Densificación geodésica a partir de datos GNSS [02 CICLO TBC]

mayo 08, 2025 5 minutos de lectura

Densificación geodésica a partir de datos GNSS  

PUBLICACIÓN 02 | CICLO TBC | Ingeniería GEOCOM

 

Introducción

La Red Geodésica Nacional de Chile está referida a SIRGAS-Chile, lo cual es vital para la georreferenciación de todos los datos geoespaciales que se producen en nuestro país, en épocas que han ido actualizándose de forma periódica. Hasta el momento, el Instituto Geográfico Militar ha lanzado cuatro versiones de SIRGAS-Chile que están asociadas a las épocas 2002, 2013, 2016 y 2021. Actualmente, el IGM está preparando el lanzamiento de SIRGAS-Chile 2025 que viene a renovar la época de referencia con el objetivo de calcular coordenadas más representativas desde el punto de vista de un datum estático.

Por su parte, la densificación de la Red Geodésica Nacional responde, entre muchas otras razones, a poder tener un origen de coordenadas dentro de una zona en particular para simplificar las operaciones de representación topográfica. Hoy en día, esta densificación es realizada mediante GNSS que es la técnica por excelencia que se utiliza con este fin ofreciendo una variedad de posibilidades.

En este ejemplo, se revisarán algunas estrategias de observación y cálculo para densificar SIRGAS-Chile de la mano de observaciones GNSS en un contexto asociado a una representación topográfica.


Contexto de operación y observación GNSS

Cada representación topográfica, independiente de la técnica empleada, requiere necesariamente de un origen (marco de referencia) al cual se refieren las coordenadas determinadas. Habitualmente, este origen está dado por una densificación de la Red Geodésica Nacional, establecida por el IGM, que permite el cálculo de coordenadas deseablemente a través del ajuste de una red.

En este caso de estudio, se ha realizado un levantamiento topográfico por medio de GNSS RTK, en el cual la base está instalada convenientemente para realizar esta operación. A la vez, de forma simultánea, mientras la base emite los datos necesarios para que el móvil GNSS trabaje en RTK, se observa un estático para asociar este mismo punto a una densificación de la Red Geodésica Nacional. De esta forma, el receptor base, fuera enviar las correcciones diferenciales, almacenará en su memoria interna un archivo estático que será la base para obtener sus coordenadas precisas. Puntualmente, esta observación tuvo una duración de un poco más de 2 horas y media.

 


Figura 1. Estilo de levantamiento para que la base RTK pueda observar de forma simultánea un estático


Procesamiento de datos GNSS

TBC es una potente solución para procesar datos GNSS con el objetivo de calcular coordenadas de alta precisión. Ya sea procesando línea base GNSS, las cuales son parte de una red que requiere ajuste, o bien procesando datos GNSS de forma absoluta de la mano de Trimble RTX, TBC es una excelente herramienta para el procesamiento de datos GNSS incluso logrando recalcular levantamientos GNSS RTK.

Según esto, se evaluarán distintas opciones para el cálculo de las coordenadas precisas de la estación base GNSS RTK evaluando las diferencias que se produzcan.

 

Cálculo a partir de líneas base GNSS

Una línea base GNSS corresponde a una observación geodésica que permite calcular coordenadas a partir de un origen conocido. Cuando se combinan varias líneas base, se logra constituir una red, la cual debe ajustarse con el objetivo de calcular coordenadas junto con su determinación de precisión.

De esta forma, se han escogido tres estaciones de referencia de la Red GNSS GEOCOM más cercanas para poder calcular las coordenadas de la base GNSS RTK denominada como A1. Según esto, se procesan las líneas base hacia A1 desde CONZ, SNTI y TALC los cuales cuentan con coordenadas referidas a SIRGAS-Chile 2025 obteniendo los siguientes resultados, en términos de precisión, a partir del informe de procesamiento de líneas base:

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Figura 2. Extracto del informe de procesamiento de líneas base

 

Este procesamiento de líneas base permite el cálculo de las coordenadas de A1 bajo diferentes formas. Algunas de ellas son:

 Metodología Coordenadas A1
Sólo CONZ -34°59'33.02976"
-71°12'58.21925"
239.173 m
Sólo SNTI -34°59'33.02935"
-71°12'58.21933"
239.217
Sólo TALC -34°59'33.02950"
-71°12'58.21916"
239.183 m
Ajuste de red 1 -34°59'33.02950"
-71°12'58.21916"
239.183 m

Tabla 1. Determinación de coordenadas para A1



Figura 3. Ajuste de red usando las líneas base desde CONZ, SNTI y TALC.

 

Otra alternativa es utilizar estaciones de referencia a modo de densificar el control geodésico en la vecindad del punto cuyas coordenadas se determinarán. Para esto se pueden planificar las estaciones a utilizar desde el sitio web de SIRGAS-Chile del IGM.

 

Figura 4. Sitio web de SIRGAS-Chile

 

Es así como incorporan ocho estaciones de referencia a una red que tiene como origen los mismos puntos fijos indicados anteriormente. De esta forma, se procesan nuevas líneas base generando una nueva red geodésica que requiere de ajuste:


Figura 5. Extracto del informe de procesamiento de líneas base

 

 

Figura 6. Ajuste de red

 

 


Es así, como se determina otro conjunto de coordenadas para A1:

 Metodología Coordenadas A1
Ajuste de red 2 -34°59'33.02944"
-71°12'58.21915"
239.189 m
Tabla 2. Determinación de coordenadas para A1

 

Cálculo a partir de Trimble RTX

Trimble RTX es un servicio de posicionamiento absoluto GNSS que logra determinar coordenadas tanto en tiempo real como en posproceso. Trimble RTX cuenta con una particularidad interesante: logra determinar coordenadas de forma instantánea en términos de época. En el caso de necesitar reducir la época instantánea a alguna referencia se requiere de un modelo de velocidades de la corteza terrestre, los cuales ya han sido implementados en TBC para SIRGAS-Chile 2016 y 2021.

En términos muy generales, la corteza de Chile tiene una velocidad promedio de 2 cm/año. Por lo tanto, durante el año 2025 se puede trabajar, con una aproximación aceptable para levantamientos topográficos, sin modelo de velocidad. En el caso de la determinación de coordenadas de A1, la época instantánea asociada a la determinación de coordenadas absolutas es 2025.25 (año 2025 y día 93 lo que es igual a 2025 + 93/365)

Por su parte, TBC puede procesar datos GNSS utilizando el servicio de Trimble RTX. Si se requiere que haya una reducción de época es necesario configurar el marco de referencia requerido, de otra forma, sólo se requiere configurar WGS84 sin época alguna para determinar coordenadas bajo la época instantánea.


Figura 7. Solución RTX bajo Trimble Business Center

 

Finalmente, TBC calcula las siguientes coordenadas:


 Metodología Coordenadas A1
Trimble RTX -34°59'33.02938"
-71°12'58.21918"
239.216 m
Tabla 3. Determinación de coordenadas para A1

 

Conclusiones

Se calculan las coordenadas de A1 bajo diferentes metodologías obteniendo diferencias horizontales no superiores a 10 mm y verticales no superiores a 40 mm. Para los casos en donde se procesaron líneas base GNSS, 2 horas y media de observación fueron suficientes para procesar líneas base que bordeaban los 150 km otorgando plena confianza en la determinación de los resultados.

Por su parte, Trimble RTX ofrece una mayor autonomía al no depender de estaciones base cercanas. Sin embargo, se recomienda observar al menos 3 horas para obtener resultados que sean compatibles con las precisiones que exige un proyecto de representación topográfica.

 

Figura 8. Diferencia horizontal para cada determinación de coordenadas de A1

 

 


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