“Geodesia Satelital”T2º Claudio Caro López

Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

Introducción

• Geodesia: rama de la matemática aplicada que determina por observación y medición las posiciones exactas de puntos y las figuras y áreas de porciones grandes de superficies de la tierra, la forma y tamaño de la tierra y las variaciones de gravedad terrestre.

• Aporte otras ciencias.

Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

Geodesia Satelital

• Técnicas observacionales y computacionales para resolución de problemas con el uso de mediciones precisas a, desde, o entre satélites artificiales cercanos a la tierra.

• Usos y aplicaciones:

• Determinación precisa de la posición global, regional y local en tres dimensiones.

• Determinación del campo gravitacional terrestre y sus funciones lineales (geoide preciso).

• Medida y modelamiento del fenómeno geodinámico (movimiento polar, rotación terrestre y deformación de la corteza).

Geodesia Satelital (cont.)

• Pre-requisitos para el uso de satélites artificiales:

• Conocimiento del movimiento de los satélites bajo la influencia de todas las fuerzas que actúan sobre ellos.

• Descripción de la posición de satélites y estaciones terrestres en los marcos de referencia adecuados.

• Data a utilizar:

• Dirección.

• Rangos.

• Taza de rangos son determinados entre lugares de la superficie terrestre y satélites o entre satélites.

• La aceleración es calculada por los satélites.

Geodesia Satelital (cont.)

• SPUTNIK-1 (4 de Octubre de 1957).

• Desarrollo en un campo autocontenido de las investgaciones geodésicas.

• Geodesia matemática y astronómica provee información, con respecto a sistemas de referencia.

• Geodesia astronómica y física, provee información del campo gravitacional terrestre.

Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones

• Bibliografía.

Aplicaciones

• Determinadas por:

• Precisión.

• El esfuerzo necesario y los gastos de equipo y la computación.

• Tiempo de observación.

• Facilidad de manejo equipo.

Aplicaciones (cont.)

• Geodesia Global:

• Forma de la tierra y el campo gravitacional.

• Dimensiones del elipsoide principal.

• Establecimiento de un marco de referencia terrestre global.

• Geoide como superficie de referencia en tierra y en el mar.

• Conexión entre diferentes datum geodésicos.

• Conexión de datums nacionales con un datum geodésico global.

Aplicaciones (cont.)

• Control Geodésico:

• Establecimiento de control geodésico para las redes nacionales.

• Instalación red homogénea tridimensional.

• Análisis y mejoras de las redes terrestres existentes.

• Densificación de las redes existentes hasta distancias cortas entre estaciones.

• Entre otras (Geodinámica, Geodesia en aviación, Navegación y Geodesia Marítima).

Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones

• Bibliografía.

Sistema de Referencia Fundamentales

• Sistema de Referencia:

• Define el origen y orientación de los principales planos y ejes del sistema.

• No se pueden determinar por mediciones, sino que se definen convencionalmente.

• Sistema de Referencia Convencional: sistema de referencia donde los modelos, constante numéricas y algoritmos están especificados.

• Marco de Referencia:

• Materialización del Sistema de Referencia (física y matemáticamente). Conjunto de marcas en la esfera celeste (estrellas, quásares, etc) o de la superficie terrestre (estaciones fundamentales) con sus respectivas coordenadas.

Sistema de Referencia Fundamentales (cont.)

Relación Geométrica y Temporal

Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

Sistema Convencional de Referencia Inercial

(CIS)• Se aplica la primera ley de

Newton (principio de inercia).

• Partículas libres de fuerzas externas presentan aceleración nula.

• Presentará ciertas desviaciones respecto de su comportamiento ideal.

• Simbología:

• δ: declinación.

• α: ascensión recta.

• r: radio unitario.

Sistema Convencional de Referencia Inercial

(CIS)• Ecuaciones para

transformar coordenadas esféricas a cartesianas.

Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

Sistema de Referencia Convencional Celeste

(ICRS)• Ejes:

• Origen: coincidente con el centro de masa terrestre.

• Eje z0: coincidente con el eje de rotación terrestre.

• Eje x0: coincidente con el punto aries (equinoccio vernal) (1° de enero, 12 hrs del año 2000).

• Eje y0: completando la terna.

• El punto Aries se determina mediante observaciones a un conjunto de objetos extragalácticos, ya que por su distancia pueden considerarse fijos en el espacio.

Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS)

(cont.)• Determinado por Sistema de Referencia Celestial

Baricéntrico (BCRS) y Sistema de Referencia Celestial Geocéntrico (GCRS).

• Sistema de Referencia Celestial Baricéntrico (BCRS):

• Básico para astrometría y efemérides en el sistema solar.

• Coordenadas de las estrellas sólo varían por movimiento propio que es considerado casi despreciable.

• El tiempo junto a las coordenadas sólo se usa para dar la época de la observación.

Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS)

(cont.)• Sistema de Referencia Celestial

Geocéntrico (GCRS):

• Sistema local alrededor del baricentro, manteniendo fijas las direcciones de los ejes con respecto a radiofuentes extragalácticas.

• Se refieren las observaciones hechas desde la Tierra (procesos dinámicos en la Tierra y su entorno), parámetros de rotación de la Tierra y movimientos de satélites y la Luna.

Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS)

(cont.)

Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS)

(cont.)

• Distribución de 212 mejores fuentes extragalácticas.

Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones

• Bibliografía.

Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS)• Ejes:

• Origen O: Centro de masas terrestre, geocentro.

• OZ: perpendicular al plano principal.

• OX: origen de longitudes, punto en el Ecuador de Ro.

• OY: Completa el triedro directo.

• Plano Principal: plano del Ecuador terrestre de polo Ro (cerca del de rotación).

• ITRS: determinado por una combinación de coordenadas y velocidades de una red de estaciones en la superficie de la Tierra calculadas por diversos centros de análisis utilizando observaciones espaciales.

Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS)

(cont.)• La posición de un punto sobre la

superficie de la Tierra varía (mareas, carga oceánica, deshielo glacial, efectos sísmicos o volcánicos, etc).

Marco de Referencia Terrestre Internacional (ITRF)

Temario

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• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

SatelitesSatélite País

Fecha Lanzamiento

PAGEOS (PAssive GEOdetic Satellite) USA 1966

STARLETTE, STELLA Francia 1975, 1993GEOS-1 to 3 (GEOdetic Satellite

1 to 3) USA 1965, 1968, 1975

LAGEOS-1,2 (LAser GEOdinamic Satellite) USA 1976, 1992

AJISAI (EGS, Experimental Geodetic Satellite) Japón 1986

GFZ-1 (GeoForschungs Zentrum) Germany 1986CHAMP (CHAllenging Mini

Satellite Payload) Germany 2000

Satelites (cont.)

Satélites Pasivos Satélites ActivosECHO-1

ETALÓN-1 ANNA-1B ERS-2

ECHO-2 ETALÓN-2 GEOS-3 TOPEX/POSEIDON

PAGEOS GFZ-1 SEASAT-1 GFO (Geosat Follow On)

STARLETTE NNSS Satellites CHAMP

STELLA NAVSTAR Satellites JASON

LAGEOS-1 GLONASS Satellites ENVISAT

LAGEOS-2 GEOSAT GRACE

EGS (AJISAI) ERS-1

Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

Uso de las Observaciones

Satelitales

Visión general de las técnicas de observación en la Geodesia Satelital.

Uso de las Observaciones

Satelitales (cont.)

• Interferometría.

Uso de las Observaciones

Satelitales (cont.)

• Doppler.

Uso de las Observaciones

Satelitales (cont.)

• Punto de Posicionamiento.

Uso de las Observaciones

Satelitales (cont.)

• Translocación.

Uso de las Observaciones

Satelitales (cont.)

• Translocación de arco corto.

Uso de las Observaciones

Satelitales (cont.)

• Doppler de tránsito.

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• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

Conclusiones

Bibliografía

• Introduction to Geodesy, The history and Concepts of Modern Geodesy. James R. Smith, A Wiley & Sons, Inc.

• Satellite Geodesy, 2º Edición. Günter Seeber, Walter de Gruyter, Berlín.

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• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

Fin Presentación