Determinación precisa de velocidades en las Estaciones GNSS de medición continua de América Latina (Red Sirgas)
Resumen Abstract Índice Conclusiones
María Laura Mateo
2012-A
El sistema de referencia es sumamente necesario para la medición de cualquier
fenómeno físico que ocurra y afecte al sistema Tierra, en especial si se utilizan
herramientas de medición provenientes de la geodesia satelital. Éste sistema de
referencia permite relacionar las variables medidas por diferentes técnicas y así
comprender de manera conjunta el comportamiento de los fenómenos geodinámicos
del sistema Tierra.
La materialización del sistema de referencia debe responder a las precisiones con que
se desea definir el mismo. Para que ello sea posible es necesario combinar diferentes
técnicas de medición que permitan llevarlo a cabo, así como atenerse a un riguroso
procesamiento de la información que permita incorporar los mejores modelos
existentes.
La densificación del sistema de referencia Internacional se lleva a cabo casi con
exclusividad por medio de estaciones GNSS de medición, siendo ésta una de las
técnicas geodésicas que permiten una monumentación, mantenimiento y operación
ágil y de las más sencillas dentro del área de trabajo. Además de brindar buenas
observaciones que permiten obtener los resultados y precisiones necesarias y
requeridas para el fin buscado.
En esta tesis se desarrolla la metodología utilizada en la densificación del sistema de
referencia internacional (ITRF), a través de una de sus técnicas espaciales, el GPS.
Siendo quien regula y centraliza éste aporte el IGS.
El capítulo 1 introduce al lector en las utilidades y necesidades de contar con un
sistema de referencia de alta precisión, que además debe mantenerse estable a lo
largo del tiempo. Se presentan cuatro ejemplos prácticos del requerimiento del sistema
de referencia preciso y global, a partir de objetivos científicos y profesionales.
Como la definición del sistema de referencia es teórica se hace necesario
materializarlo sobre la superficie terrestre. El capítulo 2 resume los marcos de
referencia a partir de los cuales se lleva a cabo esta tarea comenzando con el
desarrollo del ITRF2008 (Marco de referencia Terrestre Internacional) e ITRF2005 y
los parámetros que los relacionan. Inmediatamente se describe el aporte que realizan
las observaciones GNSS a través del IGS a dicha materialización. Finalmente se
explica como se densifica el IGS05 regionalmente a partir de SIRGAS y sus centros de
procesamiento.
El capítulo 3 describe metodológicamente el procesamiento riguroso de una red de
operación continua regional, en América de Sur (SIRGAS-CON-D-Sur). Haciendo
referencia a los modelos empleados en el procesamiento y en la determinación de
parámetros, especialmente las coordenadas de las estaciones que conforman la red.
Los capítulos 4 y 5 están destinados al análisis de resultados. En el primero de ellos
se toman las ecuaciones normales de una red regional (SIRGAS-CON-D-Sur), se la
procesa semanalmente para realizar un análisis de precisión interna. Se realiza un
ajuste con las soluciones diarias para obtener una solución semanal previa
introducción del datum. A modo de análisis el marco de referencia se introduce
mediante dos estrategias de ajuste, con dos diferentes grupos de coordenadas
fiduciales IGS actualizadas por velocidades (IGS05+vel) e IGS semanales
(IGS_Weekly), tratando de determinar que metodología es la más adecuada para la
densificación regional del marco de referencia.
El capítulo 5 desarrolla la metodología empleada para la estimación de velocidades
precisas. Se analizan posteriormente las variaciones estacionales que presentan
muchas series de coordenadas, en especial en la altura, las cuales no se encuentran
representadas por las velocidades lineales estimadas. Con el objeto de dar una
respuesta a este comportamiento estacional se analiza la correlación entre la variación
de la altura y la variación en la presión atmosférica presente en el lugar de
observación.
Finalmente en el capítulo 6 se resumen las conclusiones surgidas de cada capítulo. En
función de los avances logrados en el tema se proponen tareas a futuro y los aportes
desde esta tesis al ámbito de la geodesia regional e internacional.
The reference system is quite necessary for measuring any physical phenomenon that
occurs and affects the Earth system, especially if the measuring tools used proceed
from the satellite geodetics. They allow relating the variables through different
techniques and in such a way it is possible to jointly understand the behavior of the
geodynamic phenomena of the Earth system.
Its materialization must answer to the precisions needed to define it. For this to be
accomplished it is necessary to combine different measuring techniques to perform it,
as well as following a rigorous processing of the information that permits the addition of
the best existing models.
The densification of the international reference system is carried out almost exclusively
through GNSS measuring stations, this being one of the geodetic techniques easier to
monument, maintain and operate. Plus, they contribute good observations that permit
obtaining the needed and required results and precisions for the searched object.
In this thesis I develop the methodology used in the densification of the international
reference system (ITRF) through one of its spatial techniques, the GPS. The IGS is
what regulates and centralizes this contribution.
The first chapter introduces the reader in the uses and necessities for having a high
accuracy reference system that in addition will remain stable along time. We present
four practical examples of the requirement of the precise and global reference system,
starting from scientific and professional goals.
Since the definition of the reference system is technical it is necessary materializing it
on the terrestrial surface. The second chapter briefly describes the frames that carry
out this work beginning with the development of the ITRF 2008 (International Terrestrial
Reference Frame) and the ITRF 2005, plus the parameters that relate them.
Afterwards follows the description of the contribution of the GNS observations through
the IGS to said materialization. Finally comes how the IGS05 is regionally densified
from the SIRGAS and its processing centers.
The third chapter methodologically describes the rigorous processing of a network of
regional continuous operation in South America (SIRGAD-CON-D-Sur). It refers to the
models used in the processing and determination of parameters, especially to the
coordinates of the stations conforming the network.
The fourth and fifth chapters are destined to analyzing the results. Chapter 4th takes
the normal equations of a regional network (SIRGAS-CON-D-Sur) that is weekly
processed to perform an internal precision analysis. It is carried out with an adjustment
of daily solutions to obtain a weekly solution previous to the introduction of the datum.
As an analysis, the reference frame is introduced through two adjustment strategies,
with two different types of coordinates (IGS05+vel and IGS-Weekly) trying to determine
which methodology is the most adequate for the regional densification of the IGS05
reference frame.
The fifth chapter develops the methodology used to assess the precise velocities. Later
on there is the analysis of the seasonal variations that present many coordinates
series, especially in height, as they are not represented by the estimated lineal
velocities. In order to respond to this seasonal behavior we analyze the correlation
between height variation and the variation of the atmospheric pressure at the
observation site.
Finally the sixth chapter summarizes the conclusions brought by each chapter. As by
the advances achieved in the subject, we propose future works and the contributions
from this thesis to the ambit of the regional and international geodetics.