SISTEMA DE REFERENCIA GEODÉSICO DEL ECUADOR Ing. César A. Leiva G. cleiva@mail.igm.gov.ec SENPLADES - CONAGE Quito - 2010

SUMARIO Introducción (PSAD56, uso del GPS). Conceptos Importantes (Sistema de Referencia Geodésico). SIRGAS Realizaciones de SIRGAS Comparación entre ITRF (SIRGAS) y WGS84. SIRGAS en el Ecuador. Conclusiones.

“La primera capa fundamental de la Infraestructura de Datos Geoespaciales de un país son los puntos de control geodésicos; sin un marco geodésico de referencia adecuado, no sería posible la generación de geoinformación confiable.”

Introducción. Según la Ley de Cartografía del país, el datum oficial del Ecuador es el PSAD56 con su punto origen La Canoa – Venezuela. Actualmente, la Red Geodésica Convencional del Ecuador (PSAD56) presenta grandes deformaciones geométricas causadas principalmente por la geodinámica terrestre (tectónica de placas, sismos, terremotos, movimiento de los polos, entre otros) y es incompatible con los sistemas globales de navegación satelital como GPS. Adicionalmente, gran parte de los monumentos están destruidos.

Las campañas de campo que se requieren para utilizar los métodos clásicos de la Geodesia Convencional como triangulación, trilateración, poligonación, generan costos logísticos muy elevados (se requiere visual entre puntos terrestres, ubicadas en las zonas altas de las montañas) Uso masivo del sistema GPS, con una reducción considerable de costos, en la generación de Geoinformación, lo que conlleva la necesidad de una plataforma de georeferenciación basada en sistemas de referencia GEOCÉNTRICOS y NO TOPOCÉNTRICOS como el PSAD56.

Introducción.   Tendencia mundial al uso práctico (como generación de cartografía) de sistemas de referencia geocéntricos como el ITRS (SIRGAS) y el WGS84 facilitando entre otras actividades las siguientes: Uso de sistemas satelitales de medición como el GPS, para georeferenciación de eventos (desastres, aplicaciones comerciales, SIG). Compatibilidad de la geoinformación entre países. Obras de ingeniería. Navegación aérea, terrestre y marítima. Aplicaciones científicas (Forma de la tierra, estudio de la geodinámica terrestre, entre otras.)

Introducción Por lo expuesto, el Instituto Geográfico Militar, como organismo rector de la cartografía en el Ecuador, se ha propuesto el objetivo de adoptar una plataforma de Georeferenciación acorde a las nuevas tecnologías y enmarcada en las recomendaciones de organismos internacionales como la Asociación Internacional de Geodesia (IAG: International Association of Geodesy), SIRGAS (SIstema de Referencia Geocéntrico para las AméricaS) y el Instituto Panamericano de Geografía e Historia (IPGH). Es así que en los últimos años, el Ecuador, a través del IGM, ha participado activamente, en las actividades de SIRGAS

Conceptos Importantes: Y Z X ITRS Plano Ecuatorial Terrestre Meridiano de Greenwinch Polo Convencional Sistema de Referencia: Conjunto de convenciones y conceptos teóricos adecuadamente modelados. Definen orientación y ubicación de tres ejes coordenados (XYZ). Concepción, idea, convenciones. Ejemplos: WGS84, ITRS, PSAD56. Marco de Referencia: MATERIALIZACIÓN de un sistema de referencia por un juego de entidades físicas y matemáticas (por ejemplo, un número de puntos monumentados sobre la superficie terrestre con sus coordenadas geocéntricas tridimensionales X, Y, Z ó elipsoidales , , h dadas convencionalmente) Ejemplos: WGS84 (G1150), ITRF94, SIRGAS95, SIRGAS- CON

Datum Geodésico Parámetros que conectan las mediciones con el sistema de referencia. Por ejemplo: tamaño y orientación de un elipsoide de referencia, (p.ej., GRS80 o WGS84 con semieje mayor a = 6378137 m, achatamiento geométrico f = 1:298.257), y su orientación con respecto al sistema geocéntrico dada por las desviaciones de la vertical y las ondulaciones del geoide en puntos fundamentales (estaciones Laplace)). Y Z X ITRS Plano Ecuatorial Terrestre Meridiano de Greenwinch Polo Convencional GRS 80

DoD IAG IUGG y IAU ICSU Red GPS SISTEMAS DE REFERENCIA ( Modelos, Conceptos, Convenciones, Ejes X,Y,Z ) MARCOS DE REFERENCIA (Realización práctica del sistema, Puntos Reales) WGS 84 ((Sistema Geodésico Mundial 1984) WGS84 (G730), WGS84(G873) WGS84 (G1150) (Aprox., 24 estaciones WGS 84 Y 49 ITRF 2000) DoD ITRS (Sistema de Referencia Terrestre Internacional) ITRF 94 (Aprox., 300 estaciones), ITRF2000, ITRF2005. IERS IAG IUGG y IAU ICSU SIRGAS 95 (Aprox., 58 estaciones), SIRGAS2000, SIRGAS-CON. Red GPS Nacional del Ecuador, REGME (REd GNSS de Monitoreo Continuo del Ecuador). Red GPS ITRF 94 SIRGAS 95 Nacional del Ecuador, REGME (actualmente)

“ La vigencia de cualquier sistema de referencia se fundamenta en la intensidad de su utilización.” La Referencia Geodésica Global es definida, aprobada, adoptada e impulsada por organizaciones multilaterales que cobijan la mayor cantidad de científicos del mundo y que hacen presencia en casi todos los países.” El máximo organismo es el Consejo Internacional para la Ciencia (ICSU) el cual acoge entre otras a la Unión Internacional de Astronomía (IAU) y a la Unión Internacional de Geodesia y Geofísica (IUGG).

SIRGAS (www.sirgas.org) SIRGAS es el Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas. Su definición corresponde con el Sistema Internacional de Referencia Terrestre (ITRS: International Terrestrial Reference System) del IERS y su realización es una densificación regional del Marco Internacional de Referencia Terrestre del IERS (ITRF: International Terrestrial Reference Frame). 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. Fuente: www.sirgas.org

El nombre inicial de SIRGAS (Sistema de Referencia Geocéntrico para América del Sur) fue cambiado en febrero de 2001 a Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas, dada la extensión del marco de referencia (SIRGAS2000) y la recomendación de la Organización de las Naciones Unidas en su Séptima Conferencia Cartográfica de las Américas (Nueva York, enero 22 al 26 de 2001) sobre la adopción de SIRGAS como sistema de referencia oficial en todos los países de las Américas. Fuente: www.sirgas.org

REALIZACIONES SIRGAS Fuente: www.sirgas.org

REALIZACIONES SIRGAS

SIRGAS-CON La operabilidad de SIRGAS-CON se fundamenta en la contribución voluntaria de más de 50 institutos y universidades, que han instalado las estaciones y se ocupan de su operación adecuada para, posteriormente, poner a disposición de los centros de análisis la información observada. SIRGAS-CON es procesada semanalmente por el DGFI (Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut) como centro de análisis oficial IGS-RNAAC-SIR (IGS Regional Network Associate Analysis Centre for SIRGAS). El DGFI proporciona soluciones libres semanales para la integración de SIRGAS-CON en el políedro global del IGS, así como soluciones multianuales (coordenadas asociadas a una época de referencia y las velocidades de las estaciones) y soluciones semanales fijas (referidas a la época de observación) para aplicaciones prácticas en América Latina. Fuente: www.sirgas.org

ITRF (SIRGAS) vs WGS 84 Geocentro Realización WGS 84 (G1150), 49 estaciones ITRF 2000 Comparación de la evolución del ITRF y el WGS84, respecto a la determinación del geocentro, en el transcurso del tiempo Fuente: www.sirgas.org (Boletin No. 8 Presentación: Luiz Paulo Souto Fortes)

SIRGAS EN EL ECUADOR

Red Nacional GPS del Ecuador (SIRGAS95) Establecimiento de la Red Nacional GPS enlazada a SIRGAS95 (ITRF94, época 1995.4), la misma que consta de 135 estaciones distribuidas en todo el país. Su procesamiento y ajuste se lo realizó en el software BERNESE V 4.0 con el apoyo del DGFI (Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut).

REGME (REd GNSS de Monitoreo Continuo del Ecuador) La REGME es un conjunto de estaciones GNSS (GPS+GLONASS) de monitoreo continuo, enlazadas a la Red Nacional GPS y a la Red Continental SIRGAS-CON, que captan datos GPS los 365 días del año las 24 horas del día, proporcionando información necesaria para realizar el procesamiento diferencial de información GPS, sin necesidad de salir al campo para la colocación de bases GPS, que muchas veces generan problemas de logística y accesibilidad a los puntos; así como, aumento del presupuesto.

Densificación Red Nacional GPS sobre vértices PSAD56 Densificación de la Red GPS Nacional sobre vértices de la Red Geodésica Convencional (PSAD56), con el objetivo principal de implementar herramientas, como parámetros de transformación, para compatibilizar la Geoinformación generada en el sistema PSAD56 con el sistema SIRGAS95.

Diferencia de Escala = 0.447 ppm Parámetros de Transformación Nacionales entre los sistemas PSAD56 y SIRGAS95 (WGS 84) Traslación en X = -60.310 m Traslación en Y = +245.935 m Traslación en Z = +31.008 m Rotación en X = -12.324 ” Rotación en Y = -3.755 ” Rotación en Z = +7.370 ” Diferencia de Escala = 0.447 ppm USO EN ESCALAS 1:25000 Y MENORES

Conclusiones: SIRGAS engloba todas las actividades necesarias para establecer una estructura geodésica moderna en el continente, compatible con las precisiones de las técnicas disponibles actualmente. La adopción de un sistema geocéntrico basado en ITRF garantiza que SIRGAS continuará siempre actualizado, de acuerdo con los requerimientos de georeferenciación del nuevo milenio. Actualmente, WGS 84 es considerado coincidente con ITRF resultados GPS automáticamente referidos a SIRGAS 2000.

El Ecuador a través del IGM está participando activamente en todas las actividades relacionadas con la definición y materialización del sistema de referencia, SIRGAS, y actualmente, está en una etapa de transición para la adopción oficial de SIRGAS como Sistema Espacial de Referencia del País

Recuerde: El SIstema de Referencia Geocéntrico para las AméricaS (SIRGAS) es la densificación continental del Sistema de Referencia Terrestre Internacional (ITRS).

Consecuencias de usar sistemas de referencia que no son consistentes ! Fuente: www.sirgas.org (Boletin No. 8 Presentación: Luiz Paulo Souto Fortes)

Gracias