Ajuste de redes geodésicas 1-2-3D con ADJUST, COLUMBUS, JAG3D y GEOLAB

Cursos/Talleres - Taller LGFS-LUZ

Las cátedras Geodesia Geométrica y Técnicas Modernas en Geodesia Superior, en conjunto con el LGFS-LUZ, invitan al Taller "Ajuste de Redes Geodésicas 1D, 2D y 3D empleando los software ADJUST, COLUMBUS, JAG3D y GEOLAB", de 8 horas académicas de duración, que se dictará el día Sábado 30 de Julio de 2016 en las instalaciones del LGFS-LUZ a partir de las 8 am.
 

El taller describe el uso de la computación asistida a través de modernos software de ajuste (p.ej., ADJUST, COLUMBUS, JAG3D y GEOLAB) para el análisis y compensación de redes geodésicas 1D (nivelación), 2D (poligonación, triangulación, trilateración, triangulateración) y 3D (triangulateración espacial), especialmente aquellas que combinan mediciones terrestres convencionales y satelitales espaciales GNSS. Empleando el modelo de la Geodesia Tridimensional (Geodesia-3D), paquetes de software como los mencionados, permiten integrar prácticamente cualquier tipo de observación geodésica disponible hoy en día para ajustar inmensos arreglos de estaciones –p.ej., hasta de 45.000 puntos con cientos de miles de observaciones–, en un proceso simultáneo, computacionalmente eficiente y preciso, que puede ser ejecutado en una típica laptop actual, en modo independiente o “en-línea” sobre Internet. Detalles relacionados con la preparación y ejecución de cálculos de compensación, y con el análisis de observaciones y de resultados utilizando paquetes de software de última generación, aplicados en el ajuste de redes geodésicas nacionales 1D, 2D y 3D son dados en este Taller.

Evaluando las transformaciones ITRF del software LGFS-LUZ Trn_ITRF, v3.0 con los resultados de la reciente solución ITRF2014 y el modelo de velocidad venezolano VVM12

Investigación - Evaluando el software Trn_ITRF, v3.0

El 22 de enero de 2016, el IERS a través del Centro ITRS en el IGN, publicó la más reciente solución del marco de referencia terrestre internacional (ITRF), a saber, el ITRF2014 (http://itrf.ign.fr/ITRF_solutions/2014/ ; IERS Message No. 289). La realización "sólo-GNSS" del ITRF2014 comprende 1024 estaciones, una de las cuales está ubicada en territorio venezolano. Esa estación es el sitio GNSS permanente MARA (Maracaibo 42402M001) mantenido por el LGFS-LUZ/IGVSB.

Las coordenadas, velocidades y otros productos asociados a la realización GNSS del ITRF2014 refieren a la época 2010.0 empleando datos procesados por el IGS correspondientes al periodo 1994.0-2015.1. Tales resultados, en especial las nuevas coordenadas y velocidades de MARA (ver Tabla 1), son de gran utilidad para evaluar los resultados de las transformaciones de coordenadas ITRF que realiza la última versión del software LGFS-LUZ Trn_ITRF, v3.0, y la confiabilidad del reciente modelo de velocidad para estaciones de control geodésico en Venezuela calculado por el LGFS-LUZ, a saber, el VVM12.

Tabla 1. Coordenadas y velocidades ITRF2014 de la estación Maracaibo (realización "solo-GNSS").

Las pruebas de validación de Trn_ITRF, v3.0 realizadas aquí, comprendieron los siguientes procedimientos.

Como la realización ITRF2014 para la posición de MARA incluye 4 soluciones correspondientes a diferentes periodos de datos (ver Tabla 1), producto de varias discontinuidades por cambios de antena y receptor en la estación, las referidas soluciones fueron combinadas con el software de ajuste de redes geodésicas 1-2-3D COLUMBUS v4.5 (http://bestfit.com) considerando sus respectivos errores asociados. Esta combinación produjo un único conjunto de coordenadas (XYZ / phi,lamda,h) y errores para MARA en el marco ITRF2014, época 2010.0, elipsoide GRS80. Tales coordenadas son consideradas aquí como el patrón de referencia más cercano a la realidad con el cual serán comparados los resultados de las transformaciones con Trn_ITRF, v3.0.

Entonces, las coordenadas de MARA referidas a la realización SIRGAS95, es decir, expresadas en el marco ITRF94, época 1995.4, elipsoide GRS80 (realización considerada en Venezuela como SIRGAS-REGVEN(1995), datum geodésico oficial vigente en el país) fueron transformadas al ITRF2014, 2010.0 con Trn_ITRF, v3.0 empleando los 14 parámetros de transformación publicados con la solución ITRF2014 y las velocidades calculadas con el modelo venezolano VVM12. Como hasta la fecha sólo se conocen parámetros de transformación entre las realizaciones ITRF2014 e ITRF2008, la transformación de coordenadas aquí planteada se realizó a través del ITRF2008, época 2005.0 utilizando 2 transformaciones ITRF secuenciales según el siguiente esquema:

ITRF94, 1995.4  ->  ITRF2008, 2005.0  ->  ITRF2014, 2010.0

Las velocidades utilizadas para la estación MARA fueron obtenidas del modelo VVM12 para generalizar el caso de la transformación, puesto que en la mayoría de las estaciones de control geodésico en Venezuela donde transformaciones de este tipo se requieran, las respectivas velocidades deberán extraerse de un adecuado modelo de velocidad geodésico o geofísico (p.ej., APKIM, VEMOS, VVM12, NUVEL-1A, PB2002, MORVEL56, etc.).

El procedimiento anterior lo realiza de forma total y simple para el usuario, el software LGFS-LUZ Trn_ITRF, v3.0.

Finalmente, las coordenadas transformadas de MARA en el ITRF2014, 2010.0 / GRS80, provenientes de la solución original SIRGAS95, se compararon con aquellas "reales combinadas" de la realización GNSS del ITRF2014. Sus diferencias expresan cuan confiables son las transformaciones ITRF que realiza el software e indican la magnitud de los errores en coordenadas transformadas que se pueden esperar en Venezuela con este tipo de procedimiento.

Los resultados de la comparación en MARA fueron los siguientes (coordenadas ITRF2014,2010.0/GRS80 transformadas MENOS coordenadas ITRF2014,2010.0/GRS80 originales):

DIF.LAT:   -0.0171 m

DIF.LON: +0.0087 m

DIF.ALT:   -0.0328 m

DIF.2D:    +0.0192 m

DIF.3D:    +0.0380 m

Considerando que la transformación planteada en MARA (i.e., SIRGAS95 -> ITRF2014) implica una propagación de coordenadas sobre un tiempo bastante largo de 14.6 años, los errores en coordenadas 2D y 3D que introducen las transformaciones ITRF que realiza el software Trn_ITRF, v3.0 fueron significativamente bajos, de sólo 1.3 y 2.6 mm/año, respectivamente. Estos resultados deberían asumirse como muy positivos. La pequeña magnitud de las diferencias encontradas (2D) tienen explicación, en principio, debido a la baja incertidumbre de las velocidades del modelo VVM12; mientras que la mayor  diferencia obtenida (3D) responde al hecho que tal modelo no aproxima velocidades verticales. Así, por ejemplo, en posicionamiento 2D el error total de la transformación permaneció por debajo del orden B (± 2 cm) del control geodésico básico venezolano.

Estos resultados al lograrlos con VVM12, también ratifican la buena confiabilidad del referido modelo de velocidad para estaciones de control geodésico en Venezuela.

Sin embargo, pruebas como la anterior no son concluyentes, se espera generar mejores y más definitivos resultados al terminar el procesamiento de la última realización de REGVEN (REGVEN2015), el cual está en desarrollo en el LGFS-LUZ y cuyos resultados se expresarán en el marco ITRF2014, época 2015.5, elipsoide GRS80. 

Transformación de coordenadas ITRF

Cursos/Talleres - Taller LGFS-LUZ

Las cátedras Geodesia Geométrica y Técnicas Modernas en Geodesia Superior, en conjunto con el LGFS-LUZ, invitan al Taller "Transformación de coordenadas ITRF", que se dictará el día Sábado 25 de Junio de 2016 en las instalaciones del LGFS-LUZ a partir de las 8 am.

El Taller presenta conceptos generales, algoritmos matemáticos y procedimientos de cálculo necesarios para la transformación de coordenadas tridimensionales geodésicas [φ λ h] y geocéntricas cartesianas [XYZ] entre soluciones del marco terrestre de referencia global del IERS, el ITRF, y/o entre otros marcos terrestres modernos [TRFs], considerando cambios por época, por solución o ambos, y empleando varios modelos de velocidad de placas tectónicas; además, el taller describe el uso de la última versión de la herramienta computacional especialmente diseñada en el LGFS-LUZ para ese tipo de transformaciones de coordenadas: el software Trn_ITRF, v3.0, y las características de la nueva solución ITRF: el ITRF2014. En el Taller también se aborda la utilización de modelos de deformación post-sísmica, asociados por primera vez a soluciones ITRF, para tareas de transformación dinámica del datum geodésico.

Cursos de Extensión que ofrece el LGFS-LUZ durante el año 2016

Cursos/Talleres - Cursos de Extensión LGFS-LUZ (2016)

Ejecución, procesamiento y análisis de mediciones GNSS con georeceptores TOPCON HiPer GGD

Cursos/Talleres - Taller LGFS-LUZ

Las cátedras Geodesia Geométrica y Técnicas Modernas en Geodesia Superior, en conjunto con el LGFS-LUZ, invitan al Taller "Ejecución, procesamiento y análisis de mediciones GNSS con georeceptores de doble-frecuencia, tipo TOPCON HiPer GGD", que se dictará el día Sábado 11 de Junio de 2016 en las instalaciones del LGFS-LUZ a partir de las 8 am.

El taller trata conceptos sobre la operación de receptores GNSS (GPS/GLONASS) de doble-frecuencia, tipo TOPCON HiPer GGD, y sobre el procesamiento y análisis de sus observaciones, aplicados a labores geodésicas de alta-precisión que suelen involucrar distancias de separación entre estaciones de pocos a miles de km. Los HiPer GGD son instrumentos compactos que integran antena, receptor GNSS, interfaz de usuario y baterías en una misma unidad, pequeña y liviana, sin necesidad de cables, cuyo control manual se realiza de manera simple con 2 únicos-botónes en su panel frontal o vía conexión serial a una controladora FC-100. Capaces de almacenar datos hasta por 53 horas de uso continuo, en modo estático o cinemático, los HiPer GGD proveen resultados de alta exactitud en posicionamiento GNSS diferencial (DD) y absoluto (PPP), especialmente en condiciones adversas de observación (p.ej., bajo denso follaje y fuertes obstrucciones a las señales satelitales). Estos instrumentos son particularmente útiles en actividades que van desde la instalación, densificación y monitoreo de redes 3D de control geodésico a nivel local, regional, nacional, continental y global (i.e., establecimiento de marcos geodésicos de referencia), hasta su uso, p.ej., en estaciones permanentes de referencia y/o en estudios de deformación en obras de ingeniería.

Geodesia Geométrica asistida por computadoras y calculadoras programables - Módulo I

Cursos/Talleres - Taller LGFS-LUZ

Las cátedras Geodesia Geométrica y Técnicas Modernas en Geodesia Superior, en conjunto con el LGFS-LUZ, invitan al Taller "Geodesia Geométrica asistida por Computadoras y Calculadoras Programables - Módulo I: La Geometría del Elipsoide de Revolución y la Solución de Problemas Geodésicos Básicos sobre su Superficie", que se dictará el día Sábado 4 de Junio de 2016 en las instalaciones del LGFS-LUZ a partir de las 8 am.

El Taller trata los fundamentos operacionales de las calculadoras científicas HP, series 48/49/50, y de sus emuladores sobre PCs y celulares, aplicados a la solución de problemas geodésicos relacionados con los cálculos básicos de la Geodesia Geométrica. En términos generales, el Taller explica cómo ejecutar determinaciones directas y crear programas sencillos que posibilitan los cálculos de la geometría elipsoidal, p.ej., a) estimación de elementos de forma y tamaño del elipsoide, de su curvatura y estructura interna, y de parámetros para la definición de la posición matemática de vértices referidos a su superficie, b) transformación entre coordenadas geodésicas cartesianas y curvilíneas, c) rectificación de arcos elipsoidales de meridiano y paralelo, d) cálculos de áreas elipsoidales, entre otras determinaciones.

Colocación de puntos de control geodésico 3D con receptores GPS SOKKIA STRATUS

Cursos/Talleres - Taller LGFS-LUZ

Las cátedras Geodesia Geométrica y Técnicas Modernas en Geodesia Superior, en conjunto con el LGFS-LUZ, invitan al Taller "Colocación de puntos de control geodésico 3D (NEH) para mensuras catastrales y levantamientos topográficos urbanos con receptores GPS de frecuencia-simple, tipo SOKKIA STRATUS", que se dictará el día Sábado 21 de Mayo de 2016 en las instalaciones del LGFS-LUZ a partir de las 8 am.

El Taller trata conceptos sobre la operación de receptores GPS de frecuencia-simple L1, tipo SOKKIA STRATUS, aplicados a comunes labores geodésicas de precisión que involucran distancias de separación entre estaciones menores a 20 km. Los STRATUS son instrumentos compactos que integran antena, receptor GPS, interfaz de usuario y baterías en una misma unidad, pequeña y liviana, sin necesidad de cables, cuyo control manual se realiza con un único-botón o vía conexión infrarroja a través de una controladora iPAQ. Capaces de almacenar datos hasta por 30 horas de uso continuo, en modo estático o cinemático, los STRATUS son particularmente útiles en actividades que van desde los típicos levantamientos topográficos locales y mensuras catastrales urbanas, hasta las labores de instalación y densificación de redes 3D de control geodésico municipales y regionales.