Tema 2 Sistema y marco de referencia terrestre. Sistemas de coordenadas

Transcripción

1 2.1 Introducción 2.2 Sistema de referencia terrestre geocéntrico Convencional Definición del sistema Sistema de coordenadas cartesianas y esféricas Sistema de coordenadas Geográficas Sistema de coordenadas Geodésicas y Geocéntricas. Sistema de Referencia Geodésico Sistema de coordenadas Astronómicas. Sistema de Referencia Gravífico Movimiento del polo. Coordenadas instantáneas y absolutas Sistemas de Referencia Geodésicos Sistemas de Referencia Geodésicos globales. GRS80 y WGS Sistemas de Referencia Geodésicos locales. ED Marco de referencia terrestre internacional (ITRF) Marco de referencia WGS Marco de referencia terrestre Europeo (ETRF) 2.1 Introducción Sistema de referencia: Definición conceptual de cómo situar una tripleta de ejes coordenados en el espacio Sistema de referencia convencional: Especificación de todas las constantes, parámetros e hipótesis que definen un Sistema de referencia Marco de referencia: Materialización de un sistema de referencia convencional (conjunto de puntos con coordenadas y velocidades conocidas) Sistema de coordenadas: Parametrización de las coordenadas de los puntos que forman un marco de referencia

2 2.2.1 Definición del Sistema Z Origen Eje Z Plano Meridiano Plano X-Y Eje X Eje Y Y X Definición del Sistema Origen Eje Z Plano Meridiano Plano X-Y Sistema de Referencia Convencional Eje X Eje Y

3 Coordenadas cartesianas y esféricas Z Sistemas de Coordenadas P (X,Y,Z) X Y Coordenadas cartesianas y esféricas Z Sistemas de Coordenadas P (X,Y,Z) r X λ φ Y

4 Coordenadas Geográficas Sistemas de Coordenadas Coordenadas Geográficas Sistemas de Coordenadas

5 2.2.2 Sistemas de Coordenadas Coordenadas Geográficas Sistemas de Coordenadas Coordenadas Geodésicas y geocéntricas Sistema de Referencia Geodésico β

6 Coordenadas Astronómicas. Sistema de Referencia Gravífico Sistemas de Coordenadas Φ Coordenadas Astronómicas. Sistema de Referencia Gravífico Eje Instantaneo de Rotación Sistemas de Coordenadas Eje Z Línea Vertical (Plomada) Tangente a la vertical por el punto P P Meridiano Instantaneo de Greenwich Vector de gravedad Superficie equipotencial de P (W P ) Centro de Masas Eje Y Λ Φ Eje X

7 Coordenadas Astronómicas. Sistema de Referencia Gravífico Eje Instantaneo de Rotación Sistemas de Coordenadas Eje Z Línea Vertical (Plomada) Tangente a la vertical por el punto P P Meridiano Instantaneo de Greenwich Vector de gravedad Superficie equipotencial de P (W P ) Centro de Masas Eje Y Λ Φ Eje X Definición de Movimiento del Polo: Movimiento libre O 6 m 60 cm

8 O 60 cm 6 m Causas del Movimiento libre Redistribuciones interiores de masas Movimientos Tectónicos Redistribuciones Atmosféricas. O 60 cm 6 m Causas del Movimiento libre Redistribuciones interiores de masas Movimientos Tectónicos Redistribuciones Atmosféricas Rebote Postglaciar.

9 . O 60 cm 6 m Causas del Movimiento libre Redistribuciones interiores de masas Movimientos Tectónicos Redistribuciones Atmosféricas Rebote Postglaciar Etc. Definición de Movimiento del Polo: Movimiento forzado O 6 m 60 cm

10 Materialización mediante Observaciones Astronómicas Polo C.I.O. Polo B.I.H. Ajuste en 1967 Polo I.P.M.S. Materialización mediante Observaciones a Satélites Medidas DOPPLER a los Satélites TRANSIT

11 Materialización mediante Observaciones a Satélites Medidas Láser a Satélites o la Luna Materialización mediante Observaciones a Satélites Medidas Láser a Satélites o la Luna

12 Materialización mediante Observaciones a Satélites Medidas Láser a Satélites o la Luna Materialización mediante Observaciones a Satélites Medidas Láser a Satélites o la Luna

13 Materialización mediante Observaciones a Satélites Medidas Láser a Satélites o la Luna Materialización mediante Observaciones a Satélites Medidas V.L.B.I.

14 Materialización mediante Observaciones a Satélites Medidas V.L.B.I. Materialización mediante Observaciones a Satélites Medidas G.P.S. X, Y, Z, T

15 Polo B.I.H. de 1984 Creación de la IERS (International Earth Rotation and Reference System Service) en 1987 Polo B.I.H. de 1984 Creación de la IERS (International Earth Rotation and Reference System Service) en 1987

16 Polo B.I.H. de 1984 Creación de la IERS (International Earth Rotation and Reference System Service) en 1987 Polo B.I.H. de 1984 Creación de la IERS (International Earth Rotation and Reference System Service) en 1987

17 Polo B.I.H. de 1984 Creación de la IERS (International Earth Rotation and Reference System Service) en 1987 Información de la I.E.R.S

18 Información de la I.E.R.S Maremoto en Indonesia, 26/Dic/ Seg. de arco x bull. a x bull. b días desde 1/12/ Sistemas Geodésicos de Referencia Sistemas de referencia Geodésicos globales Dátum: Conjunto de parámetros que definen la posición de un elipsoide respecto a la Tierra. Parámetros: a, f, X, Y, Z, R1, R2, R3 Si X= Y= Z=0, el dátum Geodésico se llama Global o Absoluto

19 Constantes Geométricas b = m 1/f= Sistemas Geodésicos de Referencia Sistemas de referencia Geodésicos globales Geodetic Reference System 1980 (GRS80) a = m J2= GM= m 3 /sg 2 ω= rd/sg Constantes Físicas Uo = m 2 /sg 2 J4= Sistemas Geodésicos de Referencia Sistemas de referencia Geodésicos globales Geodetic Reference System 1980 (GRS80) Eje Z = Polo C.I.O. Eje X = Meridiano 0 definido por la B.I.H. Eje Y = Formando tripleta dextrógira

20 2.2.4 Sistemas Geodésicos de Referencia Sistemas de referencia Geodésicos globales World Geodetic System 1984 (WGS84) Sistema utilizado por la técnica G.P.S. y obtenido a partir de la órbita de estos satélties a = m J2=108262, GM= m 3 /sg 2 ω= rd/sg 1/f = Sistemas Geodésicos de Referencia Sistemas de referencia Geodésicos globales World Geodetic System 1984 (WGS84) Eje Z = Polo I.E.R.S. Eje X = Meridiano 0 definido por la I.E.R.S. Eje Y = Formando tripleta dextrógira

21 2.2.4 Sistemas Geodésicos de Referencia Sistemas de referencia Geodésicos locales Si X Y Z 0, el dátum Geodésico se llama local Z (ξ, η) N P Elipsoide X a b o Geoide X Zo Yo Xo Y Y Sistemas Geodésicos de Referencia Sistemas de referencia Geodésicos locales European Datum 1950 (ED50) a ( m) y f (1/297) Definición del DATUM Punto fundamental (orientación del elipsoide) situado en Postdam

22 SISTEMA QUE MATERIALIZA: Geocéntrico y con orientación de sus ejes tal como estableció la B.I.H en 1984: IERS Reference Pole (IRP/CTP) IERS Reference Meridian (IRM/GMO) SISTEMA QUE MATERIALIZA: Geocéntrico y con orientación de sus ejes tal como estableció la B.I.H en 1984: IERS Reference Pole (IRP/CTP) IERS Reference Meridian (IRM/GMO)

23 Correcciones a las observaciones Mareas Terrestres Carga atmosférica y Oceánica Tectónica de Placas Correcciones a las observaciones Mareas Terrestres Carga atmosférica y Oceánica Tectónica de Placas Movimientos Locales y Regionales

24 DEFINICIÓN DE LOS PARAMETROS PRINCIPALES O DATUM Origen: X, Y, Z Orientación: R 1, R 2, R 3 Escala Variación con el Tiempo DATUM ITRF2000

25 DATUM ITRF2000 DATUM ITRF2000

26 DATUM ITRF2000 ITRF2005 Basado únicamente en determinaciones SLR, VLBI, DORIS y GPS

27 ITRF2005 Origen: Parámetros de traslación nulos en la época (variación nula respecto al origen definido en la época ) y variación nula de estos parámetros entre ITRF2005 y las series SLR. Escala: Factor de escala nulo para la época y variación nula entre ITRF2005 y las series VLBI. Orientación: Parámetros de rotación nulos para los ejes en la época y variaciones nulas entre ITRF2005 y ITRF2000. ITRF2005 De las correcciones relativas del centro de fase de las antenas a las correcciones absolutas Sesgo y variación del sesgo

28 Marco de Referencia WGS84 En Enero de 1994 se valida la versión refinada de las coordenadas de las 5 estaciones de control GPS que forman el marco WGS84. WGS84 (G730) Marco de Referencia WGS84 En Septiembre de 1996 se valida la nueva versión refinada de las coordenadas de las 5 estaciones de control GPS que forman el marco WGS84. WGS84 (G873) Este último marco y el ITRF97 presentan diferencias menores a los 2 centímetros.

29 Marco de Referencia WGS84 Actualmente existe una nueva versión refinada de las coordenadas de las 16 estaciones de control GPS que forman el marco WGS84. WGS84 (G1150) Marco de Referencia WGS84 Actualmente existe una nueva versión refinada de las coordenadas de las 16 estaciones de control GPS que forman el marco WGS84. WGS84 (G1150) Este último marco y el ITRF200 son virtualmente idénticos

30 Marco de Referencia Terrestre Europeo (ETRF) El sistema de Referencia Terrestre Europeo coincide con el Sistema de Referencia Internacional de 1989 Las coordenadas ITRF89 de las 36 estaciones europeas forman el marco, el cual rota con la parte estable de la placa euroasiática (coordenadas invariantes con el tiempo) Sistema de Referencia Terrestre Europeo (ETRF) Observatorio astronómico de Robledo (Madrid)

31 Sistema de Referencia Terrestre Europeo (ETRF) Observatorio astronómico de Robledo (Madrid) COORDENADA Y/VY ITRF ±0.001 ETRF ± ± ± ITRF ±0.002 ETRF ± ± ± ITRF ±0.003 ETRF ± ± ± ITRF ±0.007 ETRF ± ± ± ITRF ±0.003 ETRF ± ± ± ITRF ±0.005 ETRF ± ± ± Sistema de Referencia Terrestre Europeo (ETRF) Marco ETRF2000: marco de referencia convencional definitivo Marco ETRF2000(R05): ITRF2005 pasadas al marco ETRF2000

32 Sistema de Referencia Terrestre Europeo (ETRF) Sistema de Referencia Terrestre Europeo (ETRF)

33 Sistema de Referencia Terrestre Europeo (ETRF) ftp://lareg.ensg.ign.fr/pub