comparadas con las distancias a las que se encuentr an los satélites, esto quiere decir que recorrerán la atmó sfera con retrasos análogos, de forma que una de las estacion es puede dedicarse a medir esos errores y facilitárselo a la otra.

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Se ha de ubicar el receptor de referencia en un pun to cuya posición se haya determinado con exactitud, al reci bir las señales GPS se relacionan los cálculos en sentido i nverso al de un receptor. Empleando su posición para calcular el tiempo. Y así obtiene el error entre el teórico y e l real. Todos los receptores de referencia han de facilitar esta información de errores a todos los receptores itine rantes de su zona con objeto de que corrijan sus mediciones. El receptor de referencia reconoce todos los satélites visibles y calcula los errores instantáneos. Algunos trabajos no requieren correcciones en tiemp o real, en este caso se conoce como GPS post-procesado.

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3.3.2.1.8 Diagrama de flujo genérico de un software de post-proceso

Fuente: Günter Seeber, 2003

Figura 1 . Diagrama de flujo simplificado de un software GPS genérico.

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3.3.2.2 Método de posicionamiento autónomo Durante los noventa, las redes de rastreo GPS de ca lidad geodésica operando permanentemente han emergido con escalas espaciales que van desde kilómetros hasta la red gl obal de IGS (International GNSS Service). El JPL (Jet Propu lsion Laboratory) como producto del análisis de la inform ación obtenida por estas redes, ofrece estimados de reloj es GPS y sus orbitas, con diferentes latencias y precisiones . Estos productos pueden ser empleados para facilitar el po s proceso preciso de datos GPS provenientes de estaciones est áticas y cinemáticas. Adicionalmente, un servicio completame nte automático, que emplea una interface de e-mail y ft p, que permite el análisis preciso de datos de receptores GPS. Este servicio elimina la necesidad de que un usuario apr enda los detalles del software de proceso GPS, y está dispon ible para cualquiera con acceso a internet. Alcanzándose prec isiones horizontales de pocos milímetros y verticales del n ivel del centímetro. 3.3.2.2.1 Clásico Posicionamiento GPS de punto. Posicionamiento GPS de un punto, conocido también c omo posicionamiento solitario o autónomo, implica un so lo receptor GPS, lo que significa un receptor GPS rast reando cuatro o más satélites GPS, para determinar sus coo rdenadas con respecto al centro de masas de la tierra. Para determinar la posición del receptor en cualquier momento, se r equieren las coordenadas y las distancias a mínimo cuatro sa télites. El receptor obtiene las coordenadas a través del me nsaje de navegación transmitido, mientras que las distancias se obtienen o del código C/A o del código P, dependien do del tipo de receptor, Como bien se sabe las pseudo-dist ancias que se miden están contaminadas por los errores de sinc ronización de los relojes tanto del receptor como del satélite . Corregir los errores del reloj del satélite se puede lograr aplicando la corrección de reloj en el mensaje de navegación, mientras que el error en el error del receptor es tratado co mo un parámetro adicional desconocido en el proceso de es timación. Lo que totaliza en cuatro el número de parámetros desconocidos, tres para las coordenadas del recepto r y una para su error de reloj. Esta es la razón por la cua l es necesario cuatro satélites, si más de cuatro satéli tes son

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rastreados, se pueden aplicar o la estimación de mí nimos cuadrados o la técnica de filtro Kalman. Desde que las coordenadas de los satélites están dadas en WGS 84, las coordenadas del receptor que se habrán de obtener t ambién estarán en WGS 84. La precisión horizontal esperada de este método clá sico ha mejorado de 100 metros, cuando la disponibilidad se lectiva (SA) estaba activada, a 22 metros o menos, en ausen cia de SA (Selective aviabllity). 3.3.2.2.2 Mejoras en la precisión del Posicionamien to de Punto. La precisión del método clásico de posicionamiento de un punto está limitada debido a la presencia de errore s y diferencias no modeladas. Los cuales incluyen error es de efemérides, errores residuales en los relojes de lo s satélites, errores de multisenda, retrasos troposfé ricos e ionosfericos, errores de comportamiento de los saté lites, y efectos debido a movimientos del sitio. Al acabar l a SA, el retraso ionosferico se convirtió en la mayor fuente de error en las mediciones GPS, como la ionosfera es un medi o dispersivo causando un retraso en la señal GPS que depende de la frecuencia. De esta forma al usar un receptor de doble frecuencia, se pueden combinar las mediciones en L1 y L2 para generar la llamada combinación lineal libre de efec tos ionosfericos, lo que remueve estos últimos. Una mejora adicional para la solución de posicionam iento de un punto se puede lograr al usar efemérides satelit ales precisas y datos de reloj producidos por entidades como el IGS (International GNSS Service), el cual es un ser vicio compuesto por múltiples agencias que apoyan activid ades globales geodésica y geofísicas. Tal servicio es ob tenido a través de una red global de estaciones de rastreo e quipadas con receptores de doble frecuencia operando continu amente. Las efemérides y productos de relojes del IGS actua lmente están disponibles sin costo en tres diferentes form as. 1) Producto final, el cual está disponible en un perio do de 12 días. 2) Producto rápido, el cual está disponible e n un periodo de 17 horas. 3) Producto ultra-rápido, el c ual es creado dos veces al día (3:00 AM y 3:00 PM UTC), y contiene

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48 horas de información orbital, los tres productos se diferencian en su precisión, tiempo de disponibilid ad, siendo el producto final el más preciso, con un error medi o cuadrado (RMS) del orden de 3 a 5 cm, comparado con el RMS d e las orbitas transmitidas de 260 cm. De forma similar, e l RMS de las correcciones de reloj finales, está en el orden de 0.1 nanosegundos (lo que equivale a un error de 3 cm), y los 7 nanosegundos de la corrección transmitida (equivale nte a un error de 210 cm). 3.3.2.3 Posicionamiento Preciso de un Punto (PPP) Se ha demostrado que el posicionamiento de un punto basado en código puede ser mejorado al punto de igualar la so lución que provee el posicionamiento diferencial (DGPS), a tra vés del uso de pseudo-distancias no-diferenciadas, libre de efectos ionosfericos, acompañados de datos precisos de efem érides y relojes. Para lograr la más alta precisión posible, la fase portadora y las mediciones de pseudo-distancias deb en ser usadas. Adicionalmente, los errores restantes no mo delados, como son el retraso troposférico, error en el compo rtamiento satelital y los efectos de desplazamientos del siti o, deben ser tratados. Esta metodología es conocida como PPP (Precise Point Positioning). 10 El retraso troposférico es comúnmente dividido en d os componentes, Húmedo y Seco, El componente seco repr esenta alrededor del 90% del retraso y puede ser predicho en un alto grado de precisión usando un modelo matemático, por ejemplo el Modelo Hopfield. El componente Húmedo del retras o troposférico, depende del vapor de agua presente a lo largo del camino de la señal, a diferencia del componente seco, el componente húmedo es difícil de predecir, y es gene ralmente tratado como un parámetro desconocido dentro del pr oceso de estimación. Errores en el comportamiento del satéli te incluye la distancia entre el centro de masas del satélite y el centro de fase de la antena, el cabeceo de fase deb ido a la rotación relativa de las antenas del satélite y del receptor, y la rápida rotación durante los momentos de eclips e. Los efectos de desplazamiento del sitio, incluyen las m areas de

10 Zumberge, J. F., M. B. Heflin, D. C. Jefferson, M. M. Watkins, y F. H. Webb. Precise Point Processing for the Efficient an d Robust Analysis of GPS Data from Large Networks. 1997.

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la superficie terrestre, efecto del movimiento pola r y la carga oceánica. Las precisiones planimetría y altimétrica obtenidas en los resultados de receptores de doble frecuencia despué s de dos horas de rastreo es aproximadamente 4cm y 6cm respectivamente, esta precisión se estabiliza despu és de 6 horas de rastreo en 2 cm. y 4 cm. `respectivamente. Para equipos de una frecuencia después de 2 horas de ras treo las precisiones son de 30 cm y 70 cm respectivamente, y después de 6 horas de rastreo las precisiones son de aproxi madamente de 15 cm y 40 cm, con una pequeña mejora después de 12 horas. 11

TIPO DE RECEPTOR UNA FRECUENCIA DOBLE FRECUENCIA

PLANIMETRICO ALTIMETRICO PLANIMETRICO ALTIMETRICO

Despues de 3 horas 0.4 0.7 0.05 0.06

Despues de 6 horas 0.2 0.4 0.02 0.04 Despues de 24

horas 0.1 0.3 0.01 0.02

Fuente IBGE Tabla 1. Precisiones esperadas para un levantamiento estátic o en metros

3.3.2.3.1 Método de Posicionamiento Preciso de un P unto. A continuación el método PPP, es descrito junto con ecuaciones matemáticas. Con un receptor GPS de dobl e frecuencia, la combinación libre de efectos ionosfe ricos puede ser aplicada para facilitar el posicionamient o PPP usando observaciones no diferenciales.

I

11 Ahmed El-Rabbany, Precise GPS Point Positioning: t he Future Alternative to Differential GPS Surveying , 2007.

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Donde P i es la pseudo-distancia medida en L i (m), Φi es la fase portadora medida en L i (m): ρ es la verdadera distancia geométrica (m): c es la velocidad de la luz (m/s): dt es el error del reloj del receptor (s): d trop es el retraso troposférico (m): f i es la frecuencia en L i (m): N i es la ambigüedad en entero de la fase en L i : dm i es el efecto de multisenda en la pseudo-distancia que fue medida en L i ; δmi es el efecto de multisenda en la fase portadora med ida en L i (m); y ε(.) es el ruido en la medición. Los errores de reloj y de órbita del satélite no es tán presentes en las ecuaciones 1 y 2 ya que son elimin ados al utilizar productos precisos de reloj y de orbitas. Los factores correspondientes al reloj del receptor y d emoras troposféricas en las ecuaciones 1 y 2 han de ser es timadas en el PPP. Una antena Choke-ring debe ser empleada en sitios donde el efecto de multisenda es significativo. La estimación de los gradientes troposféricos es be néfica tanto para el posicionamiento GPS y para la estimac ión del retraso troposférico, la siguiente ecuación puede s er utilizada para modelar el efecto troposférico.

Donde Dhz , Dwz son el retraso hidrostático en el zenit y el componente húmedo del retraso troposférico. G N, G E son el retraso horizontal en las direcciones Norte y Este; mh (e) es la función de mapeo hidrostática; mw (e) es la función de mapeo de humedad; mw (e) es la función de mapeo de gradiente; a, e son el azimut y el ángulo de elevación respectivame nte. El vector incógnita en el procesamiento PPP incluye tres parámetros correspondientes a las coordenadas, un p arámetro de desincronización del reloj del receptor, un pará metro de retraso troposférico húmedo en el zenit, dos paráme tros de gradiente troposférico y términos de ambigüedad flo tante presente en las combinaciones libres de efectos ion osfericos (igual al número de satélites empleados en la estim ación).

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3.3.2.3.2 Productos precisos de reloj y orbitas en tiempo real. A continuación se muestra un listado de los product os suministrados por el IGS (International GNSS Servic e) de orbitas y relojes.

Fuente Precisión Latencia Actualización Intervalo Orbita Reloj

(cm) (ms) Orbita Reloj

Final IGS <5 <0,1 13 días Semanal 15 min 5 min Rápida IGS <5 0,1 17 horas Diaria 15 min 5 m in

UltraEST <5 0,2 3 horas 12 horas 15 min 15 min UltraPRD 10 5 No 12 horas 15 min 15 min

IDGC(Global) 20 0.5 +/- 4 seg 1 seg 29 seg 1 seg GPS*C 20 1 +/- 8 Horas 2 seg 20 seg 2 seg

Fuente: Yang Gao, Kongzhe Chen. Performance Analysi s of Precise Point Positioning Using Real-Time Orbit and Clock Product s

Tabla 2. Productos del JPL de Orbitas y relojes satelitales.

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3.3.2.3.6 Diagrama de flujo básico del PPP.

Fuente: Boonsap Witchayangkoon, Elements of PPP, 20 00

Figura 2. Diagrama de flujo del Algoritmo del PPP

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4. METODOLOGIA

4.1 DISEÑO METODOLOGICO 4.1.1 Recopilación de la Información. El primer paso es recopilar la información de la es taciones de rastreo continuo GNSS pertenecientes a la Red de l (IGS-RNAAC SIR), en la cuidad de Bogotá para el periodo comprendido entre 1998 al 2006 semanas GPS 0945 - 1 408.

• Bogotá (IGS) BOGT 41901M001 • Bogotá BOGA 41901M002

Los datos de las estaciones del IGS se encuentran d isponibles en las siguientes direcciones de la Web: 4.1.1.1 Datos del IGS Los datos de efemérides precisas del IGS, están dis ponibles en su dirección ftp://igscb.jpl.nasa.gov/pub/product/ . 4.1.1.2 Datos del CDDIS En el Instituto CDDIS (Crustal Dynamics Data Inform ation System), se encuentran también los datos de las efe mérides precisas y toda la información de las estaciones de l IGS, esta información está disponible en la dirección ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gps/products/ . En el Instituto CDDI (Crustal Dynamics Data Informa tion System), se encuentran también los datos de las est aciones

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permanentes del IGS, esta información está disponib le en la dirección ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/pub/gps/data/daily . 4.1.1.3 Datos del DGFI EL Deutsches Geodätisches Forschunginstitut (DGFI), se encarga de procesar la información como parte el ce ntro de procesamiento regional de la red (IGS-RNAA-SIR), es ta información está disponible en la dirección ftp://ftp.dgfi.badw-muenchen.de/pub/gps/DGF/ . 4.1.1.4 Canadian Spatial Reference System El Canadian Spatial Reference System, se encarga de procesar en línea archivos tipo RINEX mediante la técnica Pr ecise Point Positioning (PPP). http://www.geod.nrcan.gc.ca/online_data_e.php 4.1.1.5 Instituto Brasileiro de Geografía e Estatís tica El Instituto Brasileiro de Geografía e Estatistica, también cuenta con un servicio en línea de procesamiento de archivos RINEX mediante la técnica de Precise Point Position ing (PPP). http://www.ppp.ibge.gov.br/ppp.htm 4.1.2 Técnicas de Análisis. 4.1.2.1 Métodos de manejo de datos . Métodos de manejo de datos, los cuales son simples representaciones de diferencias de coordenadas en u n apropiado marco de referencia. Estos acercamientos no presuponen cualquier modelo físico particular, para la deformación y son esencialmente medios de represent ar y / o interpolar las diferencias de coordenadas observada s. Tomando un conjunto de coordenadas cartesianas geoc éntricas de una época y se compara con otro de distinta époc a se obtiene unos vectores de desplazamiento para un lug ar en el marco de referencia geocéntrico seleccionado. Es im portante

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que ambos conjuntos de coordenadas estén en el mism o marco de la referencia, de otra forma la aparente deformació n incluirá un componente causado solamente por la diferencia e ntre los dos marcos de referencia. Si las coordenadas de una estación fija en cada épo ca han sido calculadas usando el modelo de velocidad ITRF o NUVEL-1NNR para tal estación, entonces el marco de refere ncia para los desplazamientos será en principio aquel global de no rotación de red. Si más de dos épocas han sido observadas, pueden es timarse los errores en el marco de referencia para otras ép ocas, si se asume que los sitios en la red han mantenido vel ocidades constantes durante el intervalo total de observació n. Considerando un conjunto de coordenadas locales en las direcciones x y y (uj (i) , vj (i) ) , en épocas t (i) relativas a una posición geodésica (uj(0), vj(0)) e n una época arbitraria t(0) , para estaciones j con coor denadas geográficas (xj,yj) (relativas a un origen arbitrar io (x0,y0), moviéndose a velocidades constantes (u.,v. ). Las coordenadas en la época cero (uj(0), vj(0)) y v elocidades del sitio (u.,v.) pueden determinarse simplemente p or una regresión lineal sitio-por-sitio, pero los parámetr os de translación y rotación de la red afectan de todos l os sitios. El modelo se lleva a cabo en 2-D porque la inexacti tud de la información de altura en GPS no permite que esta se a usada para estudios de época. La estimación de parámetros de la red reduce el grado de libertad de la solución por una cantidad equivalente a la pérdida de tres datos de las coord enadas. Las velocidades medidas usando GPS son meramente mu estras de la verdadera velocidad de campo (considerada como una función de posición horizontal) para la región. Est e campo de velocidad puede ser constante o puede contener discontinuidades. En ausencia de grandes terremotos locales durante el período del experimento, puede ser razon able suponer que la tensión en la corteza superior no se ha localizado y el campo de velocidad puede consiguien temente ser representado sobre una región lo suficientement e pequeña

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por una función lineal continua, como un polinomio de orden inferior en latitud y longitud. 4.1.2.2 Análisis Estadístico Realizar una serie de tablas con el valor de las co ordenadas cartesianas geocéntricas, ya procesadas por el (DGF I) y el (CDDI), a partir de la información suministrada por estas entidades, para diferentes semanas GPS. Con el fin de realizar un análisis de tipo estadíst ico comparativo (Métodos de comparación de 2 medias de muestras de poblaciones continúas "contrastes de posición "), entre los valores de las coordenadas cartesianas geocéntricas para una misma época de referencia (semana GPS) y determinar así su grado de similitud. 4.1.3 Procesamiento

• Utilizar los software comerciales Pinnacle versión 1.0 del fabricante ©Topcon Corp. y Ashtech Solutions 2. 70, para procesar los datos de la estación BOGT 41901M0 01, utilizando las efemérides precisas del (IGS).

• Utilización del software LGO © (Leica Geo Office),

recientemente adquirido por la Facultad del Medio Ambiente, disponible en la Sala de Cartografía y Geomática.

• Procesar en línea a través del Canadian Spatial Reference System, y del Instituto Brasileiro de Geografía e Estatistica datos de la estación BOGT 41901M001.

La etapa de procesamiento empleando los programas c omerciales enumerados anteriormente no produce ningún resultad o significativo, dado que estos paquetes de software no ofrecen una opción de procesamiento autónomo de punto y est án limitados en su diseño para ofrecer soluciones medi ante el uso de la técnica de posicionamiento diferencial.

51

Fuente: Autores

Figura 3. Diseño Metodológico

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4.2 DESARROLLO METODOLOGICO Para analizar los resultados suministrados tanto po r el CDDIS y el DGFI, se pretende llevar estas coordenadas (X, Y,Z) a la época 1995.4 oficial para el Marco Geocéntrico Naci onal De Referencia (MAGNA). El cual consiste en la densific ación para el país del Sistema Internacional de Referencia par a las Américas (SIRGAS). El modelo de velocidad oficial d el SIRGAS consiste en una grilla de un grado de longitud por un grado de latitud (resolución espacial del modelo), cada p unto de esta grilla tiene un valor de velocidad obtenido a partir de una interpolación de los datos registrados en las e staciones activas de la red SIRGAS distribuidas en Suramérica , el usuario de este modelo obtendrá la velocidad de un punto dentro del área de influencia a partir de una inter polación de valores de esta grilla. 12 Al analizar los valores de posición para la estación BOGT localizada en el ed ificio de INGEOMINAS, e interpolar un valor de velocidad para cada semana del intervalo analizado, el resultado obteni do es el mismo, puesto que la diferencia de posición de una semana a la otra es inferior a la resolución espacial del mo delo. Esto produce una función lineal de posición basada en el tiempo, pero el patrón descrito por las posiciones semanale s no es de este tipo, esto origina que al hacer la regresión y posterior tratamiento estadístico basado en el modelo de velo cidad dado por VEMOS (2009). De cada una de las semanas en la época oficial de MAGNA perderán validez. El mencionado tr atamiento estadístico de las coordenadas obtenidas en el CDDI S y el DGFI, tenía como objetivo el determinar cual produc ía un resultado más estable para después comparar estos c on los resultado obtenidos mediante el procesamiento a tr avés de diferentes programas diseñados para este propósito. Por lo expresado anteriormente se deduce que aplica ndo un modelo de velocidad lineal a un fenómeno que no pr esenta tal comportamiento no produce un resultado útil para el análisis estadístico. Debido a esta razón se debe cambiar el objeto de tal análisis estadístico, se debe realizar una comp aración semana a semana entre los resultados del DGFI y CDD IS y los obtenidos mediante los programas de procesamiento. A las

12 Drewes, H. y O. Heidbach. The 2009 horizontal velo city model for South America and the Caribbean. 2009.

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diferencias resultantes si es útil realizar un aná lisis estadístico que es la manera empleada aquí para det erminar la concordancia entre un resultado y otro. Los datos crudos del rastreo satelital correspondie ntes a la estación BOGT 41901M001, en formato RINEX (Receiver Independent Format) son manipulados mediante softwa re comercial de proceso (Posicionamiento Diferencial) y por los servicios en línea de proceso del CSRS y del IBGE ( PPP), para determinar lo que necesita un método y el otro no s olo para obtener coordenadas precisas de un punto sino que adicionalmente los desplazamientos realizados por e ste en el tiempo. Los datos de la estación BOGA_419001M002 en la época del estudio no eran de libre acceso ya que deben se r solicitados al Instituto Geográfico Agustín Codazzi el cual cobraba por estos, situación que cambio desde el añ o 2009. Los software comerciales como se ha explicado anter iormente, están diseñados para corregir los errores presentes en un rastreo satelital mediante la técnica de posicionam iento diferencial. Lo que requiere dos receptores funcion ando simultáneamente, el primero ubicado en una estación de coordenadas conocidas y el segundo en la estación c uya localización se necesita encontrar. Por lo plantead o anteriormente al procesar información de una sola e stación en un paquete de post-proceso comercial no arrojo ning ún resultado de utilidad.

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5. ANALISIS COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS DE COORDENADAS CARTESIANAS GEOCENTRICAS SUMINISTRADAS POR EL CDDIS Y EL DGFI

A continuación se mostraran los resultados suminist rados por el CDDIS y el DGFI para la estaciones objeto de est e estudio. Se comparan los valores de coordenadas cartesianas geocéntricas referidos al ITRS (X,Y,Z), evitando er rores adicionales inherentes a la transformación de estos valores hacia un sistema local de referencia (Norte, Este, Elevación). 5.1 ANALISIS COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS DE COORDENADAS CARTESIANAS PARA LA ESTACION BOGA_41901M002 Para el periodo de estudio, se graficaron las difer encias de resultados ofrecidos tanto por el CDDIS y el DGFI. Para esta estación se utilizaron de la semana GPS 1048 a la s emana GPS 1407.

Fuente: Autores

Grafico 3. Diferencias en metros entre CDDIS y DGFI. Estación BOGA_41901M002

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En la tabla 2 se muestra las diferencias en metros que puede llegar a alcanzar los datos obtenidos en el CDDIS y el DGFI, (para datos semana por semana ver anexo 3). Donde s e puede notar cómo se pueden alcanzar diferencias considera bles, 8 centímetros en Y para la semana GPS 1340.

Fuente: Autores

Tabla 3. Valores máximos en metros de las diferencias entre CDDIS y DGFI.

Estación BOGA_41901M002

NAME STATION WEEKLY CDDIS DGFI

∆∆∆∆X (M) ∆∆∆∆Y (M) ∆∆∆∆Z (M) X (M) Y (M) Z (M) X (M) Y (M) Z (M)

BOGA 41901M002 1114 1744517.414 -6116051.753 512580.813 1744517.453 -6116051.750 512580.793 -0.039 -0.003 0.021

BOGA 41901M002 1340 1744517.451 -6116051.571 512580.876 1744517.403 -6116051.652 512580.860 0.023 -0.081 -0.016

BOGA 41901M002 1305 1744517.385 -6116051.592 512580.874 1744517.378 -6116051.585 512580.927 -0.007 0.007 0.053

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5.2 ANALISIS COMPARATIVO DE LOS RESULTADOS DE COORDENADAS CARTESIANAS PARA LA ESTACION BOGT_41901M001 Para el periodo de estudio, se graficaron las difer encias de resultados ofrecidos tanto por el CDDIS y el DGFI. Para esta estación se utilizaron de la semana GPS 945 a la se mana GPS 1407.

Fuente: Autores

Grafico 4. Diferencias en metros entre CDDIS y DGFI. Estación

BOGA_41901M001 En la tabla 2 se muestra las diferencias en metros que puede llegar a alcanzar los datos obtenidos en el CDDIS y el DGFI, (para datos semana por semana ver anexo 4). Donde s e puede notar cómo se pueden alcanzar diferencias considera bles, 9 centímetros en Y para la semana GPS 1306.

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Fuente: Autores

Tabla 4. Valores máximos en metros de las diferencias entre CDDIS y DGFI.

Estación BOGT_41901M001

NAME STATION WEEKLY CDDIS DGFI

∆∆∆∆X (M) ∆∆∆∆Y (M) ∆∆∆∆Z (M) X (M) Y (M) Z (M) X (M) Y (M) Z (M)

BOGT 41901M001 1025 1744399.085 -6116037.749 512731.630 1744399.048 -6116037.745 512731.643 -0.037 -0.004 -0.014

BOGT 41901M001 1306 1744399.050 -6116037.590 512731.715 1744399.021 -6116037.501 512731.700 0.029 -0.089 -0.015

BOGT 41901M001 1305 1744399.016 -6116037.504 512731.747 1744399.024 -6116037.512 512731.693 -0.007 0.008 0.053

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6. PROCESAMIENTO DE DATOS RINEX CORRESPONDIENTES A LA ESTACION BOGA_41901M001 CON LA TECNICA DE POSICIONA MIENTO

PRECISO DE PUNTO (PPP)

En este estudio se hizo uso de los servicios en lín ea del Canadian Spatial Reference System (CSRS) y del Inst ituto Brasileiro de Geografía e Estatística (IBGE), los c uales de forma gratuita procesan archivos en formato RINEX d e un rastreo satelital y generan resultados de coordenad as.

Fuente: CSRS

Ilustración 5: Informe de resultados suministrado por el CSRS para el día

365 del año 2006

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Fuente: IBGE

Ilustración 6: Informe de resultados suministrado por el IBGE para el día 365 del año 2006

El IBGE hace uso del aplicativo de procesamiento de sarrollado por el CSRS, lo que significa que los resultados en coordenadas geocéntricas cartesianas (X,Y,Z) son id énticas, pero al utilizar el servicio del IBGE los resultado s y el informe van a ser entregados con parámetros de SIRG AS, que

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como se explico anteriormente, su densificación en Colombia es el Marco De Referencia Geocéntrico Nacional (MAG NA) oficial para el país para cualquier labor de georreferenciación. Aunque los resultados del IBGE no vienen expresados en la misma época dado que la época ofic ial de SIRGAS es 2000.4 y la época oficial de MAGNA es 199 5.4, lo que deja en manos del usuario un paso adicional, el cual consiste en aplicar un modelo de velocidad para obt ener las coordenadas en la época adecuada.

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7. RESULTADOS OBTENIDOS

7.1 COMPARACION DE LOS VALORES DE LAS COORDENADAS CARTESIANAS GEOCENTRICOS SUMINISTRADO POR EL CDDIS Y EL DGFI PARA LAS ESTACIONES BOGT_41901M001 Y BOGA_41901M002. Comparando las coordenadas cartesianas tridimension ales geocéntricas (X, Y, Z), procesadas por (Deutsches Geodëtisches Forschunginstitut (DGFI) y Crustal Dyn amics Data Information System (CDDIS)), para las estaciones de rastreo continúo GPS de la ciudad de Bogotá (BOGT 41901M001 ) y (BOGA 41901M002), para el período de 1998 al 2006, seman as GPS 0945 a la 1408 y se obtuvieron los siguientes resul tados:

Fuente: Autores

Tabla 5: Diferencias entre las coordenadas cartesianas trid imensionales geocéntricas, para la estación (BOGT 41901M001)

Se pueden apreciar las diferencias promedio en las coordenadas cartesianas tridimensionales geocéntric as para la estación (BOGT 41901M001), de alrededor 9mm en las coordenadas (X), 8mm en las coordenadas (Y) y de 10 mm en las coordenadas (Z).

DX DY DZ

0.009 0.006 0.012 media

0.008 0.007 0.010 desviación estándar

Fuente: Autores

Tabla 6: Diferencias entre las coordenadas cartesianas tridi mensionales

geocéntricas, para la estación (BOGA 41901M002)

Se pueden apreciar las diferencias promedio en las coordenadas cartesianas tridimensionales geocéntric as para la estación (BOGA 41901M002), de alrededor 9mm en las

DX DY DZ

0.009 0.008 0.010 media

0.008 0.009 0.009 desviación estándar

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coordenadas (X), 6mm en las coordenadas (Y) y de 12 mm en las coordenadas (Z). 7.2 ANALISIS DE LA TECNICA DE POSICIONAMIENTO DIFERENCI AL Y LA TECNICA DE POSICIONAMIENTO PRECISO DE PUNTO (PPP ) Un software comercial de procesamiento de informac ión obtenida mediante el rastreo de señales transmitida s por la constelación GPS (los últimos equipos están diseñad os también para recibir las señales emitidas por la constelaci ón GLONASS) para establecer la ubicación de un punto, están basados y realizan el cálculo de esta posición medi ante la determinación de las diferencias de localización en tre un punto de coordenadas conocidas y el punto cuyas coo rdenadas se necesitan saber. Este posicionamiento diferencial elimina los errore s al procesar datos obtenidos de manera simultánea en la estación de coordenadas conocidas (Base) y la estación cuya ubicación se quiere determinar (Rover). Esta condición busca que los receptores ubicados en cada punto rastreen informac ión procedente de satélites comunes, lo que significa q ue existe una limitante en la distancia a la que se pueden en contrar la estación Base y la estación Rover, puesto que en di stancias mayores a 20 Km. 13 la constelación disponible para cada uno de los receptores no tendría los satélites comunes nec esarios para obtener un resultado confiable. La técnica de posicionamiento preciso de punto (PPP ) se basa simplemente en los datos precisos de orbitas y relo jes GPS, (Eliminando la necesidad de otra estación GPS que r ealice rastreo de forma simultánea), se pueden procesar observaciones GPS realizadas en cualquier lugar a c ualquier hora del día. Mientras que para obtener coordenadas determinadas dentro de SIRGAS2000, la estación ha d e estar localizada en América del sur. (Área de influencia del modelo VEMOS).

13 King, Edwards y Clark. Precise Point Positioning: Breaking the Monopoly of Relative GPS Processing. 2002.

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Fuente: King, Edwards y Clark. 2002

Figura 4: Configuración básica de los receptores en un posici onamiento

diferencial

Fuente: King, Edwards y Clark. 2002

Figura 5: Configuración básica de los receptores con PPP

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8. ANALISIS DE RESULTADOS

8.1 COMPARACIÓN DE RESULTADOS SUMINISTRADOS POR EL CDDIS Y EL DGFI. El Crustal Dynamics Data Information System (CDDIS) y el Deutsches Geodëtisches Forschunginstitut (DGFI), so n organismos multi-institucionales dedicados al proce samiento y almacenamiento de información vinculada a las cienc ias de la tierra. Entre esta información se incluye los datos de las distintas estaciones correspondientes al Internatio nal Terrestrial Reference Frame (ITRF), y su densificac iones (SIRGAS, MAGNA, etc.). Los resultados obtenidos en coordenadas cartesianas geocéntricas (X,Y,Z) para épocas semanales de las e staciones objeto de este estudio, para el periodo 1998-2006, que son suministradas por el CDDIS y el DGFI, difieren en u n promedio del orden del centímetro. Los datos depositados en estos organismos son usado s como punto de referencia para estudios realizados en var ias partes del mundo, ya que son resultado de la aplicación de métodos de procesamiento de datos de rastreo satelital al t ope del estado del arte. De esto se puede inferir que la te cnología de posicionamiento satelital tiene un límite en su aplicabilidad al estudio de fenómenos que se manifi esten a escalas milimétricas o menores como son las etapas del ciclo sísmico y otros procesos geodinámicas. 8.2 PROCESAMIENTO DIFERENCIAL Y PROCESAMIENTO PRECISO DE PUNTO (PPP) El posicionamiento diferencial es el estándar de la georreferenciación en nuestro país, este ofrece bue nas precisiones, que son requeridas en proyectos de ing eniería, como son la construcción de estructuras viales, o e n labores de exploración geofísica para fines de explotación minera o de hidrocarburos, etc. Pero esta técnica resulta se r inadecuada en labores en las que el objetivo, adic ional a la de encontrar la posición de un punto (como son el m onitoreo de plataformas marinas, estudio de procesos geodiná micas,

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etc.), es la de determinar sus desplazamientos y ve locidad, debido a que este posicionamiento no permite aislar que movimientos ocurren en la estación base y cuales oc urren en la estación Rover. Para tales casos es necesario ut ilizar métodos de posicionamiento autónomo, como es el con ocido como Posicionamiento Preciso de Punto (Precise Point Pos itioning, PPP). El PPP determina con precisiones similares a las de un posicionamiento diferencial, la posición de cualqui er punto en la superficie terrestre, sin la necesidad de rea lizar un rastreo simultaneo en una estación de coordenadas c onocidas y las limitantes de distancia que esto conlleva. Y gr acias a que esta es una técnica de posicionamiento autónomo , se hace posible detectar los desplazamientos de un punto as í como la velocidad con la que estos ocurren. Los aplicativos que emplean el PPP para el cálculo de coordenadas corrigen lo errores que afectan la prec isión de estas haciendo uso de los productos de orbitas y re lojes suministrados por el International GNSS Service (IG S). Esto crea una limitante en la rapidez en que un buen res ultado pueda ser obtenido, ya que las mejores precisiones se obtienen utilizando los productos finales del IGS q ue tienen una latencia de 13 días (Ver tabla 1).

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CONCLUSIONES

La comunidad involucrada en labores de georreferenc iación desconoce, en su gran mayoría, la existencia de ban cos de datos como el DGFI y el CDDIS, en donde se encuentr a almacenada información geodésica, producidos por or ganismos de carácter científicos que se hallan en el tope de l estado del arte en cuanto al procesamiento de información originados en rastreos satelitales. Esta información es de lib re acceso y puede ser obtenida en la red, lo cual tiene el po tencial de beneficiar una tarea de posicionamiento satelital c on la técnica diferencial, puesto que al disponer de arch ivos en formato RINEX correspondientes a una estación de ra streo continuo, se puede emplear tal información como una estación base de coordenadas conocidas, aliviando los costos relacionados con el posicionamiento de un receptor GPS en un punto no solo de carácter económico además de los d e tipo logístico. Un software comercial de procesamiento calcula las coordenadas de un punto empleando la técnica de posicionamiento diferencial, la que necesita de la configuración estación base y estación rover, es de cir dos equipos de rastreo satelital funcionando simultánea mente. Un fabricante de equipos no ofrecerá una opción de posicionamiento autónomo en sus programas de post-p roceso ya que esto eliminara la necesidad de emplear más de u n equipo funcionando al mismo tiempo para obtener un resulta do de con buena precisión. Al hacer uso del Posicionamiento Preciso de Punto ( PPP) para obtener coordenadas a partir de archivos en formato RINEX, en este caso la estación de rastreo continuo BOGT_4190 1M001, lo que hay que resaltar en primer lugar es el hecho qu e por esta técnica se elimina la necesidad de contar con más d e un equipo funcionando simultáneamente. Se calcula la p osición de un punto sin estar referido a la localización de un punto base. Esto genera la posibilidad de conocer los desplazamientos y la velocidad a la que ocurren en un punto, ya que con la técnica diferencial se hace imposible aislar que desplazamiento corresponde a la estación base y cuales corresponden a la estación rover. Otro aspecto que se debe tener en cuenta es que con el PPP no existe la limi tante de

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distancia presente un posicionamiento diferencial d ebido a que este elimina los errores que disminuyen la prec isión un posicionamiento satelital realizando observaciones simultaneas a satélites comunes, lo cual es difícil de cumplir cuando la distancia entre la estación base y la estación rover es mayor a 20 KM. La limitante en es ta técnica de posicionamiento autónomo está vinculada con la disponibilidad de los productos de orbitas y reloje s generadas por el IGS, ya que los resultados finales con los que se alcanza la mejor precisión se generan 13 día s después de la época del rastreo. Por lo afirmado anteriormente podemos concluir que una técnica de posicionamiento autónomo como el Posicio namiento Preciso de Punto (PPP) es la más adecuada para estu dios en los que el objetivo principal, adicional al de cono cer la posición de un punto, es calcular los desplazamient os y sus velocidades. Estos estudios incluyen labores como e l monitoreo de plataformas marítimas o de procesos ge odinámicos como el ciclo sísmico. Por otro lado el PPP al esta r sujeto su precisión a la generación de productos de orbita s y relojes por parte del International GNSS Service (I GS), no es la mejor opción cuando el estudio necesita conocer las coordenadas en lo que se llama tiempo real (Real Ti me, RT), ejemplo de estos son los proyectos en los que se re quieren tareas de replanteo, como la localización de ejes v iales o proyectos de exploración geofísica para la explotac ión de recursos mineros o de hidrocarburos. El Crustal Dynamics Data Information System (CDDIS) y el Deutsches Geodëtisches Forschunginstitut (DGFI), so n organismos multi-institucionales dedicados al proce samiento y almacenamiento de información vinculada a las cienc ias de la tierra. Entre esta información se incluye los datos de las distintas estaciones correspondientes al Internatio nal Terrestrial Reference Frame (ITRF), y su densificac iones (SIRGAS, MAGNA, etc.). Los resultados obtenidos en coordenadas cartesianas geocéntricas (X,Y,Z) para épocas semanales de las e staciones objeto de este estudio, para el periodo 1998-2006, que son suministradas por el CDDIS y el DGFI, difieren una de la otra en promedio en el orden del centímetro.

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En este documento no afirma cual de las dos fuentes es más estable o confiable, puesto que hacen uso de algori tmo de alta complejidad, GYPSY/OASIS en el caso del CDDIS y de BERNESE para el DGFI, se está concluyendo que hacie ndo uso de la misma información de rastreo para un mismo punto los dos institutos difieren en el orden del centímetro, lo que revela a que escala es aplicable un posicionamiento sateli tal. Los datos depositados en estos organismos son usado s como punto de referencia para estudios realizados en var ias partes del mundo, ya que son resultado de la aplicación de métodos de procesamiento de datos de rastreo satelital al t ope del estado del arte. De esto se puede inferir que la te cnología de posicionamiento satelital tiene un límite en su aplicabilidad al estudio de fenómenos que se manifi esten a escalas milimétricas o menores como son las etapas del ciclo sísmico y otros procesos geodinámicas. 14

14 Takasu, Tomoji. High-rate precise point positioning : observation of crustal deformation by using 1-Hz GPS data. 2006.

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RECOMENDACIONES

En Colombia cualquier proyecto que requiera ser georeferenciado debe ser vinculado a la red MAGNA, ya sea mediante métodos satelitales o convencionales. Esta red MAGNA en su configuración actual no cubre de manera unifo rme el territorio nacional, lo que genera un problema a lo s proyectos de ingeniería o de exploración minera y d e hidrocarburos en zonas prometedoras las cuales son las más remotas y en las que un punto certificado por el In stituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC) se encuentra a di stancias mayores a las mencionadas como limitantes para el posicionamiento diferencial, lo que genera mayores costos en la tarea de georreferenciación. Estos costos van as ociados con la monumentación de puntos auxiliares intermedi os con el objetivo de hacer más cortas las distancias entre l os puntos con coordenadas conocidas y los puntos cuyas coorde nadas se deben determinar, esto origina una disminución en l a calidad de los resultados. Al procesar datos GPS utilizando el PPP, un o un co njunto de coordenadas serán estimadas, asociada a cada una de estas coordenadas estará una precisión estimada. Esta pre cisión está influenciada principalmente por el tipo de obs ervación utilizada, (código o fase), por el modo de procesam iento (estático o cinemática), y por el tiempo de duració n de la sesión de rastreo GPS. Esta precisión es un indicat ivo de calidad de las coordenadas determinadas con el proc esamiento PPP. Se plantea una combinación de las técnicas de posic ionamiento diferencial y de la técnica de Posicionamiento Prec iso de Punto (PPP), para las zonas remotas del territorio nacional. Localizando unos puntos primarios en la zona de inf luencia directa del proyecto empleando el PPP, procediendo localizar puntos secundarios para el proyecto mediante la téc nica de posicionamiento diferencial, usando los puntos pri marios como estación base. Demás tareas de replanteo serán llevadas a cabo mediante posicionamiento diferencial y de to pografía convencional, a partir de cualquier punto primario o secundario creado para el proyecto en particular.

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Al ser requisito en la mayoría de proyectos que imp liquen la tarea de georreferenciación, el estar vinculados al red oficial MAGNA, esto se cumple al utilizar estacione s pertenecientes a esta red como base para la técnica de posicionamiento diferencial y las certificaciones g eneradas por el IGAC para estas estaciones como documentos d e soporte. Al recomendarse en este documento una combinación d e la técnica PPP y la técnica de posicionamiento diferen cial, se plantea la necesidad que el Instituto Geográfico Ag ustín Codazzi cree un servicio de procesamiento PPP simil ar a los existentes en el CSRS y el IBGE, generando resultad os con parámetros específicos de la red MAGNA.

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BIBLIOGRAFIA

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ANEXOS

Anexo 1. Información técnica estación BOGT_41901M001. 0. Form Prepared by (full name) : Victoria Andreatta Date Prepared : 2005-07-20 Report Type : UPDATE If Update: Previous Site Log : bogt_20041111.log Modified/Added Sections : 3.6, 4.3, 13 1. Site Identification of the GNSS Monument Site Name : Bogota, Colombia Four Character ID : BOGT Monument Inscription : 4022-S IERS DOMES Number : 41901M001 CDP Number : None Monument Description : STEEL PLATE Height of the Monument : 0.1 Monument Foundation : CONCRETE BLOCK Foundation Depth : (m) Marker Description : DIVOT Date Installed : 1994-11-04 Geologic Characteristic : (BEDROCK/CLAY/CONGLOMERATE/GRAVEL/SAND/etc) Bedrock Type : (IGNEOUS/METAMORPHI C/SEDIMENTARY) Bedrock Condition : (FRESH/JOINTED/WEAT HERED) Fracture Spacing : (1-10 cm/10-50 cm/5 0-200 cm/over 200 cm) Fault zones nearby : (YES/NO/Name of the zone) Distance/activity : (multiple lines) Additional Information : GPS station is loca ted at the INGEOMINAS : complex- Bogota, Co lombia. 2. Site Location Information City or Town : Bogota State or Province : Country : Colombia Tectonic Plate : South American plat e Approximate Position (ITRF) X coordinate (m) : 1744399.0532 Y coordinate (m) : -6116037.6241 Z coordinate (m) : 512731.6859 Latitude (N is +) : +043824.26 Longitude (E is +) : -0740451.38 Elevation (m,ellips.) : 2576.8402, WGS84 Additional Information : (multiple lines)

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3. GNSS Receiver Information 3.1 Receiver Type : ROGUE SNR-8000 Satellite System : GPS Serial Number : T251 Firmware Version : 2.8.32.1 Elevation Cutoff Setting : 4 Date Installed : 1994-11-04T00:00Z Date Removed : 1996-05-01T00:00Z Temperature Stabiliz. : none Additional Information : (multiple lines) 3.2 Receiver Type : ROGUE SNR-8000 Satellite System : GPS Serial Number : T348 Firmware Version : 3.2 Elevation Cutoff Setting : 4 Date Installed : 1996-05-01T00:00Z Date Removed : 1997-08-01T00:00Z Temperature Stabiliz. : none Additional Information : (multiple lines) 3.3 Receiver Type : ROGUE SNR-8000 Satellite System : GPS Serial Number : T208 Firmware Version : 3.2 Elevation Cutoff Setting : 4 Date Installed : 1997-08-01T00:00Z Date Removed : 1999-08-18T20:20Z Temperature Stabiliz. : none Additional Information : (multiple lines) 3.4 Receiver Type : ROGUE SNR-8000 Satellite System : GPS Serial Number : T208 Firmware Version : 3.2.32.8 Elevation Cutoff Setting : 4 Date Installed : 1999-08-18T20:20Z Date Removed : 2000-09-28T00:00Z Temperature Stabiliz. : none Additional Information : (multiple lines) 3.5 Receiver Type : ASHTECH Z-XII3 Satellite System : GPS Serial Number : LP019990513 Firmware Version : CC00 Elevation Cutoff Setting : 4 Date Installed : 2000-09-28T00:00Z Date Removed : 2005-07-06T17:59Z Temperature Stabiliz. : none Additional Information : (multiple lines)

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3.6 Receiver Type : ASHTECH UZ-12 Satellite System : GPS Serial Number : ZR220014901 Firmware Version : CJ12 Elevation Cutoff Setting : 4 Date Installed : 2005-07-12T00:00Z Date Removed : (CCYY-MM-DDThh:mmZ) Temperature Stabiliz. : none Additional Information : (multiple lines) 3.x Receiver Type : (A20, from rcvr_ant .tab; see instructions) Satellite System : (GPS/GLONASS/GPS+GL ONASS) Serial Number : (A5) Firmware Version : (A11) Elevation Cutoff Setting : (deg) Date Installed : (CCYY-MM-DDThh:mmZ) Date Removed : (CCYY-MM-DDThh:mmZ) Temperature Stabiliz. : (none or tolerance in degrees C) Additional Information : (multiple lines) 4. GNSS Antenna Information 4.1 Antenna Type : AOAD/M_T NON E Serial Number : 296 Antenna Reference Point : BPA Marker->ARP Up Ecc. (m) : 0.061 Marker->ARP North Ecc(m) : 0.000 Marker->ARP East Ecc(m) : 0.000 Alignment from True N : 0 Antenna Radome Type : NONE Radome Serial Number : Antenna Cable Type : (vendor & type numb er) Antenna Cable Length : (m) Date Installed : 1994-11-04T00:00Z Date Removed : 2003-06-23T15:00Z Additional Information : see section 10.1 re damaged antenna 4.2 Antenna Type : AOAD/M_T NON E Serial Number : UNMARKED Antenna Reference Point : BPA Marker->ARP Up Ecc. (m) : 0.061 Marker->ARP North Ecc(m) : 0.000 Marker->ARP East Ecc(m) : 0.000 Alignment from True N : 0 Antenna Radome Type : NONE Radome Serial Number : Antenna Cable Type : (vendor & type numb er) Antenna Cable Length : (m) Date Installed : 2003-06-23T16:20Z

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Date Removed : 2005-07-06T17:59Z Additional Information : S/N worn off of ava ilable on-site antenna 4.3 Antenna Type : ASH701945G_M NO NE Serial Number : CR5200404032 Antenna Reference Point : BPA Marker->ARP Up Ecc. (m) : 0.061 Marker->ARP North Ecc(m) : 0.000 Marker->ARP East Ecc(m) : 0.000 Alignment from True N : 0 Antenna Radome Type : NONE Radome Serial Number : Antenna Cable Type : (vendor & type numb er) Antenna Cable Length : (m) Date Installed : 2005-07-12T00:00Z Date Removed : (CCYY-MM-DDThh:mmZ) Additional Information : (multiple lines) 4.x Antenna Type : (A20, from rcvr_ant .tab; see instructions) Serial Number : (A*, but note the f irst A5 is used in SINEX) Antenna Reference Point : (BPA/BCR/XXX from " antenna.gra"; see instr.) Marker->ARP Up Ecc. (m) : (F8.4) Marker->ARP North Ecc(m) : (F8.4) Marker->ARP East Ecc(m) : (F8.4) Alignment from True N : (deg; + is clockwis e/east) Antenna Radome Type : (A4 from rcvr_ant.t ab; see instructions) Radome Serial Number : Antenna Cable Type : (vendor & type numb er) Antenna Cable Length : (m) Date Installed : (CCYY-MM-DDThh:mmZ) Date Removed : (CCYY-MM-DDThh:mmZ) Additional Information : (multiple lines) 5. Surveyed Local Ties 5.x Tied Marker Name : Tied Marker Usage : (SLR/VLBI/LOCAL CON TROL/FOOTPRINT/etc) Tied Marker CDP Number : (A4) Tied Marker DOMES Number : (A9) Differential Components from GNSS Marker to th e tied monument (ITRS) dx (m) : dy (m) : dz (m) : Accuracy (mm) : (mm) Survey method : (GPS CAMPAIGN/TRILATERATION/TRIANGULATION/etc) Date Measured : (CCYY-MM-DDThh:mmZ) Additional Information : (multiple lines)

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6. Frequency Standard 6.1 Standard Type : INTERNAL Input Frequency : (if external) Effective Dates : 1994-11-04/2000-09- 27 Notes : (multiple lines) 6.2 Standard Type : EXTERNAL RUBIDIUM Input Frequency : 5 MHz Effective Dates : 2000-09-28/2002-02- 14 Notes : (multiple lines) 6.3 Standard Type : INTERNAL Input Frequency : (if external) Effective Dates : 2002-02-14/CCYY-MM- DD Notes : (multiple lines) 6.x Standard Type : (INTERNAL or EXTERN AL H-MASER/CESIUM/etc) Input Frequency : (if external) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 7. Collocation Information 7.x Instrumentation Type : (GPS/GLONASS/DORIS/PRARE/SLR/VLBI/TIME/etc) Status : (PERMANENT/MOBILE) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 8. Meteorological Instrumentation 8.1.1 Humidity Sensor Model : Manufacturer : Serial Number : Data Sampling Interval : Accuracy (% rel h) : (% rel h) Aspiration : (UNASPIRATED/NATURA L/FAN/etc) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : CCYY-MM-DD/CCYY-MM- DD Notes : (multiple lines) 8.1.x Humidity Sensor Model : Manufacturer : Serial Number : Data Sampling Interval : (sec) Accuracy (% rel h) : (% rel h)

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Aspiration : (UNASPIRATED/NATURA L/FAN/etc) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 8.2.1 Pressure Sensor Model : Manufacturer : Serial Number : Data Sampling Interval : Accuracy : (mbar) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : CCYY-MM-DD/CCYY-MM- DD Notes : (multiple lines) 8.2.x Pressure Sensor Model : Manufacturer : Serial Number : Data Sampling Interval : (sec) Accuracy : (hPa) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 8.3.1 Temp. Sensor Model : Manufacturer : Serial Number : Data Sampling Interval : Accuracy : (deg C) Aspiration : (UNASPIRATED/NATURA L/FAN/etc) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : CCYY-MM-DD/CCYY-MM- DD Notes : (multiple lines) 8.3.x Temp. Sensor Model : Manufacturer : Serial Number : Data Sampling Interval : (sec) Accuracy : (hPa) Aspiration : (UNASPIRATED/NATURA L/FAN/etc) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 8.4.1 Water Vapor Radiometer : Manufacturer : Serial Number : Distance to Antenna : (m)

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Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : CCYY-MM-DD/CCYY-MM- DD Notes : (multiple lines) 8.4.x Water Vapor Radiometer : Manufacturer : Serial Number : Distance to Antenna : (m) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 8.5.1 Other Instrumentation : (multiple lines) 8.5.x Other Instrumentation : 9. Local Ongoing Conditions Possibly Affecting Com puted Position 9.1.x Radio Interferences : (TV/CELL PHONE ANTE NNA/RADAR/etc) Observed Degredations : (SN RATIO/DATA GAPS /etc) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Additional Information : (multiple lines) 9.2.x Multipath Sources : (METAL ROOF/DOME/VL BI ANTENNA/etc) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Additional Information : (multiple lines) 9.3.x Signal Obstructions : (TREES/BUILDLINGS/e tc) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Additional Information : (multiple lines) 10. Local Episodic Effects Possibly Affecting Dat a Quality 10.1 Date : 2003-04-15/2003-06- 23 Event : Increase in residua ls reported, : Antenna element cra cked per visual inspection 10.x Date : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Event : (TREE CLEARING/CONS TRUCTION/etc) 11. On-Site, Point of Contact Agency Information Agency : Jet Propulsion Labo ratory Preferred Abbreviation : JPL Mailing Address : 4800 Oak Grove Driv e : Pasadena, CA 91109 USA Primary Contact

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Contact Name : David A. Stowers Telephone (primary) : 818-354-7055 Telephone (secondary) : Fax : 818-393-4965 E-mail : dstowers@jpl.nasa.g ov Secondary Contact Contact Name : Network Engineer/UN AVCO Telephone (primary) : 303-381-7476 Telephone (secondary) : 303-381-7500 Fax : 303-381-7451 E-mail : ruud@unavco.org Additional Information : Oivind Ruud (303-38 1-7476) 12. Responsible Agency (if different from 11.) Agency : (multiple lines) Preferred Abbreviation : (A10) Mailing Address : (multiple lines) Primary Contact Contact Name : Telephone (primary) : Telephone (secondary) : Fax : E-mail : Secondary Contact Contact Name : Telephone (primary) : Telephone (secondary) : Fax : E-mail : Additional Information : (multiple lines) 13. More Information Primary Data Center : JPL (ODC-Operationa l Data Center) Secondary Data Center : CDDIS (GDC-Global D ata Center) URL for More Information : : sitedetails.aspx Hardcopy on File Site Map : Y Site Diagram : Y Horizon Mask : N Monument Description : Y Site Pictures : Y Additional Information : (multiple lines)

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Anexo 2. Información técnica estación BOGA_41901M002.

0. Form Prepared by (full name) : Laura Sanchez Date Prepared : 2006-04-26 Report Type : NEW If Update: Previous Site Log : Modified/Added Sections : 1. Site Identification of the GNSS Monument Site Name : Four Character ID : BOGA Monument Inscription : IERS DOMES Number : 41901M002 CDP Number : NONE Monument Description : PILLAR Height of the Monument : 1.372 m Monument Foundation : ROOF Foundation Depth : (m) Marker Description : BRASS SCREW Date Installed : 2000-02-10 Geologic Characteristic : Bedrock Type : Bedrock Condition : Fracture Spacing : Fault zones nearby : Distance/activity : Additional Information : 2. Site Location Information City or Town : BOGOTA State or Province : BOGOTA Country : COLOMBIA Tectonic Plate : Approximate Position (ITRF) X coordinate (m) : 1744517.525 Y coordinate (m) : -6116051.957 Z coordinate (m) : 512580.742 Latitude (N is +) : +043819.2 Longitude (E is +) : -755512.2 Elevation (m,ellips.) : 2610.4 Additional Information : MAGNA-ECO Network 3. GNSS Receiver Information

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3.1 Receiver Type : LEICA GRX1200 Satellite System : GPS Serial Number : 455366 Firmware Version : 3.00/2.121 Elevation Cutoff Setting : 0 Date Installed : 2005-08-21 Date Removed : (CCYY-MM-DDThh:mmZ) Temperature Stabiliz. : (none or tolerance in degrees C) Additional Information : (multiple lines) 3.2 Receiver Type : LEICA CRS1000 Satellite System : GPS Serial Number : 23211 Firmware Version : 8.0 Elevation Cutoff Setting : 10 Date Installed : 2000-02-10 Date Removed : 2005-08-21 Temperature Stabiliz. : Additional Information : 3.x Receiver Type : (A20, from rcvr_ant .tab; see instructions) Satellite System : (GPS/GLONASS/GPS+GL ONASS) Serial Number : (A20, but note the first A5 is used in SINEX) Firmware Version : (A11) Elevation Cutoff Setting : (deg) Date Installed : (CCYY-MM-DDThh:mmZ) Date Removed : (CCYY-MM-DDThh:mmZ) Temperature Stabiliz. : (none or tolerance in degrees C) Additional Information : (multiple lines) 4. GNSS Antenna Information 4.1 Antenna Type : LEIAT504 Serial Number : 335 Antenna Reference Point : BPA Marker->ARP Up Ecc. (m) : 1.3720 Marker->ARP North Ecc(m) : 0.0 Marker->ARP East Ecc(m) : 0.0 Alignment from True N : 0.0 Antenna Radome Type : NONE Radome Serial Number : Antenna Cable Type : Antenna Cable Length : 30 m Date Installed : 2000-02-10 Date Removed : (CCYY-MM-DDThh:mmZ) Additional Information : (multiple lines) 4.x Antenna Type : (A20, from rcvr_ant .tab; see instructions)

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Serial Number : (A*, but note the f irst A5 is used in SINEX) Antenna Reference Point : (BPA/BCR/XXX from " antenna.gra"; see instr.) Marker->ARP Up Ecc. (m) : (F8.4) Marker->ARP North Ecc(m) : (F8.4) Marker->ARP East Ecc(m) : (F8.4) Alignment from True N : (deg; + is clockwis e/east) Antenna Radome Type : (A4 from rcvr_ant.t ab; see instructions) Radome Serial Number : Antenna Cable Type : (vendor & type numb er) Antenna Cable Length : (m) Date Installed : (CCYY-MM-DDThh:mmZ) Date Removed : (CCYY-MM-DDThh:mmZ) Additional Information : (multiple lines) 5. Surveyed Local Ties 5.x Tied Marker Name : Tied Marker Usage : (SLR/VLBI/LOCAL CON TROL/FOOTPRINT/etc) Tied Marker CDP Number : (A4) Tied Marker DOMES Number : (A9) Differential Components from GNSS Marker to th e tied monument (ITRS) dx (m) : (m) dy (m) : (m) dz (m) : (m) Accuracy (mm) : (mm) Survey method : (GPS CAMPAIGN/TRILATERATION/TRIANGULATION/etc) Date Measured : (CCYY-MM-DDThh:mmZ) Additional Information : (multiple lines) 6. Frequency Standard 6.1 Standard Type : (INTERNAL or EXTERN AL H-MASER/CESIUM/etc) Input Frequency : (if external) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 6.x Standard Type : (INTERNAL or EXTERN AL H-MASER/CESIUM/etc) Input Frequency : (if external) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 7. Collocation Information 7.1 Instrumentation Type : (GPS/GLONASS/DORIS/PRARE/SLR/VLBI/TIME/etc) Status : (PERMANENT/MOBILE) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD)

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Notes : (multiple lines) 7.x Instrumentation Type : (GPS/GLONASS/DORIS/PRARE/SLR/VLBI/TIME/etc) Status : (PERMANENT/MOBILE) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 8. Meteorological Instrumentation 8.1.1 Humidity Sensor Model : Manufacturer : Serial Number : Data Sampling Interval : (sec) Accuracy (% rel h) : (% rel h) Aspiration : (UNASPIRATED/NATURA L/FAN/etc) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 8.1.x Humidity Sensor Model : Manufacturer : Serial Number : Data Sampling Interval : (sec) Accuracy (% rel h) : (% rel h) Aspiration : (UNASPIRATED/NATURA L/FAN/etc) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 8.2.1 Pressure Sensor Model : Manufacturer : Serial Number : Data Sampling Interval : (sec) Accuracy : (hPa) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 8.2.x Pressure Sensor Model : Manufacturer : Serial Number : Data Sampling Interval : (sec) Accuracy : (hPa) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines)

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8.3.1 Temp. Sensor Model : Manufacturer : Serial Number : Data Sampling Interval : (sec) Accuracy : (deg C) Aspiration : (UNASPIRATED/NATURA L/FAN/etc) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 8.3.x Temp. Sensor Model : Manufacturer : Serial Number : Data Sampling Interval : (sec) Accuracy : (deg C) Aspiration : (UNASPIRATED/NATURA L/FAN/etc) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 8.4.1 Water Vapor Radiometer : Manufacturer : Serial Number : Distance to Antenna : (m) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 8.4.x Water Vapor Radiometer : Manufacturer : Serial Number : Distance to Antenna : (m) Height Diff to Ant : (m) Calibration date : (CCYY-MM-DD) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Notes : (multiple lines) 8.5.1 Other Instrumentation : (multiple lines) 8.5.x Other Instrumentation : (multiple lines) 9. Local Ongoing Conditions Possibly Affecting Com puted Position 9.1.1 Radio Interferences : (TV/CELL PHONE ANTE NNA/RADAR/etc) Observed Degradations : (SN RATIO/DATA GAPS /etc) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Additional Information : (multiple lines)

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9.1.x Radio Interferences : (TV/CELL PHONE ANTE NNA/RADAR/etc) Observed Degradations : (SN RATIO/DATA GAPS /etc) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Additional Information : (multiple lines) 9.2.1 Multipath Sources : (METAL ROOF/DOME/VL BI ANTENNA/etc) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Additional Information : (multiple lines) 9.2.x Multipath Sources : (METAL ROOF/DOME/VL BI ANTENNA/etc) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Additional Information : (multiple lines) 9.3.1 Signal Obstructions : (TREES/BUILDLINGS/e tc) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Additional Information : (multiple lines) 9.3.x Signal Obstructions : (TREES/BUILDLINGS/e tc) Effective Dates : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Additional Information : (multiple lines) 10. Local Episodic Effects Possibly Affecting Data Quality 10.1 Date : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Event : (TREE CLEARING/CONS TRUCTION/etc) 10.x Date : (CCYY-MM-DD/CCYY-MM -DD) Event : (TREE CLEARING/CONS TRUCTION/etc) 11. On-Site, Point of Contact Agency Information Agency : INSTITUTO GEOGRAFIC O AGUSTIN CODAZZI Preferred Abbreviation : IGAC Mailing Address : Carrera 30 No. 48 - 51 Bogota, Colombia Primary Contact Contact Name : WILLIAM MARTINEZ-DI AZ Telephone (primary) : +571 369 4011 Telephone (secondary) : +571 369 4000 Ext. 4011 Fax : +571 369 4105 E-mail : wamartin@igac.gov.c o Secondary Contact Contact Name : OSCAR RODRIGUEZ-PAR DO Telephone (primary) : +571 369 4011 Telephone (secondary) : Fax : +571 369 4105 E-mail : orodrig@igac.gov.co Additional Information : 12. Responsible Agency (if different from 11.)

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Agency : (multiple lines) Preferred Abbreviation : (A10) Mailing Address : (multiple lines) Primary Contact Contact Name : Telephone (primary) : Telephone (secondary) : Fax : E-mail : Secondary Contact Contact Name : Telephone (primary) : Telephone (secondary) : Fax : E-mail : Additional Information : (multiple lines) 13. More Information Primary Data Center : IGAC (Bogota, Colom bia) Secondary Data Center : DGFI (Munich, Germa ny) URL for More Information : Hardcopy on File Site Map : (Y or URL) Site Diagram : (Y or URL) Horizon Mask : (Y or URL) Monument Description : (Y or URL) Site Pictures : (Y or URL) Additional Information : (multiple lines)

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Anexo 3. Resultados obtenidos del CDDIS y el DGFI y sus dife rencias para la estación BOGA_41901M002 de la semana GPS 1048 a la 1407

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Anexo 4. Resultados obtenidos del CDDIS y el DGFI y sus dife rencias para la estación BOGT_41901M001 de la semana GPS 0945 a la 1407

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