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Ingeniería
APUNTES TÉCNICOS
GPS
Sistemas de referencia GPS (WGS84) y sistemas locales de referencia.
La determinación de una posición con GPS consigue un objetivo fundamental de la Geodesia: la determinación absoluta de una posición con precisión uniforme en todos los puntos sobre la superficie de La Tierra. Utilizando la geodesia clásica y técnicas topográficas, la determinación de la posición es siempre relativa a los puntos de partida del levantamiento, la precisión obtenida es dependiente de la distancia a este punto. Por lo tanto, el GPS ofrece ventajas sobre las técnicas convencionales. La ciencia de la geodesia es fundamental para el GPS y, a la inversa, el GPS se ha convertido en la herramienta principal de la geodesia. Esto se hace evidente si recordamos los objetivos de la
Geodesia:
- Establecer y mantener las redes de control geodésico tridimensionales nacionales y globales en tierra, tomando en cuenta la naturaleza cambiante de estas redes debido al movimiento de las placas tectónicas.
- Medición y representación de fenómenos geofísicos (movimiento de los polos, mareas terrestres y movimiento de la corteza).
- Determinación del campo gravitacional de La Tierra, incluyendo las variaciones temporales. Aunque la mayoría de usuarios nunca llevan a cabo las tareas mencionadas, es esencial que los usuarios de equipo GPS tengan un conocimiento general de la geodesia.
Aunque la Tierra parezca ser una esfera uniforme cuando se la observa desde el espacio, su superficie dista mucho de ser uniforme. Debido al hecho de que el GPS debe proporcionar coordenadas en cualquier lugar de la superficie terrestre, este utiliza un sistema de cordenadas geodésico basado en un elipsoide. Un elipsoide (también conocido como esferoide) es una esfera aplanada o achatada.
El elipsoide elegido será aquel que se ajuste más exactamente a la forma de la Tierra. Este elipsoide no tiene una superficie física, sino que es una superficie definida matemáticamente. Actualmente existen diversos elipsoides o lo que es lo mismo, diferentes definiciones matemáticas de la superficie de la Tierra. El elipsoide utilizado por el GPS es conocido como WGS84 o Sistema Geodésico Mundial 1984 (por sus siglas en inglés World Geodetic System 1984). Un punto sobre la superficie de La Tierra (esta no es la superficie del elipsoide), puede ser definido utilizando su Latitud, su Longitud y su Altura Elipsoidal.
Sistema ITRF
ITRF (Internacional referente Frame) representa un sistema global de carácter científico establecido por IERS (International Herat Rotation Service) y está materializado por redes geodésicas continentales a través de modernas técnicas geodésicas espaciales, en ella además de registrar coordenadas se deben asignar sus variaciones o velocidades producto de los movimientos a los que esta sujeta la corteza terrestre.
Sistema WGS-84
Este es actualmente el sistema de referencia para GPS y es compatible con ITRF básicamente bajo los siguientes aspectos:
- Posición:
geocéntrico, con origen
en el centro de masa de la Tierra,
incluyendo océanos y atmósfera.
- Orientación:
Eje Z en dirección del
Polo de Referencia definido por
IERS.
Eje X en la intersección
del Meridiano de Referencia (IERS)
y el plano ecuatorial.
Eje Y completa el sistema ortogonal
dextrógiro.
Los parámetros de WGS84 son:
a = 6.378.137
metros (semieje mayor)
f = 1/298,257223563 (achatamiento)
µ = 3.986.005 * 108 m3/s2
(cte gravitacional)
? = 7.292.115 * 10-11 rad/s (velocidad
de rotación)
Sistema SIRGAS
En 1993 se inició el proyecto para el establecimiento de un sistema de referencia geocéntrico preciso para el continente sudaméricano, denominado SIRGAS – Sistema de referencia geocéntrico para América del Sur, con el fin de adoptar para el continente una red de presición compatible con las técnicas modernas de posicionamiento, principalmente GPS. SIRGAS ha adoptado como sistema de referencia el ITRF y el elipsoide del WGS84. En la práctica SIRGAS es idéntico a WGS84.
Sistema PSAD56 y SAD69
En las décadas de los años cincuenta y sesenta, para fines geodésicos y cartográficos se definieron los sistemas de referecia sudamericanos, Datum Provisorio Sudamericano 1956 (PSAD59), con su vértice de origen en La Canoa, Venezuela y Datum Sudamericano 1969 (SAD69), con su origen en Chua, Brasil.
Nuestro país ha adoptado como sistema de referencia oficial para el territorio nacional desde el extremo norte hasta la latitud 43° 30’ Sur, lo que coincide aproximadamente con el límite entre las regiones X y XI. En el extremo sur de se utiliza el SAD69 como referencia cartográfica, como también el Datum HitoXVIII en el extremo sur de la XII región. La cartografía sistemática escala 1/50000 editada por el IGM está referida a los datums PSAD56, SAD69 e Hito XVIII, en las regiones correspondientes. Las cartas IGM 1/25000 están referidas al SAD69.
En la actualidad el IGM está desarrollando Cartografía Digital referida al Datum WGS84. Para la etapa de transición se da también la referencia al PSAD56.
Los parámetros de estas referencias locales son:
| Datum | Elipsoide | Semi-Eje Mayor | Achatamiento | �rea de Uso |
|---|---|---|---|---|
| PSAD56 | Internacional (Hayford) | 6.378.388 m | 1/297 | Desde extremo Norte hasta latitud 43� 30 Sur |
| SAD69 | South American 1969 (UGGI-67) | 6.378.160 m | 1/298,25 | Desde latitud 43� 30 Sur hasta extremo sur |
| HITO XVIII | Internacional (Hayford) | 6.378.388 m | 1/297 | Parte de la XII Regi�n |
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