Millimeter-level GPS: Absolute positioning How to determine absolute 3-D station coordinates from GPS data Answer: Three software packages are available for absolute positioning (1)BERNESE (2)GAMIT (3) GIPSY (used in this workshop) Obtaining and learning software takes time and computer expertise. Cómo determinar absoluta estación 3-D coordina a partir de datos GPS Respuesta: Tres paquetes de software disponibles para el posicionamiento absoluto 1.BERNESE 2.GAMIT 3.GIPSY (utilizado en este taller) Obteniendo y aprendiendo el software requiere tiempo y conocimientos de computadoras. Nivel Milímetro GPS: Posicionamiento absoluto

FREE Web-based automated processing of GPS RINEX files - Absolute positioning apps.gdgps.net – NASA Jet Propulsion Laboratory automated processing w/GIPSY (static & kinematic) ga.gov.au/geodesy/sgc/wwwgps - AUSPOS – Australian Geoscience (static only) sopac.ucsd.edu/processing – Scripps SOPAC SCOUT software w/GAMIT (static only) ngs.noaa.gov/OPUS – National Geodetic Survey (static only) Procesamiento basado en Web-FREE automatizado de archivos RINEX GPS - Posicionamiento absoluto apps.gdgps.net - NASA Jet Propulsion Laboratory de procesamiento automatizado w / GIPSY (estática y cinemática) ga.gov.au / geodesia / sgc / wwwgps - AUSPOS - australiana Geociencia (estática solamente) sopac.ucsd.edu / procesamiento - software Scripps SOPAC SCOUT w / GAMIT (estática solamente) ngs.noaa.gov / OPUS - Servicio Geodésico Nacional (estática solamente)

Range from L1 phase = distance satellite-to-GPS the true range + λ 1 N 1 unknown phase bias + c*(dT sat – dT rec )offset in satellite & receiver clocks + d trop tropospheric water vapor delay – d ion ionospheric free electron delay + d multipath antenna multipath delay Errors in d(L1) range measurement shown by Rango de la fase L1 = distance satellite-to-GPS Verdadera rango + λ 1 N 1 polarización de fase desconocida + c*(dT sat – dT rec ) desplazamiento en relojes de los satélites y receptores + d trop retraso vapor de agua troposférico – d ion ionosfera retraso electrón libre + d multipath dmultipath retardo multitrayecto Errores en d (L1) medida de la gama mostrada por

Flow diagram for GIPSY software Apply models for ocean loading, satellites, Earth tides, troposphere, etc. Parameter estimation Postprocessing Diagrama de flujo para el software GIPSY Aplicar modelos para la carga del océano, los satélites, las mareas de la Tierra, la troposfera, etc

Millimeter-level GPS: Does it work? Volcano reference station – El Salvador Daily Latitude estimates – GIPSY – 365 days GPS-nivel Milímetro: ¿Funciona? Estación de referencia Volcán - El Salvador Estimaciones Latitud Diaria - GIPSY días

Millimeter-level GPS: Does it work? Volcano reference station – El Salvador Daily Elevation estimates – GIPSY – 365 days GPS-nivel Milímetro: ¿Funciona? Estación de referencia Volcán - El Salvador Estimaciones Elevaciones Diaria - GIPSY días

Tropospheric water vapor delay (GIPSY estimates parameters other than site location) GPS signal delay from water vapor (millimeters) Retardo de vapor de agua troposférico (Estimaciones GIPSY parámetros distintos de la ubicación del sitio) Retardo de la señal GPS del vapor de agua (milímetros)

Millimeter-level GPS: Absolute positioning North (mm) East (mm) Nivel Milímetro GPS: Posicionamiento absoluto

Millimeter-level GPS: North American continuous GPS GPS-nivel Milímetro: GPS continua norteamericana

Global plate motions – UW- Madison solution – 2/2009 Movimientos de las placas globales - solución UW- Madison - 2/2009

 Exercise #1 – Process GPS data to find a 3-D station location  Exercise #2 – Process TIME SERIES of GPS station days to find a GPS station velocity  Exercise #3 – Process 2 nd time series to find relative movement between GPS stations  Exercise #4 – Interpret results in a geologic North, East, Down coordinate system Precise Absolute Positioning: GIPSY Exercise  Ejercicio # 1 - Los datos de proceso GPS para encontrar una ubicación de la estación 3-D  Ejercicio # 2 - SERIE TEMPORAL Proceso de días de estaciones GPS para encontrar una velocidad de la estación GPS  Ejercicio # 3 - Proceso segunda serie de tiempo para encontrar el movimiento relativo entre las estaciones de GPS  Ejercicio # 4 - Interpretar los resultados en una geológico Norte, Este, Abajo sistema de coordenadas Precise Posicionamiento absoluto: Ejercicio GIPSY

Latitude is λ Longitude is Φ Latitud es λ Longitud es Φ

r z = | r | * sin(λ)

r x = | r | * cos(λ) * cos(Φ) r y = | r | * cos(λ) * sin(Φ) r = | r | * [ cos(λ) * cos(Φ) i + cos(λ) * sin(Φ) j + sin(λ) k ] r earth = 6373 km

r z = | r | * sin(λ) r x = | r | * cos(λ) * cos(Φ) r y = | r | * cos(λ) * sin(Φ) What are λ and Φ in terms of r x, r y, and r z ? ¿Qué son y λ Φ en términos de r x, r y, and r z ?

r z = | r | * sin(λ) r x = | r | * cos(λ) * cos(Φ) r y = | r | * cos(λ) * sin(Φ) What are λ and Φ in terms of r x, r y, and r z ? λ = sin -1 ( r z / r ) Φ = tan -1 ( r y / r x ) ¿Qué son y λ Φ en términos de r x, r y, and r z ?

XYZ Cartesian often referred to as global coordinate system. In geology, we frequently use a local coordinate system consisting of local north, east, and down. How can we transform between the two ? XYZ cartesiana a veces referido a sistema de coordenadas globales. En geología, frecuentemente usamos un sistema de coordenadas local que consiste de local Norte, Este, y abajo. ¿Cómo podemos transformar entre los dos?