Determinación precisa de velocidades en las Estaciones GNSS de medición continua de América Latina (Red Sirgas)

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María Laura Mateo

2012-A

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Resumen

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.

 

 
Abstract

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.

 
 

 
Índice

 

 


 
Conclusiones