Irene Cecilia Rodríguez
i Sistemas de referencia locales
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Sistemas de referencia locales
Definición, marcos de referencia y procesos de trabajo para medir en los sistema de referencia locales: ED50, SAD69, PSAD56, POSGAR94, NAD27, ATS77,Voirol75, Ain el Abd..
Los siguientes contenidos se basan en la aplicación del sistema de referencia ED50 en España, si bien, estos conceptos son aplicables para otros países que usen el mismo sistema o otros sistemas de referencia locales.
Contenido:
Sistema Geodésico de Referencia ED50 ►
Comprobación y aplicación de los modelos cuadrícula ►
Para comprender correctamente los siguientes contenidos, es preciso que haya consultado los apartados: | Sistemas de referencia ▲ |, | Sistema de referencia WGS84 ▲ | y | Sistemas de referencia globales. Uso local ▲ |
Sistema Geodésico de Referencia ED50
Hasta 2015 (al menos en los proyectos oficiales), el Sistema Geodésico de Referencia ED-50 estuvo en transición al Sistema Geodésico de Referencia ETRS89, por tanto es posible trabajar en ED-50, siendo recomendable, por simplificar procesos de trabajo con los GNSS y por homogeneidad en los proyectos, utilizar el ETRS89.
El Sistema Geodésico de Referencia ED-50 procede de una compensación de redes geodésicas que el Coast and Geodetic Survey de los EEUU realizó en la época de los 50 y fue adoptado para las series cartográficas oficiales, según Decreto 2303/1970, del 16 de julio para la Península y Baleares.
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Elipsoide y Datum ED50
El Sistema ED50 es un sistema geodésico local, definido por:
Todos los parámetros mostrados a continuación están implantados en las aplicaciones informáticas de los GNSS, no es necesario memorizarlos. No obstante, se describen a continuación para establecer las diferencias con los Sistemas Geodésicos de Referencia en España y estudiar cómo llegar a transformar las observaciones GNSS a estos sistemas.
● Elipsoide elipsoide de Hayford de 1909, que también se conoce como Internacional de 1924
○ Semieje ecuatorial: a= 6.378.388 metros.
○ Aplanamiento polar: α = ( a - b ) / a = 1/297.
● Datum:
○ Punto fundamental Postdam (Torre de Helmert) para la Península, donde es conocida la diferencia entre la normal al elipsoide y la normal al geoide.
○ Orientado con 7 acimutes de Laplace.
● Origen del sistema de coordenadas:
○ Latitudes referidas al Ecuador y consideradas positivas al Norte del mismo
○ Longitudes referidas al Meridiano de Greenwich y consideradas positivas al Este y negativas al Oeste de dicho Meridiano.
○ El eje X es la intersección del Meridiano de Greenwich y al plano del Ecuador.
○ El eje Y situado en este plano, constituye con X, Z un sistema coordenado rectangular.
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Marcos de referencia ED50
ROI. Red de Orden Inferior de la Red Geodésica España. Implantada, observada, calculada y mantenida por el IGN, está constituida aproximadamente por 11.000 vértices geodésicos con una distancia de entre 3 a 12 km, permitiendo su intervisibilidad para realizar observaciones angulares.
Están identificados por un número de 6 cifras (esta denominación se ha mantenido en los vértices REGENTE), las cuatro primeras corresponden al número de la hoja del Mapa Topográfico Nacional a escala 1/50.000 y las dos últimas es un número correlativo.
Imagen de www.ign.es
Por ejemplo el vértice 058137, corresponde a la hoja 581 y tiene el número 37 dentro de la hoja.
Las coordenadas fueron obtenidas por observaciones terrestres (observaciones angulares y algunas distancias base) en el Sistema Geodésico de Referencia ED-50.
A pesar que las observaciones se realizaron con la mejor metodología e instrumentación disponible, se obtuvieron en ED-50 una precisión nominal de 0,30 m, debido entre otras causas al tipo de observación (terrestre) y a la imposibilidad de ajustar antes de los años 80 todas las observaciones en un único bloque.
Puede parecer que esta precisión no es adecuada para afrontar los proyectos de ingeniería, aunque ha sido el Marco de Referencia de todos los proyectos y se sigue utilizando hasta que se realicen definitivamente en ETRS89, y es superior a lo necesario para realizar cartografía a 1/50.000 que era el objetivo principal e incluso el 1/25.000.
Aunque en el 2008 y 2010 se ha hecho un recálculo de las observaciones de los años 80, estos datos sólo se han utilizado para un nuevo cálculo en ETRS89, conservando en ED-50 las mismas coordenadas con sus errores para no perder el Marco de Referencia.
En las reseñas de los vértices ROI aparecen sus desviaciones estándar.
Imagen del cuadro de coordenadas es de www.ign.es
A escalas 1/25.000 o inferiores (mayor denominador), los errores de la ROI y su repercusión sobre los productos cartográficos son despreciables, obteniendo la siguiente representación de España:
Para representaciones a escalas 1/5.000 o mayores (denominador más pequeño), los errores de la ROI y su repercusión sobre los productos cartográficos no son despreciables. Exagerando los errores (obtenidos del modelo NTV2 explicado a continuación), se obtiene la siguiente representación de España:
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Medición en el sistema ED50
Como el Sistema Geodésico de Referencia ED-50 no es compatible con los sistemas WGS84 y ETRS89, es necesario aplicar una transformación a las observaciones GNSS para obtenerlas en ED-50. Se puede hacer utilizando una transformación Helmert 3D de 7 parámetros:
Helmert 3D: aplica 3 translaciones (T X , TY, TZ), 3 giros (gX, gY, gZ) y un factor de escala (e). El cálculo de estos parámetros se realiza comparando puntos de coordenadas conocidas en ambos sistemas (mínimo de 3 para obtener 7 incógnitas), (X,Y,X) del elipsoide WGS84, con las (X,Y,X) del elipsoide Internacional obtenidas al invertir la proyección UTM de las coordenadas ED50.
● Cambio entre los Sistemas Geodésicos de Referencia WGS84 <-> ED-50.
Como hemos visto en el apartado |Sistema de referencia WGS84|, cada vez que fijamos unas coordenadas WGS84 (por ejemplo con un POSAC), establecemos un Sistema Geodésico de Referencia diferente WGS84i, por tanto si pretendemos calcular los parámetros de transformación para obtener las observaciones en ED-50, nos tendríamos que apoyar por ejemplo en unos vértices de la ROI. Una vez observados éstos en WGS84i y conocidas por las reseñas del IGN las coordenadas (X,Y) ED50 UTM y las altitudes ortométricas, se calcularía una transformación Helmert 3D de 7 parámetros. Pero para los mismos vértices, si otro compañero realizara una nueva observación, establecería un nuevo sistema WGS842 y al compararlo con las mismas coordenadas ED50 UTM de los ROI obtendría otros (7 parámetros)2. Por tanto no existen unos únicos parámetros de transformación entre WGS84i y ED-50, al depender éstos de las WGS84i fijadas.
Además tenemos el problema de la precisión de las coordenadas en ED-50 de los ROI y de los productos cartográficos realizados a partir de éstos, cifrado en torno a 0,30 m.
Esto genera, que para una misma zona, dependiendo los vértices elegidos, al hacer la inversa de la proyección se obtengan elipsoides Internacional de Hayford en posiciones diferentes, o dicho de otro modo, los meridanos y los paralelos no se transforman en líneas curvas sobre una superficie curva.
Al realizar el cálculo de los parámetros de transformación entre los dos Sistemas Geodésicos de Referencia, para cada WGS84i y cada ED50j, se va a obtener una transformación Helmert 3D (7 parámetros)ij diferente.
Esto ha provocado que para un mismo trabajo, por ejemplo una traza, se hayan producido errores en los solapes perdiendo la continuidad de la traza, al estar dividida en tramos y en cada tramo, se calculen los parámetros con los vértices próximos y tomando vértices de los tramos continuos para solapar, puesto que se parte de coordenadas en ED50 con errores en torno a 0,30 m.
Existen varios parámetros de transformación genéricos (Iberia UTM, Spain-Portugal UTM, Spain NW UTM, etc.) publicados e incluso implementados en los sensores GNSS.Pero estos parámetros para observaciones realizadas por metodologías RTK o Estático, donde obtenemos las WGS84i con precisiones de 1 a 3 cm, no deberían utilizarse para la transformación de WGS84i a ED-50j y viceversa, puesto que los parámetros se deben ajustar para cada variable ‘i’ y ‘j’. Su objetivo, entre otros, es la transformación de las observaciones realizadas por metodologías de navegación o DGPS, dado que los errores que pueden transmitir estas transformaciones, son despreciables respecto a la precisión de las coordenadas WGS84 obtenidas, que tendrán unos errores de 0,5 a 5 m.
Una forma de eliminar una incógnita, es utilizar las coordenadas WGS84i = ETRS89.
● Cambio entre los sistemas Geodésicos de Referencia ETRS89 <-> ED-50
Al igualar las WGS84i = ETRS89, se elimina una variable, pero para cada ED50j, se va a obtener una transformación Helmert 3D (7 parámetros)j
Esto facilita los trabajos considerablemente, porque si realizamos un trabajo en ETRS89, al enlazarlo con un Marco de Referencia ETRF89 (REGENTE, ER-GPS o ROI), no necesitamos observar el resto de los vértices para hacer la transformación, puesto que el IGN ya nos facilita los pares de coordenadas en ETRS89 y ED-50 de los vértices que rodean la zona de trabajo, pudiendo calcular los (7 parámetros)j incluso antes de hacer la observación.
Sin embargo, se plantea el problema de cómo transformar los productos cartográficos que están en ED-50 a ETRS89 sin calcular parámetros de transformación por zonas, con los problemas de solape que generaría en series cartográficas continuas.
● Modelos de transformación NTV2 Y R2009V9
En la siguiente exposición, nos basaremos en el primer modelo de transformación NTV2, explicando posteriormente las diferencias con el nuevo modelo R2009V9.
Al no existir 7 parámetros únicos entre ETRS89 y ED50j, el IGN después de investigar diferentes patentes de cálculo, generó el modelo de transformación NTV2 (algoritmo MCS Grip) o modelo de transformación de superficies de mínima cobertura más 7 parámetros, obtenido a partir de la comparación de los pares de coordenadas en ETRS89 y ED50 de los vértices REGENTE.
El siguiente gráfico representa la variación de los 7 parámetros entre ETRS89 y ED50j, de forma que si fueran únicos el gráfico sería plano. Las zonas de mayor deformación se concentran en Galicia, valle del Guadalquivir, zonas fronterizas, zonas costeras, etc.
Imagen de TOPCART REVISTA DEL COLEGIO OFICIAL DE INGENIEROS TECNICOS EN TOPOGRAFÍA. VOL XXII Nº 130 SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2005. ARTÍCULO ‘El cambio de datum ED50 – ETRS89: Métodos y resultados
El modelo de transformación NTV2 tiene el objetivo de transformar grandes volúmenes de cartografía, ortofotos, etc., ya que es posible cargarlo en diversos programas de SIG, en los instrumentos y en las aplicaciones de los GNSS.
Está pensado para aplicarlo a escalas 1/5000 o menores (denominador mayor), puesto que la bondad de la transformación (en las zonas de test) es de 10 a 15 cm al 95%.
Pincha sobre el icono para descargar una presentación de cómo se creó el NTV2. VIII Congreso Nacional de Topografía y Cartografía TOPCART 2004.
Comparando las coordenadas ETRS89 de los ROI calculadas en 2008, con las obtenidas al aplicar a las coordenadas ED-50 el modelo de interpolación NTV2, arroja que el 80% tiene una discrepancia inferior a 10 cm, con un valor medio de 8 cm en planimetría. En el gráfico, se muestran el número de vértices por intervalo de error obtenido en esta comprobación.
Como se muestra el siguiente esquema, el modelo NTV2 aplica una distorsión a los meridianos y a los paralelos, para quitar la deformación de la ROI.
Atendiendo a lo anterior, se pueden conseguir coordenadas ED50 a partir de una observación GNSS:
● Obteniendo los parámetros de transformación entre las WGS84i o ETRS89 y las ED50 a partir de puntos comunes
● O aplicando a las coordenadas ETRS89 los modelos NTv2 o R2009v9.
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Comprobación y aplicación de los modelos cuadrícula
Las diferencias entre el Modelo NTV2 y el nuevo Modelo R2009V9 se producen por el número de puntos comunes utilizados para obtener los modelos:
● El Modelo NTV2 fue calculado a partir de comparar las coordenadas ETRS89 y ED50 de los vértices REGENTE, es decir a partir de la comparación de puntos separados en torno a 20 o 25 km. Por tanto este modelo aplica deformaciones de entorno 30 cm por las ED50 cada 20 o 25 km.
● El Modelo R2009V9 fue calculado a partir de comparar las coordenadas ETRS89 y ED50 de todos los vértices ROI, es decir, a partir de la comparación de puntos separados en torno de 3 a 5 km. Por tanto este modelo cada 3 o 12 km aplica deformaciones entorno a 30 cm por las ED50 más unos 15 cm de la incertidumbre del cálculo de las ETRS89.
Aplicar el Modelo NTV2 o el Modelo R2009V9 a partir de una observación GNSS en ETR89, arroja coordenadas ED50 diferentes. No obstante, se pueden considerar admisibles para dar coordenadas ED50 en los proyectos.
En función de la tipología de la obra será preciso realizar un estudio de la repercusión que puede ocasionar el uso de estos modelos, en especial en la transformación de los proyectos de ED50 a ETRS89 que son de uso generalizado actualmente.
Por ejemplo en una obra lineal en Albacete, de unos 30 km y una vez obtenidas las observaciones GPS ajustadas en ETRS89, al aplicar los modelos de transformación se han obtenido las siguientes diferencias en las coordenadas ED50 UTM30:
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Contenidos del vídeo: Comparación de coordenadas locales en ALBACETE; Registro del proyecto; Explicación de los sistemas de coordenadas 3D; Aplicación y copia a la plantilla de las coordenadas ETRS89, NTv2, R2009v9 y SC 3D; Cálculo 1 Paso; Análisis de las diferencias.
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i Sistemas de referencia globales. Uso local
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Sistemas de referencia globales. Uso local
Definición, marcos de referencia y procesos de trabajo para medir de modo local en los sistema de referencia globales: ETRS89, REGCAN95, WGS84, SIRGAS2000, MAGNA-SIRGAS, REGVEN, POSGAR98, POSGAR2007..
Los siguientes contenidos se basan en la aplicación del sistema de referencia ETRS89 en España, si bien, estos conceptos son aplicables para otros países que usen el mismo sistema o otros sistemas de referencia globales.
Contenido:
Sistema Geodésico de Referencia ETRS89 ►
Medición en el sistema ETRS89 ►
Sistema Geodésico de Referencia ETRS89
El Sistema Geodésico de Referencia ETRS89 se creó con la intención de tener un único sistema para toda Europa.
Procede del ITRS Sistema de Referencia Terrestre Internacional. El ITRS se desvía de la placa Euroasiática aproximadamente 3 cm/año.
Es el sistema preciso y estándar de coordenadas GPS para toda Europa, siendo el responsable de su mantenimiento EUREF (European Reference Frame), subcomisión de la IAG. EUREF adoptó en el congreso de Berna de marzo de 1992 el uso del Elipsoide GRS80.
Para mantener ETRS89, EUREF creó una red propia de Estaciones Permanentes GNSS denominada EPN (European Permanent Network).
En España, entró en vigor el 30 de agosto de 2007 por Real decreto 1071/2007, estableciéndose un periodo de transición desde el sistema ED-50 vigente hasta entonces, según los siguientes parámetros:
Pincha sobre el icono para descargar el Real decreto del sistema ETRS89.
● Desde el 1 de enero de 2012 no se puede seguir produciendo información cartografía en ED-50 (Cartografía vectorial, Cartografía ráster georeferenciada, Ortofotos, SIG, etc.).
● A partir del 2015 está prohibido utilizar información cartográfica en ED-50 en los productos cartográficos oficiales.
Si bien la ley es aplicable a la información cartográfica oficial, es recomendable su aplicación en los trabajos privados. Existen diferentes parámetros para transformar la información cartográfica, incluso de fácil aplicación con las aplicaciones informáticas actuales, pero se presenta el problema de los documentos que están en formato papel cuya transformación supone un alto coste. Esto va a generar que muchas administraciones con presupuestos más reducidos, tarden en implantar para su información cartográfica el nuevo sistema ETRS89.
Canarias utiliza el REGCAN 95, por encontrarse en otra placa oceánica. La metodología de observación es similar en ambos sistemas de referencia.
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Elipsoide y Datum ETRS89
El Sistema ETRS89 es un sistema geodésico global, definido por:
Todos los parámetros mostrados a continuación están implantados en las aplicaciones informáticas de los GNSS, por lo tanto no es necesario memorizarlos. No obstante se describen a continuación para poder establecer las diferencias con los Sistemas Geodésicos de Referencia establecidos en España y estudiar cómo llegar a transformar las observaciones GNSS a estos sistemas.
● Elipsoide GRS80 (REGCAN95 utiliza el elipsoide WGS84)
○ Semieje ecuatorial: a= 6.378.137 metros.
○ Aplanamiento polar: α =(a - b) / a = 1/298.25722.
● Datum:
Este sistema de referencia global es solidario al movimiento de la placa tectónica Euroasiática, cuantificando estos parámetros su movimiento respecto al sistema ITRS (Sistema de Referencia Terrestre Internacional).
○ Semieje mayor del elipsoide a = 6.378.137 metros.
○ Constante de gravitación (GM) u = 3.986.005*108m3/s2.
○ Coeficiente de forma dinámica (J2).
○ Velocidad angular de la Tierra w = 7.292.115*10-11rd/s.
● Origen del sistema de coordenadas (igual para REGCAN95 pero con el elipsoide WGS84):
○ Latitudes referidas al Ecuador y consideradas positivas al Norte del mismo
○ Longitudes referidas al Meridiano de Greenwich y consideradas positivas al Este y negativas al Oeste de dicho Meridiano.
○ El eje Z, es el eje de revolución del elipsoide.
○ El eje X es la intersección del Meridiano de Greenwich y al plano del Ecuador.
○ El eje Y situado en este plano, constituye con X, Z un sistema coordenado rectangular.
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Marcos de referencia ETRF89
Hasta la implantación del sistema ETRS89, en España han habido diferentes Marcos de Referencia con el objetivo común de ser sistemas compatibles con el sistema WGS84, entre otros Red IBERIA95, Red BALEAR98 y REGENTE2000. Éste último dotó de coordenadas WGS84i a algunos vértices de la ROI.
Bajo las siglas del Marco de Referencia ETRF89 (European Terrestrial Reference Frame 89) se engloban los siguientes Marcos de Referencia:
● Red REGENTE (Red Geodésica Nacional por Técnicas Espaciales)
Está constituida inicialmente por unos 1078 vértices ROI en la Península y Baleares o estaciones VLBI ó SLR. Al menos hay uno por cada hoja del Mapa Topográfico Nacional a escala 1/50.000, lo cual supone una distancia media entre vértices de 20 a 25 km. Se están realizando continuas campañas de observación por parte de las delegaciones del IGN en las comunidades autónomas, que van convirtiendo más vértices ROI en REGENTE.
Imagen de www.ign.es
Red REGENTE en la Península y Baleares. Sistema Geodésico de Referencia ETRS89.
Imagen de www.ign.es
Red REGENTE en Canarias. Sistema Geodésico de Referencia REGCAN95.
En Canarias, el proyecto REGENTE está constituido por 72 vértices repartido entre las siete islas y son el Marco de Referencia del sistema Geodésico de Referencia REGCAN95.
Los vértices REGENTE cumplían inicialmente las siguientes características:
■ Estar dotados de Centrado Forzoso
■ Ser accesibles. Ya no es necesario que esté en el lugar más elevado, puesto que con los GNSS no son necesarias las visuales largas.
■ Libres de interferencias radioeléctricas que puedan empeorar la señal GNSS o la radio de los receptores.
■ Con el horizonte despejado para evitar Multipath.
Éstos vértices fueron observados por técnicas espaciales o GNSS, dotándolos inicialmente de unas coordenadas (l, j, h) WGS84i denominadas REGENTE2000. Posteriormente fueron convertidas tras la aprobación del real decreto, en coordenadas del Sistema Geodésico de Referencia ETRS89. Cuando se consulte una reseña de un vértice REGENTE, hay que cerciorarse de utilizar las del sistema ETRS89 y no las WGS84, existiendo entre ambos una distancia media elipsoidal 2,5 cm.
Precisión en (l, j, h) ETRS89:
■ Absoluta < 5 cm entre todos los vértices
■ Relativa respecto a los vértices próximos en torno a 1 – 2 cm.
Inicialmente estaban dotados de altitud ortométrica más de un 10% de los vértices, con precisión subcentimétrica a través del correspondiente enlace con la Red de Nivelación de Alta Precisión. Recientemente se ha terminado una nueva campaña de observación de la red de Nivelación de Alta Precisión, dotando de altitud ortométricas más precisas a más vértices, además se ha realizado un nuevo cálculo de todas las observaciones trigonométricas de los años 80, mejorando la precisión de las altitudes.
Cuando nos descargamos las reseña de un vértice, hay que tener en cuenta:
● Red ROI (Red de Orden Inferior de la Red Geodésica Española)
Implantada, observada, calculada y mantenida por el IGN, está constituida aproximadamente por 11.000 vértices geodésicos con una distancia entre ellos de 3 a 12 km, permitiendo la visibilidad entre ellos para realizar observaciones angulares.
Están identificados por un número de 6 cifras (esta denominación se ha mantenido en los REGENTE), las cuatro primeras corresponden al número de la hoja del Mapa Topográfico Nacional a escala 1/50.000 y las dos últimas es un número correlativo.
Por ejemplo el vértice 058137, corresponde a la hoja 581 y tiene el número 37 dentro de la hoja
Las coordenadas fueron obtenidas por observaciones terrestres (observaciones angulares y algunas distancias base) en el Sistema Geodésico de Referencia ED-50.
A pesar que las observaciones se realizaron con la mejor metodología e instrumentación disponible, se obtuvieron en ED-50 una precisión nominal de 0,30 m, provocado entre otras causas por el tipo de observación (terrestre) y la imposibilidad de ajustar antes de los años 80, todas las observaciones en un único bloque.
Esta precisión puede parecer que no es adecuada para afrontar los proyectos de ingeniería, aunque fue el Marco de Referencia de los todos los proyectos y se sigue utilizando hasta que se realicen definitivamente en ETRS89, pero es superior a lo necesario para realizar la cartografía a 1/50.000 que era el objetivo principal e incluso el 1/25.000.
En 2008, el IGN realizó un cálculo de los ROI en ETRS89 a partir del costreñimiento de las coordenadas (coordenadas fijas en el ajuste) en ETRS89 de los vértices REGENTE y con las observaciones angulares de los años 80, revisadas y promediadas nuevamente.
En 2010, una vez terminada la campaña de Nivelación de alta precisión, se realizó un nuevo cálculo en ETRS89, sobre todo para mejorar la altitud elipsoidal, teniendo en cuenta entre otros factores la desviación de la vertical y la detección de nuevos errores en las observaciones anteriores a los años 80, como la altura de mira en el vértice visado, pudiendo ser de hasta 1,20 m.
En el ajuste se obtuvieron los siguientes resultados:
■ Planimetría. Una desviaciones estándar de valor promedio de 3,7 cm y un promedio del semieje mayor de las elipses de error (95% confianza) de 9.7 cm. En gráfico representa la desviación estándar obtenida en el cálculo:
Imagen de Ajuste de ROI en ortometricas.pdf de ftp.ign.es. Centro de Observaciones Geodésicas. Subdir. Gral de Astronomía, Geodesia y Geofísica. Instituto Geográfico Nacional
Los vértices con precisión por debajo de los 3 cm, corresponden en su mayoría a los observados por técnicas GNSS, es decir los de la red REGENTE y los ROI de algunas comunidades autónomas que han sido observado con GNSS.
■ Altimetría (altitudes elipsoidales sobre el elipsoide GRS80). La elipse (o vector) de error vertical (95% confianza) promedio es de 8.8 cm (en el cálculo del 2008 fue de 19.4 cm). El 81% de los vértices tienen una elipse de error menor que 10 cm. En gráfico representa la desviación estándar obtenida en el cálculo:
Imagen de Ajuste de ROI en ortometricas.pdf de ftp.ign.es. Centro de Observaciones Geodésicas. Subdir. Gral de Astronomía, Geodesia y Geofísica. Instituto Geográfico Nacional
Igual que el caso de la planimetría, los vértices con errores por debajo de los 0,05 m, corresponden en su mayoría a la Red REGENTE y a los observados por técnicas GNSS.
Cuando nos descargamos la reseña de un vértice, si es un vértice ROI aparecen las desviaciones estándar.
Imagen del cuadro de coordenadas es de www.ign.es
● Redes de estaciones de referencia permanentes GPS
Son grupos de antenas GPS de referencia (FIJOS), que por su distribución geográfica permiten que el usuario del GNSS trabaje en Estático o en Cinemático con coordenadas WGS84i en:
■ ETRS89, son un marco de referencia activo del Sistema Geodésico de Referencia.
■ o REGENTE2000, considerando la diferencia media 2,5 cm con las ETRS89 inicialmente despreciable, se puede considerar también como Marco de Referencia ETRS89.
Las redes podrían clasificarse en:
■ Oficiales. Europeas, IGN, Comunidades autónomas, etc.
■ Privadas. Red Iberef-GPS (Leica Geosystems), Red TOPCON (InlandGeo), TRIMBLE (TRIMBLE VRS Now Madrid), empresas de topografía o distribuidoras como la red de ISTOP, etc.
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Medición en el sistema ETRS89
Al ser el sistema ETRS89 un sistema compatible con el GPS, ¿cómo tenemos que observar en ETRS89?
Contenidos del vídeo: Sistema de referencia ETRS89 en mediciones GPS; Simulación Levantamiento de una parcela; Página del IGN. Vértices; Búsqueda de vértices gráfica o por propiedades o metadatos; Selección vértice Regente; Reseña; Vértice ROI más cercano; Estacionamiento sobre el vértice; Montaje con Basada; Nombre proyecto, con coordenadas WGS84; Receptor obtiene WGS84; Introducción de las coordenadas ETRS89 en el FIJO con WGS84; Altura del aparato en la base del pilar; Coordenadas REGCAN95; WGS84i=GRS80 -> WGS84i = ETRS89; Móvil obtiene WGS84i=ETRS89 precisas respecto al fijo; Estación de referencia. Iberef; Guía de conexión. IP y Puerta; Móvil obtiene WGS84i=ETRS89 precisas respecto a la Estación de Referencia.
El video muestra cómo obtener las coordenadas (l, j, h) ETRS89 en RTK, siendo los procesos en Estático similares. Solo hay que fijar las coordenadas (l, j, h) WGS84 i como (l, j, h) ETRS89 de los vértices estacionados o de las Estaciones de Referencia, antes del cálculo de las líneas base en postproceso.
Aunque las aplicaciones informáticas actuales permiten trabajar y representar las coordenadas (l, j, h) ETRS89, la representación plana sigue siendo la más habitual, existiendo el problema de pasar las coordenadas elipsoidales (sobre un elipsoide) a un soporte plano “el problema de envolver la pelota con un papel sin crear arrugas”. Para obtener las coordenadas Este y Norte o (X, Y) a partir las coordenadas (l, j, h) ETRS89, es preciso utilizar una proyección cartográfica, por ejemplo la UTM.
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i Sistema de referencia WGS84
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Sistema de referencia WGS84
Definición y uso del sistema de referencia WGS84 con GPS.
Es el Sistema Geodésico de Referencia respecto al que se conoce la trayectoria de los satélites de la constelación GPS. Cómo calculamos la posición en nuestro receptor respecto a éstos, las coordenadas obtenidas con el GPS están en el Sistema Geodésico de Referencia WGS84.
Los procesos de trabajo para medir de modo local en WGS84 en los paises que esté definido como sistema geodésico de referencia oficial, está definido en el apartado | Itinerario | I. Representando la realidad | 3. Situando las cosas en su sitio | Sistemas de referencia globales Uso local ► |
Contenido:
Medición en el sistema WGS84 ►
Elipsoide y Datum
Es un sistema geodésico global, definido por:
Todos los parámetros mostrados a continuación están implantados en las aplicaciones informáticas de los GNSS, por lo tanto no es necesario memorizarlos. No obstante se describen a continuación para poder establecer las diferencias con otros Sistemas Geodésicos de Referencia establecidos en los paises o de modo local y poder estudiar cómo llegar a transformar las observaciones GNSS a estos sistemas.
● Elipsoide WGS84:
Aunque recibe el mismo nombre que el sistema geodésico de referencia, son elementos diferentes.
○ Semieje ecuatorial: a= 6.378.137 metros.
○ Aplanamiento polar: α =(a - b) / a = 1/298.257223563.
● Datum:
Son parámetros dinámicos por ser sistema geodésico de referencia global, es decir que se conoce su movimiento solidario a una placa tectónica respecto al sistema ITRS Sistema de Referencia Terrestre Internacional (IERS).
○ Semieje mayor del elipsoide a = 6.378.137 metros.
○ Constante de gravitación (GM) u = 3.986.005*108m3/s2.
○ Coeficiente de forma dinámica (J2).
○ Velocidad angular de la Tierra w = 7.292.115*10-11rd/s.
● Origen del sistema de coordenadas:
○ Sistema de referencia geocéntrico fijo con la Tierra y orientado positivamente (a derechas).
○ Origen es el centro de masas de la Tierra.
○ Eje Z, es la dirección del Polo Terrestre Convencional (CTP) en la época 1984,0 (El eje de rotación de la Tierra ‘Polo’ está afectado de diversos movimientos como el de precesión, nutación, etc., variando su posición en el tiempo, para el sistema WGS84 se estableció el correspondiente a la posición del Polo en la hora 00:00 del mes 1 del año 1984).
○ El eje X es la intersección del meridiano de referencia IERS (Meridiano del Sistema Geodésico de Referencia Terrestre Internacional, siendo éste diferente al de Greenwich utilizado por otros sistemas) y al plano perpendicular al eje OZ.
○ El eje Y situado en este plano, constituye con X, Z un sistema coordenado rectangular.
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Marcos de referencia
Son el segmento de Control del sistema GPS: Estaciones de Control y Estaciones Monitoras.
No es posible tener coordenadas fijas en el tiempo en el sistema Geodésico de Referencia WGS84 en cualquier punto de la superficie terrestre. Esto es debido a que la placa oceánica sobre la que estemos situados no tiene por qué ser la misma a la que esté ligado el sistema WGS84.
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Es necesario plantearse -Si no puedo medir desde puntos de coordenadas fijas en el sistema WGS84 en cualquier lugar al no disponer de un Marco de Referencia WGS84 accesible, ¿en qué Sistema Geodésico de Referencia estamos midiendo con el GPS?
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Medición en el sistema WGS84
Para dar respuesta a en qué Sistema Geodésico de Referencia estamos midiendo con el GPS, se demuestra en el siguiente vídeo:
Contenidos del vídeo: Sistema de referencia WGS84 en mediciones GPS; Posición con calidad de navegación; Varían en el tiempo por los errores; No se conoce dónde está el sistema de referencia; No es posible tener WGS84 para España.
Como se ha visto en el vídeo anterior, no es posible medir en el sistema WGS84 con precisión de una forma absoluta, además estas coordenadas tampoco serían estáticas en el tiempo debido al movimiento de las placas oceánicas, por tanto ¿en qué sistema de referencia con precisión centimétrica estamos realizando las mediciones con los sistemas GNSS?
● En una observación por el método de Estático
Contenidos del vídeo: Medición en estático en WGS84; Registro de coordenadas de navegación; Volcado en gabinete; Fijado de coordenadas WGS84i; Cálculo PP líneas Base con precisión centimétricas; Estacionar con las coordenadas conocidas; Coordenadas estables en el tiempo.
● En una observación por el método de Cinemático en Tiempo Real RTK
Contenidos del vídeo: Medición en RTK en WGS84; POSAC WGS84i; Móvil calcula en WGS84i; Estacionar con las coordenadas conocidas.
El establecimiento de un sistema WGS84i para la zona solo se realiza en las mediciones por el método de posicionamiento diferencia de fase (Estático o Cinemático). En las observaciones realizadas por navegación autónoma o posicionamiento diferencial corregido DGPS, las coordenadas obtenidas en las observaciones son en WGS84 absoluto, pero al ser obtenidas con una precisión de 0,5 a 5 metros según el método utilizado, son despreciables los errores relativos provocados por no ser el sistema WGS84 estable en la zona de medición.
Una vez obtenidas las coordenadas de los puntos observados en un sistema WGS84i, hay que realizar diferentes procesos de transformación para obtener las coordenadas LOCALES. Éstas pueden ser respecto a un Sistema Geodésico de Referencia Oficial, próximas a los sistemas referencia oficiales o particulares de una zona (por ejemplo Este=1000.00, Norte=2000.000, Altura=700.00).
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Trámites y gestiones oficiales
Búsqueda y trámites para la obtención de documentación en organismos oficiales: como archivos históricos, departamento de urbanismo, etc.
Muy pronto..
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