Diseño geodésico 1 I ciclo, 2014 Email: jose.valverde.calderon@una.cr José Francisco Valverde Calderón Email: jose.valverde.calderon@una.cr Sitio web: www.jfvc.wordpress.com Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Red geodésica clásica de Costa Rica Medida en la década de los 40’s por (triangulación). Orientada al datum de Ocotepeque, que se encuentra en Honduras, el cual fue establecido en 1939. Fue la red geodésica base para la elaboración de la cartografía oficial*, la cual se basa en una proyección cónica conforme de Lambert. Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Red geodésica clásica de Costa Rica En los años 50’s, con apoyo del IAGS, se desarrolló para el país una variante de proyección cónica, utilizando dos conos secantes. Dos sistemas cartográficos: Lambert Costa Rica Norte (LCRN) y Lambert Costa Rica Sur (LCRS). Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Las 133 hojas del Mapa Básico de Costa Rica, escala 1:50000 Tamaño de 10’ X 15’ (latitud y longitud). Curvas de nivel cada 20.00 m. Cuadrícula rectangular de 1 km X 1 km. Las 81 hojas del Mapa Derivado de Costa Rica, escala 1:10000 Tamaño de 2’ X 3’ (latitud y longitud) Curvas de nivel cada 5.00 m. Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Limitaciones del sistema Lambert La dualidad de sistemas de proyección. Es necesario el conocimiento de los límites entre las zonas. En la práctica se ha trabajado únicamente con sistema LCRN: problemas por la distorsión. Difícil trabajar programas para SIG. (2 proyecciones) La falta de mantenimiento de los vértices de la red geodésica clásica, hicieron el sistema Lambert “inaccesible” en la práctica.

Ejemplo de ficha de punto de la red clásica Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Estaciones magnéticas

Estaciones magnéticas Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Sistema CR05 y proyección cartográfica CRTM05 Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

¿Porque definir un nuevo datum geodésico para Costa Rica? País pequeño (51100 km2). Desactualización e “incompatibilidad” con las técnicas satelitales de medición (es necesario la transformación de datum). Facilidad en los cálculos para la ingeniería y agrimensura (básico para el mantenimiento de la información catastral). Integración con los sistemas de medición GNSS Extensivo uso de cartografía digital en los sistemas de información geográfica y territorial Como parte de las labores para la compatibilización de la información del Catastro Nacional* y el Registro de Bienes Inmuebles*, se estableció un “nuevo” sistema de referencia, acorde con las técnicas y las exactitudes actuales. Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Sistema CR05 El sistema está vinculado al ITRF definición del 2000, época 2005.83 El decreto ejecutivo 33797-MJ-MOPT, estableció el CRO5 como sistema oficial para Costa Rica. La red geodésica fue medida completamente con tecnología GPS, obteniendo exactitudes en promedio mejores a  3 cm para las coordenadas ajustadas. Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Sistema CR05 El sistema define el datum oficial llamado “Datum CR05”, amarrado al ITRF00, época 2005.83 El sistema cartográfico oficial es la “Proyección CRTM05”, basada en una proyección Transversa de Mercator, modificada para Costa Rica. MANA = Managua, Nicaragua GCGT = Islas Caimán ZSU1 = Puerto Rico CRO1 = Islas Vírgenes Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Estaciones con enlace al ITRF00, mediante observaciones GPS Sistema CR05 Estaciones con enlace al ITRF00, mediante observaciones GPS Profesor: José Francisco Valverde C

Nueva configuración para estudio de la cinemática de la red de estaciones GNSS que administra el Registro Nacional, actividad desarrollada en el CNPDG Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Parámetros de la proyección CRTM05 SISTEMA CARTOGRÁFICO DE COSTA RICA CRTM05 Elipsoide asociado WGS84 Meridiano de referencia 84° W Paralelo de referencia 0° Factor de escala en el meridiano Central 0,9999 ó -100 ppm Falso Este 500 000,000 m Falso Norte 0,000 m Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Red geodésica La red de primer orden  33 vértices geodésicos. La red de segundo orden  68 vértices geodésicos. Densificaciones al tercer orden Algunos criterios del diseño: Puntos preexistentes de vínculo con sistema anterior (transformación de coordenadas, aunque no hay una transformación directa). Exactitud en coordenadas de ± 3,0 cm Medición método estático relativo con medición de la fase de la portadora. Independencia entre vectores GPS. Sesiones de medición de dos horas. Registro de datos cada 15 segundos, con una máscara de observación de 15°. Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Configuración de la medición

Configuración de la medición

Planificación de la medición Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Mojón dañado/afectado por obstáculos Red de primer orden Mojón dañado/afectado por obstáculos Mojón destruido Define el marco de referencia CR05 Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Configuración de la medición de la red de primer orden, en 2005 Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Configuración de la medición de la red de primer orden y la EMC en 2011. Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Configuración de la medición de la red de primer orden y la EMC en 2011. Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Vértice “Dominical 2”, 1° orden

Vértice “La Cruz”, 1° orden Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Vértice La Cruz

Tempisque Río Grande Istarú-Parismina Heredia Sur Regiones donde se realizó levantamiento catastral: Tempisque Río Grande Istarú-Parismina Heredia Sur Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Redes de densificación al tercer orden Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Red de EMC de Costa Rica Ocho estaciones, ubicadas en: Liberia Nicoya Ciudad Quesada Puntarenas Curridabat Limón San Isidro de El General Cuidad Neily Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Red de EMC de Costa Rica Cobertura de la red. Radios de 25 km, 50 km y 75 km Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Red de EMC de Costa Rica Radio de cobertura de la red. El radio de los círculos es de 75 km Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Red de EMC de Costa Rica Buffer con radio de 50 km Profesor: Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Comunicación entre el servidor y los receptores Red de EMC de Costa Rica Comunicación entre el servidor y los receptores Internet Servidor

Red de EMC de Costa Rica Información sobre el estado de los receptores y la comunicación con el servidor

Estación CIQU Profesor: Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 José Francisco Valverde C

Estación LIBE Profesor: Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 José Francisco Valverde C

Estación LIMN Profesor: Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 José Francisco Valverde C

Estación NEIL Profesor: Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 José Francisco Valverde C

Estación NICY Profesor: Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 José Francisco Valverde C

Estación PUNT Profesor: Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 José Francisco Valverde C

Estación RIDC Profesor: Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 José Francisco Valverde C

Estación SAGE Profesor: Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 José Francisco Valverde C

Época to, ITRF de referencia Marco de referencia: Época to, ITRF de referencia Para mantenerlo vigente en el tiempo se requieren dos procesos: Mantenimiento del marco Densificación de la red geodésica Visita a los vértices (estado) Mediciones periódicas (X= f(t)). Es necesario estar en el mismo MR de las orbitas satelitales. Establecimiento de nuevos vértices o mas EMC

Estudio del cambio en el marco de referencia del país efectuado en sep Estudio del cambio en el marco de referencia del país efectuado en sep. de 2011 Coordenadas de las estaciones de medición continua Coord. de referencia para procesar las mediciones en la red de primer orden Coordenadas ITRF00, época 2005,83 Coordenadas IGS08, época 2011,57 Diferencias entre las coordenadas publicadas y las actuales Cambios en las coord. de los vértices de primer orden Profesor: José Francisco Valverde C

Mediciones consideradas Días seleccionados para el ajuste: del 24 de julio al 6 de agosto de 2011 inclusive. A parte de las 8 estaciones de Costa Rica, se consideran en el cálculo 41 estaciones de la red SIRGAS-CON Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Procesamiento Datos de entrada: Obs. de fase de las portadoras L1 y L2 (GPS) Intervalo de observación: 30 segundos; mascara de elevación: 3°. Modelo funcional de las ecuaciones de observación: diferencias de fase dobles en combinación lineal L3 Corrección del retardo de las señales GPS en la atmósfera neutra: mediante el modelo se Saastamoinen, la función de mapeo de Neil y el cálculo de parámetros de retraso troposférico cada dos horas por est. Variaciones del centro de fase de las antenas: En el cálculo se utilizan los valores publicados por el IGS en el modelo IGS08_1645. Órbitas, correcciones de los relojes satelitales y parámetros de orientación terrestre (EOP), reducciones a los centros de masa de los satélites: Se utilizaron los valores finales calculados por el IGS Efectos de la carga oceánica: se usa el modelo de mareas oceánicas FES2004 Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Comparación con la solución semilibre de la red Resultados finales: El resultado del procesamiento final son las coordenadas de las estaciones SIRGAS-CR05 referidas al marco continental geocéntrico SIRGAS equivalente al IGS08 para la época 2011,57. La posición horizontal de las estaciones presenta una precisión horizontal promedio de ± 1,3 mm y la precisión vertical de ± 4,5 mm. Control de calidad: Comparación con la solución semilibre de la red Comparación con el marco de referencia continental SIRGAS Comparación con la red global del IGS Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Diferencias entre las coordenadas publicadas (oficiales) y las coordenadas SIRGAS-CON, a septiembre de 2011 ESTACIÓN N cm) E (cm) Vector Dif 2D Azimut CIQU 13,6 11,1 17,6 39,3 LIBE 9,7 12,6 15,9 52,6 LIMN 16,9 8,3 18,9 26,2 NEIL 22,7 13,5 26,4 30,7 NICY 11,7 14,6 18,8 51,3 PUNT 13,1 44,2 RIDC 15,1 11,0 18,7 36,0 SAGE 18,5 12,8 22,5 34,8 ETCG 16,1 7,9 17,9 26,0 Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Vectores diferencia Componente horizontal

Medición en vértices de la red pasiva Profesor: José Francisco Valverde C

Componentes vector diferencia Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

¿Como seguir con las densificaciones? ¿Que coordenadas utilizar? Vectores diferencia Componente horizontal 10 cm ¿Como seguir con las densificaciones? ¿Que coordenadas utilizar? ¿Que información se debe dar a los usuarios? Otras!! Profesor: José Francisco Valverde C Profesor: José Francisco Valverde C

Epicentro del evento principal Antecedentes Marco tectónico general de Costa Rica El proceso de subducción de la placa Cocos sobre la palca Caribe genera grandes terremotos en la región Principales terremotos históricos en Costa Rica: 05-10-1950 → Nicoya (7,3 Mw) 25-03-1990 → Cóbano (7,0 Mw) 22-04-1991 → Telire, Limón (7,7 Mw) 05-09-2012 → Sámara (7,6 Mw) Epicentro del evento principal Fuente: www.rsn.ucr.ac.cr, 2013 Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Estaciones GNSS en Costa Rica Red de estaciones GNSS oficial de Costa Rica Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Estaciones GNSS en Costa Rica Estaciones de UNAVCO en Costa Rica Nota: no todas están operando o sus datos son libres Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Metodología Selección de las estaciones “nuevas” y las de referencia: Selección de las estaciones de referencia (estaciones de la red SIRGAS-CON (IGS, UNAVCO, NGS)) Selección de la estaciones en Costa Rica a procesar 2. Procesamiento de los datos Procesamiento para la semana 1703 (antes) y 1705 (después) del evento principal Uso de los mismos estándares usados por el CNPDG como Centro Experimental SIRGAS Uso de las solución semanal SIRGAS para introducir el marco de referencia Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Metodología Estaciones “nuevas” Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014

Metodología

Rediseño de la red de referencia Nueva configuración para estudio de la cinemática de la red de estaciones GNSS que administra el Registro Nacional, actividad desarrollada en el CNPDG Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Resultados Desplazamientos Estación Horizontal (mm) Dirección del desplazamiento 2D Cambio en el componente up (mm) CIQU 58,8 239,7° 0,5 GRZA 680,5 219,8° 463,5 LAFE 87,9 202,9° 12,7 LIBE 202,5 198,7° -36,9 NEIL 1,9 38,1° 5,6 NICY 308,1 206,3° 50,5 PUNT 103,6 236,9° -14,8 RIDC 16,5 265,8° 11,5 SAGE 2,7 301,6° 8,1 SAJU 471,6 232,5° 439,2 Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Elaborado por Jorge Moya Z. Resultados Elaborado por Jorge Moya Z. Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Elaborado por Jorge Moya Z. Resultados Elaborado por Jorge Moya Z. Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C

Serie temporal estación ETCG Resultados Cinchona, 2009 Sámara, 2012 Serie temporal estación ETCG Fuente: www.sirgas.org Diseño Geodésico I I Ciclo, 2014 Profesor: José Francisco Valverde C