Un Sistema de Referencia Geodésico

INTRODUCCION

Un Sistema de Referencia Geodésico se puede definir como un conjunto de convenciones (constantes, modelos, parámetros, etc.), que se utilizan como base para la representación de la geometría de la superficie de la Tierra y su variación en el tiempo, sin embargo no deja de ser un concepto o una “idea” mientras no tenga asociado un Marco de Referencia, el cual materializa el sistema a través de marcas físicas y matemáticas. (Drewes, 2001)

Actualmente el Sistema de Referencia Geodésico está referido a PSAD56, su elipsoide de referencia es el internacional de Hyford y su punto origen o datum se encuentra materializado sobre la superficie terrestre en la Canoa – Venezuela. Por lo tanto todo trabajo de cartografía, topografía, planimetría entre otros, deben estar geo-referenciados a este Sistema de Referencia, pero los sistemas topo céntricos como PSAD56 solamente son de alcance nacional o regional por lo que su densificación la tienen solamente tienen cobertura el país o países que lo adoptaron como oficial , lo cual representa como problemática en el momento de compatibilizar las geo-información de otro sistema de referencia, como por ejemplo en zonas de frontera y limites políticos.

Además, al ser densificado por métodos topográficos clásicos solamente proporciona coordenadas en el componente horizontal o posición, mientras que en las mediciones de la componente vertical o altitud se realiza de forma independiente con métodos de nivelación geométrica desde un datum local (altura sobre el nivel del mar).

Por otro lado, el avance tecnológico en los sistemas de posicionamiento satelital a nivel mundial ha permitido que los métodos de levantamientos geodésicos sean más prácticos y de paso unificados en un solo marco de referencia geodésico. En este sentido es importante mencionar que el Instituto Geográfico Militar ha emprendido grandes esfuerzos para dotar al país de una gran infraestructura de estaciones de monitoreo continuo y de una densificación proporcionada de coordenadas GPS en mojones que conforman la Red Nacional GPS del Ecuador, las mismas que permiten estar enlazados a los marcos de referencia mundiales. Actualmente, el Ecuador cuenta con parámetros de transformación oficiales entre PSAD56 y WGS84 (compatible con SIRGAS95), los mismos que pueden ser utilizados para transformar cartografía de mediana y pequeña escala, es decir, escalas menores a 1:25000 (Leiva, 2003).

Adicionalmente, se realizó el cálculo de los parámetros de transformación a las distintas realizaciones de los ITRF's (Santacruz, A., 2010) mediante el modelo de transformación de Helmert y el Modelo de Velocidades para Sudamérica (VEMOS, por sus siglas en inglés) alcanzando transformaciones compatibles con escalas menores a 1:15000.

Es importante señalar que los parámetros de transformación se aplica a coordenadas cartesianas (X,Y,Z) referidas al centro de masas de la Tierra, en el caso de las coordenadas obtenidas por posicionamiento satelital no representa ningún inconveniente por su naturaleza geocéntrica del GPS, mientras que las coordenadas calculadas para PSAD56 solamente consideran el componente horizontal, por lo tanto no se puede calcular la altura sobre el elipsoide de referencia, el mismo que es un dato importante para la conversión de coordenadas geodésicas a cartesianas a través de la siguiente ecuación.

Donde,

N= Primera vertical del punto

h= Altura elipsoidal

e²= Primera excentricidad

φ= latitud del punto

λ= longitud del punto

DESARROLLO

CONSIDERACIONES EN LA TRANFORMACIÓN DE SISTEMAS DE COORDENADAS

Un sistema geodésico es un sistema de referencia terrestre, que involucra convenciones y definiciones acerca de la forma y tamaño de la Tierra, expresado en coordenadas curvilíneas, denominadas por “latitud” y “longitud” geográficas (o geodésicas), sin embargo estas, por su característica de no ser cartesianas, no son aptas para la representación en mapas y planos, para ello se utilizan las proyecciones cartográficas planas, siendo la proyección UTM (Universal Transversal de Mercator) la más ampliamente utilizada.

Convencionalmente se han utilizado, por décadas, referenciales geodésicos clásicos como los sistemas PSAD56 y SAD69, para el continente sudamericano, quedando estos materializados por vértices geodésicos (monolitos). Las coordenadas referidas a estos sistemas están sujetas a deformaciones propias de la tecnología de su época de implementación.

El sistema global WGS84 (World Geodetic System 1984) asociado al advenimiento del sistema de posicionamiento global, por medio de satélites artificiales GPS, es un sistema materializado con precisión y exactitud del orden de 1000 veces mejor que en los sistemas clásicos. Es así como la transformación de coordenadas entre este sistema de referencia moderno y los clásicos es de complejo modelamiento.

La relación espacial entre dos sistemas de referencia, en su forma más sencilla está dada por la traslación entre sus orígenes en el espacio (TX, TY, TZ). Por otro lado, considerando las deformaciones propias de los sistemas clásicos, estos parámetros no serán únicos para todo el continente.

La transformación de Sistemas de Referencia Geodésicos se realiza habitualmente mediante rutinas automáticas incorporadas en los programas de procesamiento de información y en las configuraciones estándar de los navegadores GPS, los cuales tienen incorporados opciones de selección de datum de referencia.

El usuario al seleccionar un sistema de referencia distinto al WGS-84 (SIRGAS), en las opciones de un navegador, hace que este utilice Parámetros de Transformación (PT) generales para todo el continente, de los cuales generalmente se desconoce su precisión.

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