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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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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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SLR
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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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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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