00- informe escrito proyecto 1.docx

UNIVERSIDAD DE COSTA RICAFACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA TOPOGRFICA

Curso IT 8001 Sistemas de Posicionamiento Global

Proyecto 1:Red Geodsica San Pedro, Montes de Oca Integrantes:Andrs Alfaro SnchezDiego Cornejo CorralesJess Barquero BolaosMauricio Mora Porras

Profesor: Ing. Mauricio Valera S. II semestre, 2013

INDICE

1. INTRODUCCIN32. OBJETIVOS42.1 OBJETIVO GENERAL.42.2 OBJETIVOS ESPECFICOS43. JUSTIFICACIN54. UBICACIN65. MARCOTEORICO75.1. MARCO CONCEPTUAL75.2. GENERALIDADES DEL SISTEMA CR05165.3. CENTRO NACIONAL DE PROCESAMIENTO DE DATOS GNSS186.METODOLOGA217.RESULTADOS358 ANALISIS DE RESULTADOS378. CONCLUSIONES479. RECOMENDACIONES4910. BIBLIOGRAFIA5011. ANEXOS52ANEXO 11.1. PROCESAMIENTO DE DATOS CON TOPCON TOOLS52ANEXO 11.2 IMGENES DE PUNTOS DE CUADRILLA 159ANEXO 11.3 FICHAS UTILIZADAS PARA LA MEDICION DE LA RED61

1. INTRODUCCIN

Los orgenes del conocido Sistema de Posicionamiento Global (GPS) se establecen desde el lanzamiento del Sputnik el 4 de octubre de 1957 por la Unin Sovitica, primer satlite artificial de la historia el cual recolecto datos sobre las capas de la atmsfera, como la densidad de las capas superiores e informacin para el lanzamiento de otros satlites.El presente documento buscar mostrar los alcances que se pueden obtener con la tecnologa actual con medicin por GNSS con la redaccin de forma escrita de los resultados del proyecto 1 del Curso IT-8001 Sistemas de Posicionamiento Global el cual consiste en la medicin de una red geodsica en las cercanas de la Universidad de Costa Rica, Sede Rodrigo Facio en San Pedro Montes de Oca. El desarrollo del proyecto buscar hacer un aporte importante en el aprendizaje tanto del lector como del estudiante que realiza el proyecto para el diseo de redes geodsicas, tanto su planificacin como su ejecucin, el procesamiento de datos con software comercial y con software en lnea, realizar un ajuste con esos programas y por tomar criterio objetivo con los resultados obtenidos. El presente informe se conforma de un marco terico el cual buscar trasmitir los conocimientos necesarios para que puedan comprender a plenitud los temas expuestos en el proyecto, se expone la metodologa empleada para la realizacin de la medicin de la Red Geodsica, la presentacin de los resultados y su correspondiente anlisis y la exposicin de conclusiones y recomendaciones para este tipo de proyectos.

2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL.

Planificacin, implementacin y medicin de una red geodsica con coordenadas CRTM05 para fines catastrales, establecidas mediante la tcnica de medicin esttica relativa.

2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Realizar una planificacin eficiente para una Red Geodsica en la zona establecida para el proyecto.

Aplicar las tcnicas de medicin y procesamiento GNSS en el desarrollo del proyecto 1 considerando el equipo de medicin disponible.

Procesar y analizar los datos obtenidos utilizando software comercial y en lnea para reflejarlos en el sistema CR05.

Realizar una comparacin entre las coordenadas obtenidas entre cada uno de los procesamientos en lneas y los obtenidos por el software comercial.

3. JUSTIFICACIN

El presente proyecto se realiza con la finalidad de orientar al futuro profesional en geodesia en la medicin de Redes Geodsicas para fines catastrales, estos mediciones catastrales actualmente tiene mucha demanda con la introduccin de temas de georreferenciacin a los sistemas Catastrales y Registrales del Registro Nacional de Costa Rica. La importancia de dar puntos precisos con exactitudes de centmetros en el sistema Catastral radica en la implementacin de mapas catastrales existentes en varias zonas del pas para dar seguridad jurdica a los propietarios de los bienes inmuebles, sustituyendo los mtodos tradicional de ubicacin como amarres a puntos como PI o lneas de propiedad los cuales pueden variar segn las necesidades del momento. Estos mapas estn siendo realizados actualmente por empresas privadas bajo el Proyecto de Regularizacin de Catastro y Registro, esto propuesto en el artculo 20 de la Ley de Catastro Nacional N 6545 del 25 de marzo del 1981 donde se declara el pas en zona catastral y se establece la Zona Catastrada donde el levantamiento ya ha finalizado. La Zona Catastrada ya aprobada indica que los planos posteriores a la fecha de la declaracin de la zona deben llevar en su derrotero las coordenadas en el sistema CRTM05 de cada uno de los vrtices de los puntos del bien inmueble, en este punto en trabajos de gran extensin o de gran importancia, el establecer una red geodsica local para el proyecto es de vital importancia y se convierte en la clave de un trabajo de calidad.

4. UBICACIN

Imagen 1. Ubicacin por medio de ortofoto de la zona de estudio del proyecto de la Red Geodsica para fines catastrales.El proyecto de la Red Geodsica se encuentra localizado al sur de la Universidad de Costa Rica, Sede Rodrigo Facio, San Pedro de Montes de Oca. Es un terreno de caractersticas planas pero si presenta una importante cantidad de edificaciones en los predios contenidos en la zona de estudio, dificultando la medicin por GNSS en algunos de los puntos de la Red.

5. MARCOTEORICO

En este captulo se explicara de forma breve los principales conceptos geodsicos necesarios para comprender en su totalidad el informe del Proyecto, donde vendr expuesto conceptos como el Marco Internacional de Referencia Terrestre (ITRF), el Sistema Internacional de Referencia Terrestre (STRF); se indicara las principales caractersticas del Sistema CR05 y finalmente una explicacin de los principales procesadores de datos GNSS online existentes. Como se menciona anteriormente, para poder entender a fondo el contexto de este informe del Proyecto, es necesario poseer conocimiento de varios conceptos relacionados con la geodesia y topografa en general. 5.1. MARCO CONCEPTUAL

Antes de indicar cualquier concepto de materia geodsica, es importante primero conocer que es la geodesia la cual es la ciencia que determina la forma y dimensiones de la Tierra, as como el campo de gravedad asociado a ella. Seguidamente algunos conceptos relacionados a la geodesia en s, las cuales fueron obtenidos del artculo escrito por Leonardo Ivars en el blog de geodesia cafegeodesico. Altura elipsoidal: Distancia que separa la superficie topogrfica terrestre y el elipsoide. Dicha separacin se calcula sobre la lnea perpendicular a este ltimo. Estas alturas son obtenidas a partir del posicionamiento satelital en los puntos de inters. Altura nivelada: Son las obtenidas por medio de mtodos de nivelacin clsicos y no tienen en cuenta la falta de paralelismo entre las superficies equipotenciales, originando por la irregular distribucin de las masas internas de la Tierra. Altura Normal: Distancia que separa la superficie topogrfica terrestre y el cuasi geoide. Dicha separacin se calcula sobre la lnea perpendicular a este ltimo. Altura Ortomtrica: Distancia que separa la superficie topogrfica terrestre y el geoide. Dicha separacin se calcula sobre la lnea perpendicular a este ltimo. Este tipo de altura es usualmente denominada altura sobre el nivel del mar, y es obtenida a partir de mtodos clsicos de nivelacin ms observaciones gravimtricas. Coordenadas Cartesianas geocntricas o tridimensionales: Son las definidas en base a un par ordenado de ejes ortogonales, siguiendo el origen y orientacin a los ejes dados por el sistema de referencia terrestre internacional.Coordenadas geodsicas: Latitud geodsica: ngulo que forma la normal al elipsoide con el plano del Ecuador. Longitud geodsica: ngulo entre el meridiano geodsico del punto y el meridiano de Greenwich. Altitud geodsica o elipsidica la cual es la distancia del punto considerado al elipsoide.Coordenadas planas o proyectivas: Son las que resultan de proyectar la superficie del elipsoide sobre un plano. Los puntos proyectados son designados por la coordenada X o Norte y la coordenada Y o Este, medidas sobre dos ejes perpendiculares, trazados a partir de un origen definido convencionalmente de distintas maneras, segn sea el sistema de proyeccin elegido.Cuasi-geoide: Superficie no equipotencial, muy prxima al geoide. Su determinacin no requiere de hiptesis geofsicas y se basa en el modelamiento matemtico del campo de gravedad normal.Datum geodsico: Bsicamente es un conjunto de cantidades que sirven como referencia para el clculo de otras. Los parmetros que definen a un datum geodsico son: un punto origen, en el que se hace coincidir la vertical del lugar con la normal al elipsoide (desviacin de la vertical nula) y generalmente se establece la condicin de tangencia entre el elipsoide y el geoide.Efemrides: Conjunto de parmetros numricos que describen las posiciones precisas de los satlites en funcin del tiempo. Las mismas pueden ser transmitidas o precisas. Pueden ser Efemrides trasmitidas (Broadcast Ephemeris): cada satlite transmite sus propias efemrides extrapoladas, la que repite cada 30 segundos y Efemrides precisas: se calculan en base a observaciones realizadas por redes de rastreo de los satlites GPS y est disponibles unos das despus de la toma de datos.Elipsoide de referencia: Un elipsoide de revolucin usado como superficie de referencia para los clculos geodsicos.Geoide: Superficie equipotencial del campo de gravedad terrestre que mejor se ajusta al nivel medio del mar. Su estimacin requiere de la formulacin de hiptesis sobre la distribucin de las masas internas del planeta.Ionosfera: Zona de la atmsfera ubicada aproximadamente entre los 60km y los 1000km de altura, caracterizada por la presencia de partculas cargadas elctricamente que la toman un medio no homogneo y dispersivo para las seales de radio.Marco de referencia (geodsico): Es la materializacin o realizacin fsica y matemtica de un sistema de referencia a travs de un conjunto de puntos monumentados sobre la superficie terrestre.Marco de Referencia Terrestre Internacional (ITRF): Marco de referencia geodsico de orden 0 establecido por el Servicio Internacional de Rotacin Terrestre (IERS) en el ao 1988, y materializado por una red administrada por el Servicio GNSS Internacional (IGS) que tiene en cuenta la tectnica global. Se lo denomina sistema "instantneo" porque las coordenadas de los puntos cambian con el tiempo por movimientos propios de los mismos y por perfeccionamiento de los parmetros que definen al sistema. Por ello, existen diferentes versiones del mismo marco se diferencian por el ao en que fue determinado.Ondulacin del geoide: Elevacin o depresin del geoide respecto de un elipsoide de referencia. Se relaciona con h y H, a travs de la expresin aproximada h = N + H.Parmetros de transformacin: Conjunto de cantidades que permiten transformar coordenadas dadas en un marco de referencia a otro: se utilizan bsicamente tres traslaciones, a las que pueden agregarse tres rotaciones y un factor de escala.Proyeccin UTM (Universal Transversa Mercator): Proyeccin cilndrica conforme en la que el cilindro es secante al elipsoide y el eje del cilindro est sobre el ecuador. Esta proyeccin divide a la Tierra en 60 husos de seis grados sexagesimales de longitud cada uno, numerados a partir del antimeridiano de Greenwich de Oeste a EsteRed geodsica: Conjunto de puntos denominados vrtices, materializados fsicamente sobre el terreno, de posicin conocida tanto en trminos absolutos como relativos ligados a un marco de referencia comn. Es la estructura que sostiene a toda la cartografa de un territorio.Sistema de referencia: Conjunto de valores numricos, de constantes geomtricas y fsicas, que definen en forma nica un marco matemtico sobre el cual se va a determinar la forma y tamao de la Tierra, o parte de ella, incluyendo su campo gravitacional, por lo que puede tener una concepcin global o absoluta y regional o continental.Troposfera: Capa atmosfrica de unos 40km de espesor, en contacto con la superficie terrestre, dentro de la cual se presentan los distintos fenmenos meteorolgicos. La propagacin de la seal depende fundamentalmente del vapor de agua contenido y de la temperatura de los sucesivos estratos.WGS 84 (World Geodetic System 1984): Es el sistema mundial de uso ms extendido. Definido y mantenido por la Defense Mapping Agency (DMA) de los Estados Unidos, es el datum al cual se relaciona toda la informacin del posicionamiento GPS por utilizarlo justamente para sus mensajes de navegacin. Continuando con lo anterior se citan los conceptos ms importantes sobre el procesamiento y uso de sistemas GNSS: Ambigedad: Es el nmero arbitrario de ciclos de una observacin de fase al comienzo de sta. La fase de la onda que ingresa es comparada con la fase de una seal de referencia generada dentro del receptor. La diferencia de fase observada corresponde a la porcin residual de una onda completa. El nmero total, de ondas completas entre observador y satlite es, al principio, incgnita. Antena: Es el componente de un sistema GNSS que centrado sobre el punto, colecta las seales provenientes de los satlites y las enva al receptor para el procesamiento. Centro de fase: El centro de fase de una antena es el lugar fsico de sta donde las seales crudas GPS son observadas y, en consecuencia, el punto cuya posicin ser determinada. Por eso, para lograr las coordenadas de una marca del terreno, deben encontrarse ambos sobre la misma vertical y medirse la distancia entre ambos a fin de incorporar este dato al procesamiento.Ciclo faltante o ciclo perdido: Discontinuidad en la medicin de fase resultante de la prdida de conexin durante el seguimiento de un satlite.Cifras significativas: Es el nmero de dgitos que se anotan dependiendo de la exactitud buscada. Son todos aquellos dgitos positivos ms uno que es estimado y por lo tanto cuestionable.Cdigo: Ruido pseudoaleatorio (PRN) modulado en las seales portadoras del GNSS. Las mediciones de cdigo, son la base del posicionamiento y navegacin con GNSS. El cdigo tambin se utiliza en conjuncin con las mediciones de fase portadora con el fin de obtener soluciones de lnea base con calidad topogrfica ms precisa.Cdigo C/A: Modulado sobre la seal GNSS L1. Se trata de una secuencia de 1023 bits generados con una frecuencia de 1,023MHz (millones de bits por segundo), por lo que se repite ntegramente cada milisegundo. En otras palabras, es una serie ordenada de dgitos binarios (0 y 1) modulada sobre la seal segn un patrn propio de cada satlite. Cdigo P: Cdigo preciso o protegido de la seal GNSS, usado normalmente por los receptores militares o usuarios autorizados por el DoD. Difundida en 10,23Mhz, se trata de una secuencia binaria muy larga (1014 bits) modulada sobre una portadora GNSS, la cual se repite cada 267 das. Semanalmente se le adjudica a cada satlite una porcin o segmento nico del mismo codificndose los sbados a medianoche.Cdigo Y: Informacin contenida en el cdigo P adicionalmente codificada. Los satlites transmiten el cdigo Y en lugar del cdigo P cuando el anti espionaje est habilitado.Correccin de fase de antena: El centro de fase de una antena GPS no es un punto fsico o estable. Este centro cambia en funcin de la direccin de la seal de un satlite. Gran parte de esta variacin depende de la elevacin del satlite. Al modelar esta variacin del centro de fase de la antena, se permite el empleo de diversos tipos de antena en un nico levantamiento. Correccin diferencial (GPS, DGPS diferenciales): Proceso de correccin de posiciones GPS en una zona desconocida con datos capturados simultneamente en una posicin conocida (la estacin base). La correccin diferencial generalmente se aplica a receptores que utilizan tcnicas del cdigo de posicionamiento C/A. Error relativo: Nmero que caracteriza la relacin entre el error y la magnitud medida. Corrientemente se la expresa en ppm o como 1/x.Errores aleatorios o accidentales: Errores que no obedecen a una ley matemtica o fsica conocida y tienden a distribuirse en torno a la media simtricamente, con frecuencia creciente en la medida que disminuye su magnitud.Errores groseros: Errores o yerros que resultan del mal funcionamiento del equipo, condiciones de observaciones adversas o de una equivocacin o distraccin del operador. Son fciles de reconocer y deben exclurselos de cualquier procesamiento posterior.Estacin GPS/GNSS Permanente: Sitio ocupado en forma permanente por un receptor GPS/GNSS de tipo geodsico, con coordenadas precisas expresadas en un marco de referencia geocntrico o global.GLONASS (Global Navigation Satellite System): Sistema ruso de navegacin por satlites de diseo muy similar al GPS.GNSS: Acrnimo de Global Navigation Satellite Systems, utilizado para denominar al conjunto de sistemas de posicionamiento satelital e incluye a los actuales GPS y GLONASS, y al sistema de la Unin Europea, actualmente en desarrollo, GALILEO.GPS o Sistema de Posicionamiento Global: Creado, administrado y operado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos es un sistema de navegacin pasivo (o de una va) que permite determinar con alto grado de exactitud la posicin de puntos en tierra, mar y aire. Consiste bsicamente de tres partes: un segmento espacial, un segmento de control y el segmento del usuario.Intervalo de registro (Logging interval Recording intervalo): Es el intervalo de tiempo entre registros sucesivos de datos GPS crudos en la memoria del receptor GPS. Ejemplo a esto es que un intervalo de registro de 10 segundos indica que los datos crudos se guardan en memoria cada 10 segundos.L1 y L2: Seales radiadas por cada satlite de la constelacin GNSS. L1 a 1575,42Mhz est modulada con los cdigos C/A y P, a los que se les suma el mensaje de navegacin. L2 en 1227,60MHz, slo porta el cdigo P y el mensaje de navegacin.Levantamiento cinemtico: Mtodo de posicionamiento de fase continua que requiere slo perodos muy cortos de colecta de datos en cada punto a posicionar.Levantamiento esttico: Mtodo de posicionamiento caracterizado por la ocupacin simultnea de dos o ms puntos durante un perodo suficientemente prolongado de tiempo mientras los receptores se mantienen estacionarios en tanto registran los datos, y post-procesarlos, con el fin de lograr precisiones inferiores al centmetro.Levantamiento esttico rpido: Mtodo de posicionamiento topogrfico con GPS que utiliza cdigo P o Y para capturar datos brutos GPS, que a continuacin somete a post-procesamiento con el fin de lograr precisiones inferiores al centmetro.Mscara de elevacin: La menor elevacin, en grados, a la cual se le permite al receptor rastrear un satlite y se mide desde el horizonte, de 0 a 90. Medida a partir del horizonte corrientemente se fija en 15 grados para evitar problemas de interferencia causados por edificios y rboles.Medicin cinemtica: Una forma de medicin de fase continua que requiere slo perodos muy cortos de colecta de datos en cada punto a posicionar. Las restricciones operacionales incluyen comenzar a partir de una lnea de base, rastreando cuatro satlites como mnimo y mantener la conexin con stos. Uno de los receptores se coloca esttico en un punto de control en tanto otro, u otros, se desplazan de punto a punto. Medicin esttica: Mtodo de medicin caracterizado por la ocupacin simultnea de dos o ms puntos durante un perodo suficientemente prolongado de tiempo mientras los receptores se mantienen estacionarios en tanto registran los datos. Es la tcnica de mayor precisin.Posicionamiento: Accin mediante el cual se determina las coordenadas geogrficas, producida por un receptor GPS en modo individual.Posicionamiento diferencial: Procedimiento en el que se corrigen los datos GNSS colectados en un punto de coordenadas incgnitas con datos colectados simultneamente en una estacin base ubicada en la misma rea de trabajo. Existen dos maneras de aplicarlo: en tiempo real y por postproceso.Posicionamiento relativo: Tcnica diferencia para determinar la diferencia de coordenadas entre dos marcas del terreno. Se coloca una antena sobre cada una de los puntos y se observan simultneamente los mismos satlites.Postproceso: Procedimiento de correccin y clculo de las coordenadas de los puntos posterior a la medicinPseudorango (Pseudodistancia): Medida de la distancia que no ha sido corregida de los errores de sincronizacin entre los relojes y que se expresa en el tiempo de propagacin aparente desde el satlite a la antena del receptor. Se obtiene al multiplicar el tiempo de propagacin aparente de la seal por la velocidad de la luz.RINEX: Acrnimo de Receiver Independent Exchange Format es un conjunto de formatos y definiciones para tiempo, fase y distancia que permite intercambiar y procesar datos provenientes de receptores GNSS de diferentes caractersticas, marcas y modelos.RTK (Real-Time Kinematic cinemtico en tiempo real): Procedimiento GPS cinemtico diferencial por el cual las correcciones de fase son transmitidas desde una estacin de referencia a un receptor mvil, tan rpido como son colectadas. Requiere radioenlaces entre base y rover y los tiempos de ocupacin son cortos.Semana GPS: Nmero de semanas enteras desde que el Tiempo GPS fue cero, medianoche del sbado al domingo del 6 de enero de 1980. Se mide segn mdulo 1024 por lo que la cuenta se recicl el 22 de agosto de 1999, volviendo la cuenta de las mismas a 0.SIRGAS: Acrnimo de Sistema de Referencia Geocntrico para Amrica del Sur, fue creado con el objetivo de definir un sistema de referencia para Sudamrica, establecer y mantener una red de referencia y establecer un dato geocntrico.Tiempo de ocupacin: Tiempo que necesita una estacin para lograr el procesamiento de puntos o lneas base GPS. Este tiempo vara en funcin de la tcnica de posicionamiento, el tipo de receptor utilizado, y la precisin requerida para los resultados finales.Tiempo GPS: En el sistema GPS el tiempo es mantenido internamente segn una escala continua propia denominada Tiempo GPS dado por un reloj compuesto que comprende los relojes de todas las estaciones monitoras en operacin y la frecuencia estndar de los satlites.

5.2. GENERALIDADES DEL SISTEMA CR05

Con fundamento en el Decreto Ejecutivo N 33797-MJ-MOPTdel 30 de marzo de 2007, se disea el sistema de coordenadas horizontales para Costa Rica, denominado CR05, el cual tendr carcter oficial y sustituye al sistema de coordenadas Lambert, datum de Ocotepeque. (Unidad Ejecutora, Instituto Geogrfico Nacional, s.f)

Segn el documento Sistema de Referencia CR05 y Proyeccin Transversal Mercator para Costa Rica CRTM05, elaborado por la Unidad Ejecutora, Programa de Regularizacin de Catastro y Registro y el Instituto Geogrfico Nacional, el sistema CR05 ser el marco de referencia para todos los trabajos topogrficos, cartogrficos, geodsicos y catastrales oficiales.

El sistema de coordenadas CR05 est amarrado al Marco de Referencia Terrestre Internacional, realizacin de l2000 (ITRF00, por sus siglas en ingls), reducido a la poca 2005.83, que es la de definicin del sistema.

El sistema CR05 est materializado por una red de 33 estaciones GPS de primer orden (34 si se considera el punto ETCG), distribuidas en todo el territorio nacional. Estas tienen coordenadas geodsicas referidas al elipsoide WGS84 y coordenadas de cuadrcula, definidas por una proyeccin Gauss-Krger, mejor conocida como Transversal Mercator.

Para el diseo de la red geodsica se tomaron encuentra los siguientes aspectos tcnicos y metodolgicos: 1. La cantidad de puntos preexistentes que coincidan con el viejo sistema (datum Ocotepeque), registrados en el Catastro Nacional y el Instituto Geogrfico Nacional.2. Los reconocimientos de campo efectuados por personal de las instituciones antes citadas. 3. La cantidad de cuadrillas a disposicin para las labores de medicin GPS.4. Los resultados de los procesos de simulacin.5. La exactitud mxima requerida de 3,0 cm. en las coordenadas ajustadas.6. La cantidad de semanas disponibles para efectuar las mediciones, entre otros criterios.

DEFINICION DEL SISTEMA CARTOGRAFICO.

El sistema de coordenadas de cuadrcula para Costa Rica se basa en la proyeccin del elipsoide WGS84 el cual se denomina CRTM05. Se define el meridiano 84 longitud Oeste como meridiano central de la proyeccin conforme Transversal Mercator. A todo esto es necesario introducir un falso este al origen, el cual en este caso se designa 500000 m para siempre tener coordenadas positivas. El origen de coordenadas Norte es 0 y Falso Norte 0m. Para equilibrar la distorsin lineal es necesario aplicarle un factor de escala 0.9999, donde en los extremos del pas se va a visualizar mayor distorsin que las partes centrales del pas.

Cuadro. 1. Parmetros de la proyeccin CRTM05SISTEMA CARTOGRFICO DE COSTA RICA CRTM05

Elipsoide asociadoWGS84

Meridiano de Referencia84 W

Paralelo de referencia0

Factor de escala0.9999 -100 ppm

Falso Este500000.00m

Falso Norte0.00m

5.3. CENTRO NACIONAL DE PROCESAMIENTO DE DATOS GNSS

Segn lo mencionado en su sitio oficial en la web, se encuentra ubicado territorialmente en la Escuela de Topografa, Catastro y Geodesia (ETCG) de la Universidad Nacional de Costa Rica, el Centro Nacional de Procesamiento de Datos GNSS (CNPDG) es un laboratorio destinado al procesamiento semanal de una red de estaciones GNSS de observacin continua pertenecientes al Sistemas de Referencia Geocntrico para las Amricas (SIRGAS). Presenta gran importancia ya que es un laboratorio pionero en Centroamrica y el Caribe procesando una seleccin de estaciones pertenecientes a la densificacin norte de la red SIRGAS-CON-D. Sus labores de procesamiento iniciaron en la semana GPS 1721.Entre las estaciones de observacin continua administradas por la CNPDG se encuentra la ETCG ubicada en la Escuela de Topografa de la UNA y la AACR ubicada en el Edificio del Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados (AYA) en Pavas, San Jos y tambin la ISCO que oficialmente est integrada a la red SIRGAS-CON-D. Es necesario conocer las caractersticas de la ETCG y la AACR para el desarrollo de esta investigacin.ESTACION ETCGSu antena de recepcin se encuentra sobre el punto ETCG que es uno de los puntos fsicamente ms estable del pas y que ha sido observado con tcnicas GPS desde el ao 1998, cuando por primera vez en el pas se realiz un enlace al ITRF94. Este ha sido utilizado por varios proyectos de investigacin y en la actualidad es uno de los 34 vrtices de la Red Geodsica de Primer Orden de Costa Rica y nico que posee informacin sobre su velocidad. La antena se encuentra atornillada a un soporte cilndrico de metal de 0,324 m de altura que se ubica sobre la placa metlica. La altura de antena de la estacin ETCG es por lo tanto de 0,324 m. Se cuenta con un receptor geodsico modelo R9 y una antena geodsica modelo Zephyr Geodetic 2 de la casa comercial Trimble.

Imagen 2. Equipo de la estacin ETCG, imagen de la izquierda es la antena GNSS Zephy Geodetic 2 y la imagen de la derecha es el Receptor GNSS NetR9

ESTACION AACRLa estacin GNSS de operacin continua del Instituto Costarricense de Acueductos y Alcantarillados (AYA) est ubicada en su edificio central en Pavas, San Jos. La estacin AACR est materializada por un tubo metlico adosado a una de las columnas principales del edificio. La estacin AACR es oficialmente una estacin SIRGAS, la cual es procesada semanalmente por los Centros de Procesamiento de Mxico, Venezuela y Colombia y por el Centro Experimental de Costa Rica CNPDG. Los archivos de datos de AACR son gratuitos al pblico y se pueden descargar de este enlace.La estacin AACR cuenta con un receptor geodsico modelo NET-G3A y una antena geodsica modelo CR-G3 de la casa comercial Topcon.

Imagen 3. Equipo de la estacin AACR, imagen de la izquierda es la antena GNSS CR-G3 y la imagen de la derecha es el Receptor GNSS NET-G3A

6. METODOLOGA

El proyecto I del Curso IT- 8001 busca que el estudiante aplique los conocimientos adquiridos anteriormente en los cursos de topografa y los vistos en el curso, en la medicin con diferentes tcnicas de sistemas de posicionamiento global en la red geodsica con coordenadas CRTM05.Para la realizacin del proyecto Medicin de una Red Geodsica en la zona de San Pedro de Montes de Oca, el grupo deber planificar y medir una red geodsica determinada por vrtices para formar al menos 4 cuadrilteros en una zona ubicada contiguo al campus de la UCR en San Pedro Montes de Oca, los vrtices de esta red debern no superar los 280 metros de distancia entre ellos y la red debe ser medida por medio de tcnicas GNSS (esttico relativo y RTK) donde los resultados se vern reflejados en el sistema CR05.Para la conformacin del grupo de proyecto, se seleccionaron una cantidad de cuatro cuadrillas, cada una conformada por cuatro estudiantes del curso IT-8001 Sistemas de Posicionamiento Global (GNSS) del II semestre del 2013 bajo la tutela del Ing. Mauricio Varela Snchez, el cual pretende actuar como facilitador del proceso de medicin, ofreciendo oportunidades para que los estudiantes realicen investigaciones que les permitan aprender nuevos conceptos, aplicar la informacin y representar su conocimiento de diversas formas. Se considera para realizar este proyecto, un informe del proyecto donde se redacten y presenten los resultados alcanzados del proyecto, la metodologa utilizada para alcanzar esos resultados y las recomendaciones que se pueden indicar en proyectos de esta clase.Adems del informe final, el proyecto incluye una presentacin en diapositivas de exposicin, la cual tiene fecha tentativa para el 19 de Noviembre del ao en curso. A continuacin se describen los principales pasos utilizados para llevar a cabo este informe investigativo sobre el Proyecto Medicin de una Red Geodsica en la zona de San Pedro de Montes de OcaTIPO DE ESTRATEGIA

La estrategia seleccionada es la de Aprendizaje Orientado a Proyectos o comnmente conocida como AOP, la cual consiste en elaborar un proyecto en un tiempo determinado con el propsito de obtener algn producto. Para que el proyecto se pueda concluir se debe realizar una serie de actividades en donde debe poner a prueba la creatividad, la capacidad para solucionar problemas y generar alternativas, as como un buen manejo del tiempo y de los recursos.APLICACIN DE LA ESTRATEGIA

Para la aplicacin del AOP, el docente dividi el grupo de estudiantes del Curso IT-8001 en cuatro cuadrillas de cuatro integrantes cada una, la cantidad de cuadrillas est determinado por la cantidad de equipos que posee la Universidad de Costa Rica necesarios para realizar este tipo de proyecto, basndose en el documento Programas de Procesamiento en Lnea, facilitado por el Ing. Mauricio Varela a los estudiantes del Curso IT-8001. Cada estudiante al adquirir los conocimientos necesarios para realizar una red geodsica propuso una red, para un total de 16 redes geodsicas en la zona de estudio, de estas redes se procede a elegir una por cuadrilla dejando un total de 4 redes, donde finalmente se procede a seleccionar una la cual es la que se utiliza para el proyecto. La planificacin en la red seleccionada es de participacin grupal y es fundamental para que este tipo de proyecto tenga xito. En cuanto al desarrollo del proyecto, este se dividir en 6 etapas; en la primera etapa ser realizada antes de visitar el sitio, la segunda etapa ser realizada visitando campo y las cuatro ltimas etapas sern realizadas despus de campo. El siguiente cuadro muestra la planificacin de cada una de estas actividades.

Cuadro. 2. Cronograma de ActividadesFecha ProgramadaEtapaTiempo estimado

14-10-2013Etapa 1 .Seleccin de Red Geodsica y Planificacin de secciones de medicin.1 da

21-10-2013 al 28-10-2013Etapa2. Medicacin de la Red Geodsica utilizando el equipo universitario.2 das

05-10-2013 al 19-10-2013Etapa 3. Procesamiento de datos de la medicin de la Red Geodsica.5 das

19-10-2013 al 2-10-2013Etapa 4. Anlisis de Resultados4 das

2-10-2013 al 9 -10 -2013Etapa 5. Redaccin del Informe escrito con los resultados obtenidos.7 das

19-11-2013Etapa 6. Presentacin en el aula de los resultados obtenidos.1 da

ETAPAS DEL PROYECTO

Continuamente se explicada detalladamente cada una de las etapas realizadas para la obtencin de resultados en el proyecto Medicin de una Red Geodsica en la zona de San Pedro de Montes de Oca: ETAPA 1. SELECCIN DE RED GEODSICA Y PLANIFICACIN

Para esta etapa fue necesario la participacin de todos los estudiantes del curso IT-8001 adems de la supervisin del docente a carga de ese curso; con la finalidad de escoger la red geodsica para el proyecto.La seleccin de la red y la planificacin de la metodologa de trabajo son esenciales en este tipo de proyectos ya que el xito de unos buenos resultados es producto tanto de la medicin como de la planificacin para realizar esa medicin. Cada estudiante confecciono una red geodsica para ser considerada en clases, unas hasta tenan la planificacin ya establecida dndole mayor peso que las dems, al tener todas las planeaciones se debe escoger una por cada integrante de la cuadrilla para representar su cuadrilla donde finalmente se escoge una entre cada una de las cuadrillas para ser la red geodsica final elegida por todos los estudiantes; la seleccin quedo de la siguiente forma.Grfico. 1. Seleccin de la Red Geodsica del Proyecto

Donde la propuesta seleccionada por el grupo se puede apreciar en la siguiente imagen.

Imagen 4. Red Geodsica seleccionada para el proyecto

Fuente: PropiaEn la imagen se indica como la Red Geodsica propuesta presenta una cantidad de 5 sesiones de medicin con un total de 8 vrtices denominadas por las letras del alfabeto de A hasta H (la I indicada en la imagen realmente es la letra H). Cada una de estas sesiones tendr una duracin aproximada de una hora donde se utiliza el equipo brindado por la Universidad de Costa Rica. ETAPA 2. MEDICION DE LA RED GEODSICA

En esta etapa se realiza la medicin de la Red Geodsica, para realizar esta etapa se estim un total de dos das de medicin los cuales fueron el 21 y 28 de setiembre del ao 2013, para realizar estas mediciones los estudiantes fueron asistidos con equipo de medicin GNSS por parte de la Universidad de Costa Rica, lo nicos requisitos para que se preste equipo es el de estar matriculados a un curso de la carretera de Topografa (Curso IT-8001) y el de llenar la boleta de retiro de equipo.Imagen 5. Boleta de Retiro de Equipo Universitario

El equipo utilizado para realizar la medicin de toda la Red Geodsica del Proyecto es el siguiente:1) 2 Receptores Topcon GR-32) 2 Receptores Hiperlite3) 4 trpodes4) 4 radios 5) 4 bases6) 4 cintas mtricas de 8 metrosImagen 6. Receptor Topcon GR-3

7) 1 colector de datos Topcon (FC200)8) Cables de los receptores y llaves fsicas del programa de descarga de datos.

Seguidamente con el equipo ya listo se procede a realizar la medicin de la Red Geodsica por medio de la planificacin ya establecida donde se reparte el equipo de la siguiente forma:temCuadrillaIntegrantes

1HIPERLITE 1Diego, Mauricio M, Jess y Andrs

2HIPERLITE 2Mariano, Franz, Hector, Moiss

3RTK 1 (BASE)Daro, Gabriela, Jeffry y Billy

4RTK 2 (ROVER)Avisa, Alfredo, Mauricio G y Jos

Cuadro 3. Personal encargado segn equipo universitarioPor otra parte la medicin se realiza siguiendo la planificacin siguiente:CAMPAA 1. Esta campaa es realizada el 21 de Setiembre, todas las cuadrillas participaron en la medicin Campaa 1:

VrticeCuadrillaN SesinMedicinTrasladoVector

InicioFinalInicioFinalSalidaLlegada

AHIPERLITE 1108:0009:00----

BHIPERLITE 2108:0009:00----B-A

GRTK 2108:0009:0009:0009:20GIG-A

IRTK 1108:0009:0009:0009:20ICI-G

Cuadro 4. Planeacin de la Campaa 1.

Imagen 7. Delineacin de vectores programados en la medicin, resultando el Vector BI dependiente. CAMPAA 2. Esta campaa es realizada el 21 de Setiembre, todas las cuadrillas participaron en la medicinCampaa 2: Detener receptor y poner en estacin nuevamente.



AHIPERLITE 1209:2010:2010:2010:40ABA-I

BHIPERLITE 2209:2010:2010:2010:40BCI-B

CRTK 1209:2010:2010:2010:40CDC-I

IRTK 2209:2010:2010:2010:40--

Cuadro 5. Planeacin de la Campaa 2

Imagen 8. Delineacin de vectores programados en la medicin, resultando el Vector BC dependiente.

CAMPAA 3. Esta campaa es realizada el 21 de Setiembre, la cuadrilla del RTK 2 no participo en la medicin por exceso de vectores. Campaa 3: Detener receptor y poner en estacin nuevamente.



BHIPERLITE 1310:4011:40----B-C

CHIPERLITE 2310:4011:40----C-D

DRTK 1310:4011:40----D-I

IRTK 2310:4011:40----


Imagen 9. Delineacin de vectores programados en la medicin, resultando el Vector CI dependiente.

CAMPAA 4. Esta campaa es realizada el 28 de Setiembre, todas las cuadrillas participaron en la medicinCampaa 4:



EHIPERLITE 1408:0009:0009:0009:20EDE-F

FHIPERLITE 2408:0009:0009:0009:20FEF-I

GRTK 1408:0009:00----G-F

IRTK 2408:0009:00----


Imagen 10. Delineacin de vectores programados en la medicin, resultando el Vector IE dependiente.CAMPAA 5. Esta campaa es realizada el 28 de Setiembre, la cuadrilla del RTK1 no participa en la medicin ya que no hay ms vectores que medir. Campaa 5:



DHIPERLITE 1309:2010:20----B-C

EHIPERLITE 2309:2010:20----C-D

IRTK 2309:2010:20----D-I


Imagen 11. Delineacin de vectores programados en la medicin, resultando el Vector DI dependiente.De gran importancia es el indicar que cada una de estas campaas tienen una duracin de una hora a peticin del profesor del curso IT-8001, pero en prctica profesional para un rea tan pequeo y para fines de catastro, media hora es ms que suficiente aumentando la eficiencia en la medicin de la Red Geodsica.En cada uno de las campaas es necesario indicar cuales son los vectores que se quieren medir y cuales son generados como dependientes ya que los software comerciales generan estos vectores los cuales propician error a la hora de hacer el procesamiento de la Red Geodsica.

ETAPA 3. PROCESAMIENTO DE LOS DATOS OBTENIDOS EN LA MEDICIN

En la ejecucin de esta etapa, ya se tienen todos los datos de cada una de las campaas realizadas en la medicin, estos cinco archivos se bajan a la computadora, donde es importante indicar que vienen en formato nativo de la casa fabricante del instrumento de medicin, en este caso es Topcon por lo que es necesario utilizar el software que esa casa comercial provee el cual es el Topcon Tools. Topcon Tools es una herramienta de procesamiento de datos GNSS de categora comercial (existiendo tres categoras, la cientfica, la comercial y la educativa) donde se pueden cargar fcilmente los datos obtenidos de los receptores GNSS y ser visualizados en la pantalla de la computadora para reconocer visualmente la Red Geodsica del Proyecto. Imagen 12. Cover software Topcon Tools

Para utilizar este software es necesario tener una llave fsica, con la finalidad de utilizar todas las funciones del software las cuales vienen limitadas en la versin demo del software adems de que el demo solo permite hasta 5 vectores de medicin y el Proyecto actual cuenta con un total de 14 vectores. Esta llave fsica en la mayora de los casos es una llave USBImagen 13. Llave fsica software Topcon Tools

En este software se puede mostrar la Red Geodsica medida para el Proyecto, se puede establecer la altura de las antenas, configurar cada uno de los receptores, eliminar los vectores dependientes generados por el software de manera automtica (el software genera vector cuando detecta el mismo tiempo de medicin), obtener las desviaciones estndar al realizar el procesamiento y su correcto ajuste. Los pasos para utilizar este software sern expuestos en los anexos del presente reporte escrito. Seguidamente cuando se obtienen los datos ya procesados por el software con su correspondiente ajuste, se procede a procesarlos en lnea para obtener sus coordenadas segn varios procesadores GNSS en lnea los cuales son:1) APPS (Automatic Precise Positioning Service de la NASA)2) SOPAC ( The Scripps Orbit and Permanent Array Center)3) OPUS (Online Positioning User Service)4) CSRS (Canadian Spatial Reference System)5) AUSPOS (Online GPS Data processing of Geoscience Australia)6) GAPS (GPS Analysis and Positioning software)7) MAGIC Adems de forma asistida se utilizaron los archivos rinex generados por la Proveedor de servicios de estaciones de referencia del Registro Nacional, de igual forma el proceso para realizar estos procesamientos en lnea sern expuestos en los anexos de este informe escrito. ETAPA 4. ANALISIS DE LOS RESULTADOS OBTENIDOSDe forma consecuente, al obtener todos los procesamientos de los datos (tanto del software comercial como de los procesados de forma online) se procede a analizar los resultados obtenidos para cada uno de los vrtices de la Red Geodsica propuesta para el proyecto. El anlisis de resultados es independiente por cada cuadrilla por lo que cada una de las cuadrillas debe presentar un anlisis de resultados diferentes, motivo a que la interpretacin de los datos varia de quien los analiza aun si los resultados son los mismo, en la cuadrilla que confecciona este reporte eligi tres estudiantes para realizar el anlisis de resultados con la finalidad de obtener un anlisis desde varios puntos de vista. El detalle y demostracin de estos anlisis se realizar de manera posterior en el captulo de Anlisis de Resultados.

ETAPA 5. REDACCIN DEL INFORME FINAL

Para la redaccin de informe final fue primordial determinar el tipo de proyecto el cual es de aprendizaje basado en proyectos, por lo que debe llevar cada una de los tems que la conforman, estos son los siguientes: Portada, la cual debe ser la tpica para trabajos para proyectos universitarios Introduccin, donde se destacan el origen, los antecedentes (tericos y prcticos), el significado que el estudio tiene en el avance del campo respectivo y la aplicacin en el rea investigada. Adems, se mencionan los alcances, las limitaciones y la metodologa empleada. Objetivo General y Especficos, donde se especifican el objetivo general y especficos en los que estn basados la investigacin. Justificacin, Justificacin de porque se realiza el trabajo y en que se basa su importancia. Marco Terico, donde se fundamenta tericamente el respaldo del tema que se estudia, no pueden ser copias textuales de pginas en internet ni libros. Metodologa, donde se describe detalladamente todas las actividades efectuadas para el desempeo del proyecto, sean de gabinete o de campo Resultados, en este tem se listan los resultados alcanzados en el proyecto, nicamente los relevantes, los procesos se adjuntan en anexos. Anlisis de Resultados, donde se analizan todos los resultados alcanzados, causas (afirmativas o negativas) y consecuencias de los mismos. Conclusiones, estas constituyen un elemento independiente y presentado en forma lgica las deducciones del proyecto. Bibliografa, donde se realiza un recopilado de todas las fuentes bibliogrficas utilizadas en la investigacin. Anexos, donde se indican pasos de cada uno de los procedimientos que conllevaron a los resultados, adems de indicar las boletas utilizadas en el proyecto, fotos del proyecto u otra informacin adicional necesaria para el proyecto.

CRONOGRAMA Y ASIGNACIN DE TRABAJO PARA EL INFORME ESCRITO

Para la asignacin de la conformacin del Informe final, se procedi a clasificar de forma independiente cada tem que conforma a ambos, y se establecieron 4 asignaciones la cual cada una corresponde a cada uno de los estudiantes participantes o en algunos casos hasta 3 estudiantes por asignacin. A continuacin se muestra la asignacin del trabajo, as como los tiempos estimados para poder realizarlosCuadro 9. Cronograma de actividades para el informe escrito. tem a desarrollarFecha EstimadaEncargado

PortadaDel 2 al 3 de Noviembre 2013Todos

Introduccin4 de Noviembre 2013Asignacin 1

Objetivo General4 de Noviembre 2013Asignacin 2

Justificacin4 de Noviembre 2013Asignacin 1

Marco TericoDel 4 al 6 de Noviembre 2013Asignacin 3

MetodologaDel 4 al 6 de Noviembre 2013Asignacin 3

ResultadosDel 5 al 7 de Noviembre 2013Asignacin 4

Anlisis de ResultadosDel 5 al 7 de Noviembre 2013Asignacin 4

Conclusiones27 de Noviembre 2013Asignacin 2

Recomendaciones27 de Noviembre 2013Asignacin 3

Bibliografa28 de Noviembre 2013Asignacin 3

Anexos28 de Noviembre 2013Asignacin 4

Impresin de Informe Final29 de Noviembre 2013Todos

Entrega Proyecto 130 de Noviembre 2013Todos

ETAPA 6. PRESENTACIN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS

En esta etapa final se expondrn los resultados obtenidos y los anlisis de estos al resto de compaeros de las dems cuadrillas y al profesor del curso IT8001, esta presentacin se realizar por medio del Software Power Point del Microsoft Office y es de carcter obligatorio en la evaluacin del Proyecto.

7. RESULTADOS

Con la realizacin de proyecto se logr obtener los siguientes resultados.Cuadro 10. Resultado de las Coordenadas Obtenidas sin el procesamiento en lneaPuntoCoodNorte (m)Std Dev n (m)Coord Este (m)Std Dev e (m)Elevacin (m)Std Dev u (m)Std Dev Hz (m)

A1098687,960,002494725,6230,0021214,1230,0030,002

B1098637,750,002494571,870,0021211,2000,0030,003

C1098487,390,002494287,0480,0021217,3400,0030,003

D1098340,650,001494200,240,0021218,0390,0030,002

E1098226,260,001494391,2250,0021220,9540,0030,002

F1098212,870,001494545,9930,0021222,7950,0030,002

G1098369,250,002494548,1370,0021223,6250,0030,003

H1098405,110,001494402,8020,0011219,4280,0010,001

Cuadro 11. Resultado de los Vectores sin Procesamiento en LneaDesdeHastaPrecisin Horizontal (m)Precisin Vertical (m)Res n (m)Res e (m)Res u (m)

AH0,0010,0020,0010,0030,000

AB0,0010,0020,000-0,0030,004

AG0,0010,003-0,0010,000-0,005

BH0,0010,0020,000-0,0030,005

BC0,0010,0020,041-0,055-0,002

CH0,0010,0010,0010,0020,002

CD0,0010,003-0,001-0,003-0,006

DE0,0020,003-0,004-0,001-0,008

DH0,0000,0010,001-0,0010,001

EH0,0010,002-0,0030,000-0,006

EF0,0010,0010,000-0,0010,000

FH0,0010,002-0,001-0,001-0,004

FG0,0010,0020,0010,0000,004

GH0,0010,002-0,025-0,0840,001

Cuadro 12. Datos procesados en lnea. AUSPOS, OPUS

Imagen 14. Resultado del Ajuste realizado por el software Topcon Tools.

8 ANALISIS DE RESULTADOS

Segn lo encontrado en el documento del Sistema de referencia CR05 y la proyeccin transversal de Mercator para Costa Rica CRT05, elaborado por el IGN y el programa de catastro registro. Se puede ver que en la red Geodsica de primer orden se tiene como referencia que la mxima requerida es de 3 cm, en las coordenadas Ajustadas. Por lo que, se aprecia que para fines catastrales la red presenta un comportamiento adecuado, ya que como evidenciando que la red tiene una precisin mxima de 0.2 cm las coordenadas horizontales y de 0.3 cm en las verticales. Respaldad claramente en el cuadro 10 de resultados de las coordenadas ajustadas, al apreciar las desviaciones estndar y residuos de las coordenadas ajustadas por el software toopcon tools .Como parte de la precisin de las coordenadas obtenidas puede darse varios escenarios favorables que ayudaron a llegar a estos resultados. Adems, de que el tiempo de medicin fue el suficiente para captar las seales de los satlites en medicin dando como resultado una exactitud mxima de 0.3 cm en las coordenadas. Otro factor es el de las condiciones atmosfricas, que fueron las ptimas para la medicin.Como se hizo constar en clases del Curso de Sistemas de Posicionamiento Global (GNSS), fueron descartados, los fragmentos de seal cortados, ya que podan ser causa del multipath o seal de rebote en una edificacin o en la vegetacin circundante al punto, dando un error en las coordenadas obtenidas. As mismo, llegando a analizar un poco ms profunda la situacin de la captura de datos se dio una minimizacin de error en las alturas de instrumento, tomando tres veces la altura del equipo al punto sobre el terreno, para obtener un promedio y tomar este como la altura del instrumento, no obstante esta altura de instrumento puede introducir un error considerable a las mediciones, tanto que se considera una de las mayores fuentes de error en este tipo de medicin. A esto se le abona el hecho de errores en el nivelado del equipo, si bien es cierto se busca minimizar los erres estos pueden pasarse desapercibidos y generar errores en los datos. As mismo como los errores de centrado que pueden generar un error que afecte la medicin de un punto.

Para garantizar una mejor precisin, as como exactitud en las coordenadas obtenidas se procedi a realizar el procesamiento en lnea, del cual no se logran resultados favorables, con el ASPOS se gener una respuesta constante, de error a la hora de cargar los archivos y recibir el correo de respuesta. Como se logra ver en la Imagen siguienteImagen 15. Respuesta del OUSPUS del procesamiento en lnea. Luego para el AUSPOS, se dieron problemas en cuanto a la hora de subir los datos, se daba clic en subir para enviarlos, sin embargo en el sitio no haba respuesta alguna, Imagen 16. Respuesta del OUSPUS del procesamiento en lnea.

Como parte de corregir los errores que se estaban generando a partir de cargar todos los datos simultneamente se procedi a crgalos por equipo, lo que fue infructuoso. Debido a que se daba un error similar a los que se presentaban anteriormente. Igualmente cargado los datos por nombre, por punto y sesin. Resultando como la opcin ms viable cargar uno por uno, sin embargo los puntos menores a una hora eran procesados, porque se daba como resultado la respuesta puesta en la siguiente imagen.

Imagen 17. Procesamiento de puntos con menos de una hora de medicin.

Fuente: Propia

Luego como se puede apreciar en la Imagen anterior, se aprecia las exactitudes de las coordenadas procesadas, lo que se hace evidente es que los est aumentaron significativamente. Lo que se presume es que la distribucin de la red externa no es tan uniforme (ver Imagen 18), por lo que la variacin pudo realizar que se deformara la red, adems de ello, como no se logr procesar la red levantada como un todo, sino como puntos individuales, al no estar ligados los puntos entre si no se logr tener la consistencia deseada en el procesamiento realizado en el AUSPOS.

Imagen 18. Distribucin de los puntos de la red del AUPOS

Fuente: AUSPOS.As mismo, se puede observar que la red a la que se estn ajustando los puntos posee distanciamientos muy amplios de varios kilmetros de distancia, adems como se proces puntualmente, la red del proyecto el ajuste no se realiz para toda la red, lo que puede generar, los desajustes que se estn generando en la red.

Luego de ello se enviaron a diferentes, centros de procesamientos en lnea, para realizar las verificaciones de las coordenadas obtenidas, sin embargo no se gener ninguna respuesta de parte de los mismos. Inclusive se dio el caso de se generaban errores a la hora de cargar los archivos, por ser menores de una hora, siendo imposible procesar los datos mediante otros sistemas en lnea a parte del ASUPOS.

Escogencia de Red.Las siguientes son las propuestas graficas con sus respectivas planeaciones y la razn por las cuales fueron rechazadas.

Propuesta: Cuadrilla 1. Red diseada por Andrs Alfaro.

Imagen 19. Red Rechazada estudiante Andrs AlfaroFuente: PropiaRechazo: Es rechazada por el resto de los compaeros del Curso IT-8001 por no considerar toda el rea de trabajo indicado por el Profesor del curso, adems de que indica un total de siete secciones las cuales en la propuesta elegida se necesitan nicamente un total de cinco secciones. Otro motivo de rechazo en esta propuesta es que no se eligi ninguno de los vrtices de coordenadas conocidas y solo se eligi puntos arbitrariamente. Adems en el punto 5 presenta un horizonte muy interrumpido por varias edificaciones dificultando la medicin en esos puntos.

Propuesta: Cuadrilla 2. Red diseada por Mariano Siles

Fuente: Mariano Siles LoaisaRechazo: Esta propuesta fue rechazada debido a la excesiva cantidad de diagonales por cada cuadriltero. Adems nicamente posee tres cuadrilteros y unos tringulos. Posee seis sesiones.

Propuesta: Cuadrillo 4. Red diseada por Avisai lvarez

Imagen 21. Red Rechazada estudiante Avisai Alvarez

Rechazo: Esta configuracin fue rechazada debido al exceso de diagonales y los vectores con ngulos muy agudos entre s. Combina mediciones en zetas con radiaciones, lo cual genera muchas sesiones aumentando los tiempos de medicin.

Propuesta: Cuadrilla 3. Red diseada por Gabriela QuintanaImagen 22. Red Aceptada Gabriela Quintana

Aceptada: Esta propuesta fue aceptada ya que el mtodo de radiacin empleado fue el que ms economiza tiempos. Adems con una diagonal por cuadriltero se logra una estabilidad adecuada para los fines del presente proyecto. Se utilizaron puntos que fueron establecidos como insumos por el profesor y adems su planeacin fue acertada considerando los tiempos de traslado. Se considera como una distribucin sencilla ya que no se cruzan diagonales entre s.

8. CONCLUSIONES

1) Como producto final se logra la planificacin, implementacin y medicin de una Red Geodsica en las cercanas de la Universidad de Costa Rica, sede Rodrigo Facio con la finalidad de uso catastral donde la precisin se estima al centmetro y alcanzando una precisin superior a esa.

2) Se experimenta la metodologa esttica relativa para la medicin de los puntos de la red planificada, adems del uso de instrumentos de medicin GNSS como son el Topcon GR3 y el Hiperlite enriqueciendo los conocimientos de los estudiantes para futuros trabajos de ndole profesional ligados a la geodesia.

3) Se logra implementar en el estudiante la metodologa de enseanza basada en proyectos al brindarles los conocimientos necesarios para poder planificar y medir una red Geodsica y todos los contratiempos que se pueden haber generado, la consideracin de los tiempos de traslados, el tiempo de la medicin de los puntos y el tiempo necesario para hacer el procesamiento.

4) Se experimenta el uso de distintos software de procesamiento como lo que son los comerciales (topcon tools) como los procesadores en lnea como el AUSPOS entre otros, se logra hacer criterio de cual procesamiento est ms acorde a la medicin que se realiz y se aprende porque muchos de estos software no procesaron los datos al tener un lmite de tiempo entre las mediciones realizadas.

5) Se expande el conocimiento en trminos de materia geodsica para comprender este informe escrito, trminos como SIRGAS, IRTF, tiempo GPS, sistemas de proyecciones, entre otros temas que fueron adquiridos a la hora de realizar este trabajo.

9. RECOMENDACIONES

1) Por metodologa de catedra, la implementacin de personal para realizar la medicin de esta Red se utilizaron 4 personas por instrumento de medicin pero en lo necesario solo se ocupan a lo ms 2 personas, disminuyendo de forma eficiente el costo de contratacin de personal.

2) Los tiempos de medicin indicados para realizar esta Red fueron de una hora, pero para redes geodsicas con fines catastrales como la propuesta para este proyecto, mediciones de 20 minutos es ms que suficiente, aumentando la eficiencia a la hora de hacer la planificacin y aprovechamiento del tiempo en el da.

3) La cantidad de vrtices y vectores propuestos para la Red fueron ms de los necesario para un rea tan pequea como la que se encuentra ubicada el proyecto, el hacer una buena seleccin de la cantidad de vrtices con respecto al rea a medir se adquiere con la experiencia que fue algo de lo que se gan con este proyecto.

4) Para redes realizadas como las de este proyecto, el uso de equipo de doble frecuencia es excesivo, donde equipo de una frecuencia es ms que suficiente.

5) Es necesario a la hora de descargar los archivos de medicin, a archivo rinex antes de iniciar el procesamiento, ya que as se puede trabajar en otro software que no sea el de la casa comercial del equipo de medicin.

6) Para el procesamiento en lnea de los puntos de estas redes, en la prctica profesional ya se debe tener de antemano el procesador en lnea de preferencia para acortar el tiempo que se dura el procesar los datos en cada uno de los existentes. 10. BIBLIOGRAFIA

En textos Unidad Ejecutora y Otros. (s.f). Sistema de Referencia CR05 y Proyeccin Transversal Mercator para Costa Rica CRTM05. Instituto Geogrfico Nacional.

Varela. M. (2013). Programas de Procesamiento en Lnea. Universidad de Costa Rica, curso IT-8001.

Varela. M. (2013). Notas del Curso IT-8001. Universidad de Costa Rica, curso IT-8001.

Wolf. P y Ghilani. Ch. Topografa. Undcima edicin: Alfaomega Grupo Editor, Mxico, diciembre 2008.

Aguilera. M.A.(2001).Desarrollo de una metodologa de clculo de redes geodsicas observadas mediante GPS. Anlisis de la influencia de los mtodos de Clculo de la precisin. Tesis doctoral, Universidad de Crdoba.

Villar.M. (2008). Establecimiento de una red geodsica de nivelacin precisa en el volcn Iraz, Costa Rica, a partir de observaciones GPS. Informe final de cursos en cooperacin, Universidad Simon Bolivar. En presentaciones Miguel. H. B y otros,(s.f). Aprendizaje basado en problemas y proyectos. Departamento de Ingeniera Qumica y Ambiental, Universidad Politcnica de Cartagena. En Internet Ivars.L. (2011). Glosario de trminos geodsicos. Caf Geodsico. Recuperado de http://cafegeodesico.blogspot.com/2011/03/glosario-de-terminos-geodesicos.html {29/11/2013}

ETCG. (s.f). CENTRO NACIONAL DE PROCESAMIENTO DE DATOS GNSS. Universidad Nacional. Sitio Oficial http://www.cnpdg.una.ac.cr/ {29-11-2013}

Registro nacional. Reference Station Service Provider. Sitio Oficial http://201.195.230.145/SpiderWeb/frmIndex.aspxProcesadores en lnea AUSPOS. Online GPS Processing Service. Australian Government, Geoscience Australia. Sitio Oficial http://www.ga.gov.au/bin/gps.pl

OPUS. Online Positioning User Service. National geodetic Survey. Sitio Oficial http://www.ngs.noaa.gov/OPUS/

GIPSY OASIS II. GPS-Inferred Positioning System and Orbit Analysis Simulation Software. Jet Propulsion Laboratory, NASA. Sitio Oficial http://gipsy.jpl.nasa.gov/orms/goa/

SOPAC. The Scripps Orbit and Permanent Array Center. Sitio Oficial http://sopac.ucsd.edu/

CSRS. Canadian Spatial Reference System. Sitio Oficial http://webapp.geod.nrcan.gc.ca/geod/

GAPS. GPS Analysis and Positioning Software. Sitio Oficial http://gaps.gge.unb.ca/

11. ANEXOS

ANEXO 11.1. PROCESAMIENTO DE DATOS CON TOPCON TOOLSEl procesar los datos es con el topcon tools es un proceso un tanto sencillo. Para ellos se requiere tomar la decisin como procesar los datos, si por sesiones de medicin, por equipo, por da de medicin, etc.En el caso del proyecto se pasa a hacer el procesamiento de datos por sesin, para facilita la eliminacin de los vectores dependientes. Esto se puede realizar arrastrando los archivos propiamente de la carpeta al programa o sino por la ruta de Job luego import (presionado F3, como tecla de atajo) y se buscan las ruta de los archivos de los puntos.Para eliminar los vectores dependientes, como se ve en la siguiente imagen se eliminan seleccionndolos, y luego se pulsa el clic derecho y se escoje la opcin de Delete.Imagen 22. Eliminacin de vectores

Fuente: PropiaAs, mismo se hace necesario el insertar los parmetros del equipo a cada punto de manera que el programa los tome en cuenta. Con este fin se puede dar doble clic en cada punto, en la pestaa de GPS ocupation, apareciendo le siguiente cuadro de dialogo en donde se establecen el nombre del punto, algunas notas relevantes, asi mismo en la pestaa de antena se establecen la altura como el tipo de antena que se utiliz, y como se tomo la altura del equipo (Slant en este caso, ya que la cinta mtrica se inclina del punto al lado del equipo, cuando se tiene un basto para levantamiento RTK, se usa la opcin Vertical).

Imagen 23. Insercin de parmetros del equipo. Fuente: Propia

Imagen 23.1. Insercin de parmetros del equipo. Fuente: Propia

Tambin se puede insertar los parmetros directamente sobre la barra GPS ocupacin, en las celdas correspondientes.En este punto ya tenemos la red de puntos completamente cargada, donde ya se elimin los vectores dependientes quedando de la siguiente forma:

Imagen 24. Red, sin vectores independientes. Fuente: Propia

Seguidamente se procede a realizar el procesamiento de cada uno de los vectores (ver figura 25), para realizar esto se selecciona el vector que se desea hacer el procesamiento, es importante hacerlo un vector a la vez ya que el procesamiento de todos los vectores ocupa mucha capacidad para el computador, con el vector ya seleccionado y se procede a seleccionar GPS+ Post Processing para iniciar el proceso.Imagen 25. Procesamiento de Vector

Este proceso se debe realizar para cada uno de los vrtices de la Red, donde el vector ya procesado cambiara a color verde indicando que ya fue procesado y en la tabla de observaciones su precisin horizontal y vertical adems del desplazamiento al Norte y al Este. (Ver figura 26). Imagen 26. Vectores procesados Fuente: Propia

Con el procesamiento finalizado se obtiene el siguiente resultado. Imagen 24. Red una vez procesados los vectores. Fuente: Propia

Se puede apreciar en la figura anterior que todos los vectores fueron procesados satisfactoriamente.As mismo, se pueden deshabilitar los sectores del archivo de medicin del satlite, para eliminar, algunas imprecisiones por el revote de la seal en una edificacin rbol, etc., tambin conocido como el multipath. Esto se puede realizar seleccionado los tramos del archivo de observacin del satlite y presionado clic derecho, ya sea seleccionando la opcin de deshabilitar o eliminar.

Imagen 25. Deshabilitacin de secciones especificas de las observaciones.

Luego se procesan los datos nuevamente y por ultimo se realiza el Ajuste por medio de la tecla F8.Para aumentar la precisin de la red se pueden introducir los parmetros de calibracin de antena que son obtenidos de la pagina del NOAA, especficamente en el NGS. Como para este proyecto se utilizaron equipos Topcon, el link donde se pueden conseguir en la direccin web http://www.ngs.noaa.gov/ANTCAL/Antennas.jsp?manu=Topcon donde se utiliza el archivo de ANTEX o ANTINF, ingresar los datos de la calibracin de la antena en software de procesamiento (Topcon Tool).

Imagen 26. Parametros de calibracin de la NOAA

Nota: el formato de este archivo esta disponible en:http://www.ngs.noaa.gov/ANTCAL/documents/format.txtEstos se ingresan en el Topcon Tool, posicionando el mouse en el vector de inters, y luego se da doble clic en este aprareciendo el siguiente cuadro de dialogo:Imagen 27. Insercin de parmetros de calibracin.

En el cual se da clic en Custom, Imagen 27.2. Insercin de parmetros de calibracin.

Luego en add, y se ingresan los parmetros dados por el NGS en el archivo de Calibracin como se muestra a continuacin.Imagen 27.3. Insercin de parmetros de calibracin.

Imagen 27.4. Insercin de parmetros de calibracin.

En este caso se utiliz de ejemplo un Hiper Lite de una frecuencia, por lo que slo se insertaron los datos para la frecuencia L1. En caso de que sea un equipo de doble frecuencia como el GR3 se debe llenar los dos espacios, es decir los de la L1 y L2.Con lo que se vuelven a procesar y los dados de la forma anteriormente descrita.ANEXO 11.2 IMGENES DE PUNTOS DE CUADRILLA 1

Imagen 29. Punto B Sbado 21 de SetiembreImagen 28. Punto A Sbado 21 de Setiembre

Imagen 30. Punto H Sbado 28 de Setiembre

ANEXO 11.3 FICHAS UTILIZADAS PARA LA MEDICION DE LA RED

Imagen 31. Ficha de campo, punto A, 21 de setiembre del 2013

Imagen 32. Ficha de campo, punto A, 21 de setiembre del 2013

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00- informe escrito proyecto 1.docx

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