introducción a la geodesia. conceptos básicos
TRANSCRIPT
Introducción a la Geodesia
Conceptos básicos
LABORATORIO DE ASTRONOMÍA, GEODESIA Y CARTOGRAFÍA
Alberto Sánchez Alzola
Dpto. de Matemáticas. Facultad de Ciencias
Universidad de Cádiz
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
TOMA DE DATOS CON GPS. VALIDACIÓN Y CORRECCIÓN DIFERENCIAL
Curso organizado por:
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
- El problema de la posición
- Referencia histórica
- Conceptos básicos en Geodesia
- Superficies y figuras
- Sistemas de referencia
- Sistemas de coordenadas
- Datum
- Marcos de referencia
- Sistemas de altitudes
- Conceptos de GPS
- Conceptos básicos en Cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Índice:
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
¿DONDE ESTOY?
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Ciencias que se encargan de esta problemática
Geodesia
Ciencia que se encarga del estudio de la forma y dimensiones de la Tierra,
utilizando para ello técnicas terrestres (medidas precisas realizadas sobre
su superficie) o técnicas espaciales (triangulación con satélites artificiales
GNSS u observaciones estelares)
Cartografía
Ciencia que se encarga del estudio de la representación de toda la
superficie terrestre, o parte de ella, mediante el uso de mapas, planos o
cartas y de datos topográficos, geodésicos ó fotogramétricos
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Soluciones del problema de la posición¿Qué forma tiene la Tierra?
La Tierra es plana…
- ¿Cómo explicamos los eclipses de luna?
- ¿Por qué se puede circunnavegar?
- ¿Cómo es que el sol tiene diferentes alturas?
La Tierra es una esfera o un elipsoide
- Figura matemática que mejor se ajusta a la forma
de la Tierra globalmente
- Se utiliza para representar PLANIMETRÍA
La Tierra es un geoide
- Superficie física. Superficie equipotencial de
referencia. Superficie de los mares en calma.
- Se utiliza para representar ALTIMETRÍA
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
REFERENCIA HISTÓRICA
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Prehistoria: Concepto de Tierra plana
- Inicios de la geodesia y cartografía en Oriente Próximo y en pueblos primitivos (6000 AC)
- Concepción de una Tierra plana (disco terrestre)
- Primeras definiciones para cálculos de longitudes, áreas y perímetros por requerimientos de
medida de parcelas agrarias
- Primeras representaciones cartográficas en piedra, ciudad de Çatal-hoyuk (6000 AC), Ga Sue
(2500 aC), ciudad de Babilonia (1300 aC).
- Desarrollo de herramientas primitivas por los egipcios
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Edad Antigua: Instrumentación y metodología
- Avance de las técnicas matemáticas para el cálculo de medidas gracias a la trigonometría plana
- Desarrollo de la agrimensura en medidas de ángulos y distancias como fundamento de la medida
de superficies.
- Herón de Alejandría inventa la Dioptra, instrumento óptico de precisión antecesor del nivel (50 dC).
Aparición del gnomon para medida de ángulos
- Anaximandro y Hecateo de Mileto realizan representaciones terrestres sobre un disco plano
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Edad Antigua: Concepto de Tierra esférica
- Primeras ideas de una Tierra esférica con Eratóstenes, con la determinación del diámetro de la
Tierra utilizando las diferencias de latitud geográfica
- Hiparco, Herón y Ptolomeo determinan la longitud geográfica observando eclipses lunares al mismo
tiempo en lugares diferentes de distancia conocida
- Primeras representaciones en mapamundi: Anaximandro y Ptolomeo
Mapa de Anaximandro
Mapa de Ptlomeo
Mapa de Eratóstenes
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Edad Media: La mejora de la Instrumentación
- Traducciones de textos de agrimensores romanos por los árabes
- Generalización de la creencia esférica de la Tierra
- Difusión total del astrolabio, sextante y bastón de jacobo. Precisiones que alcanzan el medio grado
- Introducción de la brújula en el SXIII como elemento de orientación
- El geógrafo árabe Muhammad Al-Idrisi elaboró el atlas medieval Tabula Rogeriana en 1154
ampliando conocimientos del mundo en esa época
- Avances chinos en la medida de áreas con la cuerda, escuadra y el compás. Introducción de la
cuadrícula y el uso normal de las plomadas por gravedad en la verticalidad
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Época de los descubrimientos SXVI. Esfericidad y proyecciones
- El descubrimiento de América (Cristobal Colón 1492) y la primera circunnavegación terrestre
(Magallanes-El Cano) demuestran la esfericidad de la misma.
- Las cartas portulanas son muy utilizadas para navegación.
- La proyección de Mercator mantiene los ángulos y se erige como la proyección global más utilizada
- La brújula se emplea de manera normal en orientación
- Primeras soluciones para el problema de la longitud (medida del tiempo)
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Época de los descubrimientos SXVI. Concepto de elipsoide
- En 1617 el holandés W Snellius inventó la triangulación para el levantamiento de grandes áreas
como regiones o países. Poco después W. Schickard hace la primera medición en el estado de
Württemberg.
- J Picard realizó la primera medida del arco de meridiano en 1670
- Primeras estimaciones del elipsoide por Newton y Cassini en 1690. Achatado por los polos
(Newton). Achatado por el ecuador (Cassini)
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Ilustración S XVIII. Elipsoide achatado por los polos. La gravedad
- Comprobación del elipsoide achatado por los polos de Newton. Cálculos del achatamiento terrestre
de manera experimental
- Medida del arco de meridiano en Perú y Finlandia (1735-1751)
- Perfeccionamiento del cálculo de constantes astronómicas: precesión, nutación, aberración de la
luz, refracción atmosférica. Importantes para el cálculo de coordenadas.
- Cálculos de valores de la gravedad utilizando péndulos (Bouguer 1738). Inicio de la geodesia física
como patrón del geoide
- Solución de la medida de la longitud utilizando relojes precisos
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
S XIX. Concepto de geoide
- En 1873 JB Listings utilizó la definición de geoide como la figura física de la Tierra
- Mejora de los cálculos de las triangulaciones y trilateraciones. Nueva instrumentación matemática
introducida por Laplace y Gauss (cálculo de probabilidades y mínimos cuadrados) entre otros
- Desarrollo de la instrumentación: teodolitos, goniómetros y niveles
- Inicios del magnetismo con Faraday
- Inicios del concepto de anomalía de la gravedad y la desviación relativa de la vertical: geoide
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Siglo XX. Fotogrametría y normalización
- Desarrollo de los Servicios Geográficos nacionales (Inglaterra, Suiza…)
- Desarrollo de la fotogrametría, sobre todo en la época de guerras mundiales y por el gran avance de
la aviación desde principios de siglo
- Desarrollo de los Mapas Topográficos Nacionales (General Ibáñez de Ibero)
- Desarrollo de las redes geodésicas nacionales y materialización de los vértices
- Avances técnicos en instrumentación y metodología
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Segunda mitad del S XX. Aparición del GPS, SIG y teledetección
- Inicio de la carrera espacial con el lanzamiento del Sputnik en 1957
- Origen de los sistemas de posicionamiento global GPS y la teledetección mediante satélite
- Desarrollo de la informática como herramienta de cálculo, gestión y análisis
- Origen de los sistemas de información geográfica
- Automatización completa de los procesos de cálculo de redes, compensación, obtención de
coordenadas, generación de cartografía y gestión de la información geográfica
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
CONCEPTOS BÁSICOS EN GEODESIA
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
ASTRONOMÍA GEODÉSICA
- Su misión es la de determinar coordenadas geográficas de una serie de puntos así como el
acimut de varias direcciones mediante métodos astronómicos
- Se denomina también astronomía de posición
GEODESIA GEOMÉTRICA
- Se encarga del estudio de la figura de la Tierra considerándola como una figura sencilla
(elipsoide o esfera)
- Se utiliza para el cálculo métodos de geometría diferencial
GEODESIA FÍSICA
- Ciencia que se encarga del estudio de la figura física de la Tierra mediante el campo
gravitatorio terrestre
- Esta disciplina aporta información sobre el contenido interno de la Tierra
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies utilizadas
- Superficie topográfica: Superficie tangible de la Tierra donde se realizan
todas las mediciones
- Geoide: Es una superficie de nivel (superficie física)
- Elipsoide: Superficie matemática apta para realizar cálculos geodésicos
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Figuras esenciales
El elipsoide
El geoide
Figura matemática que más se parece a
la forma real de la Tierra. Este elipsoide
es de revolución y estaría achatado por
los polos (Newton)
BASE DE LA PLANIMETRÍA
Superficie equipotencial que es perpendicular
en todos sus puntos a la dirección de la
gravedad resultante de la atracción terrestre y
la fuerza centrífuga originada por la rotación
terrestre.
BASE DE LA ALTIMETRÍA
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
El elipsoide
- El elipsoide es una figura matemática fácil de
utilizar y es suficientemente parecida a la forma
de la Tierra
- El elipsoide se define mediante los siguientes
parámetros
- Semieje ecuatorial o mayor (a)
- Semieje polar o menor (b)
- La relación entre ambos da el
achatamiento o la excentricidad
VERTICAL GEODÉSICA: Línea perpendicular en un punto al elipsoide (dirección de la plomada)
LATITUD GEODÉSICA: Ángulo que forma la vertical geodésica en cada punto con el Ecuador
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
El geoide
- Es la referencia por excelencia para medir altitudes
- El agua de los océanos del globo busca estar en equilibrio y
tiende a seguir una superficie equipotencial
VERTICAL ASTRONÓMICA: Dirección que sigue la plomada en un punto y que es normal a la
superficie del geoide
LATITUD ASTRONÓMICA: Ángulo que forma la vertical astronómica con el Ecuador
Es la Superficie equipotencial del campo gravitatorio de la Tierra que mejor se ajusta, según el
criterio de mínimos cuadrados, al nivel medio global del mar (National Geodetic Survey 2006)
- Es la mejor aproximación a la forma real de
la Tierra vista desde el espacio
- Depende de las irregularidades en el
campo gravitatorio de la Tierra que alteran
su posición
Nivel medio
del mar
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
- DESVIACIÓN DE LA VERTICAL: Ángulo que forma la vertical geodésica
(elipsoidal) con la astronómica.
- Coincidirá en el Datum, o punto de tangencia entre geoide y elipsoide
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Sistemas de referencia
- Sistema de referencia topocéntrico
- Centrado en el observador
- Sistema astronómico local
- Sistema de referencia geocéntrico
- Centrado en el centro de masas de la Tierra
- Sistema Astronómico Global
- Sistema de Referencia Convencional Terrestre (ITRS)
Conjunto de convenciones utilizadas por un observador para poder medir la
posición, y otras magnitudes físicas de un objeto.
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
- Sistema con origen centrado en el
observador
- Direcciones principales Norte/Sur,
Este/Oeste y zenit del observador
- Medidas posibles, ángulo acimutal,
vertical y distacia geométrica
Sistema de referencia topocéntrico
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
- Sistema tridimensional centrado en el
observador
- Eje Z: Dirección del vector gravedad en el
punto del observador y de sentido contrario
- Eje Y: Tangente a la superficie
equipotencial que pasa por el punto del
observador y la dirección Norte
- Eje X: Tangente a la superficie
equipotencial que pasa por el punto del
observador y la dirección Este
- Observaciones clásicas en este sistema:
Acimut, ángulo cenital y distancia
geométrica
Sistema astronómico local (topocéntrico)
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
- Sistema fijo a la Tierra, convencional y dextrógiro
- Origen en el centro de masas terrestre
generalmente incluyendo atmósfera y océanos
- Su eje X coincide con un eje de rotación medio
- Su plano XZ corresponde a un meridiano medio
(Meridiano de Greenwich)
- Su plano XY corresponde a un ecuador medio
Sistema geocéntrico
Sistema cartesiano espacial geocéntrico
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Sistema Astronómico Global
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
- Surge como respuesta a la necesidad
de encontrar un sistema de referencia
asociado al campo gravitatorio
- Sus ejes no experimentan rotación y
son independientes del punto en cuestión
- Meridiano astronómico: Plano que
contiene al vector gravedad en el punto y
paralelo al eje de rotación de la Tierra
- Coordenadas en latitud astronómica,
longitud astronómica y potencial de
gravedad W
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Sistema de referencia en GPS. WGS84
Origen O. Centro de masas terrestre, geocentro
Eje OZ. Pasa por el Polo Convencional Terrestre (época 1984.0)
Eje OX. Intersección del meridiano origen de las longitudes para la época 1984.0 y el plano del Ecuador
Eje OY. Completa el triedro directo
Elipsoide de revolución asociado, centrado en O y con eje de revolución OZ
• Semieje mayor, a: 6378137,0 m
• Achatamiento, f: 1/298.257223563
• Parámetros físicos
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Sistemas de referencia: No se pueden determinar por mediciones, sino que
se definen convencionalmente.
Marco de referencia: Materialización del Sistema de Referencia (fisica y
matemáticamente). Conjunto de marcas con sus respectivas coordenadas.
Diferencias entre sistema de referencia y marco de referencia
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
SISTEMA DE REFERENCIA CONVENCIONAL TERRESTRE (ITRS)
(Sistema de Referencia Terrestre Internacional) (Viena, 1991, IUGG)
- Sistema cartesiano de 3 ejes (XYZ) fijo en la Tierra
- El origen coincide con el centro de masas terrestre
- El eje Z coincide con el eje de rotación definido por el polo medio terrestre
- El eje X es perpendicular al anterior en la dirección del meridiano medio de Greenwich
- El eje Y está contenido en el plano ecuatorial medio y es perpendicular a los dos ejes
anteriores
MARCO DE REFERENCIA ITRF
Materialización del sistema ITRS mediante estaciones dotadas de
coordenadas cartesianas geocéntricas y sus velocidades.
- Sistema elipsódico GRS80 (WGS84)
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Polo Celeste Intermedio (ICP)
Movimiento del polo
- Movimiento anual de la Tierra
PrecesiónNutación
En los sistemas geodésicos de
referencia, la determinación precisa del
polo es importante para la asignación
posterior de coordenadas
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Sistemas de coordenadas
- Sistema de coordenadas Astronómicas Globales: (, , W)
- Sistema de coordenadas cartesianas tridimensionales: (X, Y, Z)
- Sistema de coordenadas geográficas elipsoidales: (, , h)
- Sistema de coordenadas planas UTM (XUTM, YUTM, h)
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Conjunto de valores que definen exactamente la posición de puntos sobre un
sistema de referencia determinado
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Sistema de coordenadas Astronómicas Globales: (, , W)
O
Z
Y
X
P
gW
O: centro de masas de la tierra.
: vector de aceleración de la gravedad.
: latitud astronómica
: longitud astronómica
W: potencial de gravedad
g
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Sistema de coordenadas cartesianas tridimensionales: (X, Y, Z)
Eje Z
Eje Y
Eje X
P (x,y,z)
z
x
yO
Consideramos una terna
ortogonal directa de ejes
cartesianos.
Se define mediante:
1) Origen
2) Orientación
3) Escala
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Sistema de coordenadas geográficas elipsoidales: (, , h)
O
Z
Y
X
PN
PS
Q
EQ
E
P
h
OX, OY, OZ; triedro
ortogonal directo.
Elipsoide de revolución
centrado en O y definido
por : a y f.
: latitud geodésica
: longitud geodésica
h: altura elipsoidal
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
(X, Y, Z) ( , h)
senhe21NZ
sencoshNY
coscoshNX
( , h) (X, Y, Z)
X
YtgArc
hN
Ne1
YX
ZtgArc
Ncos
YXh
1
2
22
22
(X, Y, Z) ( , h)
CONVERSION DE COORDENADAS
(geocéntricas <-> geográficas)
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
DATUM
Un datum es un conjunto de parámetros que definen un sistema de coordenadas,
y un conjunto de puntos, cuyos relaciones geométricas son conocidas a través de
medidas o cálculos.
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Modelo matemático que nos permite representar un punto concreto en un mapa
con sus valores de coordenadas
DATUM
Datum geodésico global
Datum geodésico local
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Un Sistema Global es un sistema de referencia universal, válido para cualquier
punto del planeta.
WGS84Sistema de Referencia
usado por GPS.
DATUM GEODESICO GLOBAL
DATUM GEODESICO LOCAL
Un Sistema Local es un sistema de referencia cuyo alcance es un espacio
geográfico o región determinada.
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Sistema de Referencia
utilizando el elipsoide
de Hayford
ED50
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Evolución entre sistema de referencia
con datum local y global
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
- Con la generalización del uso del elipsoide en el S XIX se planteo el datum local como mejor
solución, ya que se adaptaba perfectamente a un área determinada mediante el punto
fundamental correspondiente.
- En la actualidad, el uso de los sistemas de posicionamiento global constituyen un nuevo
concepto de datum global, estando el elipsoide adaptado a la totalidad de la forma de la Tierra
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Cada DATUM LOCAL esta compuesto por:
un elipsoide
un punto FUNDAMENTAL en el que el elipsoide y la tierra son tangentes.
De el se especifica la latitud, longitud y el acimut obtenido mediante
observaciones astronómicas.
En el punto FUNDAMENTAL las coordenadas astronómicas y geodésicas
coinciden, así como lo hacen la vertical del lugar y la normal al elipsoide.
- Los puntos fundamentales son importantes ya que constituyen el punto de
contacto entre el geoide y el elipsoide en un datum local
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
CARACTERÍSTICAS DE UN DATUM LOCAL
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
PUNTO DATUM
A) La diferencia de altura entre elipsoide y geoide siguiendo la línea de la plomada se
denomina ondulación del geoide.
B) El GPS mide altitudes sobre el elipsoide WGS84 y no sobre el Geoide, por lo tanto,
es necesario conocer las diferencias de alturas entre geoide y elipsoide.
Geoide
Elipsoide WGS84
Superficie Real
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Evolución histórica en España
- Datum de Struve (S XIX – S XX). Proyección Poliédrica
- Datum ED50 (1970-2007). Proyección UTM
- European Terrestrial Reference Frame 1989 (ETRS89)
- ITRF2000, ITRF2005. Marcos de referencia
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
- Elipsoide de Struve (1860)
- Empleado en la red geodésica antigua en España
- Es la base del Mapa Topográfico Nacional a Escala 1/50000 (1875-1966)
- Elipsoide de Hayford (1909) (Base del ED50)
- Adoptado en 1924 como elipsoide internacional
- Ha sido la referencia de la cartografía española entre 1966 y 2006
- Elipsoide GRS80 (1909) (Base del ETRS89)
- Elipsoide muy parecido al WGS84, base del Sistema de Posicionamiento Global GPS
- Ha sido la referencia de la cartografía española entre 1966 y 2006
Elipsoides utilizados en España
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Datum de Struve
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 geoide-elipsoide y punto fundamental
Origen de longitudes en el meridiano de Madrid
Proyección poliédrica
Es el Datum utilizado para la generación
del Mapa Topográfico Nacional en España
en el S XIX
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Datum de referencia ED50
Con vigencia desde 1970 hasta casi la actualidad
Elipsoide Internacional de Hayford
Orientación del Datum realizada mediante la medida de 7 acimutes Laplace
Materialización del ED50, la Red del Orden Inferior
Red de Orden Inferior
ROI
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Sistema de Referencia Terrestre Europeo ETRS89
La subcomisión EUREF recomienta el sistema ETRS89, que es conforme
con ITRS en la época 1980.0 y fijado a la parte estable de la Placa Euroasiática
El elipsoide de referencia es el GRS80, que a efectos prácticos es similar al
WGS84.
El marco de referencia de ETRF89 y se apoya en estaciones VLBI, SLR
(fiduciarias) y los vértices de la red REGENTE
Marco de referencia actual en España
RED
REGENTE
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Sistema IGS05
Objetivo, corregir ITRF2005 de centros de fase de antena GNSS
relativos y absolutos.
Determinación de la corrección para cada estación IGS por el cambio
de fase de antena relativa a absoluta
Cálculo de la solución IGS acumulativa y corrección con offset para
cada estación
Alineación a ITRF2005 con transformaciones de 7 parámetros
La discrepancia con ITRF2005 es de 5mm en altura en Europa siendo
menor la diferencia en bajas latitudes de la Península Ibérica
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Marco de referencia
Técnicas de medición para el establecimiento del marco de referencia
- VLBI: Very Long Baseline Interferometry
- SLR: Satelite Laser Ranging
- LLR: Lunar Laser Ranging
- GPS/GNSS
- DORIS: Doppler Orbitography and Radio Positioning Integrated by Satellite
Materialización física del sistema de referencia
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Marco de referencia. Instrumentación
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
1 técnica 2 técnicas 3 técnicas 4 técnicas
GPS, VLBI, SLR-LLR y DORIS
ITRF2005
- Marco de referencia más preciso
utilizado hoy en día. Establecido por
el IERS (International Earth Rotation
Service)
- Para la constitución del ITRF es
necesario un conjunto de estaciones
de las cuales conocemos sus
coordenadas y su variación en el
tiempo.
- A estas estaciones se las denomina
Set of Station Coordinates SSC)
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Marco de Referencia Terrestre Internacional (ITRF2005)
CONCEPTO DE RED
GEODÉSICA VINCULADA
A PLACA TECTÓNICA
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Marco de Referencia Terrestre Internacional (ITRF2005)
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
RED IGSRedes de referencia GNSS
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Red Permanente Europea EUREF (EPN) Redes de referencia GNSS
- Es una red de más de 200
estaciones GNSS permanentes
con coordenadas conocidas
precisas en ETRS89
- La EPN es la encargada del
mantenimiento del datum
geodésico ETRS89
- Los datos recogidos de todas las
estaciones son procesados
mediante distintas oficinas de
cálculo
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Red Andaluza de Posicionamiento
(RAP)
Redes de referencia GNSS
- Es una red de 22 estaciones
permanentes GPS situadas en las
capitales de provincia andaluzas
más Algeciras
- Las coordenadas son calculadas
mediante el procesamiento de la
señal GPS con estaciones de
EUREF e IGS
- De esta manera se garantiza la
coherencia en coordenadas de la
red RAP dentro de los marcos de
referencia mundial y europeos
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
- COTA GEOPOTENCIAL: Diferencia entre el potencial gravitatorio en un
punto con respecto al potencial en el geoide
- Dos puntos van a tener la misma cota geopotencial si están situados
sobre una misma superficie equipotencial
- COTA DINÁMICA: Se genera al dividir el número geopotencial por una
gravedad de referencia (9,806294 m/s2)
- En 1955 la asociación Internacional de
Geodesia tomó como sistema de altitudes
la cota geopotencial o número
geopotencial
- Este valor está relacionado con el
valor de gravedad en el punto en una
superficie equipotencial
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
- COTA ORTOMÉTRICA: Se define altitud o cota ortométrica como la distancia
desde el punto considerado hasta el geoide siguiendo la dirección de la línea de
la plomada.
- Es la cota utilizada para las referencias sobre el nivel medio del mar
- Tiene un sentido geométrico y físico
- Es la referencia altimétrica del Mapa Topográfico Nacional
- ALTURA ELIPSÓDICA: Valor de altura proveniente del cálculo de la distancia
desde el punto considerado hasta el elipsoide de referencia siguiendo la dirección
de la vertical geodésica (normal al elipsoide)
- Es la altura utilizada en los sistemas GNSS
- Se relaciona con la cota ortométrica mediante la ondulación del geoide
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
- ONDULACIÓN DEL GEOIDE (N):
- Diferencia entre geoide y elipsoide en cada punto
- Distancia existente entre un punto sobre el geoide y su correspondiente
sobre el elipsoide siguiendo la línea de la plomada (vertical astronómica)
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Definición de sistemas GNSS
Los sistemas GNSS se definen como sistemas pasivos de navegación basado
en satélites emisores de radiofrecuencias, que proporcionan un marco de
referencia espacio-temporal con cobertura global, independiente de las
condiciones atmosféricas, de forma continua en cualquier lugar de la Tierra o en
sus proximidades, y disponible para cualquier número de usuarios.
(X, Y, Z, t)
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
• GPS (Sistema de Posicionamiento Global): USA, 24 satélites, 20.000 Km, órbitascuasicirculares.
• GLONASS: Rusia, 24 satélites, 25.500 Km, órbitas elípticas muy excéntricas.
• GALILEO: ESA (UE)
GNSS: Sistema Global de Navegación por Satélite.
Constelación GPS Constelación Galileo
Segmentos en los que está compuesto:
- Segmento espacial (satélites)
- Segmento terrestre (estaciones en tierra)
- Terminales (receptores GNSS)
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
• Un solo satélite nos indica que el receptor se encuentra en unpunto den la superficie de la esfera con centro en el propiosatélite y de radio la distancia medida hasta el receptor.
A partir de medidas de las distancias entre el Satélite y el Receptor.
• Con otro satélite podemos determinar que estamos en algúnlugar de la circunferencia que resulta de la intersección de lasdos esferas.
• Con un tercer satélite limitamos nuestra posición a solo dospuntos.• Para determinar cual de ellos es nuestra posición verdadera,debemos efectuar una nueva medición a un cuarto satélite.
Con la información de cuatro satélites, eliminamos el inconveniente de la falta de sincronización
entre los relojes de los receptores y los relojes de los satélites. De esta manera se puede
determinar una posición 3-D exacta.
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
¿Cómo mide la distancia el GPS?
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Composición de un terminal
- Antena geodésica
- Receptor GPS
- Libreta electrónica
- Radio para la captación de
correcciones diferenciales
- Trípode, jalón ó pilar geodésico
- Cables de conexión
MATERIAL AUXILIAR
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Tipos de receptores
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
CONCEPTOS BÁSICOS
EN CARTOGRAFIA
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
- Existe una problemática en la representación de la Tierra (esfera, elipsoide)
sobre una superficie plana
- Este problema se resuelve mediante los sistemas de representación
cartográfica
- Permiten el paso de la esfera al plano con las mínimas deformaciones
El problema del paso de una superficie curva a una plana
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Clasificación geométrica de las proyecciones
– Planas ó acimutales
• La esfera ó elipsoide se proyecta sobre un plano
• Dependiendo de la posición del plano de proyección se pueden clasificar en
polares y ecuatoriales
• Según donde esté situado el punto de vista se pueden clasificar en gnomónica,
estereográfica, ortográfica
- Proyecciones por desarrollo
- La esfera ó elipsoide se proyecta sobre una superficie de desarrollo como puede
ser un cono ó un cilindro
- Clasificación en cilíndricas y cónicas
- Proyecciones analíticas ó modificadas
- Tratan de representar fielmente la superficie de la Tierra
- Suelen representar la totalidad del globo
- Representan una relación matemática biunívoca entre los puntos del elipsoide y
el plano
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Clasificación de las proyecciones según deformaciones
– Equidistantes
• Son aquellas proyecciones donde se conservan las distancias en determinadas
direcciones ó líneas
• Las líneas donde se conserva la escala se denominan automecoicas
- Conformes
- Aquellos sistemas que conservan los ángulos entre cada dos líneas
- Al conservar los ángulos, conservan las figuras
- Las deformaciones angulares en las proyecciones de denominan anamorfosis
- Equivalentes
- Son aquellas proyecciones que conservan las superficies ó áreas
Dependiendo del tema a representar en los mapas interesan que las
anamorfosis o deformaciones sean las mínimas, conservándose distancias,
áreas ó ángulos según las necesidades
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Concepto de Escala
Relación matemática existente entre las dimensiones tomadas en la realidad, y su
correspondencia con la representación gráfica en un plano
Escalas medianas (regionales)
1/25.000, 1/50.000
Mapas Topográficos Nacionales MTN25 y MTN50
Escalas pequeñas (regionales y globales)
1/100.000, 1/250.000, 1/500.000…
Cartografía regional y global
Escalas grandes
1/1.000, 1/10.000
Planos catastrales, parcelarios…
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
- Es un desarrollo cilíndrico transverso
- Es evidente que a medida que un lugar
se aleja del meridiano de tangencia, las
deformaciones se hacen cada vez
mayores
- Se recurre al artificio de subdividir la
superficie terrestre en 60 husos iguales
de 6º de amplitud
CARACTERÍSTICAS:
- La proyección es conforme
- La transformada del meridiano central del huso es una isométrica automecoica (k=1). Esto da
lugar a que al ser el meridiano una geodésica, su transformada sea una recta
- El plano de representación donde se define el sistema cartesiano es único.
Proyección UTM
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Los sistemas de referencia adoptados son:
- En el elipsoide, el meridiano central del huso respectivo como origen de
longitudes, y el ecuador como origen de latitudes
- En el plano, la transformada del meridiano central del huso como eje de
ordenadas y la perpendicular a ésta en su punto de cruce con el ecuador,
como eje de abcisas. Este eje es también la transformada del Ecuador
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Husos UTM y la designación
numérica de las coordenadas
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Laboratorio de Astronomía, Geodesia y Cartografia Curso Toma de datos con GPS. Validación y corrección diferencial
El problema de la posición
Referencia histórica
Conceptos básicos en Geodesia
Conceptos básicos en cartografía
Superficies y figuras Marcos de referencia
Sistemas de referencia Sistemas de altitudes
Sistemas de coordenadas Conceptos de GPS
Datum
Gracias por su atención