Técnicas_geodésicas_satelitales

8/18/2019 Técnicas_geodésicas_satelitales

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Sistemas y marcos dereferencia

Temas a tratar

• Necesidad• Conceptos• Definiciones• Realización de un marco• Transformaciones entre marcos• Vínculo entre marcos terrestres y celestes• Técnicas geodésicas• ITRS e ITRF

• Instituciones que realizan y mantienen los marcos – A nivel internacional – A nivel regional – A nivel nacional

• Señales geofísicas• Productos derivados

¿Por qué los necesitamos?

• Ubicar espacialmente lo que se mide u observa

• Posicionar objetos

• Navegar

• Replantear – Volver a un punto

– Recorrer otra vez un camino (o desandarlo)


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Posibles consecuencias del usoinconsistente de marcos de referencias

Sistema de referencia ideal

• Conjunto de definiciones

• Teórico

• No es accesible

Idealización

• Sistema cartesiano tridimensional

• Origen

• Ejes ortogonales

• Escala oi

jk

P

Z

Y

X


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3

Origen

Orientación

Escala


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Sistema de referencia convencional

• Conjunto de convenciones

• Constantes

• Algoritmos

Marco de referencia convencional

• Conjunto de objetos que poseencoordenadas

• Realiza el sistema de referencia ideal

P2(x2,y2,z2)

P3(x3,y3,z3)P1(x1,y1,z1)

x

z

y

sistema

m a r c o


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Vinculación entre marcos:marco celeste y marco terrestre

• Rotación

• Precesión

• Nutación

• Movimiento del polo

Traslación

Rotación


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Precesión

Nutación

Movimiento del polo


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Técnicas y instrumentos

• Interferometría de base larga (VLBI: Very LongBaseline Interferometry)• Mediciones láser

– Láser a la Luna (LLR: Lunar Laser Ranging) – Láser a satélite (SLR: Satellite Laser Ranging)

• GNSS – GPS: Global Positioning System – GLONASS, con poco futuro – GALILEO, en el futuro cercano

• DORIS• Otros: PRARE

Técnicas y instrumentos

DORIS

GNSS

LSRVLBI

Peter Apian’s Geographia 1533


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VLBI

gR e t a r d o

R a d i o

t e l e s c o p i o

1

R a d i o

t e l e s c o p

i o 2

Surperfice de la Tierra

L í n e a d e b a s e

D i r e

c c i ó n

a l q u a s

a r

F r e n t e

d e o n

d a

S

B


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9

SLR


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10

Tierra

Luna

L á s e

r

O b s e r

v a c i ó n

: t i e m

p o d e p r o p

a g a c i ó

nLLR

Tierra

S a t é

l i t e a

r t i f i c

i a l

O b s e r v a

c i ó n :

t i e m p

o d e p

r o p a g a

c i ó n

L á s e

r

SLR


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GPS

GLONASS

GALILEO

GNSS


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12

GPS

GPS 1

GPS 2

TIERRA


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DORIS

DORIS


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Sitios con técnicas colocadas


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(2)(16)(59)


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TIGO

Servicios

• International Earth Rotation andReference Systems Service (IERS, 1988)

• Intern. GNSS Service ( IGS, 1994)

• Intern. Laser Ranging Service (ILRS,1998)

• Intern. VLBI Service (IVS, 1999)• Intern. DORIS Service (IDS, 2003)

International Earth Rotation and

Reference Systems Service (IERS)• Materializar y mantener el Sistema de Referencia

Celeste Internacional (ICRS)• Materializar y mantener el Sistema de Referencia

Terrestre Internacional (ITRS)• Proveer los parámetros de rotación de la Tierra (EOP)• Interpretar los fenómenos geofísicos que producen

variaciones temporales y espaciales del ICRF, ITRF ylos EOP

• Definir las convenciones para los modelos y constantesa utilizar


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International Terrestrial ReferenceFrame (ITRF)

• Realización del ITRS

• Da coordenadas y velocidades a unconjunto de sitios ubicados sobre la Tierra

• Lo hace a partir de las técnicas geodésicasespaciales (VLBI, SLR, GPS, etc.)

• Los sitios con más de un instrumento sonmuy importantes

Densificación de marcos

ITRF

• Origen: centro de masa de la Tierra (SLR)

• Orientación: (VLBI)

• Escala: (VLBI y SLR)

• Supone que no existe rotación neta(tectónica)


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SIRGAS: Marco regional para América

• Sirgas empieza en octubre de 1993 en Asunción, Paraguay• UNO de sus objetivos es el de establecer un marco de

referencia para el continente• En mayo de 1995 se realiza la primera campaña de medición:

– 58 sitios principales y 9 excéntricos. – En 1997 se presentan los resultados

• En mayo de 2000 se realiza la segunda campaña demedición: – 184 sitios – Incluye los puntos del 95 para obtener velocidades – Ubica punto cerca de las fronteras – Participan países de Centro y Norte América – En febrero de 2003 se obtienen los resultados


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• Es uno de los proyectos más exitosos a nivel mundialdentro de la geodesia

• Empieza como: – SIstema de Referencia Geocéntrico para América del Sur

• Termina como: – SIstema de Referencia Geocéntrico para las AméricaS

Antes de SIRGAS cada país tenía un marco propioincompatible con el de su vecino (¿ahora?).

SÍSIRGAS ROU 98Uruguay

SÍSIRGAS 2000Brasil

¿¿¿???¿¿¿???Paraguay

SÍMARGEN: Marco deReferencia Geocéntrico Nacional

BoliviaSÍSIRGA-ChileChile

NOPOSGAR 94Argentina

Compatible conSIRGAS

MarcoPaís

La situación en Argentina


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POSGAR 94

• Se miden dos campañas entre 1993 y 1994• 127 sitios, separados aprox. 130 Km., con

cobertura homogénea

• Tiene como objetivo establecer el NUEVO marcode referencia argentino, compatible (mejor) que elinstrumental geodésico comercial

• Entre 1994 y 1995 se calcula la red geodésica enla FCAGLP con un programa comercial

• Se lo declara el nuevo marco oficial en 1997

POSGAR 98

• Se utilizan casi todas las observaciones dePOSGAR 94

• 136 sitios (111 comunes)

• Entre 1996 y 1998 se calcula la red geodésicaen la FCAGLP con un programa científico

• En 1999 se presentan los resultados dePOSGAR 98

• Nunca se lo declara marco oficial

¿POSGAR 94 o POSGAR 98?• La materialización de POSGAR 98 es 5 veces

mejor para la horizontal y 10 veces mejor para lavertical

• Las coordenadas POSGAR 98 tienen errores depocos centímetros y las de POSGAR 94 cerca de 1metro

• POSGAR 94 se basa en pocos puntos (maldistribuidos) para materializar WGS84

• POSGAR 98 se basa en SIRGAS para materializar ITRF 94

• El programa utilizado en POSGAR 98 modela demanera cuidadosa las efemérides, la troposfera, elcentro de fase de las antenas, etc.


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MPLA

LPGSMZAC IGM1

VBCA

RWSN

LHCL

CFAGUCOR

TUCU

UNSA

AUTF

CORDUNRO

RIOG

Infraestructura de una EP GPS• Punto de coordenadas conocidas.• Institución responsable.

• Receptor GPS geodésico

• Antena geodésica.

• PC- Almacena y administra datos.

• Sistema de alimentación de energía


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¿Dónde está el marco?

Punto BASE- EP GPS

Punto a georreferenciar

Señales geofísicas• Las observaciones son modificadas por

distintos fenómenos: – Movimiento del polo – Ionosfera – Troposfera – Mareas Terrestres – Carga oceánica – Carga atmosférica – Tectónica de placas – Levantamiento post glacial – Terremotos


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Transporte de masas


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Mediciones

Información sobre elsistema Tierra

Influencia/ModeladoObservaciónModelado

Técnicasgeodésicasespaciales

VLBISLR/LLR

GNSSDORIS

AltimetryInSAR

Misionesgravimétricas

TécnicasTerrestres

NivelaciónGravimetría

abs./rel.Mareógrafos

Geometría

Posición ymovimiento de los

sitios,cambio del nivel del

mar,deformación

Rotación de laTierra

Precesión

nutación,

movimiento del polo,

UT1, LOD

Gravimetría

Geocentro,campo de la

gravedad,

Variaciones

temporales

SistemaTierreste

Sol - Luna

(Planetas)

Atmósfera

Océano

Hidrosfera

Criosfera

Núcleo

Manto

Corteza

COMBIN ACIÓN

INTER ACC

IONES

Global Geodetic Observing System

GGOS


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Productos derivados

• Coordenadas y velocidades• Parámetros de rotación de la Tierra• Movimiento del geocentro

• Órbitas para los satélites• “Relojes” para los satélites• Mapas de contenido electrónico vertical• Retardos electrónicos instrumentales• Mapas de contenido de vapor de agua

Responder…

• ¿Cómo estaban definidos los marcosclásicos?

• ¿Cómo están definidos los marcosmodernos?

• Indique ventajas y desventajas de cada

uno.• Nombre dos ventajas y una desventaja decada una de estas técnicas: VLBI, SLR,GPS.

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