Geodesia Satelital

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“Geodesia Satelital” T2º Claudio Caro López

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“Geodesia Satelital”T2º Claudio Caro López

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Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

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Introducción

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

• Aporte otras ciencias.

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Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

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Geodesia Satelital

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

• Usos y aplicaciones:

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

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

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

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Geodesia Satelital (cont.)

• Pre-requisitos para el uso de satélites artificiales:

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

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

• Data a utilizar:

• Dirección.

• Rangos.

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

• La aceleración es calculada por los satélites.

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Geodesia Satelital (cont.)

• SPUTNIK-1 (4 de Octubre de 1957).

• Desarrollo en un campo autocontenido de las investgaciones geodésicas.

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

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

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Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones

• Bibliografía.

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Aplicaciones

• Determinadas por:

• Precisión.

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

• Tiempo de observación.

• Facilidad de manejo equipo.

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Aplicaciones (cont.)

• Geodesia Global:

• Forma de la tierra y el campo gravitacional.

• Dimensiones del elipsoide principal.

• Establecimiento de un marco de referencia terrestre global.

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

• Conexión entre diferentes datum geodésicos.

• Conexión de datums nacionales con un datum geodésico global.

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Aplicaciones (cont.)

• Control Geodésico:

• Establecimiento de control geodésico para las redes nacionales.

• Instalación red homogénea tridimensional.

• Análisis y mejoras de las redes terrestres existentes.

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

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

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Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones

• Bibliografía.

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Sistema de Referencia Fundamentales

• Sistema de Referencia:

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

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

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

• Marco de Referencia:

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

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Sistema de Referencia Fundamentales (cont.)

Relación Geométrica y Temporal

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Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

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Sistema Convencional de Referencia Inercial

(CIS)• Se aplica la primera ley de

Newton (principio de inercia).

• Partículas libres de fuerzas externas presentan aceleración nula.

• Presentará ciertas desviaciones respecto de su comportamiento ideal.

• Simbología:

• δ: declinación.

• α: ascensión recta.

• r: radio unitario.

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Sistema Convencional de Referencia Inercial

(CIS)• Ecuaciones para

transformar coordenadas esféricas a cartesianas.

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Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

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Sistema de Referencia Convencional Celeste

(ICRS)• Ejes:

• Origen: coincidente con el centro de masa terrestre.

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

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

• Eje y0: completando la terna.

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

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Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS)

(cont.)• Determinado por Sistema de Referencia Celestial

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

• Sistema de Referencia Celestial Baricéntrico (BCRS):

• Básico para astrometría y efemérides en el sistema solar.

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

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

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Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS)

(cont.)• Sistema de Referencia Celestial

Geocéntrico (GCRS):

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

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

Page 22: Geodesia Satelital

Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS)

(cont.)

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Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS)

(cont.)

• Distribución de 212 mejores fuentes extragalácticas.

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• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones

• Bibliografía.

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Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS)• Ejes:

• Origen O: Centro de masas terrestre, geocentro.

• OZ: perpendicular al plano principal.

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

• OY: Completa el triedro directo.

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

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

Page 26: Geodesia Satelital

Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS)

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

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

Page 27: Geodesia Satelital

Marco de Referencia Terrestre Internacional (ITRF)

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• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

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SatelitesSatélite País

Fecha Lanzamiento

PAGEOS (PAssive GEOdetic Satellite) USA 1966

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

1 to 3) USA 1965, 1968, 1975

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

AJISAI (EGS, Experimental Geodetic Satellite) Japón 1986

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

Satellite Payload) Germany 2000

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Satelites (cont.)

Satélites Pasivos Satélites ActivosECHO-1

ETALÓN-1 ANNA-1B ERS-2

ECHO-2 ETALÓN-2 GEOS-3 TOPEX/POSEIDON

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

STARLETTE NNSS Satellites CHAMP

STELLA NAVSTAR Satellites JASON

LAGEOS-1 GLONASS Satellites ENVISAT

LAGEOS-2 GEOSAT GRACE

EGS (AJISAI) ERS-1

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Temario

• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

Page 33: Geodesia Satelital

Uso de las Observaciones

Satelitales

Page 34: Geodesia Satelital

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

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Uso de las Observaciones

Satelitales (cont.)

• Interferometría.

Page 36: Geodesia Satelital

Uso de las Observaciones

Satelitales (cont.)

• Doppler.

Page 37: Geodesia Satelital

Uso de las Observaciones

Satelitales (cont.)

• Punto de Posicionamiento.

Page 38: Geodesia Satelital

Uso de las Observaciones

Satelitales (cont.)

• Translocación.

Page 39: Geodesia Satelital

Uso de las Observaciones

Satelitales (cont.)

• Translocación de arco corto.

Page 40: Geodesia Satelital

Uso de las Observaciones

Satelitales (cont.)

• Doppler de tránsito.

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• Introducción.

• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

Page 42: Geodesia Satelital

Conclusiones

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Bibliografía

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

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

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• Desarrollo:

• Geodesia Satelital.

• Aplicaciones.

• Sistema de Referencia Fundamentales.

• Sistema Convencional de Referencia Inercial (CIS).

• Sistema de Referencia Convencional Celeste (ICRS).

• Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

• Satélites.

• Uso de las Observaciones Satelitales.

• Conclusiones.

• Bibliografía.

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Fin Presentación