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Fecha del Congreso 1 1 1 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
La infraestructura
geodésica en España
José Antonio Sánchez Sobrino
Instituto Geográfico Nacional
Fecha del Congreso 2 2 2 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Contenido La red de estaciones permanentes GNSS (ERGNSS).
IBERIA95
REGENTE.
La Red de Orden Inferior (ROI).
La transición ED50 – ETRS89.
La Red Española de Nivelación de Alta Precisión (REDNAP).
El modelo de geoide EGM08-REDNAP.
Fecha del Congreso 3 3 3 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Geodesia: Ciencia que determina la forma y dimensiones de la Tierra y sus
componentes dinámicas.
Motivación: Con GNSS, nuevas exigencias de precisión en los Sistemas de
Referencia: imprecisión de WGS84 ITRFyy, ETRS89.
Jerarquía de Redes Geodésicas: (Work Group VIII CERCO)
- Clase A: Conjunto de puntos integrados en el ITRF con campos de velocidades:
ERGNSS (s < 1 cm en ITRS, independiente de la época de observación).
Introducción
- Clase B: Redes Continentales Fundamentales sin campos de velocidades:
IBERIA (s < 1 cm, solo en una época específica).
- Clase C: Redes apoyadas en Clase B o densificación de las mismas:
REGENTE (s = 5 cm).
Fecha del Congreso 4 4 4 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Integración de Datos Geodésicos globalmente: referencia común a todas las
redes geodésicas nacionales y densificaciones autonómicas.
Obtener coordenadas de precisión y campos de velocidad en una red de
Estaciones Permanentes GNSS.
Proporcionar a los usuarios de GNSS datos para aplicaciones cartográficas,
topográficas y posicionamiento (servidor FTP público de datos a 1 s).
ERGNSS: Objetivos del proyecto
Fecha del Congreso 5 5 5 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Proporcionar registros continuos de datos GNSS: Aplicaciones geodinámicas (SECEG Estrecho de Gibraltar, red de control del Teide, campo de
velocidades de la red ...)
Estudios de observación del nivel medio del mar
Estado de la ionosfera en tiempo real
Troposfera (contenido de vapor agua - INM)
Contribuir con IGS y EUREF a la formación de los Sistemas y Marcos de
Referencia (ITRFyy / ETRFyy) en España.
Red nacional RTK a través de Internet. Servicio público: Topografía
Cartografía, GIS y productos derivados (DGPS)
Agricultura de precisión
Otras aplicaciones
Fecha del Congreso 6 6 6 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Desde 1991 coordina una red mundial GNSS.
Actualmente, unas 250 estaciones en el mundo.
Objetivos y productos del IGS:
Marco de Referencia Terrestre Internacional (ITRF).
Estudio de la Geodinámica Terrestre.
Cálculo y distribución de efemérides precisas GNSS
Parámetros de rotación de la Tierra:
Movimiento del Polo (PM).
Velocidad del Polo (PMR).
Longitud del día (LOD).
Parámetros atmosféricos:
ZPD troposférico (ultrarrápido y final).
Malla de TEC ionosférico (ultrarrápido y final).
Organismos y redes internacionales
International GNSS Service (IGS) http://igscb.jpl.nasa.gov
Fecha del Congreso 7 7 7 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Subcomisión de la IAG responsable del mantenimiento de ETRS89 a través
de una red GNSS en Europa: EPN.
Actualmente unas 220 estaciones.
Más de 30 países integrados.
EUREF se organiza en:
– Centros Operacionales (OC)
– Centros Locales de Datos (LDC)
– Centros de Análisis Locales (LAC)
– Centro de Análisis Regional (RAC), BKG
– Centro Regional de Datos (RDC)
European Reference Frame (EUREF)
http://www.epncb.oma.be - http://www.euref-iag.net
Fecha del Congreso 8 8 8 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Instalación de una estación
permanente GNSS en el edificio del
mareógrafo del Puerto de Alicante en
1998.
Datos continuos desde abril de 1998.
Integrada en EUREF desde 1999 con
el código ALAC.
Red ERGNSS: desarrollo
1998: Alicante (ALAC)
Fecha del Congreso 9 9 9 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Instalada en 1999. Utiliza el Máser de Hidrógeno como frecuencia estándar.
Incorporación de medidas VLBI del radiotelescopio.
Integrada en el IGS en octubre 2000 (YEBE).
1999: Observatorio Astronómico de Yebes (YEBE)
Fecha del Congreso 10 10 10 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Enlazada con un radiotelescopio de 14 m integrado en CORE, IVS y en
los programas EUROP VLBI.
Construído un radiotelescopio VLBI de 40 m de radio.
Fecha del Congreso 11 11 11 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
ACOR VIGO
Fecha del Congreso 12 12 12 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Total, 27 estaciones (+ 7 SVV)
Fecha del Congreso 13 13 13 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
El IGN, Centro de Análisis de EUREF
Desde 2001, el IGN es Centro de Análisis de EUREF, procesando una
subred europea de unas 60 estaciones.
Bernese Proccessing Engine (BPE) 5.0, en Linux SuSe.
Fecha del Congreso 14 14 14 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Serie temporal EUREF de MALL (ETRS89)
Fecha del Congreso 15 15 15 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Otras actividades del AC
E-GVAP
IBERRED
SVV
http://egvap.dmi.dk/
Fecha del Congreso 16 16 16 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
IBE LAC Final week coordinate/snx results for gps week 1524 -----------------------------------------------------------
Total number of stations: 194 ---------------------------------------------------- Weekday Repeatability (mm) Station #Days 0123456 N E U
---------------------------------------------------- ACNS 19306M001 6 X XXXXX 1.41 0.71 4.35 ACOR 13434M001 6 X XXXXX 1.52 0.86 5.44 ACRE ACRE 7 XXXXXXX 1.29 0.71 3.30 AGRD 19307M001 7 XXXXXXX 1.40 0.61 3.62 AJAC 10077M005 5 X XXXX 2.75 1.77 4.25 AJAL 19308M001 7 XXXXXXX 1.68 0.61 3.77 ALAC 13433M001 6 X XXXXX 1.22 1.00 4.14 ALBA 13452M001 6 X XXXXX 1.24 1.20 5.01 ALCA ALCA 7 XXXXXXX 1.33 0.58 2.93
.. .. .. .. .. .. .. .. .. .. . .. . .. .
YEBE 13420M001 7 XXXXXXX 1.48 1.20 3.43 ZARA 13462M001 7 XXXXXXX 1.08 1.08 3.90 ZIMM 14001M004 7 XXXXXXX 2.66 2.80 6.12 ZMRA 19305M001 7 XXXXXXX 1.09 0.71 2.27 ZOUF 12763M001 7 XXXXXXX 1.14 1.90 6.04 ---------------------------------------------------- Total 1216 1.75 1.20 5.66 ----------------------------------------------------
~ 200 estaciones
Fecha del Congreso 17 17 17 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Series temporales proyecto IBERRED
Fecha del Congreso 18 18 18 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Servidor FTP público de datos GNSS
Disponibilidad pública de datos hasta a 1 seg de todas las estaciones.
Fecha del Congreso 19 19 19 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Proyecto EUREF-IP en la ERGNSS
Proyecto EUREF para distribución de corr. diferenciales a través de Internet.
NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol), protocolo para
la transmisión de datos GNSS vía http.
Transferencia datos brutos y correcciones dif. código y fase RTCM.
Ancho de banda requerido pequeño (5
Kb/s para RTK).
Generación de correcciones en la estación
y enviadas a un caster.
El usuario se conecta al servidor mediante
IP y recibe las correcciones, incorporándolas
a su receptor GNSS en formato RTCM.
Fecha del Congreso 20 20 20 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Existe un caster en el IGN: http://ergnss-ip.ign.es
NTRIP: 193.144.251.13 puertos 80 y 2101.
Formulario de registro en http://www.ign.es – Actividades – Geodesia.
Programa cliente en http://igs.bkg.bund.de/ntrip/download (GNSS Internet Radio).
Fecha del Congreso 21 21 21 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Fecha del Congreso 22 22 22 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Fecha del Congreso 23 23 23 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Correcciones
RTK
Soluciones
bidireccionales
Soluciones
unidireccionales
MAC FKP VRS I-MAX PRS
Tipos de correcciones RTK en redes GNSS
RTCM 59
Acrónimos y tecnología de casas comerciales
Futuro: desarrollo de WARTK ?
Fecha del Congreso 24 24 24 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Mensaje NMEA
(si VRS)
Correcciones RTCM
Fundamento de correcciones de red RTK
Centro de control
Estaciones GPS
Modelación de correcciones
Creación de correcciones para
posición VRS o FKP
Salida RTCM
Datos brutos GPS
Publicación RINEX
postproceso (FTP o web)
Creación de estación
virtual
QC
Fecha del Congreso 25 25 25 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Mayor redundancia en la red
Robustez de la Red RTK contra fallos de una única RS
Hardware
Comunicaciones
Mayor separación en distancia en la RED RTK que correcciones
desde cada estación
Modelado de correcciones en todo el área de la Red GPS
No existe restricción del tamaño de la Red GPS – regional,
nacional, internacional
Capaz de soporte múltiples usuarios y aplicaciones
La precisión en las correcciones no dependen de la distancia
Red GPS RTK vs. Estación simple
Fecha del Congreso 26 26 26 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
17 estaciones (+ 3 ITACYL)
Operativa verano 2008
RTK pago y DGPS gratuito
GNSS Smart (Geo++)
Colaboración con:
Puertos de Galicia
Xunta de Galicia (SITGA)
Ayuntamientos
ITACYL
IGN
Fecha del Congreso 27 27 27 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
RIbadeo
Cariño Coruña
Palas de Rei
Fecha del Congreso 28 28 28 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Clase B: IBERIA95 y BALEAR98
Observación:
Desde 8 hasta 12 de mayo de 1995
5 días, 12 horas cada día.
Registros 30s; máscara 15º
Receptores: Trimble 4000 SSE y SSI
Antenas: 4000 ST L1/L2 GEOD TR
GEOD L1/L2
Diseño de la Red:
Número de estaciones: 39
Españolas: 27
Portuguesas: 12
Estaciones del IGS: 6
Madrid (MADR), Matera (MATE),
Hersmonse (HERS), San Fernando (SFER),
Wettseld (WETT), Zimmerwald (ZIMM)
Observada conjuntamente España-Portugal
Aprobada como densificación de EUREF
en 1998.
Fecha del Congreso 29 29 29 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Clase C: REGENTE - Objetivos
Materialización, para toda España de una red geodésica básica
tridimensional con coordenadas GNSS, clase C.
Obtención de parámetros precisos de transformación entre los sistemas de
referencia ED50 y ETRS89 (R.O.I. Y REGENTE).
Obtención de datos para determinación geoide de precisión centimétrica.
Facilitar a usuarios GNSS la materialización de ETRS89 (a menos de 15 km siempre hay un vértice REGENTE).
Fecha del Congreso 30 30 30 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Definición
1078 vértices en la Península y Baleares, uno por cada hoja del Mapa
Topográfico Nacional (MTN) 1:50.000, lo cual supone una distancia
media entre vértices de 20 a 25 km.
En Canarias (REGCAN95), 72 vértices repartidos entre las siete islas con
un máximo de 21 vértices en la isla de Tenerife y un mínimo de 5 en cada una de las islas menores de El Hierro y La Gomera.
Fecha del Congreso 31 31 31 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Fecha del Congreso 32 32 32 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
ROI en ETRS89
Red de Orden Inferior (ROI): 11.000 vértices en coordenadas ED50
(precisión media ~ 30 cm).
Necesario cálculo ETRS89-ROI como densificación de REGENTE.
Observables: (GNSS) + observaciones angulares clásicas.
Cataluña (Instituto Cartográfico de Cataluña)
Navarra (Dir. Gral. de Obras Públicas)
Baleares (SITIBSA)
Valencia (Instituto Cartográfico Valenciano)
Resto: obs. angulares clásicas + densificación GNSS y campañas en zonas
concretas por IGN (Murcia, Madrid, Castilla-León).
Observables del ajuste:
100.000 observaciones acimutales
67.000 observaciones cenitales
6.000 vectores GNSS
Fecha del Congreso 33 33 33 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Estadísticas del ajuste global:
Vértices del ajuste: 11.019
Vértices fijos (REGENTE): 1.071
Vértices con obs.clásica+GPS: 1.207
Direcciones acimutales: 99.698
Direcciones cenitales: 66.644
Vectores GPS: 6.401
Observaciones totales: 185.545
Parámetros: 41.985
Grados libertad del ajuste: 143.560
Matriz NEQ de 25 GB
Fecha del Congreso 34 34 34 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Desviaciones estándar
Planimetría
Fecha del Congreso 35 35 35 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Altimetría
Altimetría
Elipses de error (95% conf)
Fecha del Congreso 36 36 36 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Fecha del Congreso 37 37 37 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
La transición ED50 – ETRS89
Fecha del Congreso 38 38 38 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Método de transformación adoptado: superficie de mínima curvatura.
Rejilla NTV2: integrable en muchos software
Herramienta: Programa de Aplicaciones Geodésicas (PAG).
La transición ED50 – ETRS89
Fecha del Congreso 39 39 39 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Diferencias cálculo inicial –
MCS Grid
Fecha del Congreso 40 40 40 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
El proyecto REDNAP
18.000 km NAP
25.000 señales
Desde 2008: 3.200 km más
Superficie de referencia vertical: REDNAP
Fecha del Congreso 41 41 41 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Densificación de REDNAP
Fecha del Congreso 42 42 42 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Vectores de error vertical REDNAP (95% confianza)
Único constreñimiento
en ajuste: Alicante
Precisión relativa 0.16
ppm (residuo medio)
Fecha del Congreso 43 43 43 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Fecha del Congreso 44 44 44 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
• 72 vértices REGENTE
• 498 vértices ROI ETRS89
• 1750 señales REDNAP
Redes clásicas
del IGN en Galicia
Fecha del Congreso 45 45 45 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
El modelo de geoide EGM08-REDNAP
Necesidad de un modelo de geoide ajustado
al S.R.V. oficial (marco REDNAP).
Utilidad práctica: h => H.
Geoide (dos conceptos):
- Modelo gravitacional superficie
equipotencial W0 = cte.
- Separación entre SRV y elipsoide,
efectos prácticos.
Geoide gravimétrico: Información detallada, pero deficiencia en
longitudes de onda largas.
Objetivo: combinación modelo gravim. con datos GPS/NAP.
Fecha del Congreso 46 46 46 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Fuentes de datos
Denominación
Puntos
Obs. GNSS
Tiempo obs.
Long. lineabase
REDNAP
12.268
Fast Static
~ 10 min.
< 20 km
Ampliación REDNAP
164
Estático
30 min.
< 20 km
Apoyos niv. REGENTE
251
Estático
6 horas
(2 sesiones)
< 5 km
REDNAP Canarias
963
Fast Static
~ 10 min.
< 20 km
EUVN_DA
Portugal & Francia
55
Estático
Variable
Variable
Total 13.700 puntos validados
Fecha del Congreso 47 47 47 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Superficie de corrección EGM2008 (- 0.561 m)
¡¡ Equidistancia 3 cm !!
Fecha del Congreso 48 48 48 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Modelo final EGM08 - REDNAP
Fecha del Congreso 49 49 49 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Test de precisión (188 puntos)
Cálculo de modelo previo sin datos ampliación de REDNAP (30’ GNSS
estático a menos de 25 km de REGENTE).
Comparación de los valores observados y los calculados por el modelo.
Resultados globales:
- Dif. promedio (ABS): 3,8 cm
- Desv. estándar: 3,8 cm
- Máx: 12,4 cm
- Dif < 4 cm: 63% de los puntos
- Dif < 6 cm: 79% de los puntos
- Dif < 10 cm: 96% de los puntos
- Precisión relativa: ~ 2 ppm
Fecha del Congreso 50 50 50 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Publicación EGM08-REDNAP en ASCII,
Trimble, Topcon, Leica y GeoLab
Programa de aplicaciones geodésicas (PAG) -
ftp://ftp.geodesia.ign.es
Fecha del Congreso 51 51 51 Universidad de Lugo, 9 de Junio de 2011
Instituto Geográfico Nacional
Críticas constructivas y preguntas fáciles:
Críticas destructivas y preguntas difíciles: