Geodesia+une

GEODESIA

TEMA: GEODESIACURSO: CARTOGRAFIA

Curso: CARTOGRAFIA

Presentación: Prof. Fredy Quispe Ch.

I. DEFINICION DE GEODESIA

TEMA: GEODESIA CURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA


TEMA: GEODESIACURSO: SISTEMA DE INFORMACION GEOGRAFICA

La Geodesia es una de las Ciencias más antiguas cultivada por el hombre. El objeto de laGeodesia es el estudio y determinación de la forma y dimensiones de la Tierra, de su campode gravedad, y sus variaciones temporales; constituye un apartado especialmente importantela determinación de posiciones de puntos de su superficie. Esta definición incluye laorientación de la Tierra en el espacio.

Etimológicamente la palabra Geodesia, del griego ghdaiw (divido la tierra),significa lamedida de las dimensiones de la Tierra, en su acepción moderna también engloba elestudiodel campo de gravedad.La Geodesiaes una cienciabásica,con unosfundamentosfisicomatemáticosy con unasLa Geodesiaes una cienciabásica,con unosfundamentosfisicomatemáticosy con unasaplicaciones prácticas en amplías ramas del saber, como en topografía, cartografía,fotogrametría, navegación e ingenierías de todo tipo sin olvidar su interéspara finesmilitares. Está íntimamente relacionada con la astronomía y la geofísica, apoyándosealternativamente unas Ciencias en otras en su desarrollo, en sus métodosy en laconsecución de sus fines.

La Geodesia suministra, con sus teorías y sus resultados de mediciones y cálculos, lareferencia geométrica para las demás geociencias como también para la geomáticalos Sistemas de Información Geográfica, el catastro, la planificación, la ingeniería,la construcción, el urbanismo, la navegación aérea, marítima y terrestre, entre otros e,inclusive, para aplicaciones militares y programas espaciales.

II. DIVISION DE LA GEODESIA



III. FORMA DE LA TIERRA




La forma real de la Tierra es irregular y enormemente compleja.Si se desea determinar o etiquetar la situación de cualquierobjeto se hace necesario utilizar un modelo de la forma de laTierra. Como todo modelo, se trata de una simplificación delobjeto real que va a ser útil para ser usado comobase del establecimiento de un sistemade referencia espacial.La primeracuestiónqueseplanteaenLa primeracuestiónqueseplanteaengeodesia es cuál es el mejor modelo dela Tierra, entendiendo como mejor el mássimple y el más útil para los objetivos de lageodesia. Una vez que este modelo se defina,su superficie puede ser usada para medir las formastopográficas.Las respuestas a la cuestión anterior se basan en dos conceptos:geoide y elipsoide.


A. El Geoide

Es una definición física de la forma de la Tierra.

La palabra geoidesignifica “forma de la Tierra” y fue introducida por Listing en elAño 1873.El geoide es la superficie equipotencial del campogravitatorio coincidente, de forma aproximada, con elnivel medio de los océanos. Dicha coincidencia no esexacta debido a factores como: corrientes marinas,vientos dominantes y variaciones de salinidad y de lavientos dominantes y variaciones de salinidad y de latemperatura del agua del mar, etc.El geoide tiene en cuenta las anomalías gravimétricas (debidas a la distribución de las masas continentales y la densidad de los componentes de la Tierra) y el achatamientodesigual de los polos, por el cual es una superficie irregular conprotuberancias y depresiones.Por tanto, y resumiendo, podemos concluir que el Geoide será el lugar geométrico delos puntos que se encuentran en equilibrio bajo la acción de las siguientes solicitaciones


� Fuerzas de atracción gravitatoria del resto de los puntos de la superficie del mismo.

� Fuerzas de atracción gravitatoria del resto de los astros del Sistema Solar.

� Fuerza centrifuga, debida al movimiento de rotación de la Tierra.

Gravímetro Lacoste-Romberg


Modelo tridimensional del geoide en el que se han amplificado sus ondulaciones para una mejor comprensión. Imagen obtenida con ER-Mapper 5.5


Representación del Geoide en la zona de Alaska. Fuente: United States National Geodetic Survey (NGS).


B. El Elipsoide

El geoide es una figura muy compleja para realizar cálculos y además el nivel medio delmar no es constante.Se usa una aproximación matemática mas realista que es un elipsoide de revolución. Esun volumen geométrico que proviene de una elipse que gira alrededor de su eje menor.

El elipsoide es el cuerpo geométrico que se aproxima en mayor medida a la forma real dela TIERRA.


• Semieje ecuatorial(a) o semieje mayor: longitud del semieje correspondiente al ecuador,desde el centro de masas de la Tierra hasta la superficie terrestre.

• Semieje polar(b) o semieje menor: longitud del semieje desde el centro de masas de la Tierrahasta uno de los polos. Alrededor de este eje se realiza la rotación de la elipse base.Es habitual describir matemáticamente a una elipse mediante la ecuación

• Factor de achatamiento ( f ): este factor representa que tan diferentes son los semiejes entre• Factor de achatamiento ( f ): este factor representa que tan diferentes son los semiejes entresi. Su expresión es:

Note que mientras mas cerca de cero se encuentre f, mas parecido a una esfera es elelipsoide. Por lo general el factor f es muy pequeño, por lo que se acostumbra proporcionar1/f. por la misma razón a veces y para cálculos simples, se utiliza una esfera en vez de unelipsoide.Una manera equivalente de indicar f es mediante la excentricidad de la elipse transversal:

Que es equivalente a


Los trabajos geodésicos llevados a cabo por los diferentes países han dado lugar a la definición de numerosos elipsoides de referencia, de forma que las medidas efectuadas por cada país están referidas al elipsoide elegido, lo que dificulta sobremanera la conexión de trabajos de ámbito internacional.


A continuación citaremos algunos elipsoides de referencia y sus parámetros mas importantes:


Elipsoide Local


C. Geoide y Elipsoide


La desigual distribución de la gravedad superficial y de lo local de las perturbaciones, causa que existen zonas de la Tierra por encima del geoide y por debajo de este:


Estas diferencias gravitatorias son causadas por la composición terrestre y la presencia de una gran masa de agua en los océanos, que causa una menor atracción, y hace que, por lo general, el geoide quede por encima del elipsoide en la zona continental y por debajo en la zona oceánica:


Si consideramos que estas diferencias en raras ocasiones llegan a los 105 metros yque la diferencia entre el radio ecuatorial y el radio polar es de 21 km, de 42 km, ensu diámetro, queda claro que en el conjunto, la no esfericidad terrestre existe entérminos generales, pero cuando se compara con el geoide, esta diferenciaya noaparece tan acentuada, y la tierra ya parece que es “mas redonda”, ya queúnicamente las irregularidades gravitatorias son mayores que la propia deformaciónradial de la tierra.Como es lógico, la tendencia desde entonces ha sido la de intentar establecer unacartografía uniforme, referida un mismo elipsoide.


D. Geoide, Elipsoide y Superficie Terrestre


Altura Elipsoidal (h)Representan la separación entre la superficie topográfica terrestre y la superficie del elipsoide, y se mide por la normal al elipsoide designándose con la letra h.

Altura Ortométrica (H)Esta es la altura que existe entre la superficie topográfica y el geoide siendo perpendicular a este ultimo se designa con la letra H. Por lo que será necesario conocer la gravedad verdadera entre el punto evaluado y entre el punto evaluado y el geoide.

Altura Geoidal ( N )N es la separación entre Geoide y elipsoide en ese punto, también llamada ondulación del Geoide. Debido a que el Geoide es una superficie compleja, el valor de N es variable según el lugar.


Mediante estas relaciones, es posible escribir programas que aproximen los valores del geoide. Un ejemplo de ello es el proporcionado por la NGA donde se relaciona el geoide con el elipsoide WGS-84. Puede obtenerse un valor de la altura geoidal para cualquier punto de la Tierra en la pagina del NGA.http://earth-info.nga.mil/GandG/wgs84/gravitymod/wgs84_180/intptW.html


Desviación de la Vertical

Se conoce como desviación de la vertical en un punto P del terreno, al ángulo que existe entre la vertical astronómica y la normal al elipsoide (vertical geodésica)

IV. SISTEMA DE REFERENCIA GEODESICOS




Se denominaSISTEMA DE REFERENCIA a un conjunto de parámetros cuyosvalores,una vez definidos, permiten la referenciación precisa de localizaciones en el espacio.A este conjunto de parámetros también se le suele llamar DATUM GEODÉSICO.Un sistema de referencia geodésico es un recurso matemático que permite asignarcoordenadas a puntos sobre la superficie terrestre.Son utilizados en geodesia, navegación, cartografía y sistemas globales de navegación por satélite para la correcta georreferenciación de elementos en la superficie terrestre. Estos

Definición

satélite para la correcta georreferenciación de elementos en la superficie terrestre. Estos sistemas son necesarios dado que la tierra no es una esfera perfecta.

Deben distinguirse los llamados sistemas locales que utilizan para su definición unelipsoide determinado y un punto datum y los sistemas globales cuyos parámetros estándados por una terna rectangular (X, Y, Z) cuyo origen se encuentra en el geocentro delplaneta. Para definir las coordenadas geodésicas (latitud, longitud y altura) cuentan conun elipsoide de revolución asociado. Esta es una definición rigurosa pero abstracta, puestanto el centro como los ejes son inaccesibles en la práctica.

Los sistemas de referencia geodésicos definen la forma y dimensión de la Tierra, así comoel origen y orientación de los sistemas de coordenadas.


Sistema de Referencia Local o Datum

En los sistemas más clásicos, en los que el Datum tiene por objetivo el desarrollo dela cartografía de una zona concreta, hablamos de Sistemas de Referencia Locales, yse definen teniendo en cuenta el "Punto Astronómico Fundamental", determinadomediante observaciones astronómicas, en el cual la superficie del elipsoide y delgeoide suelen coincidir. Se trata, no de un origen de coordenadas, sino de un puntode partida desde el cual se calcula el resto de puntos cuando se trabaja en ese Datum.


Datum PSAD 56

El Datum ProvisionalSudamericano 1956 (PSAD 56) esde carácter local y esta referido alelipsoide de 1924 y tiene comotangente a La Canoa, ubicado en elpueblo de La Canoa a 8° 36' 3" N,63° 52' 18" W en el estado de63° 52' 18" W en el estado deAnzoátegui, Venezuela.presenta ajuste de transformacióncalculados con Molodensky .

Los datum más comunes en las diferentes zonas geográficas son los siguientes:- América del Norte: NAD27, NAD83 y WGS84- Brasil: SAD 69/IBGE- Sudamérica: PSAD 56 y WGS84- España: ED50, desde el 2007 el ETRS89 en toda Europa.


Sistema de Referencia MundialDe forma más reciente se handesarrollado Sistemas de ReferenciaGeocéntricos, de carácter global porqueson definidos para su aplicación en todoel planeta, y que no tienen PuntoAstronómico Fundamental, sino que suposición respecto al geoide se define porla orientación de sus ejes cartesianos y suorigenenel centrodemasasdelplaneta.origenenel centrodemasasdelplaneta.Desde el lanzamiento de los primerossatélites artificiales para los primitivossistemas de navegación yposicionamiento (TRANSIT, LORAN,etc.) hasta llegar a los Sistemas deNavegación por Satélite (GNSS), comoel GPS, el GLONASS y el futuroGalileo, han ido desarrollándose losmodernos sistemas de referenciageodésicos globales, que permiten altaprecisión y homogeneidad para elposicionamiento y la navegación.


WGS-84, WORLD GEODETIC SYSTEM 1984

El sistema de referencia WGS84 es un sistema global geocéntrico, definido por los parámetros:�� Origen: Centro de masa de la Tierra�� Sistemas de ejes coordenados:

Eje Z: dirección del polo de referencia del IERS _ The International EarthRotation Service

Eje X: intersección del meridiano origen definido en 1984 por el BIH y elplano del Ecuador (incertidumbre de 0.005”).plano del Ecuador (incertidumbre de 0.005”).

Eje Y: eje perpendicular a los dos anteriores y coincidentes en el origen.�� Elipsoide WGS84: elipsoide de revolución definido por los parámetros:

semieje mayor (a) = 6 378 137 msemieje menor (b) = 6 356 752 mConstante de Gravitación Terrestre:GM = (3986004.418 ± 0.008) x 108 m3 / s2

�� Velocidad angular: W= 7292115 . 10-11 rad/s�� Coeficiente de forma dinámica: J2= -484,166 85 x 10-6


El Sistema Global deNavegación por SatéliteGPS(Global PositioningSystem) que permitedeterminar en todo elmundo la posición de unobjeto, una persona, unvehículo o una nave, conuna precisión hasta deuna precisión hasta decentímetros, basa sufuncionalidad en elSistema de ReferenciaWGS84.

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