Mantenimiento y cálculo de la red nacional ERGNSS. ETRS89.

Transcripción

1 Instituto Geográfico Nacional Mantenimiento y cálculo de la red nacional ERGNSS. ETRS89. Miguel Ángel Cano Villaverde Centro de Observaciones Geodésicas Instituto Geográfico Nacional Instituto Geográfico Nacional 1

2 Índice Introducción. Struve. ED50 (77,79,87) ETRS89. EUREF89, IBERIA, REGENTE ROI REDNAP. Estado actual de ERGNSS. Cálculo y mantenimiento de ETRS89. Fecha del Congreso Instituto Nombre Geográfico del Congreso Nacional 2 2 2

3 Razón Fecha del Congreso Instituto Nombre Geográfico del Congreso Nacional 3 3 3

4 Instituto Geográfico Nacional De ED50 a ETRS89 en España Instituto Geográfico Nacional 4

5 5 5 5 El establecimiento de un datum clásico-local Medidas geodésicas Medidas geodésicas Superficie real de la Tierra Aproximación como geoide Aproximación como elipsoide 2p Materialización sobre la superficie real de la Tierra Colocación del elipsoide 6p

6 6 6 6 Datum anterior. RA o Struve ( ξ, η) = (0,0) ϕ λ = Λ 0 =Φ 0 y 0 0 Definido por 8 parámetros: 6 que definen la posición en el espacio de un elipsoide de referencia y 2 para la forma y tamaño Existía tangencia Geoideelipsoide y punto fundamental Origen de longitudes en el Meridiano de Madrid Proyección Poliédrica Todos los países tenían uno, varios o incluso muchos datums

7 ED50 Finalizado en 1947, 1950 Desclasificado por la DMA en 1960 Su punto fundamental Potsdam ξ 0 =3 35 y η 0 =1 78 Colocado mediante ξ 2 +η 2 =mínima Origen de longitudes en Greenwich 1954, la AIG toma el relevo (RETRIG) produciendo sucesivas mejoras: ED77, ED79 y ED87 Oficial en España en 1970 (Decreto 2303/1970) Fecha del Congreso Instituto Nombre Geográfico del Congreso Nacional 7 7 7

8 ED50, ED77, ED79, ED87 ED50 ED77 Fecha del Congreso ED79 Nombre del Congreso Instituto Geográfico Nacional ED

9 9 9 9 Densificación ED50 ROI A raíz del Decreto 2303/1970 se adopta ED50 de forma oficial como SGR y la proyección UTM 1975 Comienza la densificación 1992 Finaliza construcción ROI ( vértices) Sistema Geodésico ED50 ROI materializa el marco de ED50 en España Elipsoide Internacional de Hayford Orientación del Datum medida de 7 acimutes Laplace Gravedad normal Cassinis-Silva

10 El establecimiento de un SGR Geocéntrico Medidas geodésicas espaciales Establecimiento de 3 ejes y un centro de masas Superficie real de la Tierra Materialización/ mantenimiento del Sistema [Colocación de un elipsoide únicamente si se necesitan coordenadas geodésicas]

11 ETRS : RETrig EUREF subcomisión IAG Unificación Cartografía 1 sólo SGR GPS ETRF89 ITRF89 época Elipsoide GRS80 VLBI, SLR, GPS EU-REF89 España 14 estaciones (IGN, SGE, ROA)

12 Densificaciones de ETRF89 Jerarquía de Redes Geodésicas: Clase A: Conjunto de puntos integrados en el ITRF con campos de velocidades: ERGPS (s < 1 cm. en ITRS, independiente de la época de observación). Clase B: Redes Continentales Fundamentales sin campos de velocidades IBERIA (s < 1 cm., pero garantizada sólo en una época específica, en sitios donde los campos de velocidades no estén definidos). Clase C: Redes apoyadas en Clase B o densificación de las mismas REGENTE (s = 5 cm.). Fecha del Congreso Instituto Nombre Geográfico del Congreso Nacional

13 Densificaciones de ETRF89 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) Clase B: IBERIA95 y BALEAR98 Observación: Desde 8 hasta 12 de mayo de 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 Observada conjuntamente entre España y Portugal Aprobada como densificación de EUREF en Fecha del Congreso Instituto Nombre Geográfico del Congreso Nacional

14 Densificaciones de ETRF89 Diseño de la Red: Número de estaciones: 7 Península: 6 Baleares: 1 Estaciones del IGS: 4 Villafranca (VILL), Ebro (EBRE), Cagliari (CAGL), Grass (GRAS) Clase B: IBERIA95 y BALEAR98 Observación: Desde 20 hasta 24 de abril de 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 Aprobada como densificación de EUREF en Fecha del Congreso Instituto Nombre Geográfico del Congreso Nacional

15 Densificaciones de ETRF89 Clase C: REGENTE y REGCAN95 REGENTE ( ) -Unos 1100 vértices en la Península y Baleares,1/50M distancia media 20 a 25 km clavos NAP Canarias (REGCAN95) Comprende 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 REGENTE es el marco que materializa ETRS89 en España

16 Densificaciones de REGENTE Ajuste de la Red de Orden Inferior (ROI) en ETRS89 - Número de vértices del ajuste: Vértices fijos (REGENTE): Vértices con observación clásica y GPS: Direcciones acimutales: Direcciones cenitales: Vectores GPS: Observaciones totales: (GPS * 3) - Parámetros: (coordenadas + desorientaciones) - Grados de libertad del ajuste:

17 Sistema de Referencia Altimétrico Fecha del Congreso Instituto Nombre Geográfico del Congreso Nacional

18 Mantenimiento de ETRS89 Finalmente, para independizar el marco de la época The ETRS89 is maintained by the IAG sub-commission EUREF and it is accessed through the EUREF Permanent Network (EPN), a science-driven network of continuously operating GPS reference stations with precisely known coordinates in the ETRS89.

19 Mantenimiento de ETRS89 Clase A: ERGNSS The ETRS89 is maintained by the IAG sub-commission EUREF and it is accessed through the EUREF Permanent Network (EPN), a science-driven network of continuously operating GPS reference stations with precisely known coordinates in the ETRS89.

20 Mantenimiento de ETRS89 La red de estaciones permanentes GPS (ERGNSS) En la actualidad la red del IGN cuenta con 25 ERGNSS. Objetivos de la red: Red Geodésica clase A: Referencia común de la infraestructura geodésica de España. Definición de los Marcos de Referencia Globales (ITRFyy). Datos públicos para cartografía, topografía, geodesia y posicionamiento en general (servidor ftp de datos a 1 s). Registro continuo de datos para geodinámica, ionosfera, troposfera... Proporcionar servicio público de correcciones DGPS y RTK (RECORD & EUREF IP).

21 Mantenimiento de ETRS89 Centro Local de Análisis de la EPN Desde la semana GPS 1130 (Septiembre del 2001). De 18 a 44 estaciones EPN (zona ibérica y alrededores). Software: Bernese 4.2, 5.0 (Bernese Proccessing Engine, BPE) desde UNIX a LINUX SuSe 9.2. Soluciones: Semanal (efemérides precisas) - latencia > 15 días IGEwwww7.SNX IGEwwwwd.TRO Diaria (efemérides rápidas) -latencia < 24 horas IGEwwwwdR.SNX

22 Mantenimiento de ETRS89 Red Procesada: 46 estaciones EPN

23 Mantenimiento de ETRS89 Combinación n de soluciones de los 16 LAC Cada estación EPN 3 LAC. Solución semanal combinada: 16 SINEX. 1º Eliminar constreñimientos de LACs. 2º Alineamiento con ITRF época de obs. Como órbitas ITRF97 ITRF2000 ITRF2005(IGS05) Conjunto de estaciones seleccionadas. Core IGS con marco IGS05 Se define condición de mínimo constreñimiento de translación a éstas. Finalmente EURwwww7.SNX Fuente: EURwwwwdR.SNX Fecha del Congreso Instituto Nombre Geográfico del Congreso Nacional

24 Mantenimiento de ETRS89 Características básicas b del procesamiento (I) Preprocesamiento: triples diferencias para saltos de ciclo. Código para estados de reloj. Máscara de elevación: Antes de Wk 1400: 10º y ponderación dependiente elevación (cos z). Después de Wk 1400: 3º y ponderación dependiente elevación (cos z). Intervalo: 30 s para resolución de amb. y 180 s para procesamiento final. Observable modelado: dobles diferencias y libre ionosfera. Calibraciones centro de fase de antenas: Antes de Wk 1400: relativas a AOAD/M_T basado en modelo IGS_01. Después de Wk 1400: absolutas basadas en modelo IGS05 y calibraciones individuales (si existen).

25 Mantenimiento de ETRS89 Características básicas b del procesamiento (II) Troposfera: Antes de Wk 1364: sin modelo a priori. Estimación de ZPD por estación y hora. Función de proyección Dry-Niell. Wk : modelo a priori de Saastamoinen de componente seca + Dry- Niell + Wet-Niell para componente húmeda. Estimación ZPD por estación y hora. Despues de Wk 1400: introducción de gradientes horizontales (tilting). Ionosfera: Despues Wk 1400: modelado regional del TEC para resolución de amb. QIF. Solución final combinación libre ionosfera. Criterios de rechazo (después de Wk 1364): Marcado de outliers en el preprocesamiento. RINEX con menos de 10% obs son eliminados. Observables con residuos > 2.5 mm. Baselíneas con σ > 5 mm. Fecha del Congreso Instituto Nombre Geográfico del Congreso Nacional

26 Mantenimiento de ETRS89 Características básicas b del procesamiento (III) Definición del Datum: mínimo constreñimiento a YEBE (IGS05), época de observación (no deforma la red, constreñimiento se quita en RAC). Formación de líneas-base: de SHORTEST a OBS-MAX. Órbitas y ERP: finales precisas IGS (rápidas en sol. diaria). Efemérides planetarias: DE200. Mareas: estándares IERS 1996/2000. Cargas oceánicas: Antes de Wk 1400: GOT00.2. Después de Wk 1400: FES2004.

27 Mantenimiento de ETRS89 Cambios en semana GPS 1400 (Nov. 2006) EUREF Workshop Padua, 2006 Modelo de Centro de Fase Absoluto (APC), IGS Mail Nuevo marco de referencia ITRF2005 (IGS05). Estimación de parámetros de gradiente horizontal de la Troposfera con datos de baja elevación (desde 3º). Cálculo de modelo Ionosférico para pre-resolución de ambigüedades. Modelo de carga oceánica FES2004.

28 Mantenimiento de ETRS89 Variaciones del Centro de fase de la antena (PCV) Distancias medidas entre Centros de Fase de la antena del receptor y del satélite. PCV, respecto del PC medio (PCO desde ARP), dependen de: Dirección de llegada de la señal (elevación y acimut). Frecuencia L1, L2. Radomo (antenas receptor). Calibraciones: Individuales de la antena ó genéricas para modelo de antena. Para antena o par antena/radomo. RECEIVER TYPE ANTENNA TYPE FROM TO TYP D(Z) D(A) ******************** ******************** ****** ****** *** *** *** TRIMBLE 4000SSI TRM GP A\Z L L

29 Mantenimiento de ETRS89 Cambio de PCV Relativos a PCV Absolutos Antes semana Modelos PCV relativos (RPCV) modelo IGS_01. Calibración relativa a antena de referencia AOAD/M_T. Receptores Dependencia en elevación, no en azimut. Satélites No depende de dirección. Después semana Cambios en la calibración de los PCO. Modelos PCV absolutos (APCV) modelo IGSyy_wwww Calibración absoluta con robot. Receptores Dependencia en elevación y azimut. Satélites Depende del ángulo al nadir. Consideración de distintos radomos.

30 Mantenimiento de ETRS89 IGS05 Objetivo ITRF2005 corregido de RPC a APC Procedimiento (IGS mail 5447): Determinación de corrección para cada estación IGS por el cambio de RPC a APC. Cálculo de 2 soluciones simultaneas de 1 año. Calcular solución IGS acumulativa y corregir con offset para cada estación. Alinear a ITRF2005 con transformación 7 parámetros. Discrepancia con ITRF2005 Global = 0 Europa = 5 mm aprox. en altura. P. Ibérica = Menor en bajas latitudes Fecha del Congreso Instituto Nombre Geográfico del Congreso Nacional

31 Mantenimiento de ETRS89 Diferencia IGS05 - ITRF2005 (EPN) De estaciones core IGS en Europa. En mm ordenados por latitud ascendente. Diferencia medias (mm) N=-0.2 E=-0.4 U= 5.3

32 Actividades IGN-IGE Otras actividades del Centro de Análisis Reprocesamiento de la ERGNSS por cambios IGS05 (año 2007). Nuevas coordenadas ETRF2005 (2007.5) de la ERGNSS en IGS05. Datum a estaciones core IGS (SFER, VILL, CAGL, GRAS). Obtención de campos de velocidades. Predicción numérica del tiempo. Proyecto E-GVAP. (IGE miembro del Expert Team de E-GVAP) COMBINACION SEMANAS Total number of stations: Repeatability (mm) Station #Weeks N E U ACOR 13434M ALAC 13433M ALME 13437M CACE 13447M CANT 13438M CEU M Fecha del Congreso Nombre del Congreso Instituto Geográfico Nacional 32

33 Actividades IGN-IGE LOCAL GEODETIC DATUM: IGS05 NUM STATION NAME VX (M/Y) VY (M/Y) VZ (M/Y) FLAG 8 YEBE 13420M A 1 ACOR 13434M A 2 ALAC 13433M A 3 ALBA 13452M A 4 ALME 13437M A 6 CACE 13447M A 8 CANT 13438M A 9 CEU M A 10 COBA 13453M A 15 HUEL 13451M A 16 LEON 13475M A 18 LPAL 81701M A 19 MALA 13443M A 20 MALL 13444M A 22 RIOJ 13448M A 23 SALA 13469M A 25 SONS 13446M A 28 VALE 13439M A 29 VIGO 13450M A 32 ZARA 13462M A Velocidades ERGNSS 2007

34 Proyecto E-GVAP Estrategia de cálculo c en NRT Bernese 5.0 bajo Linux SUSE 9.2. Dobles Diferencias. Órbitas Ultrarrápidas del IGS. Intervalo de muestreo: 30 s. Última hora + Combinación final de las 5 horas anteriores. NRT comienza cada hh:10 NRT termina cada hh:16 Ángulo de elevación: 3º Estrategia de generación de baselíneas: Máx-Obs.

35 Proyecto E-GVAP Estrategia de cálculo c en NRT Sólo observables GPS ( GLONASS) Ambigüedades flotantes. ZTD Modelados como función lineal por trozos. Se estiman cada 15 minutos. Constreñimientos: Absoluto: 5.0 m Relativo: 1.0 mm Fecha del Congreso Instituto Nombre Geográfico del Congreso Nacional

36 Proyecto E-GVAP Fecha del Congreso Instituto Nombre Geográfico del Congreso Nacional

37 Miguel Ángel Cano Villaverde Centro de Observaciones Geodésicas Instituto Geográfico Nacional Fecha del Congreso Instituto Nombre Geográfico del Congreso Nacional