lunes, 15 de diciembre de 2014

Altura de las antenas en observaciones GNSS

Una base o un vector GNSS es medido entre los centros de fase de dos antenas. Conocer dónde se encuentran ubicados los mismos es importante, dado que representan los puntos finales de las distancias medidas por un receptor GNSS.

En realidad el centro de fase eléctrico varía con la elevación, azimut e intensidad de la señal, siendo además dependiente de la frecuencia. Es decir que cada una de las señales entrantes tiene su propio centro de fase eléctrico, de modo que una posición media del mismo se calcula a través de una calibración para conocer su desplazamiento respecto al punto de referencia de la antena, conocido por la sigla ARP (Antenna Reference Point), que está definido como la intersección del eje de simetría de la antena con la parte inferior de la misma.



Utilizar los desplazamientos correctos del centro de fase, es particularmente importante cuando en un levantamiento son utilizadas diferentes antenas y es de especial interés la determinación de alturas. Esto sucede a menudo cuando, por ejemplo, utilizamos una estación GNSS permanente (EEPP) para acceder al marco de referencia geodésico.

A continuación, mostramos tres ejemplos extraídos de la página de la red RAMSAC del IGN (http://www.ign.gob.ar/NuestrasActividades/Geodesia/Ramsac/). En cada uno de los formularios de la estación figura un ítem denominado esquema de antena (punto 6), en el que consta el modelo de la antena y las distancias entre los centros de fase para L1 y L2 respecto al ARP. A estos valores se lo conoce por la sigla PCO (Phase Center Offset).







Estas distancias de desplazamiento de cada antena de EEPP y la antena del equipo móvil deben ser consideradas al momento del posprocesamiento de las observaciones GNSS para obtener alturas correctas. El valor 0 para las alturas de las EEPP es usualmente el ARP.

En cuanto a la altura de la antena de un receptor móvil está compuesta por dos valores:

1)      la distancia entre la marca geodésica o punto materializado y el ARP; y
2)      la distancia entre el ARP y el centro de fase para cada radiofrecuencia que, como vimos, son valores diferentes según la marca y modelo de antena.



Respecto al valor 1) cuando las distancias que medimos en el campo son inclinadas, es preciso conocer el diámetro / radio de la antena para determinar las distancias verticales respecto al ARP. Este valor normalmente se encuentra referido a alguna marca o muesca ubicada en un punto precisamente definido del cuerpo de la antena, del que se conoce la distancia vertical al ARP y el PCO, según se muestra en el detalle de la figura anterior.

Respecto al valor 2) debe tenerse presente que la distancia se refiere a un valor promedio del centro eléctrico de fase, el cual puede provenir del fabricante o de servicios de calibración del IGS o del NGS. Respecto a la primera alternativa, los valores de PCO se encuentran disponibles en los manuales de los equipos, o bien aparecen registrados en la parte inferior de las antenas, por ejemplo:

Antena Trimble TRM53406.00


Antena Ashtech ASH111661

sábado, 27 de septiembre de 2014

El IGN publica parámetros para transformar coordenadas al Marco POSGAR 07

El organismo ha publicado un documento en el que constan 7 parámetros de transformación, para llevar las coordenadas desde las redes provinciales y subredes del PASMA al Marco POSGAR 07.  Dichos parámetros están ordenados por Provincia.






En forma complementaria, se encuentran disponibles dos instructivos: uno para transformar coordenadas al Marco de Referencia Geodésico Nacional POSGAR 07 mediante el programa GeoCalc™, y otro con el mismo objetivo -aunque aplicable a conjuntos de datos SIG-  mediante el programa ESRI™ ArcGIS.

A toda la documentación puede accederse a través del siguiente vínculo:

domingo, 31 de agosto de 2014

Servicios de posicionamiento preciso en el sector de la Agrimensura y Gestión del Territorio

Tal es el título de la publicación que la consultora ACIL Allen Consulting preparó para el Departamento de Industria, Innovación, Cambio Climático, Ciencia, Investigación y Educación Terciaria de Australia, para evaluar los servicios de aumentación GNSS disponibles en dicho país.

Lo interesante y único de este informe es que su propósito es evaluar los beneficios económicos y sociales que se derivan de los servicios de posicionamiento ofrecidos por las estaciones GNSS permanentes.  Entre las buenas prácticas de gobierno, está la de analizar la relación costo-beneficio para toda inversión de fondos públicos y es a lo que se apunta con este trabajo.


Entre los resultados claves el documento señala entre otros puntos que:

  • Los Agrimensores utilizan el posicionamiento aumentado formando el grupo de profesionales con exigencias más altas en precisión respecto al espectro de usuarios, lo cual requiere el uso de herramientas y técnicas especializadas.
  • El posicionamiento preciso con GNSS se viene aplicando en los levantamientos para obras de ingeniería y está encontrando nuevas aplicaciones en estudios regionales, levantamientos para obras de infraestructura, monitoreo del nivel del mar, y en actividades catastrales y de desarrollo del suelo.
  • El uso de la tecnología GNSS junto a las innovaciones en tecnologías geoespaciales ofrecen significativos incrementos en la productividad en el levantamiento de infraestructuras. Las tareas que tradicionalmente llevaban semanas ahora pueden realizarse en unos pocos días. Estos aumentos en la productividad aportan asimismo beneficios económicos a sectores como el de la construcción, el catastro, la minería y los servicios públicos.
  • Los niveles de adopción del posicionamiento aumentado dependerán del desarrollo, la cobertura y los niveles de penetración en el mercado. Esto puede incluir a la evolución de las estaciones GNSS permanentes como los servicios que tenga asociados.

El contenido del informe aborda específicamente una caracterización del sector evaluado, las aplicaciones de los servicios GNSS aumentados, las tasas de adopción y productividad, y finalmente, los impactos en la economía. Dispone asimismo de dos anexos, uno sobre casos de estudio y otro sobre glosario de términos.

martes, 22 de julio de 2014

Publicación N° 64 de FIG - Marcos de Referencia en la Práctica

Este trabajo fue presentado en el XXV Congreso Internacional de la Federación Internacional de Agrimensores, realizado durante los días 16 al 21 de junio en Malasia.

Se trata de un Manual Técnico producido por la Comisión 5 sobre Posicionamiento y Mediciones, en el que participan destacados expertos a nivel mundial. El objetivo de la publicación es ofrecer una breve introducción al uso de Marcos de Referencia. Se encuentra organizado como un conjunto de artículos breves, de manera que sea fácil la incorporación de nuevos temas, y que los capítulos existentes puedan actualizarse con facilidad en la medida que sea necesario.

En el prólogo del Manual el colega Australiano Matt Higgins (Vicepresidente saliente de la FIG) señala que “un aspecto extremadamente importante de esta publicación es que se trata de una demostración concreta del valor que tiene la cooperación en estos últimos años entre la FIG y las organizaciones hermanas como la Asociación Internacional de Geodesia (IAG). Los talleres internacionales y sus trabajos resultantes,  han dado muestras de una colaboración muy estrecha entre especialistas reconocidos internacionalmente,  tanto de la FIG como de la IAG,  y espero que dicha colaboración continúe creciendo y se profundice en el futuro.” 




La publicación se encuentra conformada por los siguientes capítulos:

1. Introducción.
2. Geodesia y Marcos de Referencia Globales.
3. Marcos y Sistemas de Referencia Terrestres Globales.
4. Marcos de Referencia Regionales y Nacionales.
5. Sistemas de altura.
6. Transformaciones entre Marcos de Referencia.
7. Transformaciones entre Marcos de Referencia no estáticos.
8. Estimación de parámetros en Marcos de Referencia a través de la técnica de mínimos cuadrados.
9. Mediciones de prueba y estimación de parámetros.
10. Sistemas Globales de Navegación por Satélite.
11. Redes de Estaciones GNSS Permanentes y su vinculación al ITRF.
12. El Servicio GNSS Internacional.
13-1 y 13-2. Estándares y calidad de Marcos de Referencia.

sábado, 5 de julio de 2014

Norma técnica sobre observación y procesamiento GNSS

Se trata de un documento que pertenece a la familia de Normas Técnicas Cartográficas de Andalucía, el cual tiene como finalidad principal normalizar las tareas de planificación, observación y procesamiento de datos obtenidos mediante receptores GNSS con independencia de la calidad posicional obtenida, sistema, observable, técnica y modo de observación. 

Esta norma pertenece a su vez  al conjunto de normas “Proceso” entendidas como protocolos para el desarrollo de todos o gran parte de los productos de Información Geográfica contemplados en el Plan Cartográfico de la referida Comunidad Autónoma Española.
 


Además, resulta oportuno agregar que la norma tiene por objeto específico definir unas especificaciones técnicas en lo referente a la planificación de observaciones GNSS; establecer las especificaciones técnicas para la observación mediante sistemas GNSS; y definir los aspectos a tener en cuenta para el correcto procesamiento de las observaciones realizadas.

La norma cuenta asimismo con varios anexos de naturaleza informativa, cuyo objetivo es asistir al lector sobre los aspectos fundamentales relacionados con los sistemas GNSS, entre los que podemos mencionar a: Teoría Operacional del GPS, Posicionamiento Absoluto, Posicionamiento Relativo, Control de Calidad de Observaciones y Procesamiento GNSS y Especificaciones Generales del Formato RINEX entre otros.

El documento se encuentra disponible aquí.

lunes, 23 de junio de 2014

Octava Jornada de Capacitación en Georreferenciación

Se desarrollaron los días 17 y 18 de junio en el edificio de la Dirección Provincial de Rentas y Catastro, ubicado en calles Alcorta y Misiones de la ciudad de Neuquén. 

El evento que contó con la participación de más de 150 personas, fue organizado por la Dirección Provincial de Catastro de la Provincia del Neuquén y la Unión Neuquina de Agrimensores. 

La capacitación giró en torno a los conceptos geodésicos básicos aplicados a la georreferenciación de parcelas y fue dictada por el Director del Instituto Geográfico Nacional, Agrim. Sergio Cimbaro, y el Ing. Agrim. Agustín Raffo perteneciente al área de Geodesia del mismo organismo.

 

En la página web de la Dirección Provincial de Catastro de Neuquén (http://www.dpcneuquen.gov.ar/HomePage.asp) se encuentra disponible la presentación utilizada como apoyo, que a lo largo de sus 260 láminas ofrece un recorrido sobre los siguientes temas:  sistemas y marcos de referencia geodésicos, transformación entre sistemas de coordenadas, evolución de los marcos de referencia en Argentina, pasaje de coordenadas a POSGAR 07, introducción y posicionamiento con los sistemas GNSS, georreferenciación de mensuras, sistemas de proyección cartográficos, consideraciones sobre la medición de vectores GPS y nivelación con GPS.

sábado, 7 de junio de 2014

Publicación N° 49 de FIG – Técnicas de Posicionamiento GNSS de bajo costo (Segunda Edición)

Aunque ya nos habíamos referido a este material anteriormente,  el presente es para comentar la salida de la segunda edición de la publicación, cuya principal novedad es una actualización en base a los adelantos técnicos ocurridos desde 2010 hasta el presente. 
 

En cuanto al objetivo, estructura y contenido de la publicación, la misma no registra cambios respecto a la primera edición.

El link para acceder al texto completo del informe en formato PDF es:
http://www.fig.net/pub/figpub/pub49_2ed/Figpub49_2ndedition.pdf


martes, 20 de mayo de 2014

Séptima Jornada de Capacitación en Georreferenciación

Este evento que coincide con el tercero del año 2014, es la continuidad de una serie que se viene realizando en todo el país. Al momento esta actividad tuvo lugar en las ciudades de Resistencia (Chaco), Santa Fe, Mendoza, Barioloche (Río Negro), Usuhaia (Tierra del Fuego) y San Juan.


 La Jornada está organizada por la Federación Argentina de Agrimensores (FADA), el Consejo Federal del Catastro (CFC), la Asociación de Agrimensores de Santiago del Estero y el Instituto Geográfico Nacional.

martes, 29 de abril de 2014

Georreferenciación: Curso básico de Sistemas Satelitales de Navegación GPS, GLONASS, GALILEO

Esta actividad de capacitación está organizada por el Centro de Vinculación de Estudios Territoriales de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la Universidad Nacional de Córdoba, y se realizará los días 8, 9, 15 y 16 de Mayo de 2014. El curso tiene como propósito la difusión y actualización en temas vinculados a la Georreferenciación: usos, aplicaciones, técnicas de medición y procesamiento de datos relevados con receptores GNSS.

El desarrollo del curso propone alcanzar los siguientes objetivos:
·         Comprender los conceptos básicos sobre el posicionamiento mediante receptores satelitales y las diferencias entre cada sistema GNSS
·         Conocer aspectos generales de las técnicas de medición y del procesamiento de los datos obtenidos en campaña.
·         Analizar metodologías sobre planificación, procesamiento y cálculo de las mediciones realizadas con receptores GNSS.
·         Analizar y comparar diversas metodologías para determinar cuál es el modo más conveniente para trabajar con receptores GNSS, según el propósito y dificultad de la tarea a realizar.
·         Proporcionar al alumno herramientas para el procesamiento de los datos obtenidos de los sistemas de posicionamiento global.
·         Manipulación de datos en diferentes programas que permitan la transformación de coordenadas, e Integración con diferentes software de análisis geográfico (Global Mapper, Google Earth, ArcGIS, etc.).

Comisión o unidad académica organizadora:
Centro de Vinculación de Estudios  Territoriales:
Director: Prof. Ing. Agrim. Luis A. Bosch
Subdirector: Prof. Agrim.  Mario A. Piumetto
Asistente Técnica: Ing. Agrim Silvana Salazar

Docentes:
Ing. Agrim. José Ignacio FRATTARI, Ing. Agrim. Ariel MANUEL, Ing. Agrim.  Silvana SALAZAR, Ing. Agrim. María Soledad SOUTO.

Metodología a utilizar en el dictado: El curso va a ser desarrollado mediante el dictado de clases expositivas y la aplicación de dichos conocimientos con la ejecución de trabajos prácticos en campaña. El curso está basado en el aprendizaje práctico, por lo que se compararán distintas metodologías de medición y se analizarán los resultados obtenidos. Dicho análisis junto a las conclusiones del taller se discutirán en un Debate General en el que se invitarán a participar a los Profesores de las cátedras de Geodesia I, Geodesia II y Mediciones Especiales de la carrera de Ingeniería en Agrimensura.




Duración del curso en horas y programa de actividad diaria:

El curso tiene una duración de 20 horas distribuidas en 4 módulos de 5 hs cada módulo. Cada módulo será dictado los Jueves y Viernes de 16:00 hs. a 21:00 hs.


Temario a desarrollar:

Módulo I:

  • Sistemas y Marcos de Referencia Geodésicos;
  • Definición del Marco de Referencia POSGAR 07;
  • Metodología de Posicionamiento con el Sistema GNSS
  • Fundamentos del Sistema de Posicionamiento Global (GPS)
  • Segmentos que lo componen (satelital, control y usuario)
  • Señal GPS (portadoras L1 y L2, códigos)
  • Señales que envían los satélites GPS (código y fase)
  • Fuentes de error
  • Concepto de sesión, intervalo de registro, ángulo de máscara.
  • Concepto de ambigüedad

Módulo II:

  • Métodos de Medición
  • Configuración de equipos para cada método
  • Relevamiento en campaña: Método Estático
  • Relevamiento en campaña: Método Cinemático
  • Relevamiento en campaña: Método Stop and Go

Módulo III:

  • Utilización de las estaciones GNSS permanentes en el marco de la Red Argentina de Monitoreo Satelital Continuo (RAMSAC).
  • Bajada y descompresión de archivos RINEX (observación y navegación).
  • Vinculaciones al Marco de Referencia Geodésico Nacional POSGAR 07
  • Procesamiento de datos relevados en campaña
  • Precisiones en las mediciones GPS

Módulo IV:

  • Manipulación de datos en diferentes programas que permitan la transformación de coordenadas
  • Aplicación a diferentes software de análisis geográfico (Global Mapper, Google Earth, ArcGIS, etc.).
  • Análisis de los resultados en campaña
  • Debate General de los temas desarrollados

Arancel: $700

Lugar: Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Universidad Nacional de Córdoba. Av. Vélez Sarsfield N° 1611 – Ciudad Universitaria, Córdoba.

Datos de Contacto:
Tel: +54-351-5353800 – Int. 610

viernes, 25 de abril de 2014

Tipos de distancias

Como existen distintas formas de expresar las posiciones sobre la superficie terrestre a través de distintos sistemas de coordenadas (geodésicas, cartesianas, locales, planas, etc.), también existen distintas formas de expresar las distancias. En cualquier caso, es fundamental tener presente que cualquiera de ellas depende de la superficie a la que se encuentre referida. 

Distintos tipos de distancia

La distancia geodésica está asociada al elipsoide, por lo que también se la denomina elipsoidal (De), y es la línea curva de longitud mínima que une dos puntos con latitud y longitud conocidas, o un punto fijo y una dirección dada sobre la superficie del elipsoide.  Aquí cabe considerar que la influencia que tiene la corrección entre el arco del elipsoide y la cuerda es de 1 mm. para una distancia de 10 km., por lo que puede despreciarse para aplicaciones en levantamientos topográficos y mensuras.

La corrección arco-cuerda puede calcularse mediante la siguiente expresión: Cac = D3 / 24 RM2

El radio medio aproximado a incluir en la fórmula es 6.371.000 metros.

La distancia cartográfica (Dc) está referida a un plano de proyección que puede ser tangente (caso de la proyección Gauss-Krüger) o secante (caso de la proyección UTM) al meridiano central de faja o zona, siendo por lo tanto una línea recta y plana que une dos puntos con coordenadas proyectivas dadas. La referida deformación es cuantificada en un sistema de proyección por medio del factor de escala o módulo de deformación (Fe), que es el cociente entre la distancia cartográfica y la geodésica o elipsoidal. Para el caso de la proyección Gauss-Krüger dicho valor es igual o mayor que 1, y es función de los parámetros del elipsoide, la latitud y la distancia de los puntos al meridiano central.

Fe = Dc / De,   Dc = De x Fe

El factor de escala típicamente se calcula como el promedio de los correspondientes valores de los puntos extremos de la línea. 
 

Deformación de la distancia cartográfica en función de su
apartamiento al meridiano central de faja.
 

Factor de escala en función de la latitud
y del apartamiento del meridiano central de faja.

Es decir que para una latitud media en Argentina, en el borde de faja tendremos un agrandamiento en la distancia cartográfica de unos 20 cm. cada 1.000 metros, que es equivalente a 200 ppm (partes por millón) o a un error relativo de 1/5.000.

Para más detalles al respecto, puede verse la entrada sobre deformaciones en las proyecciones Gauss-Krüger y UTM.

La distancia inclinada o espacial (Di) está referida al terreno y es equivalente a la magnitud del vector determinado por posicionamiento diferencial GNSS, y se obtiene por diferencia entre dos posiciones con coordenadas cartesianas 3D X,Y,Z conocidas. La distancia que medimos con un distanciómetro o estación total podemos considerarla una distancia inclinada, si despreciamos los efectos de la refracción en la atmósfera y las extremadamente pequeñas desviaciones causadas por el campo de gravedad terrestre.

Finalmente, las distancias medidas sobre la superficie topográfica (Di) reducidas a un plano horizontal local o a una altura media (Dh), se denominan distancias horizontales o distancias reducidas al horizonte. El inconveniente con estas magnitudes, es que su escala varía de conformidad a la altura del terreno. En el siguiente cuadro, podemos observar la influencia de la altura sobre las medidas lineales. 


Los valores de la tabla han sido calculados con la siguiente fórmula:

Coef. Altura (Ca) = RM / RM + h

Dónde RM = 6.371.000 m., y h = altura elipsoidal.

Su empleo práctico podría limitarse cuando las correcciones a aplicar se encuentren por debajo de la precisión instrumental o bien se trate de correcciones que queden absorbidas por las tolerancias establecidas para el trabajo. No obstante, si consideramos que una precisión típica para una estación total es igual a unos = ± 5 mm. + 10 ppm, sin considerar las correspondientes correcciones por temperatura, presión y humedad, podremos observar que la influencia de la altura sobre el elipsoide (h) alcanza magnitudes de importancia a partir de los 200 metros.

Hoy siendo común la combinación de mediciones GNSS con métodos topográficos clásicos, hay que tener en cuenta que si a nuestro levantamiento vamos a expresarlo en coordenadas planas, tendremos que tener presente aplicar a las distancias determinadas con estación total un factor de escala combinado, que incluye el módulo de deformación de la proyección más el coeficiente de altura. 

Factor combinado (Fc) = Fe x Ca

Este valor puede aplicarse a las distancias horizontales para obtener la distancia cartográfica, o bien si a ésta la dividimos por el factor combinado podemos obtener la Dh sobre el terreno.

Dc = Dh x Fc ó
Dh = Dc / Fc

Esta consideración es además aplicable para aquellos casos en que los datos espaciales capturados deban ser incorporados a un Sistema de Información Geográfica, dado que la referenciación espacial está basada en datos de posición derivados de marcos de referencia geodésicos y sistemas de proyección cartográfica asociados, y no de sistemas de coordenadas locales con orígenes arbitrarios.

Ejemplo numérico:

Dados dos vértices cuyas coordenadas geodésicas fueron determinadas con método estático GPS, vamos a calcular la Di a partir de las coordenadas cartesianas 3d de los mismos:


Lat. (°,’,”)
Long. (°,’,”)
h (m.)
X (m.)
Y (m.)
Z (m.)
v1
-42 55  01.98425
-71 20 17.27656
589.430
1497086.865
-4432664.664
-4321172.755
v2
-42 54  52.56679
-71 20  29.22478
623.224
1496901.326
-4432962.327
-4320982.917

Di v1-v2 calculada = 398.831 m.
Di v1-v2 medida con Estación Total = 398.827 m.
El error relativo obtenido es de aproximadamente 1/100.000 o 10 ppm.

Por otra parte, aplicando el teorema de Pitágoras obtenemos:
Dh v1-v2 = 397.397 m.

Para las mismas posiciones, convirtiendo las geodésicas a planas proyección Gauss-Krüger – Faja 1, tenemos:


x / N (m.)
y / E (m.)
Fe
v1
5248229.721
1554041.812
1.00003591
v2
5248522.459
1553773.092
1.00003556

Dc v1-v2 = 397.374 m.

Para calcular la distancia elipsoidal dividimos el valor obtenido precedentemente sobre el factor de escala promedio:

De = 397.374 m. / 1.000036 = 397.360 m.

El valor obtenido puede verificarse, utilizando el programa Inverse del National Geodetic Survey de los Estados Unidos, cuya aplicación en línea se encuentra disponible en: http://www.ngs.noaa.gov/cgi-bin/Inv_Fwd/inverse2.prl

Finalmente, podemos verificar la distancia horizontal calculada anteriormente, aplicando un valor de altura promedio de 606 metros.

Dh = 397.360 m. x 1.000095 = 397.398 m., dónde el Ca = 1 / 0.999905