Aporte de la ingeniería en agrimensura a la agricultura de precisión (página 6)

143 Consecuencias e impacto de POSGAR 94(Para su época)

El sistema de referencia POSGAR 94 tuvo las siguientes características:

1. Fue el único preciso y geocéntrico garantizado por los controles y las verificaciones realizados por los expertos en la materia y con puntos distribuidos en todo el país. 2. Existieron y existen compromisos de mantenimiento y perfeccionamiento. 3. Está vinculado al marco continental SIRGAS (Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas). 4. Se encuentran disponibles los parámetros de transformación con respecto a Inchauspe 1969. 5. Tiene el apoyo de las entidades de fomento de la materia (agrimensura, cartografía y geodesia).

Por esto su valor aumenta ante la posibilidad de intercambio de información en escala nacional y global. Esta situación favorece el desarrollo de los Sistemas de Información Geográfica (S.I.G.) y territorial sobre una base de referencia única y la informatización de la cartografía y su compatibilización.

Otro caso significativo Será la contribución a la unificación de los sistemas de coordenadas en las áreas fronterizas, dado que POSGAR y SIRGAS (con extensión continental) serán de aplicación prácticamente indistinta.

Una ventaja adicional de POSGAR 94 será que frente una evolución hacia POSGAR 98 (u otro) la transformación será simple y mínima pues se tratará de sistemas concéntricos y con el mismo elipsoide de referencia.

En septiembre de 1997 fueron presentados oficialmente los resultados de la red SIRGAS (SIRGAS 95). De los diez puntos SIRGAS que existen en la Argentina, seis son comunes a las redes SIRGAS y POSGAR ’94. A fin de evaluar en forma externa la calidad del marco POSGAR ´94, se tomaron las coordenadas de los puntos comunes entre ambas redes y se calcularon los vectores que definen en ambos casos para luego realizar comparaciones. Con esto quedó demostrado y confirmado que POSGAR ´94 es un marco de referencia cercano a WGS’84 que define al geocentro con error de aproximadamente un metro respecto de ITRF y tiene una precisión de 1 ppm (1s).

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144 El sistema POSGAR 98 (Situación) Con vistas a la integración POSGAR-SIRGAS, se ha realizado un nuevo cálculo de la red POSGAR, ajustado a las especificaciones oportunamente impartidas por el proyecto SIRGAS. La precisión de una red geodésica no constituye un bien en sí mismo, sino en la medida que la hace útil a nuevos y más variados usuarios. Mientras que una red de alta precisión puede satisfacer las necesidades de los usuarios que sólo requieren baja precisión, la inversa es a todas luces falso. Si bien la diferencia entre los sistemas POSGAR 94 y POSGAR 98 serán imperceptibles para la mayoría de los usuarios, el refinamiento del sistema permitirá su uso en aplicaciones más exigentes. Un nuevo POSGAR (98 u otro) constituye un refinamiento en la exactitud de POSGAR 94. La vinculación con SIRGAS asegura un posicionamiento geocéntrico con una exactitud de pocos centímetros y el nuevo cálculo de las observaciones mediante procedimientos científicos brindó una mayor precisión relativa. Los cambios que estos refinamientos produjeron en las coordenadas POSGAR 94 son prácticamente irrelevantes para la mayoría de las aplicaciones prácticas. Las coordenadas geocéntricas cambiaron en el orden de 1 metro, mientras que las coordenadas relativas sufrieron, en la gran mayoría de los casos variaciones inferiores a 1 parte por millón. Experiencia concreta Con el objeto de realizar una experiencia concreta de integración de una red geodésica a un marco de primer orden, se trabajó con información correspondiente a una de las subredes del Programa de Asistencia Técnica al Sector Minero Argentino (PASMA), llevada a cabo en las provincias de Salta, Catamarca, La Rioja y San Juan. Esta red de vectores GPS fue medida entre los meses de julio y agosto de 1997, por la Unión Transitoria de Empresas Esteio-IFTA, dentro del marco del PASMA, financiado por el Banco Mundial y auspiciado por el Programa Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD). Esta red fue procesada y ajustada en 1997, apoyándose en POSGAR 94. Se encaró su reprocesamiento mediante dos emprendimientos: 1) Se logró un diseño de la red más rígido mediante la incorporación de cinco estaciones permanentes, agregando 5 vectores más (vínculos) por sesión. 2) Se la vinculó a un marco de referencia más preciso. La primera tarea se llevó a cabo agregando observaciones de tres estaciones permanentes del International GPS Service (IGS), operativas en la región, en la fecha de la campaña y de dos estaciones del proyecto geodinámico CAP (Central Andes Project). La introducción de estas observaciones favoreció la rigidez de las sesiones diarias ya que los cinco puntos tuvieron una ocupación permanente. El reprocesamiento riguroso realizado permitió mejorar la precisión interna de la red con respecto a su cálculo anterior, esta conclusión se obtuvo del análisis de su precisión interna a partir de los puntos con sobreocupación. Resultado: una precisión horizontal de ± 10 mm y una vertical de ± 6 mm con máximos de 40 y 27 mm, respectivamente.

145 Resultados Se consideraron las siguientes alternativas: ITRF 94. Se consideró este marco ya que actualmente se encuentra materializado en el país, mediante los puntos POSGAR, realización POSGAR 98, por lo cual se lograría una densificación del mismo de considerable importancia. El inconveniente que presentaba este marco era su época de referencia (1993.0), muy distante de la época de la campaña en cuestión (1997.6), por lo cual se deberían calcular las correcciones a las coordenadas para llevarlas a la época de la campaña, utilizando velocidades, determinadas con un error de 2 mm/año. ITRF 97. Se consideraría esta opción ya que sus coordenadas han sido definidas para 1997.0, época más próxima a la de la campaña del PASMA. En este caso si bien se debían aplicar también velocidades, la propagación del error no resultaría tan significativa como en el caso anterior. POSGAR 98. En esta realización si bien sus coordenadas están referidas al marco ITRF94, tienen menor precisión que los puntos de la misma. El interés por utilizar este marco se fundó en la hipótesis de que una mejor distribución y una mayor cantidad de puntos de control, podría resultar en una mejor solución. POSGAR 94. Por tratarse del marco de referencia oficial del país y además permitiría evaluar las mejoras debidas al procesamiento científico. Es notable la ventaja de utilizar estos marcos internacionales por la precisión y exactitud que permiten fijar a las redes al utilizarse como control. Pero siendo que la densidad de los puntos que materializan dichos marcos es reducida y contando con la existencia de la red POSGAR se evaluó las posibilidades de adoptar POSGAR 98 como control geodésico en trabajos de similares características, concluyendo que es óptima su adopción siempre y cuando no se pretendan precisiones mejores que unos pocos centímetros. *** SIRGAS (Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas) El Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas (SIRGAS) es la densificación regional del marco global de referencia terrestre del IERS (ITRF: International Terrestrial Reference Frame). Su definición es idéntica a la definición del Sistema Internacional de Referencia Terrestre del IERS (ITRS: International Terrestrial Reference System). Las coordenadas SIRGAS están asociadas a una época específica de referencia y su variación con el tiempo es tomada en cuenta ya sea por las velocidades individuales de las estaciones SIRGAS o mediante un modelo continuo de velocidades que cubre todo el continente. Las realizaciones o densificaciones de SIRGAS asociadas a diferentes épocas materializan el mismo sistema de referencia y sus coordenadas, reducidas a la misma época, son compatibles en el nivel milimétrico. El datum geodésico SIRGAS está definido por el origen, la orientación y la escala del sistema SIRGAS, éste, en combinación con los parámetros del elipsoide GRS80, permite la conversión de coordenadas geocéntricas a coordenadas geográficas.

146 La extensión del marco de referencia SIRGAS está dada a través de densificaciones nacionales, las cuales a su vez sirven de marcos de referencia local. La primera realización de SIRGAS (SIRGAS95) corresponde al ITRF94, época 1995.4 y está dada por una red GPS de alta precisión con 58 estaciones distribuidas sobre América del Sur. Esta red fue reocupada en el año 2000, extendiéndose a los países del Caribe y de Centro y Norte América. Por esta razón, el significado original del acrónimo SIRGAS (Sistema de Referencia Geocéntrico para América del Sur) cambió a Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas. La segunda realización de SIRGAS (SIRGAS2000) incluye 184 estaciones y corresponde al ITRF2000, época 2000.4. La precisión de las coordenadas de estas dos realizaciones está entre ±3 Y ±6 mm. La tercera realización de SIRGAS es la red SIRGAS de Operación Continua (SIRGAS- CON). Actualmente está compuesta por aproximadamente 200 estaciones GNSS de funcionamiento permanente, de las cuales aproximadamente 50 pertenecen la red global del IGS (International GNSS Service). SIRGAS-CON es calculada semanalmente por los centros de procesamiento y combinación de SIRGAS. Las coordenadas y velocidades finales de las estaciones SIRGAS-CON son puestas a disposición de los usuarios por el IGS-RNAAC-SIR (IGS Regional Network Associate Analysis Centre for SIRGAS), el cual opera en el DGFI (Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut, Munich, Alemania). Las soluciones semanales fijas para la red SIRGAS-CON se refieren a la época de observación y al ITRF vigente, en la actualidad al IGS05, una realización del ITRF2005. Las coordenadas de las soluciones multianuales se refieren a una época específica, por ejemplo la solución DGF08P01 corresponde al IGS05, época 2004.4. Las actividades referentes a la definición y realización de SIRGAS son coordinadas por el SIRGAS-GTI: Sistema de Referencia. La relación entre las diferentes realizaciones de SIRGAS (o sus densificaciones) está dada por los parámetros de transformación entre los ITRF correspondientes y la reducción de las coordenadas a la misma época de referencia. Dicha reducción puede aplicarse de dos maneras: i) las estaciones de funcionamiento continuo (SIRGAS- CON) con más de dos años de observación, utilizan las velocidades calculadas en la solución multianual más reciente del IGS-RNAAC-SIR, y ii) para aquellas estaciones, cuyas velocidades no están incluidas en dichas soluciones, se utiliza el Modelo de Velocidades SIRGAS (VEMOS: Velocity Model for SIRGAS). Las diferentes realizaciones de SIRGAS, reducidas a la misma época de referencia, son compatibles en el nivel del milímetro. *** SIRGAS 95 La primera campaña GPS de SIRGAS fue llevada a cabo entre el 26 de mayo y el 4 de junio de 1995. Ésta incluyó 58 estaciones distribuidas en América del Sur y su medición fue posible gracias al esfuerzo combinado de entidades suramericanas, europeas y norteamericanas que pusieron a disposición los equipos GPS y operadores necesarios

147 para toda la red. Las mediciones fueron procesadas independientemente por el DGFI (Deutsches Geodätisches Forschungsinstitut) y NIMA (US National Imagery and Mapping Agency, actualmente NGA: National Geospatial-Intelligence Agency). DGFI utilizó el software Bernese, v. 3.4 con algunas modificaciones implementadas por ese Instituto, mientras que NIMA trabajó con el software GIPSY/OASIS II. La comparación de las soluciones a través de una transformación de similitud de siete parámetros (transformación de Helmert) arrojó como máxima diferencia 3,5 cm con RMS de ±1,0 cm en X, ±1,4 cm en Y y ±0,7 cm en Z. Las principales causas de estas discrepancias se basan en que se utilizaron diferentes efemérides satélitales en los procesamientos individuales y en que la dependencia de las variaciones de los centros de fase con respecto al ángulo de elevación no fueron tenidos en cuenta en la solución de NIMA. La solución final combinada de SIRGAS95 está referida al ITRF94, época 1995.4.

148 SIRGAS 2000

La segunda campaña de SIRGAS fue adelantada entre el 10 y el 19 de mayo de 2000. Dado que su objetivo primordial era la vinculación de los sistemas de alturas nacionales al ITRF, ésta incluye además de las estaciones SIRGAS95, los mareógrafos de referencia de América del Sur y algunos puntos fronterizos que permiten la conexión directa entre redes de nivelación vecinas. SIRGAS2000 contiene 184 estaciones distribuidas en Norte, Centro y Sur América. Esta red fue calculada por tres centros de procesamiento: DGFI (Deutsches Geodätisches Froschungsinstitut), IBGE (Instituto Brasileiro de Geografía e Estatística), and BEK (Bayerische Kommission für die Internationale Erdmessung). DGFI e IBGE utilizaron el software Bernese, v. 4.0, mientras que BEK trabajó con el software GIPSY/OASIS II. La solución final fue obtenida a partir del ajuste combinado de las coordenadas individuales y sus matrices varianza-covarianza (archivos SINEX) y se refiere al ITRF2000, época 2000.4. ***

149 REDES NACIONALES

Inmediatamente después de la campaña SIRGAS95, los países de América del Sur se concentraron en la modernización de los datum geodésicos locales mediante la densificación nacional de la red SIRGAS y la determinación de los parámetros de transformación necesarios para migrar al nuevo sistema SIRGAS la información geográfica asociada a los datum antiguos. Inicialmente, estas densificaciones fueron realizadas a través de redes pasivas (conformadas por pilares), pero, en la actualidad, la mayoría de los países están instalando estaciones de funcionamiento continuo. Estas estaciones, además de conformar los marcos de referencia nacionales, son la base para el desarrollo de aplicaciones rutinarias basadas en navegación y posicionamiento apoyados en satélites.

Las actividades referentes a las densificaciones nacionales y a la adopción oficial de SIRGAS por parte de los países miembros son coordinadas por el SIRGAS-GTII: Datum Geocéntrico.

150 *CON: Continuously Operating Network

El SIRGAS-GTII (Datum Geocéntrico) fue creado en 1993 con el propósito de establecer un datum geocéntrico para América del Sur. Además de la definición del datum, el SIRGAS-GTII se ocupó de adelantar un diagnóstico sobre el estado de los sistemas de referencia locales existentes en América del Sur, con el objetivo de diseñar una estrategia para su integración (o modernización) en el nuevo sistema SIRGAS. Después de un censo detallado sobre los intereses particulares de cada país, se concluyó que cada uno de ellos debía adelantar individualmente dicha integración, pero siguiendo las recomendaciones formuladas por este grupo de trabajo. Desde febrero de 2001, cuando SIRGAS fue extendido a todo el continente, el SIRGAS-GTII se ocupa igualmente de los países centro americanos y del Caribe.

La estrategia general utilizada para integrar los datum geodésicos locales en SIRGAS se basa en:

i) Establecimiento de una red nacional GNSS de primer orden (con estaciones pasivas o de funcionamiento continuo). ii) Determinación de los parámetros de transformación entre los sistemas locales y SIRGAS. iii) Adopción de SIRGAS como marco de referencia oficial en cada país.

VELOCIDADES

El Modelo de Velocidades SIRGAS (VEMOS) ha sido calculado a partir de las coordenadas SIRGAS95 y SIRGAS2000, de las velocidades de las estaciones SIRGAS-CON determinadas por el IGS-RNAAC-SIR y de diferentes proyectos geodinámicos desarrollados en la región (Drewes and Heidbach 2005). Dado que la precisión de las coordenadas reducidas en el tiempo depende directamente de la confiabilidad de este modelo, su cualificación permanente también es un objetivo central de SIRGAS. El procesamiento preciso de información GNSS corresponde con: 1. Transformación de las coordenadas de referencia al ITRF al cual se refieren las efemérides satelitales. Actualmente, las coordenadas SIRGAS95 o SIRGAS2000 deben transformarse del ITRF94 o ITRF2000 (respectivamente) al ITRF2005 (parámetros de transformación entre ITRFs).

2. Traslado de las coordenadas de referencia desde la época de definición a la época de observación. Es decir, las coordenadas asociadas a SIRGAS95 deben trasladarse desde 1995.4 al día en que se hace el levantamiento GNSS, por ejemplo 2007.7. Igualmente, las coordenadas referidas a SIRGAS2000 deben traerse desde 2000.4 a 2007.7. Dicho traslado se hace mediante: X (t) = X (t0) Y (t) = Y (t0) + + (t (t – – t0) t0) * * Vx Vy Z (t) = Z (t0) + (t – t0) * Vz

Siendo X(t), Y(t), Z(t) las coordenadas en la época deseada, X(t0), Y(t0), Z(t0) las coordenadas en la época de referencia, (t – t0) el intervalo de tiempo transcurrido entre la

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152 realización del sistema de referencia y el levantamiento GNSS y Vx, Vy, Vz las velocidades de las estación de referencia.

3. Vx, Vy, Vz deben tomarse de las soluciones multi anuales de la red SIRGAS-CON generadas por el IGS-RNAAC-SIR. Si la estación de referencia no está inlcuida en dichas soluciones, Vx, Vy, Vz pueden tomarse del modelo VEMOS. Este modelo corresponde a una cuadrícula de 1° x 1° con velocidades horizontales.

4. Una vez las coordenadas de referencia se encuentran en la época de observación, se adelanta el procesamiento de los puntos GNSS nuevos.

5. Las coordenadas de los puntos nuevos se trasladan de la época de observación a la época de referencia (ver ítem 2), ya sea utilizando las velocidades conocidas de un punto muy cercano, o las velocidades del modelo VEMOS.

6. Finalmente, las coordenadas de los puntos nuevos deben transformarse al marco de referencia oficial, es decir del ITRF2005 a SIRGAS95 (ITRF94) o SIRGAS2000 (ITRF2000) según sea el caso. ***

153 Red Argentina de Monitoreo Satelital Continuo PROYECTO RAMSAC El Marco de Referencia Geodésico Nacional constituye la base fundamental sobre la que se apoya toda la cartografía del País. Sin marco de referencia no hay cartografía posible. El Instituto Geográfico Militar es el responsable Nacional del establecimiento, mantenimiento, actualización y perfeccionamiento del marco de referencia. Sobre este marco de referencia desarrollan sus tareas las Provincias, Municipios, Catastros, empresas públicas y privadas y usuarios particulares. Como se ha visto, hasta el año 1997 el Marco de Referencia oficial de la República Argentina se denominó Campo Inchauspe 69 y su desarrollo demandó más de 100 años de labor del Instituto, empleando técnicas clásicas de medición (triangulación y poligonación) recorriendo palmo a palmo cada porción de nuestro territorio y determinando más de 18000 puntos de alta precisión geodésica. En el año 1997, empleando la tecnología satelital (GPS), y por disposición del IGM, se produce el cambio al nuevo Marco de Referencia POSGAR 94 constituido por 127 puntos distribuidos homogéneamente a lo largo y ancho del País. En el año 1998 el Instituto aprueba la ejecución de un proyecto de Estaciones GPS Permanentes denominado RAMSAC (Red Argentina de Monitoreo Satelital Continuo), quedando el mismo bajo la dirección del Teniente Coronel Eduardo Lauría (Jefe de la División Geodesia) y el Agrimensor Sergio Cimbaro (Jefe de la Sección Planimetría). El Proyecto consiste en la instalación de estaciones que reciben en forma interrumpida datos provenientes de la constelación GPS y los objetivos fundamentales son: • Satisfacer requerimientos de orden técnico por parte de los usuarios de las modernas técnicas de posicionamiento satelital. • Asesorar y colaborar en la instalación de nuevas estaciones GPS permanentes a todas las Instituciones que deseen incorporarse a la Red RAMSAC, para que los datos sean publicados en Internet y puedan ser accesibles en forma libre y gratuita. • Contribuir al perfeccionamiento y mantenimiento del Marco de Referencia Geodésico Nacional (responsabilidad del Instituto Geográfico Militar). Tres son los factores que generan un vertiginoso crecimiento de la iniciativa: 1. El creciente y cada vez más accesible empleo de la moderna técnica de medición por parte de los usuarios. 2. El interés de las organizaciones estatales y privadas, organismos e instituciones científicas por participar del proyecto 3. La definida tendencia mundial a un nuevo concepto en el establecimiento de los modernos marcos de referencia: Los definidos por las redes de estaciones GPS permanentes. En el año 1998, en el país se encontraban funcionando 7 estaciones GPS permanentes, que participaban de proyectos científicos independientes, solo 3 de ellas publicaban sus

154 datos en servidores internacionales de acceso gratuito, a partir de ese año y por iniciativa del IGM los datos de las estaciones por primera vez fueron publicados en un servidor Nacional de acceso público y gratuito, materializando la creación de la Red RAMSAC. En el mes de septiembre de 2007 el número de estaciones incorporadas a la Red asciende a 21, un esfuerzo que es compartido con cada una de las Instituciones, Organismos, Universidades, Consejos Profesionales y Empresas que creen en el Proyecto y que son listados a continuación: – Administración de Parques Nacionales (APN) – Center for earthquake research and information (CERI) de la Universidad de Memphis – EEUU – Centro Austral de Investigaciones Científicas (CADIC) – Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) – Consejo Profesional de Agrimensura de la Provincia de Buenos Aires – Departamento de Agrimensura de la Universidad Nacional de Córdoba – Departamento de Agrimensura de la Universidad Nacional del Sur – Departamento de Física de la Universidad Nacional de Tucumán – Departamento de Geotopocartografía de la Universidad Nacional de Rosario – Departamento de Ingeniería de la Universidad Nacional del Sur – Dirección de Catastro e Información Territorial de Mendoza – Dirección de Catastro de Corrientes – Estación Astronómica Río Grande (EARG) – Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas de la Universidad Nacional de La Plata – Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la Universidad de San Juan – Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Cuyo – Gobierno de la Provincia de Tierra del Fuego – Instituto Antártico Argentino (IAA) – Instituto Geográfico Militar (IGM) – Instituto Nacional de Prevención Sísmica (INPRES) – Instituto Nacional de Investigación y Desarrollo Pesquero – Servicio de Hidrografía Naval (SHN) – Unidad de Aplicaciones Geodésicas y Gravimétricas del Centro Regional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CRICyT) Alcances de la Red Argentina de Monitoreo Satelital Continuo Concretada la idea de llevar adelante el proyecto, se llevaron a cabo los estudios de viabilidad en lo concerniente a la ubicación geográfica de las estaciones, mecanismos de transferencia de datos a implementar, disponibilidad de medios y un estudio particular referido a los posibles radios de cobertura de cada estación de acuerdo a las distintas precisiones exigibles. Referido a este último punto, fue necesario fijar ciertas condiciones iniciales para la resolución del problema. El punto de partida, lo constituyó entonces determinar hacia qué público estarían dirigidos los esfuerzos. Se partió del usuario más frecuente de equipos GPS, desde el punto de vista económico, los mismos tienen acceso a equipos receptores de tipo geodésico que operan en una frecuencia, con un programa comercial para el

155 procesamiento de los datos. Este usuario está limitado en cuanto a la distancia entre los puntos para obtener un resultado preciso, debido a que para distancias mayores a 25 Km., la precisión de las mediciones comienza a decaer. Para los usuarios de receptores que operan con doble frecuencia, el problema está minimizado. Luego de un exhaustivo estudio acerca de los radios de cobertura que podrían abarcar las estaciones, se llegó a la conclusión que para una distancia de 300 Km., procesando en una sola frecuencia se puede trasladar una coordenada con un error menor al metro en las tres componentes (Latitud, Longitud y Altura Elipsoidal). Este estudio se realizó sobre observaciones de la Red POSGAR de 6 horas de duración, cuyo detalle se encuentra publicado en la Revista Cartográfica Número 68 (Junio 1999), del Instituto Panamericano de Geografía e Historia. Posteriormente se realizaron nuevos estudios, luego de la desactivación del S/A (Selective Availability, 1 de mayo de 2000), en este caso se utilizaron observaciones de 3 horas de duración, es decir la mitad del tiempo del primer estudio y los resultados se mantuvieron en el orden de los 0.50 m. para las diferencias de procesamiento entre L1 y L1c en vectores de 300 km. aproximadamente. Las coordenadas de las estaciones están expresadas en el Sistema de Referencia POSGAR 94, por ser el Sistema oficial de la República Argentina definido como tal en el año 1997. Antecedentes de la Red Argentina de Monitoreo Satelital Continuo Durante los años 1993 y 1994, el Instituto Geográfico Militar (IGM), en un trabajo conjunto con el Consorcio de Universidades Americanas (UNAVCO), midió la Red POSGAR 94, encomendando el procesamiento de la misma a la Universidad Nacional de La Plata (UNLP). La Red POSGAR 94, debido a las grandes ventajas de la tecnología GPS, empezó a extender su uso a todos los ámbitos de la Agrimensura y Topografía, de esta manera las coordenadas de los puntos de la Red se hicieron cada vez más imprescindibles para las distintas aplicaciones de precisión. En el año 1997 el IGM adopta POSGAR 94 como Marco de Referencia Geodésico Nacional para la República Argentina en forma oficial. Se tomó esta resolución apoyados en los distintos estudios que se realizaron, de los mismos se concluyó que las coordenadas del Sistema POSGAR 94 se adaptan mucho mejor a las necesidades de precisión actuales, en vista del uso de las nuevas técnicas de medición GPS y con la necesidad de acompañar el proceso de cambio emergente a nivel mundial. En ese Marco, el punto IGM0, integrante de POSGAR 94 toma trascendencia para la comunidad geodésica al constituir el único punto de la Red ubicado en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires. La necesidad de contar con datos provenientes del mismo, ya sea con carácter comercial, científico o educativo, transforma en frecuentes las consultas de los usuarios y las solicitudes de autorización para su ocupación temporal. En el año 1998, se decide emplazar un nuevo punto en las instalaciones del Servicio Internacional de la Hora (dependientes del IGM), predio ubicado cercano a la estación Migueletes del FFCC. Gral. Bartolomé Mitre, Partido de San Martín en la Provincia de Buenos Aires con el fin de facilitar a los usuarios su utilización para las actividades propias de cada uno. Dicho punto es vinculado a la Red en forma precisa, e incorporado al cálculo de POSGAR 98, constituyendo así un punto de la misma calidad que IGM0.

156 Concretada esta actividad, se instala en el punto IGM0 un receptor GPS Geodésico con la idea de recoger datos en forma permanente y ponerlos a disposición del público usuario brindando un servicio de gran importancia, porque facilita la vinculación de los trabajos realizados por profesionales independientes al Marco de Referencia Nacional. De esta manera se crea en agosto del año 1998, la Primer Estación Permanente de la Red POSGAR 94 operada en su totalidad por profesionales y técnicos del IGM. En base a esta experiencia, surge la propuesta de plasmar una Red de estaciones permanentes, en condiciones de brindar este servicio en todo el territorio nacional, aprovechando las facilidades técnicas y el exitoso desarrollo del Proyecto CAP (Central Andes Project).

En el mes de octubre de 1998, el proyecto es presentado ante el Gabinete de Ciencia y Técnica de la Nación (GATEC), para su inclusión en el Plan Plurianual de Ciencia, Tecnología e Innovación 1999/2001. En el mes de diciembre de 1998 se expone el proyecto en las jornadas “Presente y Futuro de la Geodesia” organizadas por el IGM y la UNLP.

Durante el mes de enero de 1999, a través del Instituto de Investigaciones Geodésicas y Geofísicas de Alemania (DFGZ), la estación IGM0 comienza a remitir diariamente los datos de su medición al International Geodetic Service (IGS), pasando así a conformar el conjunto de estaciones que determinan el Marco de Referencia Terrestre Internacional (International Terrestrial Reference Frame – ITRF).

Fuente: “www.igm.gov.ar”

157 Mapa de la Red Argentina de Monitoreo Satelital Continuo ***

Aumentación

SBAS (Aumentación) Sin lugar a dudas el futuro de los GNSS apunta directamente al perfeccionamiento de su disponibilidad y precisión, es por ello que en la actualidad el término Aumentación esta resonando entre los profesionales que hacen uso de los sistemas de posicionamiento global, siendo esta una nueva actividad que asegura una mejor determinación en las mediciones hechas por satélites, en lo que refiere a posicionamiento absoluto. En la AP, como veremos mas adelante, el geopocisionamiento juega un rol primordial, y al ser una actividad en continuo crecimiento creemos que en un tiempo no tan lejano, ambos conceptos deberán cruzarse. SBAS, abreviatura inglesa de Satellite Based Augmentation System (Sistema de Aumentación Basado en Satélites), es un sistema de corrección de las señales que los Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS) transmiten al receptor GPS del usuario. Los sistemas SBAS mejoran el posicionamiento absoluto del receptor y dan información sobre la calidad de las señales. Aunque inicialmente fue desarrollado para dar una precisión mayor a la navegación aérea, cada vez se está generalizando más su uso en otro tipo de actividades que requieren de un uso sensible de la señal GPS. Equipo de campo realizando levantamiento de información sísmica usando un receptor GPS Navcom SF-2040G StarFire montado sobre un mástil.

Actualmente están desarrollados o en fase de implementación los siguientes sistemas SBAS: ?

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? WAAS (Wide Area Augmentation System), gestionado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service), administrado por la Agencia Espacial Europea.

WAGE (Wide Area GPS Enhancement), que trasmite más precisión en los datos de efemérides y reloj de los satélites destinado a uso militar.

MSAS (Multi-Functional Satellite Augmentation System), operado por Japón.

StarFire, gestionado por la empresa John Deere.

QZSS (Quasi-Zenith Satellite System), propuesto por Japón.

GAGAN (GPS and GEO Augmented Navigation), planeado por la India. Finalidades específicas en la navegación aérea

Los objetivos de los sistemas SBAS son: ? Incrementar la integridad del sistema para cumplir con los requisitos de un sistema de navegación único. Los estándares civiles requieren el aviso de fallo del sistema en menos de 30 segundos cuando se está en ruta, 10 segundos en una aproximación de no-precisión, y 6 segundos en una aproximación de precisión. En contraste, el sistema GPS puede tomar entre una hora y media y dos horas para notificarle al usuario que ha fallado un satélite.

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? Incrementar la exactitud del sistema GPS para cumplir con los requisitos de un medio único de navegación para aproximaciones de precisión. Sin aumentación de ningún tipo, el NAVSTAR-GPS o GLONASS pueden ser utilizados únicamente para aproximaciones de no-precisión (NPA).

Incrementar la disponibilidad del sistema para cumplir con requisitos de un medio de navegación único. Actualmente la disponibilidad del sistema GPS varía entre 95 y 98%. Como consecuencia, se requiere la confirmación de la disponibilidad de los satélites a lo largo de la ruta del GPS previa a cada vuelo en el que se desee utilizar GPS como medio de navegación primario. Esto es debido a que, previamente a la SBAS, era necesario dedicar un satélite en línea de visión para la única función de supervisión de la integridad. Funcionamiento Esquema de funcionamiento de los Sistemas de Aumentación Basados en Satélites (SBAS). La arquitectura básica de todos los sistemas SBAS esta conformada por una red de estaciones terrestres de referencia distribuidas por una amplia zona geográfica (países o continentes enteros) que supervisan a las constelaciones de satélites de GNSS. Estas estaciones retransmiten los datos a una instalación de procesamiento central que evalúa la validez de las señales y calcula correcciones a los datos de efemérides y reloj radiodifundidos de cada satélite a la vista. Para cada satélite GPS o GLONASS vigilado, el SBAS estima los errores en los parámetros, y a su vez estas correcciones son transmitidas al avión por medio de satélites geoestacionarios. Luego el receptor de abordo ajusta la información recibida directamente de los satélites GPS con las correcciones recibidas de los satélites geoestacionarios, para así navegar con más seguridad. Los mensajes de integridad y correcciones para cada fuente telemétrica GPS o GLONASS vigilada se transmiten en la frecuencia GPS L1 de los satélites geoestacionarios SBAS, situados en puntos orbitales fijos sobre el ecuador terrestre. Los mensajes SBAS aseguran la integridad, mejoran la disponibilidad y proporcionan la actuación necesaria para aproximaciones con guiado vertical APV. El SBAS utiliza mediciones de distancia en dos frecuencias para calcular el retardo de la señal producido por la ionósfera y radiodifunde las correcciones aplicables en puntos de la cuadrícula ionosférica (grid points) predeterminados. El receptor SBAS del usuario

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160 interpola entre los puntos de la cuadrícula para calcular la corrección ionosférica a lo largo de su línea de alcance óptico a cada satélite.

Además de correcciones de reloj, efemérides e ionosféricas, el SBAS evalúa y transmite parámetros que limitan la incertidumbre en las correcciones. Combinando estos cálculos de incertidumbre en las correcciones con cálculos de las incertidumbres en su propia exactitud de mediciones de pseudodistancia, el receptor SBAS de usuario modela un error para su solución de navegación propia.

Es importante distinguir entre las zonas de cobertura y las zonas de servicio SBAS. La zona de cobertura se define por las huellas en tierra (foot prints) de las señales de los satélites geoestacionarios. Las zonas de servicio para un SBAS determinado se establecen por el estado dentro de la zona de cobertura SBAS. El estado es el responsable de designar los tipos de operaciones que pueden apoyarse dentro de una zona de servicio determinada.

Virtudes del sistema

Entre las ventajas del SBAS se encuentran: ?

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? Provee una guía tridimensional para aproximaciones de precisión a las aeronaves dentro del área de servicio. Este método de operación del SBAS mejora significativamente los instrumentos bidimensionales de navegación existentes que no pueden proveer referencias verticales precisas a los pilotos.

Provee gran precisión (hasta 5 m vertical y hasta 2 m horizontal) y disponibilidad (radiodifunde señales similares al GPS por varios satélites geoestacionarios) para aproximaciones de Categoría I, además de integridad (alto nivel de redundancia en el sistema y notificación de fallos en 6 s) para la seguridad del sistema GPS y apoyo a las operaciones de vuelo.

Reduce las posibilidades de accidentes contra tierra durante vuelos controlados y aproximaciones.

Elimina los costos asociados en el mantenimiento de los instrumentos de navegación más antiguos con base terrestre tal como los NDB, VOR, DME y los ILS para la Categoría I.

Reduce el número de piezas de equipos a bordo de la aeronave y requerirá sólo un pequeño receptor montado en la cabina y una antena.

Permite reducir los estándares que gobiernan la separación entre aeronaves en vuelo, permitiendo alojar un mayor número de ellas en un espacio dado, sin aumentar los riesgos. ? Ahorros de combustible haciendo posible vuelos más directos y aproximaciones más seguras.

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? Bibliografía

Eduardo Huerta, Aldo Mangiaterra y Gustavo Noguera. “GPS Posicionamiento Satelital”.Universidad Nacional de Rosario, 2005.

Rafael Cid Palacios y Sebastián Ferrer Martínez. “Geodesia Geométrica, Física y por Satélites”. Universidad de Zaragoza. Madrid, 1997

Fernando Martín Asín. “Geodesia y Cartografía Matemática”. Madrid, 1990

Compilación de HUGH ODISHAW (1969). La Tierra en el Espacio. Editorial Letras S.A., México

PROCISUR – Agricultura de Precisión – “Integrando conocimientos para una agricultura moderna y sustentable. Rodolfo Bongiovanni, Evandro Chartuni Montivani, Stanley Best y Álvaro Roel.

7º y 8º Curso de Agricultura de Precisión y 2ª y 3ª Expo de Máquinas Precisas – INTA Manfredi.

Manuel Alvarado Ledesma “¿Por qué despreciamos el agro?”. Editorial El Ateneo, año 2005

Manuel Alvarado Ledesma “La Argentina agrícola: un país que niega su destino”. Editorial El Ateneo, año 2003.

Georreferenciación: F. Azpilicueta, C.A. Brunini, E. Huerta, B. Jiménez, A. Mangiaterra, M.P. Natali, G. Noguera, R. Perdomo, R.C. Rodríguez. UNR editora, junio del 2001.

Nociones de Topografía, Geodesia y Cartografía, Jorge Franco Rey.

Contribuciones a la geodesia en la Argentina de fines del siglo XX, homenaje a Oscar Parachu, UNR Editora.

Páginas web consultadas

www.agriculturadeprecision.org www.cosechayposcosecha.org www.upcommons.upc.edu www.aagg.org.ar www.agrimensoft.com.ar www.igm.gov.ar www.topografíaglobal.com www.sirgas.org www.agrimensores.org.ar www.efn.uncor.edu www.cplat.fcaglp.unlp.edu.ar www.ez-guide.com