(GF2015A-EW)

Ciencia

Ingeniera

Observaciones bsicas y avanzadas para una interpretacin integral del Sistema Tierra. Forma parte de las Ciencias de la Tierra (en conjunto con Geofsica, Geologa, Geomorfologa, Geoinformtica, etc.) - Geodesy -

Observaciones y su mapeo (incluyendo el fondo del mar). Topografa. Posicionamiento. Navegacin. Geoinfomtica. Geomtica. - Surveying -

GEODESIA (griego: dividir la tierra)

"Geodesy is the discipline that deals with the measurement and

representation of the earth, including its gravity field, in a three-dimensional time varying space." (Vanicek, 2001)

Geodesia Fsica Reflexiones Clsicas: Direccin de la vertical del lugar (plomada). Nivelacin astro-geodsica. Gravedad. Determinacin del geoide [local; m al dm, cm]. Influencia en alturas [dm a mm].

Geodesia Fsica Reflexiones Modernas: Alturas GPS. GPS- nivelacin. Gravedad relativa y absoluta. Modelos Geopotenciales / Modelos del Terreno. Combinaciones. Determinacin del geoide [global; resolucin espacial; exactitud dm, cm al mm]. Influencia en alturas [cm a mm]. Era satelital del CGT: CHAMP, GRACE, GOCE

(GF2014A-EW)

PresenterPresentation NotesGeodesia Fsica

GF_A2006/EW

(Torge, 2001)

La direccin principal de orientacin para instrumentos geodsicos es la vertical del lugar o plomada (PLUMB LINE) con la normal n como vector tangente en P y el vector de la gravedad g con direccin opuesta a ella.

ASTRONOMIA

GRAVIMETRIA

GEODESIA Y EL CAMPO GRAVITATORIO TERRESTRE

gg;sen

sencoscoscos

ggn

=

==

Datum y Proyecciones (SIRGAS_REGVEN) (La Canoa Hayford)

(Geogrfico) (UTM)

Estadstica: Promedio, RMS, Varianza, Distribuciones (Gauss)

Fsica de la Tierra. Aceleracin Gravitatoria

Series (Taylor; Legendre; Ortogonales) Mnimos Cuadrados

Mediciones Geodsicas Satelitales y Convencionales

Geodesia Fsica

Transformacin de Coordenadas (XYZ) (h) (r)

PRE!

Modelos; Bases de Datos Computacin

Ecuaciones Diferenciales e Integrales

Modelos como Aproximacin a la Realidad Fsica

La medicin directa de la gravedad en una estacin observa la suma de todas las influencias del CGT en ste mismo punto .

Un modelo global de gravedad terrestre (EGM, earth gravity model) representa las caractersticas fundamentales del CGT. Desarrollados en trminos de series convergentes, actualmente, existen modelos hbridos con una resolucin espacial entre 110 km (1) a 10 km (5). El EGM muestra las tendencias globales de la gravedad (el efecto global del CGT). Valores mas densos requieren la aplicacin de tcnicas de interpolacin, pero stos valores no necesariamente equivalen el valor real existente de la gravedad (potencial e otros parmetros del CGT) en el punto o la zona.

(campo gravitatorio terrestre -> cgt o CGT)

(GF2015A-EW)

2011-GOCE_EGM: Carribean&Atlantic Geoid

(ESA, 2011) (GF2014A-EW)

Se denomina modelo digital del terreno (DTM, digital terrain model) a la estructura numrica de datos que representa la distribucin espacial de una variable cuantitativa y continua, como puede ser la temperatura, la presin atmosfrica, la cota, la altura, etc. En particular, cuando la variable a representar es la cota o altura del terreno se denomina Modelo Digital de Elevaciones.

Hoy en da, los modelos DTM cubren todos los continentes con una resolucin espacial de 3*3 (90m) hasta 1*1 (30m), y ) en la parte ocenica hay modelos batimtricos de 1*1(2km) a 30*30(1km). La influencia de la topografa es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre la masa y el punto. Su aporte puede considerarse como efecto local del CGT.

Ejemplo de elevaciones 3*3:

(GF2015A-EW)

Mucha estructura: Altura mxima: ups!

El vaco entre los efectos modelados (global + local) y la realidad

requiere observaciones directas del CGT en la superficie terrestre; hoy en da: gravimetra terrestre, gravimetra marina, gravimetra aerotransportada, combinacin GPS+Nivelacin, entre otros.

Podemos hablar de una descomposicin espectral de fenmenos del CGT: pueden distinguirse entre efectos de frecuencias bajas (longitudes de ondas largas de 10km -> 40000km; estructuras regionales geogrficas -> achatamiento terrestre) y efectos de frecuencias altas (longitudes de ondas cortas de 5km -> 0m; variaciones topogrficas).

(GF2015A-EW)

Modelos como Aproximacin a la Realidad Fsica

Variaciones globales de la gravedad 9.78.9.83m/s2 Achatamiento de la Tierra/Rotacin Terrestre 0.05m/s2

0.01m/s2 = 1 Gal -> 5000 mGal

Cadenas Montaosas/Fosas Marinas 0.005m/s2

Distribucin de masas internas 0.0005m/s2=50 mGal

Masas de reservorios grandes (cuencas hidrogrficas) 0.00005m/s2=5 mGal

Mediciones Gravimtricas (unidad de lectura) 0.00001m/s2=1 mGal

Mareas ocenicas y terrestres 0.000005m/s2=0,5 mGal

Efecto local de construcciones grandes 0.0000005 m/s2= 0,05 mGal = 50 Gal

Mediciones Gravimtricas (trabajo de campo de precisin) 0.0000002 m/s2=0,02 mGal=20 Gal

Mediciones Gravimtricas (equipos absolutos y de Laboratorio) 0.00000002m/s2=20 nm/s2

(ESA, 2006)

Geotectnica y

Procesos Geofsicos

Topografa y

Fondo del Mar

Procesos Atmosfricos y Oceanogrficos

Referencia de Alturas y

Geoide

CGT y

sus influencias en diferentes GEOCIENCIAS

Topografa y

Fondo del Mar Referencia de Alturas

y Geoide

CGT y

ALTURAS

Lago de Maracaibo: Compilacin de anomalas gravimtricas globales (1*1)

(Sandwell, Smith; JGR-Vol114, 2009; global_grav_1min_V18.1.kmz -Layer GoogleEarth

Herramientas computacionales: GoogleEarth

Data original, binario 749MByte

Extraccin Mar Caribe y Venezuela Listado Lat/Long/Anomala

Procesamiento: Malla de anomalas gravimtricas para el Mar Caribe y Venezuela [GMT] (Data: Sandwell, Smith, 2008; GF2014A-EW)

gmin max

Herramientas computacionales: GMT

Visualizacin de Anomalas Gravimtricas en Venezuela

(GF2012A-EW)

Herramientas computacionales: GlobalMapper

(http://www.bluemarblegeo.com )

Resolucin espacial: Superficies de referencia.

(NOAAs National Ocean Service, 2005) (GF2005-EW)

TIERRA

ESFERA

ELIPSOIDE

Dependencia radial Fcil manejo matemtico Discrepancia con observaciones dcimas de kilmetros miles de mgal

Dependencia en funcin de la latitud Fcil manejo matemtico () Discrepancia con observaciones | 10 Km | | 1000 mgal | Figura Normal para la Figura Terrestre Campo anmalo con pequeos efectos de perturbacin Variaciones bajo el criterio linealidad matemtica (Desarrollo en Series de Taylor)

Realidad fsica

(GF2011A-EW)

Resolucin espacial: Detalles observables.

Disco plano

Esfera Destruccin del imperio romano Edad media en Europa

Geocntrico / Heliocntrico

Elipsoide GeometraFsica

Geoide

Homer/Thales de Milet Pythagoras

Erastosthenes

N. Copernicus/J. Kepler/ G.Galilei

J.D.Cassini I.Newton Clairaut PS. Laplace/CF. Gauss/ AM. Legendre/JB. Listing

(GF2006B-EW)

Helmert:Observacin y mapeo de la superficie terrestre (Definicin de la Geodesia)

Gauss/Bessel//Everest/Hayford: Observaciones de arcos de grado; redes de control horizontal y vertical; elipsoides convencionales

H. Bruns: Geodesia 3D Pizetti/Somigliana: c.g.n de un elipsoide de revolucin

(GF2011B-EW)

Geometra + Campo Gravitatorio a, f M,

Soluciones nicas y completas para el Problema de Dirichet. Buena aproximacin para la tierra real. Relaciones superficiales en funcin de solamente dos coordenadas.

Molodenski: Superficie terrestre y c.g.t solamente por medio de observaciones en la superficie

Triangulacin por medio de las estrellas (Geodesia por Satlites) -> GPS Posicionamiento continuo (navegacin, plataformas en movimiento) ->

Sistemas de referencia estticas y cinemticas Movimiento del polo, rotacin terrestre, mareas, deformaciones

tectnicas -> Geodesia 4D CHAMP, GRACE, GOCE -> Gravimetra espacial; efectos del transporte de

masas atmosfricas y ocenicas

(GF2013B-EW)

GGOS (IAG2013) Constituyentes de un

Sistema de Monitoreo Geodsico Integral

News: 17-Mar-2009/30-Sept-2009/25-Nov-2010

GOCE delivering data for best gravity map ever Launched on 17 March 2009 from northern Russia.

Gravity is stronger closer to Earth, so GOCE was designed to orbit as low as possible while remaining stable as it flies through the fringes of our atmosphere.

Very little solar activity until 2010: So its current orbit of 255 km is a few kilometres lower than engineers had originally planned.

ESA's gravity mission granted18-month extension 4th International GOCE User Workshop (31Mar+1Apr2011)

(http://www.esa.int/esaLP) (GF2011B-EW)

Cambios frecuentes. Ms y ms resultados! AGU Fall Meeting, San Francisco, 3 - 7 December, 2012

EIGEN-6C2 Frste, EtAll.

(GF2013A-EW)

GOCE -RELOADED Status - May2014

(GF2014A-EW)

The development and deployment of a global precise geodetic infrastructure over the last several decades not only represents a scientific and technological tour de force, but has truly been a classical case of disruptive technology. We cannot imagine our society returning to the days of sextants, spirit levels, and star navigation. Instead, we can imagine autonomous vehicles moving safely at high speed within inches of other vehicles, as well as real-time images of inflating volcanoes or seismic waves rippling across continents. With clocks onboard satellites synchronized with Earthbound clocks to one part in a trillion, we will enable practical uses of general relativity for innumerable scientific and everyday purposes. Because we have yet to explore the applications of much higher spatial and temporal geodetic resolution, we can also expect new science to emerge from a healthy, stable, and well-maintained infrastructure. This reports recommendation for a new federal geodetic service is aimed at facilitating, and perhaps accelerating, such progress. Finally, if the history of similar services is any guide, it can be anticipated that a federal geodetic service would immediately feed into economic activity, provided that users can safely assume an implied long-term, stable operation in support of the geodetic infrastructure.

(2010 NAP12954:Precise Geodetic Infrastructure National Requirements for a Shared Resource) (GF2011B-EW)

Slide Number 1Slide Number 2Slide Number 3Slide Number 4Modelos como Aproximacin a la Realidad Fsica2011-GOCE_EGM: Carribean&Atlantic GeoidSlide Number 7Slide Number 8Slide Number 9Slide Number 10Slide Number 11Slide Number 12Slide Number 13Slide Number 14Slide Number 15Slide Number 16Slide Number 17Slide Number 18Slide Number 19Slide Number 20Slide Number 21Slide Number 22Resea Histrica hasta 1850Slide Number 24Slide Number 25ESA - Living Planet Programme - GOCESlide Number 27Slide Number 28Slide Number 29