UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE...

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

PROYECTO CURRICULAR INGENIERÍA TOPOGRÁFICA

(TRABAJO DE GRADO EN LA MODALIDAD DE PASANTÍA PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO TOPOGRÁFICO)

INFORME DE PASANTIA:

DOCUMENTACIÓN, ACTUALIZACIÓN Y VALIDACIÓN DE LA MATERIALIZACION Y DENSIFICACIÓN DE LA RED MAGNA-ECO “MARCO

GEOCÉNTRICO NACIONAL DE REFERENCIA”

PRESENTA:

PAULA ANDREA REYES GIRALDO

CÓDIGO: 20131032027

HAROLD STEP SALAMANCA MUÑOZ

CÓDIGO: 20122032050

BOGOTÁ D.C, JULIO DE 2018

1

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

PROYECTO CURRICULAR INGENIERÍA TOPOGRÁFICA

(TRABAJO DE GRADO EN LA MODALIDAD DE PASANTÍA PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO TOPOGRÁFICO)

INFORME DE PASANTIA:

DOCUMENTACIÓN, ACTUALIZACIÓN Y VALIDACIÓN DE LA MATERIALIZACION Y DENSIFICACIÓN DE LA RED MAGNA-ECO “MARCO

GEOCÉNTRICO NACIONAL DE REFERENCIA”

DIRECTOR INTERNO:

ROBINSON QUINTANA PUENTES

ING. CATASTRAL MAGISTER EN GEOFÍSICA

DIRECTOR EXTERNO:

JOSÉ RICARDO GUEVARA LIMA

ING. CATASTRAL Y GEODESTA MAGISTER

BOGOTÁ D.C, JULIO DE 2018

2

NOTA DE ACEPTACIÓN

---------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------

--------------------------------------------------

FIRMA DIRECTOR INTERNO

--------------------------------------------------

FIRMA DIRECTOR EXTERNO

--------------------------------------------------

FIRMA COORDINADOR

BOGOTÁ D.C

26/07/18

3

AGRADECIMIENTOS

Primero de ante mano agradezco a Dios quien me ha brindado la fortaleza, perseverancia y sabiduría para poder cumplir con mis objetivos y metas en el transcurso de carrera, por consiguiente, con todo mi amor y cariño, a mi Madre Martha Janeth Giraldo y mi padre Jorge Enrique Reyes, quienes me han apoyado incondicionalmente en cada momento, para el logro de ésta meta. Deseo expresar mis agradecimientos, a la Universidad Distrital Francisco José de Caldas y al proyecto curricular de Ingeniería Topográfica junto a sus excelentes docentes en especial a nuestro director de trabajo de grado Robinson Quintana Puentes como excelente ejemplo a seguir; por otra parte, a todos y cada uno de los integrantes del Grupo de Interno de Geodesia GIT, por su compañerismo y conocimientos brindados, durante la realización de las prácticas, y en caso especial a la Ingeniera Nancy Paola Gutiérrez Rueda por haberme dado la oportunidad, el gusto y el privilegio, de realizar éste trabajo de grado bajo su coordinación en el Instituto Geográfico Agustín Codazzi.

Paula Andrea Reyes Giraldo Estudiante Ingeniera Topográfica

Primordialmente a Dios quien me da el vigor, la energía e inteligencia para poder desarrollar cada una de las metas que he trazado en mi vida, a mi mamá Luz muñoz por ser ese apoyo tajante que cada día me recuerda constantemente por que seguir trabajando y luchando, también mis más sinceros agradecimientos a mi amada universidad Francisco José de Caldas, la cual me ha enseñado mucho de lo que se y ha forjado en mi un pensamiento crítico y constructivo hacia la vida Gracias a todos los que de buena fe y con amabilidad nos dieron la oportunidad y el aliento de poder hacer mis prácticas laborales en este prestigiosos instituto, a nuestras familias las cuales son nuestros cimientos en la vida y lo más importante para nosotros, al Profesor Robinson Quintana quien ha sido un excelente tutor y colega, a la ingeniera Nancy Paola Gutiérrez por su constante acompañamiento durante todo el proceso y a todos los demás integrantes del GIT de geodesia del Instituto Geográfico Agustín Codazzi infinitas gracias. Harold Step Salamanca Muñoz Estudiante Ingeniera Topográfica

4

CONTENIDO

Pág.

GLOSARIO ..................................................................................................... 7

INTRODUCCIÓN .......................................................................................... 10

1. OBJETIVOS ........................................................................................... 11

3.1. Objetivo General .............................................................................. 11

3.2. Objetivos específicos ....................................................................... 11

3.3. Objetivos Institucionales .................................................................. 12

2. JUSTIFICACIÓN .................................................................................... 13

3. MARCO TEÓRICO ................................................................................ 14

4. METODOLOGÍA .................................................................................... 18

4.1 Control de Calidad de Archivos RINEX – TEQC .............................. 18

A. Protocolo guía .............................................................................. 18

4.2 Análisis Estadístico - Estaciones Continuas de la Red MAGNA-ECO. 24

4.3 Implementación Código de Programación Control de Calidad de los Datos Rinex. .............................................................................................. 28

4.4 Densificación de la Red MAGNA-ECO “Marco Geocéntrico Nacional de Referencia” ................................................................................................ 29

4.4.1 Reconocimiento de la Red MAGNA-ECO “Marco Geocéntrico Nacional de Referencia” ........................................................................ 29

4.5. Investigaciones Realizadas .................................................................... 35

4.5.1. Casos de uso del protocolo NTRIP con sistema de estaciones VRS, para la densificación de la Red MAGNA-ECO.............................. 35

4.5.2. Costos Iniciales Implementación Sistema “VRS” ......................... 39

4.5.3. Materialización a Nivel del Suelo Para la Actualización y Densificación de la Red MAGNA-ECO .................................................. 41

5. RESULTADOS ...................................................................................... 51

a. Resultados Análisis estadístico de la Red MAGNA-ECO. ..................... 51

6. CONCLUSIONES .................................................................................. 56

7. RECOMENDACIONES .......................................................................... 57

8. ANEXOS ................................................................................................ 59

a. Cronograma de actividades ............................................................. 59

9. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................... 64

5

LISTA DE ILUSTRACIONES

Pág.

Ilustración N° 1. Red básica GPS IGAC 2004 ____________________________ 15 Ilustración N° 2. Red referencia SIRGAS ________________________________ 17 Ilustración N° 3. Características de la estación de funcionamiento continuo. _____ 19 Ilustración N° 4. Grafica de calidad de rastreo de la estación de funcionamiento continuo (Reporte semanal). _________________________________________ 20 Ilustración N° 5. RMS de MP1 Control de Calidad datos continuos (ÓPTIMOS). __ 22 Ilustración N° 6. RMS de MP1 Control de Calidad datos discontinuos (DEBILES). 23 Ilustración N° 7. RMS de MP2 Control de Calidad datos continuos (OPTIMOS). __ 23 Ilustración N° 8. RMS de MP2 Control de Calidad datos discontinuos (DEBILES). 24 Ilustración N° 9. Calidad de observaciones estación BOGA. _________________ 25 Ilustración N° 10. Valor de RMS de mp1 y mp2 para la estación BOGA. ________ 25 Ilustración N° 11. Mapa de parámetros base para la ubicación de nuevas estaciones de la Red MAGNA-ECO ____________________________________________ 31 Ilustración N° 12 Costo de la implementación del NTRIP CASTER. ___________ 40 Ilustración N° 13 Monumentación a nivel del suelo ________________________ 42 Ilustración N° 14. Parámetros de excavación para estaciones de operación continua (CORS) a nivel del suelo ____________________________________________ 45 Ilustración N° 15. Parámetros estructurales para estaciones de operación continua (CORS) a nivel del suelo ____________________________________________ 46 Ilustración N° 16. Distribución de componentes para estación CORS __________ 47 Ilustración 17 Mapa Densificación del Marco de Referencia Geocéntrico Nacional. 54 Ilustración 18 Presentación ejecución aplicativo Quality Control. ______________ 55

INDICE DE TABLAS

Pág.

Tabla N° 1. Simbología de la gráfica TEQC de la estación BOGT en la semana GPS 1952. ___________________________________________________________ 19 Tabla N° 2. Análisis estadístico de la estación BOGA. ______________________ 26 Tabla N° 3. Parámetros y óptima localización estaciones Red MAGNA-ECO. ____ 32 Tabla N° 4. Nuevas estaciones a implementar para la Densificación de la Red MAGNA-ECO “Marco Geocéntrico Nacional de Referencia” _________________ 33 Tabla N° 5. Presupuesto requerido para la reparación de estaciones CORS. ¡Error! Marcador no definido. Tabla N° 6. Presupuesto solicitado para el mantenimiento de estaciones CORS. ________________________________________ ¡Error! Marcador no definido.

Tabla N° 7. Presupuesto solicitados para la innovación y modificación de la Red Magna ECO. ______________________________ ¡Error! Marcador no definido. Tabla N° 8. Presupuesto total para la innovación y modificación de la red Magna ECO. ____________________________________ ¡Error! Marcador no definido.

Tabla N° 9. Casos de Uso NTRIP en Europa y Norteamérica. ________________ 36 Tabla N° 10. Casos de Uso NTRIP en Sur América. _______________________ 37 Tabla N° 11. Actividades de monitoreo continuo. __________________________ 38 Tabla N° 12 Comparativa tipos de monumentación ________________________ 43 Tabla N° 13. Estimación costo materialización estación CORS año 2017 _______ 48 Tabla N° 14. Resumen del análisis de las estaciones de la Red MAGNA-ECO. __ 51

6

Tabla N° 15. Esquema hoja de vida de la estaciones MAGNA-ECO. _______ ¡Error! Marcador no definido.

LISTA DE ANEXOS

Pág.

Anexo N° 1. Cronograma de actividades ________________________________ 59 Anexo N° 2. Formato de Inventario de elementos de la Red MAGNA-ECO ______ 60 Anexo N° 3. Formato de caracterización de usuarios mes de junio 1/2 _________ 61 Anexo N° 4. Formato de caracterización de usuarios mes de junio 2/2 _________ 62 Anexo N° 5. Formato de características del estado de las estaciones. _________ 63

7

GLOSARIO

ARCHIVOS BINEX: (Binary Exchange). Es un formato estándar de archivos binarios para fines de investigación y funcionamiento GNSS. Este formato ha sido diseñado para permitir la encapsulación de cualquier metadato GNSS.

ACHIVOS RINEX: (Receiver Indepent Exchange) Se define como un formato

de ficheros de texto con lenguaje universal, enfocado al almacenamiento de manera estandarizada de datos satelitales provenientes de las diferentes constelaciones GNSS (GPS, GLONASS, GALILEO, BEIDU).

CORS: (Continuous Operation Reference Station) Punto geodésico de referencia, materializado con un receptor de posicionamiento satelital de doble frecuencia que opera permanentemente. Este tipo de puntos constituyen una red geodésica de estaciones de operación continua por sus siglas en inglés, encargada de la recepción y almacenamiento de señales satelitales provenientes de diferentes constelaciones 24 horas al día, 7 días a la semana, con el objetivo de ser utilizados para su uso posterior.

DATÚM: Parámetro o conjunto de parámetros que definen la posición del

origen, escala y orientación de un sistema de coordenadas.

DATÚM GEODÉSICO: Orientación y ubicación de un elipsoide asociado frente a un sistema de coordenadas tridimensionales [X, Y, Z].

EFECTO MULTICAMINO (MULTIPATH): Efecto generado por la reflexión

difusa o reflejada de la señal satelital en superficies reflectantes ubicadas en el entorno de la antena GNSS, de forma tal que el receptor registra señal directa e indirecta (reflejada por diferentes caminos). Los efectos multicamino generan dificultades en la solución de ambigüedades y, por lo tanto baja precisión de los resultados obtenidos.

ELIPSOIDE: Superficie curva cerrada y simétrica compuesta de tres ejes

perpendiculares entre sí; sus secciones planas son elipses o círculos.

GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM (GNSS): el Sistema Global de Navegación por Satélite es el conjunto de constelaciones de satélites que transmiten rangos de señales utilizados para el posicionamiento y localización en cualquier parte del globo terrestre, ya sea en tierra, mar o aire.

LATITUD: Ángulo generado por la intersección del semieje mayor del elipsoide de referencia del Datúm y el elipsoide normal en el punto de interés.

8

LONGITUD: longitud del arco o porción del ecuador de la tierra entre el

meridiano de un lugar dado y el primer meridiano.

MATERIALIZACIÓN: construcción estable y confiable de un punto en la superficie terrestre que sirve de testigo físico con coordenadas determinadas por un sistema de referencia específica, este puede construirse en diferentes presentaciones tales como: mástil, pilastra, mojón, incrustación horizontal, incrustación vertical, punto transitorio u obelisco.

NTRIP: (Networked Transport of RTCM Internet Protocol). Se define como una red de flujo de datos a través de internet que tiene como finalidad la corrección de coordenadas y diferentes parámetros que confluyen en cualquier levantamiento GPS, todo esto en tiempo real y en conexión simultánea con miles de usuarios.

RED ACTIVA: Conjunto de estaciones GNSS de funcionamiento continuo

que son utilizadas como referencia para levantamientos diferenciales de posicionamiento satelital, garantizando la precisión y vinculación inmediata de puntos ocupados.

RED MAGNA-ECO: (Marco Geocéntrico Nacional de Referencia de Colombia). Conjunto de estaciones GNSS de operación continua ubicadas

en Colombia, con estaciones estratégicamente distribuidas sobre todo el territorio nacional. Actualmente es la red geodésica más importante del país en la cual se fundamentan todos los cálculos geodésicos para el desarrollo de proyectos cartográficos y topográficos.

RED PASIVA: conjunto de vértices geodésicos ocupados con equipos GNSS de precisión a los que se les ha realizado mediciones en una época determinada. Su objetivo principal es servir como punto de referencia para proyectos ingenieriles y de infraestructura en instancias regionales y locales.

RED SIRGAS-CON: Es la Red SIRGAS de funcionamiento continuo

(SIRGAS-CON), compuesta en la actualidad por cerca de 400 estaciones distribuidas en América Latina.

RMS: (Error medio cuadrático) Concepto que mide el promedio de los errores

al cuadrado, en otras palabras, la diferencia entre el resultado estimado y el resultado obtenido. Establece una medida estadística de la dispersión de las posiciones calculadas en torno a la posición mejor asustada. A menor RMS mayor precisión.

SIRGAS: Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas.

VÉRTICES GEODÉSICOS: puntos materializados cuyas coordenadas fueron obtenidas por métodos geodésicos y están ligados al sistema de referencia. A estos se les determinan coordenadas, valor de gravedad y altitud. Pueden ser estaciones de referencia, MAGNA-SIRGAS; estaciones activas y pasivas, vértices de densificación o puntos de órdenes topográfico.

9

VRS: (Virtual Reference Station). Se refiere a una red de estaciones

conectadas a un centro de control a través de internet, corrigiendo en tiempo real diferentes tipos de errores (ionosféricos, troposféricos, entre otros) con el fin de mejorar la precisión de los puntos obtenidos.

10

INTRODUCCIÓN

El Marco Geocéntrico Nacional de Referencia “Red MAGNA-ECO”, está conformado por cuarenta y seis (46) estaciones GNSS (Sistemas Globales de Navegación Satelital) de funcionamiento continuo, de las cuales (43) estaciones GNSS forman parte de la Red SIRGAS “Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas – Red de Operación Continua” (SIRGAS-CON) siendo procesadas semanalmente desde el Centro de Procesamiento principal IGA.

El IGAC es la entidad encargada de producir toda la cartografía oficial de

Colombia, la elaboración del catastro nacional de la propiedad inmueble, inventarios, características de suelos y demás funciones de vital importancia para el desarrollo del país, como ente de control y supervisión de todas las ciencias espaciales que se extienden a nivel nacional tales como cartografía, agrología, percepción remota entre otras. Principalmente el GIT de Geodesia responde y ayuda a los usuarios diariamente con el suministro de archivos Rinex y coordenadas semanales procesadas por los Centros Locales de Procesamiento de la Red SIRGAS-CON, que permiten detallar coordenadas de alta precisión (Asociadas a una época específica de referencia) y sus cambios a través del tiempo (Velocidades de las estaciones) para cada estación.

Por lo anterior es de suma importancia la constante revisión y actualización de la Red MAGNA-ECO, garantizando la calidad y precisión de los datos obtenidos y de generar nuevos proyectos para la densificación del Marco Geocéntrico Nacional de Referencia de Colombia.

El proyecto de pasantía que se mostrará a continuación se realizó con el apoyo del Instituto Geográfico Agustín Codazzi, específicamente en el Grupo Interno de Trabajo de Geodesia, basado principalmente en los procesos de revisión de documentos, actualización de información, investigación para la materialización de nuevas estaciones para la Red, investigación de casos de uso del sistema VRS1 y NTRIP, análisis de la calidad de datos y el proceso para la densificación de toda la Red de estaciones de operación continua (CORS), para el Marco Geocéntrico Nacional de Referencia “Red MAGNA-ECO”.

1 Estaciones Virtuales de Referencia

11

1. OBJETIVOS

3.1. Objetivo General

Apoyar al GIT de Geodesia en el proceso de investigación, análisis de datos, actualización, densificación y documentación para la nueva materialización de la Red MAGNA-ECO, con la generación de un código de programación para el control de la calidad de los datos generados por las estaciones continuas.

3.2. Objetivos específicos

Identificar las características de calidad de los archivos RINEX derivados de cada una de las estaciones de la Red MAGNA-ECO mediante el software TEQC.

Generar un código de programación capaz de identificar y clasificar los archivos generados en cada una de las estaciones que componen la red MAGNA-ECO, con el fin de analizar la calidad y viabilidad para su publicación.

Realizar reconocimiento del estado actual de las estaciones de la Red MAGNA-ECO, identificar características y hacer un análisis estadístico para el mejoramiento de la calidad de los datos obtenidos de cada una de las estaciones de la Red MAGNA-ECO.

Realizar investigación de casos de uso e implementación del sistema VRS y NTRIP CASTER en diferentes países.

Densificación de la Red MAGNA-ECO para el año 2018, con fines de implementación del Sistema VRS con NTRIP.

Documentar y generar especificaciones para la materialización de estaciones CORS a nivel del suelo, con la finalidad de vincular Estaciones a la Red de Estaciones de Referencia del IHRF.

Actualizar las tablas de caracterización de atención a usuarios, correspondientes al periodo de enero a septiembre del año 2017 y renovar las hojas de vida de cada una de las estaciones de la Red MAGNA-ECO.

12

3.3. Objetivos Institucionales

Fortalecer al instituto como ente rector, autoridad y ejecutor determinante de políticas, metodologías y el marco normativo en materia geográfica.

Fortalecer las competencias laborales y comportamentales, así como el sentido de pertenencia y estímulos a los servidores teniendo en cuenta los principios del servicio público.

Facilitar y promover el acceso a los trámites, servicios e información geográfica que produce el instituto, racionalizando y optimizando el uso de recursos.

Optimizar la gestión financiera de recursos.

13

2. JUSTIFICACIÓN

Actualmente la determinación de ubicaciones por medio de tecnologías GNSS se encuentra en su cúspide gracias a la rapidez y precisión que este método suministra para el desarrollo de trabajo enfocados a la ingeniería y demás aplicaciones tecnológicas, por esta razón se hace imprescindible una Red Geodésica Nacional que cumpla con parámetros estructurales, tecnológicos y logísticos para brindar un óptimo servicio a los diferentes usuarios públicos y privados.

En los últimos años y de manera determinada el IGAC (Instituto Geográfico Agustín Codazzi) y específicamente el Grupo Interno de Trabajo de Geodesia ha venido desarrollando ambiciosos planes para el mantenimiento y actualización de la Red MAGNA-ECO con el objetivo de superar y dar solución a dificultades de cobertura a nivel Nacional para brindar un mejor servicio al país en relación a información Georreferenciada, por este motivo es necesario realizar la densificación de la Red de estaciones de operación continua (CORS) estableciendo una serie de puntos para la monumentación de nuevas estaciones GNSS de precisión. La Red MAGNA-ECO requiere un proceso de identificación de la calidad de la información que suministra actualmente, análisis estadísticos, organización de información de cada una de las estaciones y generación de procesos de investigación que permitan generar proyectos de innovación y actualización de la Red Geodésica Nacional de Colombia.

La Universidad Distrital Francisco José de Caldas como ente académico líder en la ciudad de Bogotá y el país, tiene la responsabilidad de impulsar de manera objetiva el desarrollo científico, económico y estructural de Colombia y por medio de la carrera Ingeniería en Topografía está desarrollando importantes avances relacionados con tecnologías espaciales, cartográficas y geodésicas; gracias a este interés se han generado convenios muy importantes con el IGAC, especialmente con el GIT de Geodesia promoviendo investigaciones detalladas que buscan aumentar los conceptos técnicos y científicos en el área de las ciencias espaciales y geomáticas en diferentes regiones del territorio nacional.

14

3. MARCO TEÓRICO

Red MAGNA-ECO

La Red MAGNA-ECO fue creada aproximadamente entre los años de 1998 y 1999 iniciando su funcionamiento con dos estaciones CORS donadas por el instituto para la digitalización y cálculo de números geopotenciales DFGI de Alemania, en este proyecto participaron instituciones como Ingeominas y el Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC). Una de las estaciones se ubicó dentro de las instalaciones del IGAC y la segunda estación se ubicó dentro de las instalaciones de la Universidad Nacional de Colombia.

El Marco Geocéntrico Nacional de Referencia para Colombia Red MAGNA-ECO se define como un conjunto de estaciones GNSS de operación continua que sirve como base de referencia para los levantamientos satelitales que se desarrollan en el país, garantizando una Georreferenciación adecuada de todos los puntos ocupados para que sean ligados al Datum Magna Sirgas. La información recepcionada y almacenada por cada una de las estaciones activas es suministrada a los usuarios en el formato universal RINEX (Receiver Indepent Exchange), para el posterior procesamiento de datos.

Las coordenadas de cada una de las estaciones que compone la Red MAGNA-ECO son procesadas semanalmente con una precisión milimétrica, en cooperación con Centros Locales de Procesamiento SIRGAS, Centros de Análisis SIRGAS y Centros de Combinación SIRGAS, dicha estrategia de procesamiento garantiza que cada una de las estaciones regionales SIRGAS-CON (Red de Estaciones de América Latina), esté incluida en tres soluciones individuales2.

15

Ilustración N° 1. Red básica GPS IGAC 2004

Fuente: IGAC2

2 SIRGAS (http://www.sirgas.org/es/sirgas-con-network/)

16

RESOLUCIÓN 068 DE 2005

Por la cual se adopta como único Datum oficial de Colombia el Marco Geocéntrico Nacional de Referencia MAGNA-SIRGAS y determina varias directrices generales y específicas que el Instituto Geográfico Agustín Codazzi debe cumplir para la implementación de la Red.

Adoptar y aplicar las innovaciones tecnológicas y científicas desarrolladas en el ámbito mundial, con el fin de cumplir con su misión y apoyar el conocimiento geográfico de Colombia.

Adoptase como único datum oficial de Colombia el Marco Geocéntrico Nacional de Referencia, también denominado: MAGNA-SIRGAS.

Que el Marco Geocéntrico Nacional de Referencia (MAGNA) corresponde a la densificación de SIRGAS en Colombia (IGAC, Bogotá, 2000), por lo cual se ha denominado MAGNA-SIRGAS

La información producida por este Instituto será referenciada a MAGNA-SIRGAS y se certificarán únicamente coordenadas de puntos vinculados a este datum.

SIRGAS (Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas)

SIRGAS inició en la Conferencia Internacional para la Definición de un Sistema de Referencia Geocéntrico para América del Sur celebrada en Asunción, Paraguay, en 1993. Actualmente es una componente de la Comisión numero 1 (Reference Frames) de la IAG, a través de la

Subcomisión 1.3 (Regional Reference Frames) y es responsable del Marco de Referencia Regional para Sur y Centro América

Su realización es una densificación regional del Marco Internacional de Referencia Terrestre (ITRF: International Terrestrial Reference Frame) en América Latina. Además del sistema de referencia geométrico, SIRGAS se ocupa de la definición y realización de un sistema vertical de referencia basado en alturas elipsoidales como componente geométrica y en números geopotenciales (referidos a un valor W0 global convencional) como componente física. (http://www.sirgas.org).

17

Ilustración N° 2. Red referencia SIRGAS

Fuente: SIRGAS

18

4. METODOLOGÍA

4.1 Control de Calidad de Archivos RINEX – TEQC

Establecer un rango para el análisis de los archivos Rinex descargados de las diferentes estaciones continuas en el territorio nacional, se convierte en una tarea de vital importancia para establecer un control en la calidad de la información suministrad a los usuarios y a los centros de procesamiento de la Red SIRGAS-CON.

Para llevar a cabo este control se utilizó el programa TEQC que por sus siglas significa (Traduction, Edition, Quality, Check). Desarrollado por la UNAVCO; es un consorcio universitario proveniente de Estados Unidos que facilita la investigación y educación enfocada a la geodesia y las geociencias. El programa TEQC es una potente herramienta de procesamiento de datos GPS, Glonass, Galileo, SBAS, Beidou e IRNSS, especialmente para formatos Rinex y Binex, el cual nos permite hacer lecturas y traducciones de formatos binarios y nativos, aplicar filtros para satélites, ventanas de tiempo, corrección y edición de metadatos y por ultimo realizar un control de calidad minucioso de diferentes archivos identificando características propias para clasificar archivos de buena y mala calidad.

A. Protocolo guía

Para hacer el control de calidad correspondiente a cada estación que compone la Red MAGNA-ECO para el año 2017, se siguió el siguiente protocolo de selección de datos:

Se seleccionó un día específico de cada mes con una mayor cantidad de datos recepcionados por cada estación de funcionamiento continuo.

Se descargaron los archivos Rinex por estación y por día, se ubicaron en carpetas debidamente ordenadas y nombradas.

Para cada uno de los meses se ejecuta el archivo en formato Rinex dentro del programa TEQC que se encuentra en descarga gratuita de la página web de la UNAVCO.

Se analizan y clasifican los datos obtenidos arrojados por el programa TEQC, tales como el diagrama de recepción, época inicial y final número de observaciones completas y eliminadas, total satélites observados y RMS de multipath 1 y 2.

Como modelo resultado de lo que se obtiene al realizar la ejecución del código de control de calidad TEQC, obtenemos un informe txt, donde nos muestra claramente el nombre de la estación, tipo de receptor y de

19

antena, el tiempo de recepción de la ventana del RINEX que en específico es el tiempo de toma de datos en horas. (Ver ilustración N°1).

Ilustración N° 3. Características de la estación de funcionamiento continuo.

Fuente: Elaboración propia.

Continuando con el análisis y explicación del archivo que dio como resultado del control de calidad de la estación BOGT en el día GPS (156, 157…..162), en la ilustración N° 3 Gráfica de control de calidad de los datos, se generó de tal modo que se pudiese obtener un reporte semanal directo de la estación BOGT en el transcurso de la semana GPS 1952 dando inicio a la semana GPS 1953. En la gráfica es posible observar y analizar la siguiente simbología:

Tabla N° 1. Simbología gráfica TEQC - Estación BOGT en la semana GPS 1952.

Símbolos Significado

+SV

Corresponde al nombre de los satélites recepcionados en el transcurso de la toma de datos. + SV datos, satélite (sólo completo qc) estaba por debajo de la máscara de elevación y se recogió un conjunto completo de datos de fase y de código

S

Este símbolo nos especifica los diferentes multipath interceptados en la estación L1 C1 L5 C5.

o

la encuesta estática está bien, datos de fase y / o código para la SV es L1, C / A, L2, P2 y A / S está en; si qc completa, el satélite estaba por encima de la máscara

de elevación M MP1 y MP2 o MP15 y MP51 resbalones I deslizamiento de fase ionosfera :

No A / S; L1 P1, datos de fase y / o código para la SV es L1 y P1 solamente y A / S está apagado; si qc completa, el satélite estaba por encima de la máscara de elevación

*

No A / S; L1 P1 L2 P2, datos de fase y / o código para la SV es L1, P1, L2, P2 y A / S está apagado; si qc completa, el satélite estaba por encima de la máscara de elevación

C No A / S; L1 C1 Z Multipath MP15 sólo deslizamiento

Fuente: Elaboración propia (TEQC Aplicativo UNAVCO).

20

Ilustración N° 4. Grafica de calidad de rastreo de la estación de funcionamiento continuo (Reporte semanal).

Fuente: Elaboración propia (TEQC Aplicativo UNAVCO)

Información de los satélites

Recepción del tiempo de toma de los datos cada 12 Hrs. Con intervalos de 30 s.

21

Posteriormente se consigna la información descrita anteriormente en formatos Excel para las gráficas y análisis en detalle del comportamiento de los datos observados.

Se define cuales estaciones de la Red MAGNA-ECO son aptas para el uso y publicación de sus archivos Rinex, mediante diferentes parámetros de selección y clasificación. Dado el caso de los análisis estadísticos realizados por cada una de las estaciones, teniendo en cuenta el monitoreo y trabajo continuo realizado en el año 2017.

Por último, se origina un reporte general por día, estación y mes el cual brindara una mejor perspectiva de la calidad de los datos analizados.

Especificando se debe tener en cuenta que estos días GPS fueron seleccionados al azar con el fin de obtener un posible del monitoreo y mejoramiento constante realizado por la entidad a cada una de las estaciones que componen la Red MAGNA-ECO.

A continuación, se muestran las gráficas Del error medio cuadrático de los datos obtenidos de cada uno de los Rinex a los cuales se les implemento el código de control de calidad TEQC VS los días GPS seleccionados para el análisis de cada estación.

En la ilustración N° 4, vemos claramente cada una de las estaciones con unos datos óptimos de RMS3 del MP14, en donde describe el grado de coherencia de la transformación entre los distintos puntos de control (vínculos) y nos muestra con certeza la calidad de los datos se debe tener en cuenta que todos los calores residuales más cercanos a cero se consideran de mayo precisión. Entre ellos vemos pocas de las estaciones continuas de la Red MAGNA-ECO, se presentan pico que muestran errores en la variación del mismo estableciendo subjetivamente que el cielo este día se encontraba de manera general nublado lo cual no permitía una mayor recolección de datos y una calidad óptima de los mismos (Ilustración N° 6). Sucede del mismo modo con la Ilustración N°4 que nos refleja el RMS del MP2 cada una de las estaciones.

Referentes a las estaciones de datos discontinuos del RMS para MP1 y MP2 como se muestran en las Ilustraciones N°5 y N°6, se puede observar que el día que fue seleccionado al azar por cada mes del monitoreo de cada una de las estaciones presentan grandes fallas al inicio del año 2017, en lo que respecta en los meses de agosto y septiembre la estación SAMA y ANDS mejoran considerablemente teniendo en cuenta que estas estaciones fueron monitoreadas y el GIT de Geodesia asistió al lugar de ubicación para mejora

3 Error Medio Cuadrático 4 Multipath

22

de cada equipo; se presenta un RMS constante a pesar de los saltos continuos en la gráfica.

Nota: Cabe aclarar que los días GPS fueron seleccionados al azar y se debe realizar un análisis estadístico profundo día a día con el fin de determinar la calidad del equipo y el motivo de las presentes fallas en las estaciones ya que puede ser el receptor, la antena, la localización o la vida útil del equipo, etc.

Ilustración N° 5. RMS de MP1 Control de Calidad datos continuos (ÓPTIMOS).

Fuente: Elaboración propia (Microsoft Office Excel).

23

Ilustración N° 6. RMS de MP1 Control de Calidad datos discontinuos (DEBILES).


Ilustración N° 7. RMS de MP2 Control de Calidad datos continuos (OPTIMOS).


24

Ilustración N° 8. RMS de MP2 Control de Calidad datos discontinuos (DEBILES).


4.2 Análisis Estadístico - Estaciones Continuas de la Red MAGNA-ECO

1. Análisis estadístico BOGA

Ante cada uno de los análisis realizados a las estaciones de funcionamiento continuo, se seleccionó la estación “BOGA”, la cual ha sido de manera general la que reúne datos óptimos ante el control de calidad ejecutado sobre cada uno de los archivos Rinex suministrados por el GIT de Geodesia.

La estación BOGA pertenece a la entidad nacional IGAC5 y se encuentra localizada en la ciudad de Bogotá con coordenadas geográficas conocidas de longitud -74.079949 y latitud 4.638681 siendo esta la primera estación a analizar, cabe mencionar que se encuentra entre las más importantes ya que es referente para construcciones a ejecutarse en la capital del país.

5 Instituto Geográfico Agustín Codazzi

25

Ilustración N° 9. Calidad de observaciones estación BOGA.

Fuente: Elaboración Propia

En la ilustración N° 9 se aprecia la estabilidad del número de observaciones de la estación de funcionamiento continuo, lo cual genera un alto grado de confiabilidad de los datos recepcionados.

Las observaciones eliminadas representan apenas el 0.3 % del total de observaciones, lo cual nos da un valor casi perfecto en la recepción de datos GNSS

Ilustración N° 10. Valor de RMS de mp1 y mp2 para la estación BOGA.

Fuente: Elaboración propia

26

Aunque fueron casi nulas las observaciones eliminadas, en la Ilustración N°10 se ve claramente un aumento en el RMS 1 y 2 en el transcurso de los días de estudio, llegando a un valor máximo de 0.9, cabe resaltar que aun el valor es bueno ya que se encuentra debajo del valor 1.

El análisis de los datos en el transcurso de la semana fue favorable hasta cierto punto, la estación BOGA mostro información explicita para proceder al análisis estadístico de la misma

Se debe tener en cuenta al igual que la estación BOGA en los reportes obtenidos, no genera la posible cantidad de observación que nos son necesarias para un control de calidad por estación adecuado, en el análisis de los resultados estadísticos de las estaciones MAGNA ECO, podemos ver claramente que el nivel de confianza es del 95%, lo que demuestra que cada uno de los datos de la muestra son óptimos (Ver tabla N° 2).

Tabla N° 2. Análisis estadístico de la estación BOGA.

Fuente: Elaboración propia (Excel).

Analizando los datos obtenidos para la estación de BOGA vemos que la cantidad de observaciones realizadas durante la semana es satisfactoria con

27

un número de 373.482, esto significa que la adquisición de datos es constante durante los 7 días del rastreo. Además vemos que las observaciones eliminadas por diferentes aspectos ya sea clima, interferencias, errores multipath y demás son relativamente pocas en comparación con las observaciones totales de la estación CORS.

28

4.3 Implementación Código de Programación Control de Calidad de los Datos Rinex.

El código de programación se realizó en lenguaje JAVA el cual es relativamente sencillo ante la comprensión de los desarrolladores de aplicaciones, dado el caso se tomó la programación suministrada por el GIT de Geodesia de las Estaciones IGA siendo la misma base para la continuación e implementación del código que se creó.

La metodología implementada se generó en torno a la programación suministrada por el GIT de Geodesia, observando en específico la clase RinexUtilities así de este modo se creó una nueva clase llamada QualityControl en donde se implementó el código de programación llamando desde el mismo el CMD del equipo, se en-ruta directamente al disco lugar donde se encuentra la carpeta que tiene el aplicativo del TEQC y los archivos RINEX que son necesarios, por ende el código leerá cada uno de los archivos de texto que se encuentran allí realizando una selección especifica de la cantidad de horas de recepción de las cuales depende la condición de la calidad de los mismos siendo que si esta es mayor a 12 horas pasa el control de calidad de lo contrario no; esta función se realiza a partir de una selección de carpetas específicas que se encuentran en el disco, en donde se clasificarán los datos de cada una de los estaciones de la red MAGNA-ECO. Con la implementación del código no solamente se eliminará el proceso de revisión individual de cada uno de los archivos, si no que se agilizará el proceso de control de calidad y publicación de los archivos en la página web del instituto.

La creación del código de programación tiene como objetivo principal realizar el control de calidad de los datos RINEX que son recepcionados diariamente por cada una de las estaciones continuas pertenecientes a la Red MAGNA-ECO; con el fin de optimizar y agilizar los procesos de los datos para poder brindar una información de calidad al usuario en un tiempo eficiente, con esto se han de evitar realizar publicación de los datos de los días en que los estaciones no realizaron el rastreo completo; el código de programación se pretende unificar al proceso de concatenación de los datos diarios de las estaciones con una futura programación más robusta, lo cual previene un error de transmisión de información que haya sido afectada por errores humanos.

Ver anexo N° 2, material físico (CD Código de implementación QualityControl)

29

4.4 Densificación de la Red MAGNA-ECO “Marco Geocéntrico Nacional de Referencia”

La planificación y ejecución de la Densificación del Marco Geocéntrico Nacional de Referencia tiene como objetivo base, el contrarrestar la problemática de cobertura con el fin de suplir las necesidades de los usuarios en referencia a información georreferenciada, oportuna y precisa de determinadas zonas del territorio nacional.

La densificación de la Red MAGNA-ECO estará conformada por estaciones de monitoreo continuo que se materializarán con el fin de ampliar la cobertura en el país, suministrar coordenadas precisas en diferentes zonas donde no hay cubrimiento actualmente, donde los usuarios y varias entidades gubernamentales se encuentran ejecutando proyectos de desarrollo sostenible, proyectos de mitigación de impactos ambientales, proyectos de catastro multipropósito y demás proyectos que conllevan la finalidad de aumentar el desarrollo a nivel investigativo y permitir una evolución en el campo de las diferentes ciencias de la tierra.

La densificación de la Red MAGNA-ECO a su vez tiene como finalidad el suministro de datos en tiempo real, a todos los usuarios en general, con una mayor calidad, precisión y rapidez; donde el previo proceso comprende el reconocimiento de la zona, los criterios para monumentación, la definición de parámetros para recopilación de información satelital óptima y el control adecuado de la información suministrada y manejada por el GIT de Geodesia.

4.4.1 Reconocimiento de la Red MAGNA-ECO “Marco Geocéntrico Nacional de Referencia”

La Red MAGNA-ECO, es la Red de monitoreo continuo de datos GNSS, las cuales se encuentran distribuidas en puntos estratégicos a nivel nacional, desempeñando un papel importante en el desarrollo de proyectos ingenieriles en el territorio nacional.

Se realizó un estudio mesurado de la ubicación geográfica de cada una las estaciones pertenecientes a la Red MAGNA-ECO, en el proceso de investigación se encontró falencias en zonas donde hay recepción de datos que no son óptimos y en zonas donde no existe cobertura en general; por ende se procedió a definir la nueva ubicación de las estaciones en el territorio nacional basándonos en:

30

Parámetros previos para la Densificación:

1. Los circuitos de nivelación materializados en el país, un determinado radio de distancia de estación a estación no mayor a 60 km, fines de implementación de Tecnologías en Tiempo Real.

2. Cobertura de internet optima, referentes a la zona de ubicación estratégica para cada una de las estaciones, teniendo un previo análisis de los diferentes operadores de telefonía.

3. Definir criterios básicos de selección de lugar para la monumentación de la estación según la Guía para la instalación de estaciones SIRGAS-CON

4. Acceso seguro a las nuevas ubicaciones, se tomó como base la Red vial del INVIAS y de la Agencia de Infraestructura Vial.

5. Por seguridad de los equipos se realizó un sondeo a nivel nacional procurando ubicar las estaciones en:

Universidades Aeropuertos Instituciones del gobierno Bases Militares Batallones Militares Colegios

6. Se realiza un sondeo a nivel nacional de cada entidad en el software

Google Earth, el cual permitió optimizar el proceso de la ubicación exacta de cada estación.

Por ende, la Ilustración N°11, permite observar el Mapa de parámetros analizados y estudiados para ubicación de las nuevas estaciones continuas de la Red MAGNA-ECO, para ello se realizó una tabla general en donde se implementó nombre a cada una de las estaciones, coordenadas de ubicación geográfica y entidades en las cuales las estaciones se han de materializar.

31

Ilustración N° 11. Mapa de parámetros base para la ubicación de nuevas estaciones de la Red MAGNA-ECO


32

Tabla N° 3. Parámetros y óptima localización estaciones Red MAGNA-ECO.

Parámetros y optima localización de la futuras estaciones de la Red MAGNA-ECO

Elementos Básicos Ubicación Exploración en campo Actividades de las estaciones

Materialización

Como implementación: * Un receptor y una antena GNSS geodésica. * Un PC para almacenar y administrar información. * Programas de automatización (software) * Suministro de energía Como administración y tratamiento de datos: * Conexión de internet * Control de la estación *Manipulación de archivos * Programación de sesiones * Fuente continúa de alimentación.

Requisitos: * Horizonte de lugar despejado * Efecto multipath. * Fuentes radioeléctricas * Terreno geológicamente estable. * Zona libre de interferencias electromagnéticas * Antena montada sobre estructura rígida y perdurable. * Infraestructura indispensable: -Energía eléctrica -Conexión a internet -Seguridad -Accesibilidad fácil

Actividad previa a la monumentación de vértices geodésicos, se ha de verificar ciertas condiciones: 1. Perdurabilidad: Garantizar en lo posible que no sufra deterioro o desplazamiento que implique el cambio de valores de coordenadas obtenidas. 2. Confiabilidad: Lugar optimo con horizonte despejado libre de obstáculos de agua, vegetación, fuentes de energía, etc. 3. Estabilidad: Verificación de suelos sin problemas como: Inestabilidad, deslizamiento por pendientes fuertes, fallas geológicas, riveras ríos, etc. 4. Accesibilidad: Sitios de fácil acceso para la ocupación de equipos de medición.

1. Recolectar observaciones de forma continua. 2. Verificar la calidad de los datos. 3. Transformación de las observaciones a un formato convencional RINEX. 4. Comprimir los archivos de los datos. 5. Almacenar la información a un servidor.

El objetivo de la materialización de la estaciones CORS, que se realizaran a piso se da con el fin de dar uso más general a las estaciones, es decir, que las diferentes áreas de estudio aplicados a la geodesia puedan hacer uso de ellas. Además que como objeto principal se encuentra en proceso la implementación del Datúm vertical (IHRF) en el territorio nacional colombiano.

Fuente: Elaboración propia, basada en documento “Guia para la instalación de

estaciones SIRGAS-CON”

La ubicación de las estaciones que formarán parte de la Red MAGNA-ECO se visualiza en la tabla N° 9 y fueron analizadas teniendo en cuenta que para su funcionamiento óptimo han de ser posicionadas a partir de parámetros, investigados, estudiados, y analizados6; (Ver tabla N° 3.)

6 http://www.geosysteming.com/colombia/producto/63/real-time-network-vrs-ntrip/

http://www.geosysteming.com/colombia/producto/63/real-time-network-vrs-ntrip/

Tabla N° 4. Nuevas Estaciones a Implementar Para la Densificación de la Red MAGNA-ECO “Marco Geocéntrico Nacional de Referencia”.

ITEM ID_IGS DEPARTAMEN MUNICIPIO UBICACION LATITUD LONGITUD

1 BOGA Cundinamarca Bogota Escuela de Artilleria - Usme 4°33'8.74"S 74° 07'20.77"W

2 MITU Mitu Vaupes Batallon de Infanteria N. 30 (Alfredo Vasquez- FAC) 1°15'05.1"S 70°13'54.9"W

3 PUTU Putumayo Puerto Leguizamo Fuerza Naval Del Sur 0°12'1.09"S 74° 77' 98.0"E

4 ACAN Choco Acandi Aeropuerto Alcides Fernadez 8°29'41.5"S 77°16'26.3"W

5 URIB LA GUAJIRA Uribia Puerto Mar├¡timo de Pto Bolivar 12°15'03.3"S 71°57'33.7"W

6 PEÑO Bolivar El Peñon Ejercito Nacional 9°00'05.2"N 73°58'33.9"W

7 TIBU Norte de Santander Villa Rosa Aeropuerto Tibu 8°38'05.5"N 72°41'52.8"W

8 CATA Caqueta Tres esquinas Base Aerea tres esquinas 0°44'39.2"N 75°14'06.2"W

9 ARARA Caqueta Araracuara Aeropuerto Araracuara 0°36'05.2"S 72°23'46.8"W

10 ASIS Putumayo Puerto Asis Aeropuerto Puerto Asis 0°30'17.4"N 76°30'06.3"W

11 GALAN Santander Socorro Batallon Gal├ín 6°27'51.5"N 73°16'03.0"W

12 PTGA Meta Carimagua Aeropuerto Carimagua 4°34'13.2"N 71°20'05.9"W

13 YARU Antioquia Yarumal Universidad de Antioquia sede Norte 6°57'43.1"N 75°25'04.7"W

14 TAME Arauca Tame Aeropuerto Gabriel Vargas Santos 6°26'52.7"N 71°45'41.9"W

15 MESE Meta Mesetas Palacio Municipal Alcaldia Libano 3°23'03.9"N 74°02'33.4"W

16 POLLE Meta Puerto lleras Alcaldia Municipal 3°16'09.1"N 73°22'29.7"W

17 GUAPI Cauca Guapi Aeropuerto Internacional Juan Casiano 2°34'24.5"N 77°53'39.4"W

18 ARATA Arauca Arauquita Batallon especial energitico y vial N°1 7°01'24.1"N 71°26'03.1"W

19 CRAVO Arauca Cravo Norte Aeropuerto Cravo Norte 6°18'46.0"N 70°12'44.9"W

20 MACA Guaviare La Macarena Aeroupuerto La Macarena 2°10'47.9"N 73°47'11.3"W

21 CAGU Guaviare San Vicente del Caguan Universidad de la Amazonia CERES 2°06'49.9"N 74°46'14.4"W

22 TRIN Casanare Trinidad Centro Administrativo, Alcaldia 5°24'25.7"N 71°39'43.6"W

23 PRIM Vichada La Primavera Batallon de Ingenieros N°28 5°28'56.1"N 70°24'59.1"W

24 BARRA Guania Barranco Minas Aeropuerto Barranco Minas 3°29'22.6"N 69°48'47.2"W

25 BAVI Vichada Vichada Base Aerea Coronel Luis Arturo Rodriguez 5°31'37.2"N 68°41'14.3"W

26 BAMI Amazonas La pedrera Basmil La Pedrer 1°19'12.0"S 69°35'20.3"W

27 ANCH Choco Choco Punto de control Armada Nacional 7°06'22.5"N 77°45'51.7"W

29 AREN Amazonas El encanto Aeropuerto de El Encanto 1°37'00.1"S 73°13'59.9"W

31 ARMI Guaviare Miraflores Aeropuerto Miraflores 1°20'30.0"N 71°56'58.6"W

32 ARCU Guainia Cuiari Aeropuerto rio Cuiar├¡, 1°51'59.1"N 69°00'38.5"W

33 VIFU Antioquia Vigia del fuerte Pista aerodomo Vigia del fuerte 6°34'03.9"N 76°53'10.5"W

34 PACOA Vaupes Pacoa Comunidad de Buenos Aires 0°01'17.5"N 71°00'11.0"W

0 EDEN Armenia Eden Aeropuerto Internacional el Eden 4°27'03.6"N 75°46'21.5"W


En la tabla anterior se pueden observar las estaciones continuas como propuesta a ser materializadas, adicionalmente se ven reflejadas en el Mapa de la densificación del “Marco Geocéntrico Nacional de Referencia” (Ver Anexo Físico), el cual especifica cartográficamente cada una de las ubicaciones geográficas propuestas basadas en la adecuada seguridad y control rutinario óptimo de las mismas.

35

4.5. Investigaciones Realizadas

4.5.1. Casos de uso del protocolo NTRIP con sistema de estaciones VRS, para la densificación de la Red MAGNA-ECO.

Se ha trabajado en el proceso de densificación de la Red MAGNA-ECO con la finalidad de aumentar la cobertura en el país e implementar servicios con los nuevos sistemas VRS (Estaciones Virtuales de Referencia) y NTRIP (Protocolo para el envío de datos GNSS por Internet).

Por último, se hizo una investigación general de la implementación del protocolo NTRIP y del Sistema de Referencia de Estaciones Virtuales VRS, donde se buscó ejemplificar con casos de uso y el éxito que ha tenido esta nueva tecnología a nivel mundial.

Tabla N° 5. Casos de Uso NTRIP en Europa y Norteamérica.

ESPAÑA CANADA ALEMANIA AUSTRALIA FINLANDIA

- Desde enero del 2006 el Instituto Cartográfico de Cataluña (ICC) tiene en servicio un sistema de VRS basado en esta tecnología. - Los datos recibidos de las estaciones permanentes son almacenados y distribuidos al público mediante diversos servicios de posicionamiento, tanto en tiempo real como para post-proceso. Los datos de todas las estaciones se combinan en una solución de red. -Los vértices del ICC están enlazados por la red EUREF a Europa. Sus precisiones en planimetría son entre 2cm y 2.2cm y en altimetría de 4cm -La red tiene un servicio activo de 19 estaciones y 14 en proyecto.

- Can-Net 275 cuenta estaciones a través de Canadá: La Red de Referencia Virtual Can-Net es la red de posicionamiento más rápido crecimiento en Canadá, con más de 1.500 usuarios activos. - La estación virtual Red de Referencia de Can-Net permite a los usuarios obtener un nivel centimetrico con precisión RTK sin una estación base. - Can-Net tiene la mayor cobertura, mayor precisión y tiempo de inicialización más rápida; la eliminación de estaciones base de montajes para ahorrar tiempo y dinero.

- En julio de 2003 unas 90 estaciones emitiendo RTCM o datos brutos de están disponibles a través de NTRIP. - En Alemania la red GREF formada por unas 20 estaciones GPS/GLONASS fue integrada al proyecto, esta vez se ha denominado GREF-IP y proporciona correcciones DGPS de unas 20 estaciones de referencia virtuales distribuidas por todo el territorio alemán. - La unidad central de proceso utiliza el software GPS Net de Trimble para generar los datos de corrección. - El flujo de datos RTCM se envió al NtripCaster instalados en Frankfurt en tiempo real.

- El Departamento de Recursos Naturales y Minas (NRM) es responsable de la topografía y la infraestructura geodésica del estado australiano. - Dado el impacto potencial del VRS en el desarrollo futuro de la infraestructura, se acercó a la GRN Trimble Australia y su agente en la zona para establecer un proyecto de ubicación para la Red VRS. Las estaciones VRS supera limitaciones de la cinemática en tiempo real (RTK) técnica de topografía GPS. - La red cubre la esquina sureste del estado de Queensland la viabilidad comercial de una red VRS, incluye a los clientes potenciales con la participación del gobierno e industria en el campo de la geodesia, la tierra en movimiento, la minería y la agricultura.

- El objetivo de pruebas de campo fue examinar el rendimiento del sistema - Dos pruebas, una prueba estática y una prueba de conducción, se han llevado a cabo en el área suburbana de Helsinki utilizando dos receptores RTK Thales ZX-Sensor. - Una estación de referencia, instalada en Edificio de oficinas de FGI, envió correcciones de RTCM NtripServer conectado a Internet fijo.

Fuente: Instituto Cartográfico de Cataluña-España (ICC), Can-NET, Departamento de Recursos Naturales y Minas del estado

australiano, Finlandia-Helsinki Ntrip-Caster.

Tabla N° 6. Casos de Uso NTRIP en Sur América.

URUGUAY ARGENTINA BRASIL PERU VENEZUELA CHILE

La Red Geodésica Nacional Activa de la República Oriental del Uruguay (REGNA-ROU) administrada por el Servicio Geográfico Militar cuenta con 7 estaciones de referencia de operación continua (CORS) activas y 1 en proceso de activación. CORS están conectadas a través de Internet móvil 3G y sus datos son publicados en un servidor central (caster) del SGM con acceso a ellos a través del protocolo de internet NTRIP en TR utilizando mountpoints de soluciones punto-a-punto (soluciones de red).

El Instituto Geográfico Nacional ofrece el servicio RAMSAC-NTRIP a través del cual las estaciones pertenecientes a la red RAMSAC (25 estaciones) transmiten sus correcciones. Puesta en marcha de un Caster Ntrip, utilizando el software Standard Ntrip-Caster Versión 0.1.5, provisto por BKG. Tiempos de 25 y 35 minutos, utilizando además la información ionosférica derivada de los mapas SIRGAS. • 5 estaciones GPS de la Red RAMSAC emiten correcciones en el Caster del IGN Argentina. • 7 estaciones GNSS de la red RAMSAC emiten correcciones en el Caster del IGN Argentina.

Red Brasileña de Monitoreo Continuo de los Sistemas GNSS qué comenzó en el año 2007. El servidor "caster " del (IBGE) recibe datos de 27 estaciones ubicadas en las principales capitales de los estados brasileños. Actualmente el servicio tiene alrededor de 277 usuarios inscritos que tienen permiso para conectarse al caster, sus usuarios más importantes son empresas que comercializan receptores RTK, empresas de ingeniería y empresas agricultura.

El Proyecto de Consolidación de la Propiedad Informal - COFOPRI, ha instalado 45 Estaciones Receptoras Permanentes GNSS (05 NETR5, 40 NETR8), distribuidos a nivel nacional.

Actualmente en la etapa de consolidación, difusión y capacitación en el empleo de la red tiene actividades de control geodésico, sísmico, etc. • El post procesamiento es la forma principal de trabajo en Perú; con planificación y configurado las estaciones para Tiempo Real Cinemáticas - RTK en tres modalidades. Estas modalidades han sido probadas, configuradas; pero aún no está puesta en funcionamiento público.

Adquisición de 25 estaciones marca STONEX (RetNet4), con opción de Ntrip, para complementar la red REMOS. Actualmente el IGVSB tiene instaladas 29 estaciones permanentes de las cuales 27 cuentan con la opción NTRIP. Se han realizado pruebas por PDVSA en proyectos exploratorios y pruebas por parte de empresas privadas. Actualmente solo una estación (MARA) transmite correcciones NTRIP aun cuando hay otras 7 en capacidad de hacerlo (problemas técnicos temporales). • Comunidad de usuarios aún muy limitada. • Importantes pruebas con respecto a PPP-TR

GEOCOM, distribuidor oficial de la marca Trimble en Chile, posee 5 estaciones de referencia continua a lo largo del país, de las cuales 3 son capaces de enviar correcciones diferenciales mediante internet, así también la estación ubicada en el edificio institucional de la división Andina de Codelco STTE, todas ellas operan de manera independiente, por lo que el segmento usuario cada vez que desee recibir correcciones diferenciales desde otra estación de referencia debe modificar los parámetros de conexión. La solución a este problema radica en la implementación de un software llamado Trimble Dynamic Control (TDC) que permite administrar estaciones de referencia continua, visualizar las coordenadas de la estación en tiempo real, generar y transmitir correcciones diferenciales mediante NTRIP, generar archivos de observación de las estaciones para usarlos en post proceso, y lo más importante, entregar correcciones diferenciales óptimas al usuario. Gracias a este programa, ahora GEOCOM posee un servicio de transmisión de correcciones diferenciales a través de NTRIP para ofrecer a sus clientes, el cual permitirá a los usuarios trabajar, con correcciones de código o de código y fase, dentro de un radio aproximado de 100 km alrededor de las estaciones de referencia y alcanzar precisiones centimétricas.

Fuente: Red Geodésica Nacional Activa de la República Oriental del Uruguay (REGNA-ROU), El Instituto Geográfico Nacional ofrece el servicio RAMSAC-NTRIP, COFOPRI, RBMC-IP (IBGE), GEOCOM Chile.

La tendencia en el campo de la geodesia es dirigida a estaciones de referencia de operación continua (CORS), que busca obtener coordenadas por medio de la recepción de satélites en tiempo real. Para cumplir con ello se debe mantener activas las estaciones GNSS y operativas las 24 horas del día durante el transcurso del año, con el fin de contar con información de precisión para apoyar la georreferenciación de proyectos a ejecutarse. El monitoreo de las estaciones GNSS debe ser constante ya que se pueden presentar situaciones fortuitas que han de afectar el funcionamiento correcto, por ende estas situaciones nos han de preparar para la toma de acciones agiles y rápidas para solventar problemas detectados.

Tabla N° 7. Actividades de monitoreo continuo.

Actividades de monitoreo continuo

Monitoreo Diario de Correcta Operación

Mantener la red actual operativa en funcionamiento continuo y de forma remota, para el desarrollo de proyectos de interés.

Instalación e implementación NTRIP

Avance hacia la tecnología GPS en los proyectos de georreferenciación, con una adecuada y rápida obtención de la información solicitada por el usuario.

Estudio mesurado de estaciones actuales

Los equipos y la ubicación de las estaciones hacen que se presenten oportunamente fallas al momento de su operación, se pretende de este modo realizar un estudio mesurado de las mismas con el fin de objetar las estaciones determinadas con el fin de proceder a hacerle el mantenimiento adecuado a cada una.

Establecimiento de nuevas estaciones

La ubicación y posicionamiento de las nuevas estaciones a fin de densificar la Red MAGNA-ECO, se da como proyecto del IGAC como objeto de actualizar el Marco de Referencia Nacional para generar información que permita realizar estudios para el desarrollo sostenible, implementación de nuevas tecnologías de Tiempo Real y demás proyectos de investigación.


39

Al plantear la metodología se da aporte en la fundamentación y la técnica del protocolo como nueva metodología de implementación a la Red MAGNA-ECO, haciendo más eficiente la labor enfocada directamente a la veracidad de la información que se da entrega al usuario o profesional como insumo en la cadena secuencial en los tramites de proceso al desarrollo de proyectos. Con base a la metodología, la configuración óptima de los equipos para la utilización de tecnología NTRIP se basa en la manipulación del software necesario compatible con la misma y conexión con el celular, incorporando así la señal de internet de alto alcance. Como alcance temporal en cuanto a la aplicación de la tecnología NTRIP permite determinar coordenadas planas cartesianas que son objeto de la incorporación de planos topográficos a la cartografía nacional oficial, en donde se ha de proceder a hacer comparación de estas coordenadas y determinar la mejor aproximación a la realidad. El alcance temático se da al emplear la tecnología NTRIP en las diferentes áreas y zonas del país, a través de la señal de internet cabe la posibilidad de mejorar considerablemente la calidad de la información, mejorando los tiempos de obtención y entrega de información. La verificación en campo se adopta teniendo en cuenta los equipos de posicionamiento aplicando la tecnología GPS vía internet - NTRIP, técnica adecuada para llevar a cabo estas verificaciones, que garantizan la calidad de la obtención de una información sólida y veraz. La cobertura se realizará a nivel nacional, por parte del Instituto Geográfico Agustín Codazzi IGAC, como la entidad encargada de producir cartografía básica de Colombia comprometido con las necesidades y expectativas de los clientes y grupos de interés, con el mejoramiento continuo de la eficacia, eficiencia y efectividad del Sistema que integra las estaciones de la Red MAGNA-ECO, la implementación del modelo NTRIP fortalece y mejora la infraestructura física y tecnológica. La propuesta de la densificación de la Red de estaciones MAGNA-ECO, se enfoca de manera específica en aportar y contribuir al mejoramiento de la cobertura del Marco Geocéntrico Nacional de Referencia, generando información precisa y oportuna para la implementación con los parámetros para la implementación de las Tecnologías de Tiempo Real.

4.5.2. Costos Iniciales Implementación Sistema “VRS”

A la agencia federal de cartografía y geodesia en Alemania se le realizo un envío de correo para saber oportunamente el costo de la implementación de las estaciones VRS, pero solo se dió respuestas del costo de NTRIP CASTER software, versión 2.0.

40

Ilustración N° 12 Costo de la implementación del NTRIP CASTER.

Fuente: Respuesta Correo Federal Agency for Cartography and Geodesy, Karl Rote

Str.

41

4.5.3. Materialización a Nivel del Suelo Para la Actualización y Densificación de la Red MAGNA-ECO

Teniendo en cuenta los criterios para la implementación del Marco de Referencia Internacional de Alturas (IHRF) y Sistema Internacional de Referencia de Altura (IHRS), las nuevas estaciones deben ser materializadas a nivel del piso, para dar cumplimiento con dichos criterios se documentaron las especificaciones técnicas que se podrían tener en cuenta para materializar las nuevas Estaciones de la Red MAGNA-ECO.

El proceso de materialización de las pilastras donde descansará la antena receptora es de vital importancia para asegurar la calidad de los archivos adquiridos por la estación CORS gracias a la estabilidad que este tipo de construcción posee. Existen varios tipos y formas de realizar una correcta monumentación para este tipo de estaciones CORS pero no hay ningún modelo específico u obligatorio, solo se necesita que las construcciones cumplan con especificaciones técnicas generales para tal uso.

4.5.3.1. Objetivos de la actualización de la Red MAGNA-ECO

Materialización de estaciones de operación continua a elevaciones en las que puedan ser niveladas geométricamente, además de ser aptas para la toma de reducciones gravimétricas.

Definir los lineamientos que se deben aplicar para la efectiva monumentación de estaciones de referencia de operación continua (CORS), construidas a nivel del suelo.

Establecer la ubicación adecuada para cada uno de los componentes que integran la estación y que aseguran su funcionamiento ininterrumpido

Inferir el valor estimado de construcción de la monumentación de estaciones CORS según las medidas diseñadas y especificadas, incorporando materiales y mano de obra

Ejecutar planes de monumentación a nivel del suelo para las estaciones CORS de la Red MAGNA-ECO construidas y por construir en todo el territorio nacional.

42

Monumentación a nivel del suelo

Luego de realizar la investigación e identificación de criterios técnicos se considera que el modelo de monumentación, para implementar la materialización a nivel del suelo puede ser el siguiente:

Ilustración N° 13 Monumentación a nivel del suelo

Fuente: Berkley Sismology Lab

Este tipo de monumentación se proyecta como una alternativa bastante viable para el proceso de densificación de la Red MAGNA-ECO, teniendo en cuenta el plan de participación y adopción del Sistema de Referencia Vertical (IHRF) que se encuentra desarrollando el Instituto Geográfico Agustín Codazzi, se postula la monumentación a piso con una altura no mayor a los 30 cm y una estructura interna resistente y segura como la más indicada opción para cumplir con cada uno de los requisitos de durabilidad, facilidad de acceso, instalación y costo, además en comparación con las demás materializaciones es una de las más rentables y fáciles de implementar.

El equipo de trabajo que se estima para su instalación generalmente no supera las 5 personas en campo (Ingeniero Topográfico, Ingeniero de sistemas y 3 trabajadores) por día, así mismo los materiales son de fácil adquisición

Ventajas:

➔ Su construcción es económica y se necesitan herramientas básicas y poca mano de obra.

➔ Debido a su estructura interna, se garantiza la firmeza del monumento después del fraguado del concreto.

➔ Con una correcta instalación, el nivelado y estabilidad del monumento será precisa y confiable.

➔ Las mediciones con equipos gravimétricos se pueden llevar a cabo de manera fácil y sencilla, debido a la altura del monumento de menos de 30Cm.

➔ La nivelación geométrica de la materialización y el paso de las líneas de

43

nivelación no serán problema gracias a la altura del monumento de máximo 30 cm

Desventajas:

➔ Se debe asegurar un radio mucho mayor para asegurar una buena recepción de la señal.

➔ La construcción y el curado del monumento puede tardar varios días.

Tabla N° 8 Comparativa tipos de monumentación

VISUALIZACIÓN

TIPO DE MONUMEN

TACIÓN

ESTABILIDAD

COSTO

TIEMPO DE INSTALACIÓN

PERSONAS NECESARIAS

NIVEL DEL SUELO

MEDIA ALTA

BAJO

1 – 2 DÍAS

PILASTRA

MEDIA

MEDIO

1 – 3 DÍAS

MÁSTIL

ALTA

MEDIO ALTO

1 – 2 DÍAS

Fuente: Elaboración Propia. Tomando como base los modelos de UNAVCO

44

a. Esquematización y Diseño

La monumentación de cada una de las estaciones de operación continua (CORS), demanda un estudio detallado de las características del lugar donde se procederán a instalar cada uno de los componentes que conforman la estación, un balance minucioso de los elementos que se encuentran circundantes, además de las características geológicas que componen el suelo donde se realizará la materialización.

A continuación se mostraran los esquemas de diseño para la monumentación a nivel del suelo (30 centímetros por encima de la superficie), enfatizando medidas de excavación y forma, profundidad, ancho y largo, así como materiales a utilizar y demás especificaciones técnicas que se deben tener en cuenta para la materialización.

Excavación

Para asegurar la perfecta estabilidad de la monumentación donde se ubicará la Antena Geodésica, se debe asegurar que los parámetros de excavación en la superficie sean los correctos y precisos; por este motivo es fundamental la esquematización de la excavación que se va a adecuar para el fundimiento del correspondiente, a raíz de esta necesidad se crea y diseña un boceto preliminar que permite observar las medidas y componentes específicos que facilitaran la construcción en campo. Para la excavación se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones:

- Profundidad: 1m

- Frente X Fondo: 50 X 50

- A los 80 Cm de excavación se debe realizar una base en forma de pata de

elefante de 20 Cm de profundidad por 60 Cm de ancho.

45

Ilustración N° 14. Parámetros de excavación para estaciones de operación continua (CORS) a nivel del suelo


Este diseño busca mostrar y explicar las medidas que se deben seguir en la monumentación a nivel de suelo, Profundidad: 1m, Diámetro: 60 Cm, a los 80 Cm de excavación se debe realizar una base en forma de “pata de elefante” de 20 Cm de profundidad por 60 Cm de ancho, la cual nos brinda mas estabilidad a la cimentación.

46

Estructura

La estructura interna en varillas de hierro cumple un papel fundamental en la construcción ya que nos darán un soporte extra en la fundición del cemento, en este sentido entre más flejes y varillas posea, mejor va a ser su estabilidad y adherencia al terreno.

Ilustración N° 15. Parámetros estructurales para estaciones de operación continua (CORS) a nivel del suelo


Tambien se puede observar la estructura interna en varillas de acero corrugado, la central con un grosor de 5/8” de pulgada y las demas varillas y flejes con un grosor de½”.

b. Distribución de los Elementos

La adecuada distribución de todos los elementos que constituyen la estación de monitoreo continuo asegura una perfecta armonía entre estos, por ende la vida útil de cada componente aumenta ya que cada uno se encuentra anclado a un puesto fijo dentro del cercamiento que delimita y restringe el acceso a personas ajenas al Instituto Geográfico Agustín Codazzi.

En la (Ilustración N° 20) se pueden observar los siguientes elementos necesarios para la activación de la estación de monitoreo continuo.

Monumento en Hormigón no mayor de 30 cm de altura desde la superficie

Antena receptora Chocke-Ring

Panel Solar para suministro de energía

Gabinete de elementos electrónicos

Pararrayos

Ilustración N° 16. Distribución de componentes para estación CORS


48

c. Análisis de precios unitarios para monumentación

Tabla N° 9. Estimación costo materialización estación CORS año 2017


La tabla anterior nos muestra un estimado de costos por cada en donde se implantaría la monumentación a nivel del suelo, teniendo en cuenta ítems tales como descapote, estructura interna, equipos y herramientas a utilizar y mano de obra. Esta tabla de precios se realizó con valores e información del año 2017.

49

d. Actualización de inventario de componentes pertenecientes a la Red MAGNA-ECO

Durante el proceso de la pasantía realizada en el GIT de geodesia más específicamente en el área concerniente a la Red MAGNA-ECO, se desarrolló un trabajo de inventario, actualización y clasificación de todos los activos de información presentes en cada una de las estaciones de la Red MAGNA-ECO. En normatividad con la ley 1712 del 2014 de transparencia y del derecho de acceso a la información pública nacional, la cual tiene como objeto regular el derecho de acceso a la información, los procedimientos para el ejercicio y garantía del derecho y las excepciones a la publicidad de información.

Por lo anterior ser realizó un inventario de las cuarenta y seis (46) estaciones que forman parte de la Red MAGNA-ECO, clasificando los activos por estación de la siguiente forma (Ver anexo N° 2):

Dependencia

Denominación de la estación CORS

Descripción

Tipo de activos

Marca, Modelo y numero serial de antena

Marca, Modelo y número serial del recepto

Ubicación Física

e. Caracterización de atención a usuarios internos y externos

Otra importante actividad que se desarrolló durante el periodo de pasantía en el GIT de Geodesia fue la actualización del registro y seguimiento de atención a usuarios internos y externos que hacen uso de la Red MAGNA-ECO, es muy

importante para esta dependencia la correcta atención a cada uno de los usuarios que utilizan el servicio de descarga de archivos Rinex o que presentan alguna inquietud relacionada con el funcionamiento de la red.

Para el año 2017 no se tenía registro de los procesos de soporte de los clientes que se contactaban por vía electrónica, por ende se adelantó la información correspondiente desde el mes de Enero hasta el mes de Septiembre del año 2017, involucrando todas las peticiones realizadas por los usuarios en el tiempo mencionado los cuales fueron alrededor de 250 peticiones (ver en Anexos N° 3 y N° 4).

Las características principales diligenciadas en los formatos de registro fueron los siguientes:

50

Fecha y tipo de solicitud

Información personal y laboral del solicitante

Tipo y localización del requerimiento solicitado

Acción tomada por el Instituto Geográfico Agustín Codazzi

Fecha, responsable y medio de la respuesta dada al usuario

5. RESULTADOS

a. Resultados Análisis estadístico de la Red MAGNA-ECO.

En el trascurso del año 2017 de los meses de Enero hasta Septiembre se realizó un análisis de cada una de las estaciones de monitoreo continuo activas pertenecientes a la Red MAGNA-ECO, las fallas técnicas de cada una de las estaciones al inicio del año afecto la recolección de datos y la calidad de los mismos, a continuación mostraremos el resumen estadístico de cada una de las estaciones presente hasta el mes de septiembre del año 2017.

Tabla N° 10. Resumen del análisis de las estaciones de la Red MAGNA-ECO.

ESTACIÓN DÍAS GPS

(RECEPCIÓN) CALIDAD DE

DATOS OBSERVACIONES

AGCA 1, 33, 72, 111, 139, 156, 194,

214 y 250.

Óptimos en los días GPS 139, 156,

194, 214 y 250

Inicio de año poca recepción tuvo un avance progresivo con las mejoras realizadas.

ANDS Óptimos en los días GPS 214 y 250

Pésima recepción en los primeros seis meses mejoramiento datos último mes.

APTO Óptimos en los días GPS 1, 33 y 250

Valores óptimos en gráficos, vacío en la recolección de datos consecutivos.

ARCA Óptimos en todos los días GPS.

Excelente recepción, no presenta fallas en su monitoreo.

BEJA Óptimos en todos los días GPS.

Completo tiempo de recepción, calidad de datos precisos, sin vacíos en la recepción de datos.

BNGA

Óptimos en los días GPS 111, 139, 156, 194, 214 y 250.

Inicia con vacíos en los días recepcionados luego presenta mejora con ajustes realizados.

BOGA Óptimos en todos los días GPS.

Excelencia en recolección de datos, cero fallas, calidad de datos.

BOSC Óptimos en todos los días GPS.

Precisión de datos, tiempo completo lo que permite obtener datos de calidad.

BQLA

Óptimos en los días GPS 1 y 33.

Mala recepción de datos, poco monitoreo, presenta un 85% de inconsistencia comparada a las demás estaciones.

CALI Óptimos en los días GPS 139, 156,

Precisión en la calidad de los datos, vacíos de datos al inicio

52

194, 214 y 250. luego se reestablece con las mejoras realizadas.

CART Óptimos en los días GPS 139 y 156.

Calidad de datos óptimos pero el monitoreo continuo de la misma es malo, presenta fallas técnicas.

CASI

Óptimos en los días GPS 156, 214 y 250.

Datos de calidad precisos, vacíos en varias temporadas, inconsistencia de un 76% comparativo.

CUCU Óptimos en los días GPS 1 y 33.

Calidad de datos precisos, monitoreo poco constante, realizar revisión.

DORA

Óptimos en los días GPS 72, 111, 139, 156, 194, 214 y 250.

Falencias al inicio del año con los ajustes hay mejoras en recepción y en la calidad de los datos.

FQNE Óptimos en los días GPS 250.

Estación con materialización optima, pero fracasa en recepción de los datos, falencias continuas.

GARA

Óptimos en los días GPS 72, 139, 156, 194, 214 y 250.

Presenta ciertos vacíos pero son pocas las falencias tanto en recepción como en calidad de los datos obtenidos.

GGUE Óptimos en los días GPS 139, 156, 194, 214 y 250.

Inicia con falencias, se realizan mejoras y el monitoreo aumenta junto con la calidad de los datos.

IBAG

Óptimos en los días GPS 33, 72, 111, 139, 156, 194, 214 y 250.

Estación con un muy buen monitoreo, calidad de datos precisos, recepción óptima.

LETA Óptimos en todos los días GPS.

Estación de calidad y monitoreo optimo y preciso.

MEDE Óptimos en todos los días GPS.

Monitoreo constante, diagrama y datos de calidad.

NEVA

Óptimos en los días GPS 156, 194, 214 y 250.

Primeros meses presenta fallas se realizan ajustes y por ende muestra mejoras en diagrama y datos de calidad.

PAMP


Inicia con un monitoreo preciso y óptimos con el tiempo presenta falencias en cuanto a la recepción de datos.

PERA Óptimos en todos Calidad de los datos optima y

53

los días GPS. precisa, estación con monitoreo constante.

PSTO Óptimos en todos los días GPS.

Diagrama con pocos saltos, datos de calidad precisos y estación de monitoreo constante.

QUIB Óptimos en todos los días GPS.

Estación con un buen monitoreo, calidad de datos y diagramas precisos.

SAMA


Mejora considerable en lo que respecta a el cambio de equipo, la calidad de los datos da muestra de ello.

SINC Óptimos en los días GPS 1, 156, 194, 214 y 250.

Inicia con monitoreo leve, poco constante y al finalizar retoma un mejoramiento considerable.

SNSN Óptimos en todos los días GPS.

Estación en optimo estado y en su monitoreo.

TUMA Óptimos en todos los días GPS.

Muestra una calidad de datos precisas y un monitoreo constante.

TUNA

Óptimos en los días GPS 1, 33, 72, 111, 139, 156 y 214.

Estación con monitoreo constante y de calidad.

VALL Óptimos en los días GPS 1 y 33.

Falencias en el transcurso del año, datos con poca calidad.

VIVI

Óptimos en los días GPS 1, 33, 72, 111,156, 194, 214 y 250.

Estación con un monitoreo constante, datos y gráficos de calidad.

ZARZ


Estación que presenta fallas inconstantes pero aun así muestra un significativo avance en los últimos datos recepcionados.

Fuente: Análisis tomado de EXCEL.7

Los días GPS tomados para el análisis fueron seleccionados al azar con el fin de obtener un posible del monitoreo y mejoramiento constante realizado por la entidad a cada una de las estaciones que componen la Red MAGNA-ECO.

7 REPORTES DE LAS ESTACIONES TEQC\LISTADO_TEQC_MENSUALES def.xlsx

54

b. Densificación de la Red MAGNA-ECO.

Ilustración 17 Mapa Densificación del Marco de Referencia Geocéntrico Nacional.


55

En la ilustración anterior se puede observar el posicionamientos de las nuevas estaciones a nivel nacional, en donde según lo ya mencionado se cumplieron con los parámetros establecidos para un equilibrio geodésico en todas las zonas del país, con el fin de obtener datos precisos y de calidad.

c. Aplicativo del código de programación

Ilustración 18 Presentación ejecución aplicativo Quality Control.


El aplicativo establecido da control de calidad a los datos recepcionados de cada una de las estaciones pertenecientes a la Red MAGNA-ECO. Lo que reduce en realidad con un impacto sencillo y simplificado el proceso de concatenar datos que no tienen la información necesaria ante el solicitante, por ende con este aplicativo ejecutado previamente a la concatenación nos brinda en si datos precisos y coherentes preservando así una calidad de información optima brindada al solicitante. (Ver anexo físico CD “Implementación del código Quality Control”)

56

6. CONCLUSIONES

La Red MAGNA-ECO cumple un papel fundamental para cualquier tipo de proyecto ya que referencia espacialmente puntos específicos en coordenadas precisas dando de esta manera una ubicación espacial única y precisa, con base en esto se hace necesario la permanente actualización de los equipos que la constituyen, así como la continua capacitación del tema con todo el personal del Instituto Geográfico Agustín Codazzi especialmente el GIT de Geodesia para que esta importante Red no se vea relegada en comparación con otros países de la Región Sudamericana. Las estaciones de monitoreo continuo son vitales para el desarrollo tecnológico del país, especialmente en proyectos de infraestructura y construcciones de precisión, con esto en mente el IGAC ha venido implementando una seria de tecnologías de primera mano para respaldar toda su infraestructura a nivel nacional y seguir como la institución líder de cartografía en el país.

Se deben realizar lazos técnicos e investigativos con instituciones gubernamentales y privadas de ámbito nacional e internacional para compartir experiencias, datos, información, métodos y demás cualidades que puedan ayudar al crecimiento teórico y práctico de la Red MAGNA-ECO, solo de esta manera el IGAC se posicionará como un ente importante de referencia a nivel geodésico y topográfico, beneficiando a muchos usuarios que utilizan y trabajan diariamente con el suministro de datos que el instituto les proporciona.

Para la implementación del plan nacional de actualización y construcción de estaciones CORS que componen la Red MAGNA-ECO para el territorio nacional, se debe tener en cuenta todos los parámetros de localización y monumentación descritos en este informe, así como la coordinación y logística de las personas involucradas en el proceso, además de los elementos técnicos que se necesitan instalar o reemplazar para cada caso o estación en específico.

De acuerdo con lo anterior se pretende establecer una sucesión de actividades para la correcta densificación de las estaciones CORS en Colombia implementando de manera progresiva la tecnología NTRIP con protocolo VRS (Virtual Reference Station), la cual aporta avances significativos para la adquisición de datos en campo brindando precisiones centimetricas de gran calidad con una mayor confianza y rapidez en el proceso.

Se sabe que con la densificación de la red MAGNA-ECO también se mejorará la cobertura geodésica actual, pasando de un proceso de revisión de calidad de datos crudos y archivos RINEX manual a un sistema un poco más automático que beneficiará no solo al Instituto Agustín Codazzi sino también a todos los usuarios que diariamente hacen uso de la Red MAGNA-ECO para desarrollar diferentes proyectos en el campo de la geodesia, topografía, construcción y demás áreas beneficiadas.

57

7. RECOMENDACIONES

Distribución geográfica

Como recomendación las nuevas y actuales estaciones CORS deberían ser conectadas a las redes de nivelación geodésica y gravedad, es preferible para estos casos materializar puntos con mayor precisión y en lo posible establecer estaciones continuas con medidas de posicionamiento, gravedad y puntos de orden 1 en nivelación geodésica.

Seguridad y Ambiente

Las especificaciones de seguridad y ambiente son muy claras, la primera es realizar la monumentación dentro de instituciones gubernamentales que cuenten con sistema de seguridad las 24 horas del día para la protección de los equipos de alto costo, además se debe contar con energía ininterrumpida en todo momento o en su defecto la utilización de paneles solares.

Monumentación

Debe estar diseñado para su máxima estabilidad (mantener posición en tres dimensiones), el

tipo de suelo donde se hará la materialización debe tener bajos porcentajes de expansión y

contracción debido cambios de temperatura, se ha de garantizar una estructura para la

estabilidad del pilar por lo cual se recomienda la monumentación a nivel del suelo.

Instrumento y servicios

La recomendación para la instrumentación de la estación CORS es mantener todos sus componentes en el mismo lugar debidamente anclados y protegidos de cualquier movimiento, sus componentes deben estar aislados de las inclemencias del tiempo, esto para garantizar la integridad de los elementos. Las estaciones deben tener servicio de internet 4G continuo para la puesta en marcha de la tecnología NTRIP y protocolo VRS.

Mantenimiento del equipo

El control adecuado del manteniendo del equipo influye bastante en la calidad de datos obtenidos, ante esta solicitud y problemática presentada se establece de manera primordial aspectos como la verificación de la configuración de cada estación, control de la verificación de la altura de la antena y su orientación, ajuste y control de la memoria disponible del

58

equipo, realización de ajuste a partir de la red geodésica contenida en las estaciones y ante el cumplimento del protocolo NTRIP donde se debe mantener un control riguroso ante la descarga de datos a internet. Los operadores del sitio deben mantener actualizados los firmwares de los receptores e informar a la entidad (IGAC) cuando se produzcan estas actualizaciones del mismo.

Interfaz y plataforma

En complementación con todo el despliegue tecnológico que posee la Red MAGNA-ECO para producir datos y archivos de la mejor calidad, se debe tener muy en cuenta la experiencia del usuario en la interfaz de descarga de la página web del instituto Geográfico Agustín Codazzi, la cual en este momento no es la más adecuada. Al ingresar a esta se presentan errores e incomodidades que el usuario tiene que soportar, además de la falta de interacción entre el usuario y la web, las descargas de los archivos se tornan engorrosas y en algunos casos nulos, así mismo la calidad gráfica y la representación de las estaciones que componen la Red MAGNA-ECO es insuficiente.

Por este motivo y como usuario frecuente de la página incito a los desarrolladores informáticos que posee el instituto a realizar una transformación no solo en el área de la Red MAGNA-ECO si no en el portal web en general, de esta manera tendremos contentos a todos los usuarios que necesiten de nuestros servicios y se ahorrará trabajo y tiempo importante.

59

8. ANEXOS

a. Cronograma de actividades

Anexo N° 1. Cronograma de actividades

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

22. Entrega informe final y sustentacion

proyecto grado modalidad Pasantia.

SEMANAS

14. Correcciones y ajustes a los informe de

materializacion y densificacion.

15. Caracterizacion y clasificacion de activos de

informacion.

16. Renovacion de hojas de vida de cada una

de las estaciones de la Red MAGNA-ECO.

17. Actualización de inventario de usuarios que

solictan informacion de los datos de la Red

MAGNA-ECO

18. Solicitud de base de datos y version del

Mongo para pruebas del codigo de TEQC.

19. Control de calidad a estaciones de la Red

MAGNA-ECO en el periodo de Enero a

Septiembre del año 2017

2. Investigacion TEQC programa y uso del

mismo.

3. Control de calidad de las estaciones BOGA,

BOGT, CART, SNSN, FQNE Y SAMA.

5. Recopilacion de la informacion de

Materializacion a suelo (IGAC) y entrega de

informe.

5. Suministro de informacion por el GIT de

Geodesia aerca de NTRIP y VRS

6. Creacion de shape de las estaciones

presente de la Red MAGNA-ECO.

20. Entrega de suministro de BD y Mongo para

pruebas del codigo TEQC.

21. Realizacion informe final y enviado para

posibles correcciones, pruebas a codigo

creado

10. Creacion del shape de las nuevas

estaciones y del mapa estandar de la

densificacion propuesta en el territorio

Nacional.

ACTIVIDADES

1. Investigacion de materializacion de las

estaciones CORS a piso

11. Investigacion complementaria del protocolo

NTRIP y de estaciones virtuales de referencia

VRS Y entidades reconocidas acerca del costo

para la implementacion de las tecnologias

VRS y NTRIP.

13. Entrega de documento finalizado de la

recopilacion de la informacion de la

densificacion del Marco de Referencia MAGNA

SIRGAS

7. Analisis de ubicación geografica en Google

Earth de las nuevas estaciones a implementar.

4. Entrega de suministros para la creacion del

codigo de programacion TEQC.

8. Entrega de avance codigo, informacion de

retorno y entrega de suministros necesarios.

9. Revision de ubicación de las nuevas

estaciones se establecen parametros para

ubicación optima y eficaz.


b. Inventario Actualizado de Elementos de la Red MAGNA-ECO actual

Anexo N° 2. Formato de Inventario de elementos de la Red MAGNA-ECO

1Subdirección de Geografía y

CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia AGCA Estación Continua

Dispositivos de Tecnologías

de Información - HardwareTRIMBLE

Receptor NET R9 - Antena

TRM 59800

5145K79706 -

513835433236041 - 36041 IGAC


CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia ALBE Estación Continua




TRM 59800

5146K79734 -

513535427936056 - 36056 IGAC


CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia ANDS Estación Continua




TRM 59801

5144K79419 -

513135422836044 - 36044 IGAC


CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia APTO Estación Continua


de Información - HardwareLEICA

Receptor GRX 1200 -

LEIAT504 - Lantrionix UDS

1100

453108 - 102832 23423 - 23423 IGAC


CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia ARCA Estación Continua


de Información - HardwareTOPCON

Receptor GB 1000 / T222 -

Antena TPSCR4222133 - 2650169 23500 - 24096 IGAC


CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia BECE Estación Continua




Antena TPSCR4T222131 - 2650163 23475 - 23813 IGAC


CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia BEJA Estación Continua



Receptor NETR9 - Antena

TRM 59800

5145k79588 -

511635415536057 - 36057 IGAC


CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia BERR Estación Continua




Antena TPSCR4T222-132 - 2650160 23886 - 23895 IGAC


CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia BNGA Estación Continua




TRM 59800

5145K79695 -

513835433436037 - 36037 IGAC


CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia BOGA Estación Continua


de Información - HardwareLEICA

Rerceptor GRX 1200 -

Antena LEIAT504 -

Lantronix UDS 1100

454313 - 102825 23428 IGAC


CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia BOSC Estación Continua




TRM 59800

5144K79334 -

513835431036059 - 36059 IGAC


CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia BQLA Estación Continua




TRM 59801

5144K79341 -

513535428136045 - 36045 IGAC


CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia BUEN Estación Continua




TRM 59802

5145k79577 -

513835429836047 - 36047 IGAC


CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia CALI Estación Continua




TRM 59803

5145k79436 -

513435424536046 - 36046 IGAC


CartografíaGrupo Interno de Trabajo Geodesia CANO Estación Continua




Antena TPSCR4T222145 - 2650168 24327 - 24328 IGAC

DependenciaOficina

y/o Grupo Interno de TrabajoTipo del Activo

Nombre

del

Activo -

Denomi

nación

ID SerialModeloMarcaDescripción

del ActivoPlaca

Propiedad

del

Hardware

Fuente: Matrices implementadas por el IGAC.

61

c. Reporte de caracterización de atención a usuarios internos y externos desde Enero a Septiembre del año 2017 (Mes de Junio).

Anexo N° 3. Formato de caracterización de usuarios mes de junio 1/2

Rin

ex /

Esta

cio

nes

Vért

ices G

eo

désic

os

Alt

ura

s V

ert

ices

Pu

nto

Señ

ali

zad

o

Mag

naP

ro

Geo

mag

neti

sm

o

Gra

vim

etr

ia

Info

rmació

n

Geo

desic

a

Qu

eja

s /

Recla

mo

s

* O

tro

s

Co

rreo

Ele

ctr

ón

ico

Ofi

cio

/ M

em

ora

nd

o

Vía

Tele

fón

ica

Pre

sen

cia

l

1 2/06/2017 2/06/2017 X X Alexander Munar Bolivar N/A N/A N/[email protected]

ov.co

2 2/06/2017 2/06/2017 X X Camilo Andrés Mora N/A N/A N/A [email protected]

3 3/06/2017 3/06/2017 X X Jorge Enrique Guarin N/A N/A N/[email protected]

m

4 5/06/2017 5/06/2017 X XRodrigo Antonio

VillabonaN/A N/A N/A [email protected]

5 5/06/2017 5/06/2017 X XPaula Maria Rincón

Gonzalez N/A N/A N/A [email protected]

6 7/06/2017 7/06/2017 X X Adriana Peña N/A N/A N/A [email protected]

7 13/06/2017 ######## X X Mingyar Rojas N/A N/A N/Aingtopograficorojas@g

mail.com

8 13/06/2017 ######## X X Johan Pardo N/A N/A N/A [email protected]

9 16/06/2017 ######## X X Luiano Mendoza N/A N/A+54 221 423

6593 int. 1113

[email protected].

edu.ar

10 27/06/2017 ######## X XDerian Armando

EspinosaN/A N/A

316 696 75

52

armando.espinosa@gm

ail.com

11 28/06/2017 ######## X X Sergio Arturo N/A N/A N/Asergio.arturo@geosoci

alltda.com

12 28/06/2017 ######## X X Carlos Montero RincónEco-Construcciones

s.a.sN/A N/A

ecoconstruccionessas1

@gmail.com

13 28/06/2017 ######## X X Luis F corredor N/A N/A N/Aing.luiscorredor@gmail.

com

FECHA

SOLICITANTE

FECHA

ASIGNACIÓN

ASUNTO MEDIO DE SOLICITUD

NOMBRE SOLICITANTENOMBRE EMPRESA /

GRUPO DE INTERESACTIVIDAD ECONÓMICA TELEFONO E - MAIL


Anexo N° 4. Formato de caracterización de usuarios mes de junio 2/2

FECHA RESPONSABLE PRESENTACION

N/ASolicitud archivos Rinex de todas las

estaciones permanentesN/A N/A

Envio de direccón FTP para

descarga de archivos Rinex2/06/2017

Nancy Paola

Gutierrez

Correo

electronico

N/A

Solicitud de información de puntos

altimetricos y planimetricos del

municipio Armero guayabetal

N/A N/A

N/ASolicitud de archivos Rinex BOGA,

día GPS 154N/A N/A

Envio de archivos

requeridos7/06/2017

Nancy Paola

Gutierrez

Correo

electronico

N/ASolicitud archivos Rinex TUNA, día

GPS 153N/A N/A

Envio de archivos

requeridos7/06/2017

Nancy Paola

Gutierrez

Correo

electronico

N/ASolicitud archivos Rinex NEVA, día

GPS 140, 141 y 142N/A N/A



Nancy Paola

Gutierrez

Correo

electronico

N/ASolicitud de archivos Rinex MEDE,

días GPS del 38 al 42N/A N/A

Envio de archivos

requeridos8/06/2017

Nancy Paola

Gutierrez

Correo

electronico

N/ASolicitud archivos Rinex, día GPS

160N/A N/A



Nancy Paola

Gutierrez

Correo

electronico

N/ASolicitud archivos Rinex BOGA y

ABCC, día GPS 160N/A N/A

Envio de archivos

requeridos13/06/2017

Nancy Paola

Gutierrez

Correo

electronico

La Plata,

Argentina

Solicitud del historico de archivos

RinexN/A La Plata, Argentina

Se informa al usuario el

poceso que debe seguir

para el suministro de la

información que desea

21/06/2017Nancy Paola

Gutierrez

Correo

electronico

N/A

Solicitud de información acerca de

puntos de nivelación, en el municipio

de la Unión Sucre

N/A N/A

N/A

Solicitud de información de la

existencia de vertices geodésicos

en la vía bogotá villavicencio

N/A N/A Remitido a Geodesia 28/06/2017Nancy Paola

Gutierrez

Correo

electronico

N/A

Solicitud de información sobre

certificación de la estación continua

BOGA

N/A N/AEnvio de archivos

requeridos30/06/2017

Nancy Paola

Gutierrez

Correo

electronico

N/A

Solicitud de información de vertices

geodésicos en Cajicá -

Cundinamarca

N/A N/A Remitido a Geodesia 29/06/2017Nancy Paola

Gutierrez

Correo

electronico

DESTINO DE LA NFORMACIÓN ACCIÓN

RESPUESTA

CIUDAD DEL

SOLICITANTEREQUERIMIENTO

LOCALIZACIÓN DEL

REQUERIMIENTO


63

d. Esquema hoja de vida de estación CORS

Anexo N° 5. Formato de características del estado de las estaciones.

Fuente: Formato implementado IGAC (GIT Geodesia).

9. BIBLIOGRAFÍA

Documentos y Textos

González-Matesanz, F.J. (1), Weber, G. (2) Celada, J. (3), Dalda, A (4) y

Quiros, R. (5). El proyecto EUREF-IP. Resultados con GPRS EUREF-IP

Project. Results with GPRS.

Red de estaciones de referencia GNSS con correcciones es Tiempo real

Introducción al concepto de redes VRS (Virtual Reference Stations).

Autor: Melvin Hoyer Titulo Articulo: ESTADO ACTUAL DEL PROYECTO

PILOTO SIRGAS RT.. Fecha actualización: Agosto de 2009

Eduardo López Valdés. Alba Sánchez Cortadellas. Ingeniería Técnica

Topográfica Proyecto Final De Carrera. Test de análisis de la precisión en

determinación de trayectorias con GPS. 23 de junio de 2009.

Estudio de la Operatividad en el Posicionamiento con GPS Utilizando VRS

En Post-Proceso.

Avance en la Materialización del Marco de Referencia Sirgas en Tiempo

Real mediante NTRIP. Lima, noviembre de 2010.

AMOR Miguel, LUTTENGERBER Christian. Introducción al concepto de

redes VRS (Virtual Reference Stations).

HERNÁNDEZ Napoleón, MARTÍNEZ William. Reunión Técnica Sistema de

Referencia Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas –Sirgas

Instituto Geográfico de Venezuela “SIMÓN BOLÍVAR”. 2005.

MARQUEZ A. II Jornadas Nacionales de Geomática, NTRIP herramienta

indispensable para la cartografía y el catastro. Venezuela. Venezuela.

Hoyer_SIRGAS_RT_Report_2009, PDF.

65

Páginas de Internet:

Página en línea: http://www.geosysteming.com/colombia/producto/63/real-

time-network-vrs-ntrip/.

Tipos de monumentación: (UNAVCO) Instituto Estadounidense de

Mediciones Geodésicas: 01/ABR/2016: Disponible en

http://www.unavco.org/instrumentation/monumentation/types/types.html

Monumentación para estaciones GNSS: (UNAVCO) Instituto

Estadounidense de mediciones geodésicas: 24 AGO. 2016: Disponible en

http://kb.unavco.org/kb/article/unavco-resources-gnss-station-

monumentation-104.html

Guía para la monumentación y operación de estaciones de operación

continua (CORS): (NOAA) Administración Nacional Oceánica y Atmosférica:

16MAY.2017: Disponible en

https://www.ngs.noaa.gov/CORS/Establish_Operate_CORS.shtml

Manual de exploración y materialización de vértices geodésicos: (IGAC)

Instituto Geográfico Agustín Codazzi: 10AGO.2017: Disponible en

http://igacnet2.igac.gov.co/intranet/UserFiles/File/procedimientos/procedimi

entos%202008/2012/P30200-03-

12V4%20Exploracion%20y%20materializacion%20de%20vertices%20geod

esicos.pdf

Ley de Transparencia y del Derecho de Acceso a la Información Pública Nacional: Alcaldía de Bogotá:06SEP.2017: Disponible en http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=56882



http://www.unavco.org/instrumentation/monumentation/types/types.html

http://kb.unavco.org/kb/article/unavco-resources-gnss-station-monumentation-104.html

http://kb.unavco.org/kb/article/unavco-resources-gnss-station-monumentation-104.html

https://www.ngs.noaa.gov/CORS/Establish_Operate_CORS.shtml

http://igacnet2.igac.gov.co/intranet/UserFiles/File/procedimientos/procedimientos%202008/2012/P30200-03-12V4%20Exploracion%20y%20materializacion%20de%20vertices%20geodesicos.pdf




http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=56882

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE...

Documents

Transcript of UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE...