Documentación, actualización y validación de la materialización y densificación de la Red Magna Eco “marco geocéntrico nacional de referencia””

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(1)UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES PROYECTO CURRICULAR INGENIERÍA TOPOGRÁFICA. (TRABAJO DE GRADO EN LA MODALIDAD DE PASANTÍA PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO TOPOGRÁFICO). INFORME DE PASANTIA: DOCUMENTACIÓN, ACTUALIZACIÓN Y VALIDACIÓN DE LA MATERIALIZACION Y DENSIFICACIÓN DE LA RED MAGNA-ECO “MARCO GEOCÉNTRICO NACIONAL DE REFERENCIA”. PRESENTA: PAULA ANDREA REYES GIRALDO CÓDIGO: 20131032027 HAROLD STEP SALAMANCA MUÑOZ CÓDIGO: 20122032050. BOGOTÁ D.C, JULIO DE 2018.

(2) UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES PROYECTO CURRICULAR INGENIERÍA TOPOGRÁFICA. (TRABAJO DE GRADO EN LA MODALIDAD DE PASANTÍA PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO TOPOGRÁFICO). INFORME DE PASANTIA: DOCUMENTACIÓN, ACTUALIZACIÓN Y VALIDACIÓN DE LA MATERIALIZACION Y DENSIFICACIÓN DE LA RED MAGNA-ECO “MARCO GEOCÉNTRICO NACIONAL DE REFERENCIA”. DIRECTOR INTERNO: ROBINSON QUINTANA PUENTES ING. CATASTRAL MAGISTER EN GEOFÍSICA. DIRECTOR EXTERNO: JOSÉ RICARDO GUEVARA LIMA ING. CATASTRAL Y GEODESTA MAGISTER. BOGOTÁ D.C, JULIO DE 2018 1.

(3) NOTA DE ACEPTACIÓN. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------. -------------------------------------------------FIRMA DIRECTOR INTERNO. -------------------------------------------------FIRMA DIRECTOR EXTERNO. -------------------------------------------------FIRMA COORDINADOR. BOGOTÁ D.C 26/07/18 2.

(4) AGRADECIMIENTOS Primero de ante mano agradezco a Dios quien me ha brindado la fortaleza, perseverancia y sabiduría para poder cumplir con mis objetivos y metas en el transcurso de carrera, por consiguiente, con todo mi amor y cariño, a mi Madre Martha Janeth Giraldo y mi padre Jorge Enrique Reyes, quienes me han apoyado incondicionalmente en cada momento, para el logro de ésta meta. Deseo expresar mis agradecimientos, a la Universidad Distrital Francisco José de Caldas y al proyecto curricular de Ingeniería Topográfica junto a sus excelentes docentes en especial a nuestro director de trabajo de grado Robinson Quintana Puentes como excelente ejemplo a seguir; por otra parte, a todos y cada uno de los integrantes del Grupo de Interno de Geodesia GIT, por su compañerismo y conocimientos brindados, durante la realización de las prácticas, y en caso especial a la Ingeniera Nancy Paola Gutiérrez Rueda por haberme dado la oportunidad, el gusto y el privilegio, de realizar éste trabajo de grado bajo su coordinación en el Instituto Geográfico Agustín Codazzi. Paula Andrea Reyes Giraldo Estudiante Ingeniera Topográfica. Primordialmente a Dios quien me da el vigor, la energía e inteligencia para poder desarrollar cada una de las metas que he trazado en mi vida, a mi mamá Luz muñoz por ser ese apoyo tajante que cada día me recuerda constantemente por que seguir trabajando y luchando, también mis más sinceros agradecimientos a mi amada universidad Francisco José de Caldas, la cual me ha enseñado mucho de lo que se y ha forjado en mi un pensamiento crítico y constructivo hacia la vida Gracias a todos los que de buena fe y con amabilidad nos dieron la oportunidad y el aliento de poder hacer mis prácticas laborales en este prestigiosos instituto, a nuestras familias las cuales son nuestros cimientos en la vida y lo más importante para nosotros, al Profesor Robinson Quintana quien ha sido un excelente tutor y colega, a la ingeniera Nancy Paola Gutiérrez por su constante acompañamiento durante todo el proceso y a todos los demás integrantes del GIT de geodesia del Instituto Geográfico Agustín Codazzi infinitas gracias. Harold Step Salamanca Muñoz Estudiante Ingeniera Topográfica. 3.

(5) CONTENIDO Pág. GLOSARIO ..................................................................................................... 7 INTRODUCCIÓN .......................................................................................... 10 1.. OBJETIVOS ........................................................................................... 11 3.1. Objetivo General .............................................................................. 11 3.2. Objetivos específicos ....................................................................... 11 3.3. Objetivos Institucionales .................................................................. 12. 2.. JUSTIFICACIÓN .................................................................................... 13. 3.. MARCO TEÓRICO ................................................................................ 14. 4.. METODOLOGÍA .................................................................................... 18 4.1 A.. Control de Calidad de Archivos RINEX – TEQC .............................. 18 Protocolo guía .............................................................................. 18. 4.2 Análisis Estadístico - Estaciones Continuas de la Red MAGNA-ECO. 24 4.3 Implementación Código de Programación Control de Calidad de los Datos Rinex. .............................................................................................. 28 4.4 Densificación de la Red MAGNA-ECO “Marco Geocéntrico Nacional de Referencia” ................................................................................................ 29 4.4.1 Reconocimiento de la Red MAGNA-ECO “Marco Geocéntrico Nacional de Referencia” ........................................................................ 29 4.5. Investigaciones Realizadas.................................................................... 35 4.5.1. Casos de uso del protocolo NTRIP con sistema de estaciones VRS, para la densificación de la Red MAGNA-ECO.............................. 35 4.5.2. Costos Iniciales Implementación Sistema “VRS” ......................... 39 4.5.3. Materialización a Nivel del Suelo Para la Actualización y Densificación de la Red MAGNA-ECO .................................................. 41 5.. RESULTADOS ...................................................................................... 51. a.. Resultados Análisis estadístico de la Red MAGNA-ECO. ..................... 51. 6.. CONCLUSIONES .................................................................................. 56. 7.. RECOMENDACIONES .......................................................................... 57. 8.. ANEXOS ................................................................................................ 59 a.. 9.. Cronograma de actividades ............................................................. 59 BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................... 64. 4.

(6) LISTA DE ILUSTRACIONES Pág. Ilustración N° 1. Red básica GPS IGAC 2004 ____________________________ 15 Ilustración N° 2. Red referencia SIRGAS ________________________________ 17 Ilustración N° 3. Características de la estación de funcionamiento continuo. _____ 19 Ilustración N° 4. Grafica de calidad de rastreo de la estación de funcionamiento continuo (Reporte semanal). _________________________________________ 20 Ilustración N° 5. RMS de MP1 Control de Calidad datos continuos (ÓPTIMOS). __ 22 Ilustración N° 6. RMS de MP1 Control de Calidad datos discontinuos (DEBILES). 23 Ilustración N° 7. RMS de MP2 Control de Calidad datos continuos (OPTIMOS). __ 23 Ilustración N° 8. RMS de MP2 Control de Calidad datos discontinuos (DEBILES). 24 Ilustración N° 9. Calidad de observaciones estación BOGA. _________________ 25 Ilustración N° 10. Valor de RMS de mp1 y mp2 para la estación BOGA. ________ 25 Ilustración N° 11. Mapa de parámetros base para la ubicación de nuevas estaciones de la Red MAGNA-ECO ____________________________________________ 31 Ilustración N° 12 Costo de la implementación del NTRIP CASTER. ___________ 40 Ilustración N° 13 Monumentación a nivel del suelo ________________________ 42 Ilustración N° 14. Parámetros de excavación para estaciones de operación continua (CORS) a nivel del suelo ____________________________________________ 45 Ilustración N° 15. Parámetros estructurales para estaciones de operación continua (CORS) a nivel del suelo ____________________________________________ 46 Ilustración N° 16. Distribución de componentes para estación CORS __________ 47 Ilustración 17 Mapa Densificación del Marco de Referencia Geocéntrico Nacional. 54 Ilustración 18 Presentación ejecución aplicativo Quality Control. ______________ 55. INDICE DE TABLAS Pág. Tabla N° 1. Simbología de la gráfica TEQC de la estación BOGT en la semana GPS 1952. ___________________________________________________________ 19 Tabla N° 2. Análisis estadístico de la estación BOGA. ______________________ 26 Tabla N° 3. Parámetros y óptima localización estaciones Red MAGNA-ECO. ____ 32 Tabla N° 4. Nuevas estaciones a implementar para la Densificación de la Red MAGNA-ECO “Marco Geocéntrico Nacional de Referencia” _________________ 33 Tabla N° 5. Presupuesto requerido para la reparación de estaciones CORS. ¡Error! Marcador no definido. Tabla N° 6. Presupuesto solicitado para el mantenimiento de estaciones CORS. ________________________________________ ¡Error! Marcador no definido. Tabla N° 7. Presupuesto solicitados para la innovación y modificación de la Red Magna ECO. ______________________________ ¡Error! Marcador no definido. Tabla N° 8. Presupuesto total para la innovación y modificación de la red Magna ECO. ____________________________________ ¡Error! Marcador no definido. Tabla N° 9. Casos de Uso NTRIP en Europa y Norteamérica. ________________ 36 Tabla N° 10. Casos de Uso NTRIP en Sur América. _______________________ 37 Tabla N° 11. Actividades de monitoreo continuo. __________________________ 38 Tabla N° 12 Comparativa tipos de monumentación ________________________ 43 Tabla N° 13. Estimación costo materialización estación CORS año 2017 _______ 48 Tabla N° 14. Resumen del análisis de las estaciones de la Red MAGNA-ECO. __ 51. 5.

(7) Tabla N° 15. Esquema hoja de vida de la estaciones MAGNA-ECO._______ ¡Error! Marcador no definido.. LISTA DE ANEXOS Pág. Anexo N° 1. Cronograma de actividades ________________________________ 59 Anexo N° 2. Formato de Inventario de elementos de la Red MAGNA-ECO ______ 60 Anexo N° 3. Formato de caracterización de usuarios mes de junio 1/2 _________ 61 Anexo N° 4. Formato de caracterización de usuarios mes de junio 2/2 _________ 62 Anexo N° 5. Formato de características del estado de las estaciones. _________ 63. 6.

(8) GLOSARIO. ARCHIVOS BINEX: (Binary Exchange). Es un formato estándar de archivos binarios para fines de investigación y funcionamiento GNSS. Este formato ha sido diseñado para permitir la encapsulación de cualquier metadato GNSS. ACHIVOS RINEX: (Receiver Indepent Exchange) Se define como un formato de ficheros de texto con lenguaje universal, enfocado al almacenamiento de manera estandarizada de datos satelitales provenientes de las diferentes constelaciones GNSS (GPS, GLONASS, GALILEO, BEIDU). CORS: (Continuous Operation Reference Station) Punto geodésico de referencia, materializado con un receptor de posicionamiento satelital de doble frecuencia que opera permanentemente. Este tipo de puntos constituyen una red geodésica de estaciones de operación continua por sus siglas en inglés, encargada de la recepción y almacenamiento de señales satelitales provenientes de diferentes constelaciones 24 horas al día, 7 días a la semana, con el objetivo de ser utilizados para su uso posterior. DATÚM: Parámetro o conjunto de parámetros que definen la posición del origen, escala y orientación de un sistema de coordenadas. DATÚM GEODÉSICO: Orientación y ubicación de un elipsoide asociado frente a un sistema de coordenadas tridimensionales [X, Y, Z]. EFECTO MULTICAMINO (MULTIPATH): Efecto generado por la reflexión difusa o reflejada de la señal satelital en superficies reflectantes ubicadas en el entorno de la antena GNSS, de forma tal que el receptor registra señal directa e indirecta (reflejada por diferentes caminos). Los efectos multicamino generan dificultades en la solución de ambigüedades y, por lo tanto baja precisión de los resultados obtenidos. ELIPSOIDE: Superficie curva cerrada y simétrica compuesta de tres ejes perpendiculares entre sí; sus secciones planas son elipses o círculos. GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM (GNSS): el Sistema Global de Navegación por Satélite es el conjunto de constelaciones de satélites que transmiten rangos de señales utilizados para el posicionamiento y localización en cualquier parte del globo terrestre, ya sea en tierra, mar o aire. LATITUD: Ángulo generado por la intersección del semieje mayor del elipsoide de referencia del Datúm y el elipsoide normal en el punto de interés. 7.

(9) LONGITUD: longitud del arco o porción del ecuador de la tierra entre el meridiano de un lugar dado y el primer meridiano. MATERIALIZACIÓN: construcción estable y confiable de un punto en la superficie terrestre que sirve de testigo físico con coordenadas determinadas por un sistema de referencia específica, este puede construirse en diferentes presentaciones tales como: mástil, pilastra, mojón, incrustación horizontal, incrustación vertical, punto transitorio u obelisco. NTRIP: (Networked Transport of RTCM Internet Protocol). Se define como una red de flujo de datos a través de internet que tiene como finalidad la corrección de coordenadas y diferentes parámetros que confluyen en cualquier levantamiento GPS, todo esto en tiempo real y en conexión simultánea con miles de usuarios. RED ACTIVA: Conjunto de estaciones GNSS de funcionamiento continuo que son utilizadas como referencia para levantamientos diferenciales de posicionamiento satelital, garantizando la precisión y vinculación inmediata de puntos ocupados. RED MAGNA-ECO: (Marco Geocéntrico Nacional de Referencia de Colombia). Conjunto de estaciones GNSS de operación continua ubicadas en Colombia, con estaciones estratégicamente distribuidas sobre todo el territorio nacional. Actualmente es la red geodésica más importante del país en la cual se fundamentan todos los cálculos geodésicos para el desarrollo de proyectos cartográficos y topográficos. RED PASIVA: conjunto de vértices geodésicos ocupados con equipos GNSS de precisión a los que se les ha realizado mediciones en una época determinada. Su objetivo principal es servir como punto de referencia para proyectos ingenieriles y de infraestructura en instancias regionales y locales. RED SIRGAS-CON: Es la Red SIRGAS de funcionamiento continuo (SIRGAS-CON), compuesta en la actualidad por cerca de 400 estaciones distribuidas en América Latina. RMS: (Error medio cuadrático) Concepto que mide el promedio de los errores al cuadrado, en otras palabras, la diferencia entre el resultado estimado y el resultado obtenido. Establece una medida estadística de la dispersión de las posiciones calculadas en torno a la posición mejor asustada. A menor RMS mayor precisión. SIRGAS: Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas. VÉRTICES GEODÉSICOS: puntos materializados cuyas coordenadas fueron obtenidas por métodos geodésicos y están ligados al sistema de referencia. A estos se les determinan coordenadas, valor de gravedad y altitud. Pueden ser estaciones de referencia, MAGNA-SIRGAS; estaciones activas y pasivas, vértices de densificación o puntos de órdenes topográfico. 8.

(10) VRS: (Virtual Reference Station). Se refiere a una red de estaciones conectadas a un centro de control a través de internet, corrigiendo en tiempo real diferentes tipos de errores (ionosféricos, troposféricos, entre otros) con el fin de mejorar la precisión de los puntos obtenidos.. 9.

(11) INTRODUCCIÓN. El Marco Geocéntrico Nacional de Referencia “Red MAGNA-ECO”, está conformado por cuarenta y seis (46) estaciones GNSS (Sistemas Globales de Navegación Satelital) de funcionamiento continuo, de las cuales (43) estaciones GNSS forman parte de la Red SIRGAS “Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas – Red de Operación Continua” (SIRGASCON) siendo procesadas semanalmente desde el Centro de Procesamiento principal IGA. El IGAC es la entidad encargada de producir toda la cartografía oficial de Colombia, la elaboración del catastro nacional de la propiedad inmueble, inventarios, características de suelos y demás funciones de vital importancia para el desarrollo del país, como ente de control y supervisión de todas las ciencias espaciales que se extienden a nivel nacional tales como cartografía, agrología, percepción remota entre otras. Principalmente el GIT de Geodesia responde y ayuda a los usuarios diariamente con el suministro de archivos Rinex y coordenadas semanales procesadas por los Centros Locales de Procesamiento de la Red SIRGAS-CON, que permiten detallar coordenadas de alta precisión (Asociadas a una época específica de referencia) y sus cambios a través del tiempo (Velocidades de las estaciones) para cada estación. Por lo anterior es de suma importancia la constante revisión y actualización de la Red MAGNA-ECO, garantizando la calidad y precisión de los datos obtenidos y de generar nuevos proyectos para la densificación del Marco Geocéntrico Nacional de Referencia de Colombia. El proyecto de pasantía que se mostrará a continuación se realizó con el apoyo del Instituto Geográfico Agustín Codazzi, específicamente en el Grupo Interno de Trabajo de Geodesia, basado principalmente en los procesos de revisión de documentos, actualización de información, investigación para la materialización de nuevas estaciones para la Red, investigación de casos de uso del sistema VRS1 y NTRIP, análisis de la calidad de datos y el proceso para la densificación de toda la Red de estaciones de operación continua (CORS), para el Marco Geocéntrico Nacional de Referencia “Red MAGNAECO”.. 1. Estaciones Virtuales de Referencia. 10.

(12) 1. OBJETIVOS. 3.1.. Objetivo General. Apoyar al GIT de Geodesia en el proceso de investigación, análisis de datos, actualización, densificación y documentación para la nueva materialización de la Red MAGNA-ECO, con la generación de un código de programación para el control de la calidad de los datos generados por las estaciones continuas.. 3.2.. Objetivos específicos . Identificar las características de calidad de los archivos RINEX derivados de cada una de las estaciones de la Red MAGNA-ECO mediante el software TEQC.. . Generar un código de programación capaz de identificar y clasificar los archivos generados en cada una de las estaciones que componen la red MAGNA-ECO, con el fin de analizar la calidad y viabilidad para su publicación.. . Realizar reconocimiento del estado actual de las estaciones de la Red MAGNA-ECO, identificar características y hacer un análisis estadístico para el mejoramiento de la calidad de los datos obtenidos de cada una de las estaciones de la Red MAGNA-ECO.. . Realizar investigación de casos de uso e implementación del sistema VRS y NTRIP CASTER en diferentes países.. . Densificación de la Red MAGNA-ECO para el año 2018, con fines de implementación del Sistema VRS con NTRIP.. . Documentar y generar especificaciones para la materialización de estaciones CORS a nivel del suelo, con la finalidad de vincular Estaciones a la Red de Estaciones de Referencia del IHRF.. . Actualizar las tablas de caracterización de atención a usuarios, correspondientes al periodo de enero a septiembre del año 2017 y renovar las hojas de vida de cada una de las estaciones de la Red MAGNA-ECO.. 11.

(13) 3.3.. Objetivos Institucionales . Fortalecer al instituto como ente rector, autoridad y ejecutor determinante de políticas, metodologías y el marco normativo en materia geográfica.. . Fortalecer las competencias laborales y comportamentales, así como el sentido de pertenencia y estímulos a los servidores teniendo en cuenta los principios del servicio público.. . Facilitar y promover el acceso a los trámites, servicios e información geográfica que produce el instituto, racionalizando y optimizando el uso de recursos.. . Optimizar la gestión financiera de recursos.. 12.

(14) 2. JUSTIFICACIÓN. Actualmente la determinación de ubicaciones por medio de tecnologías GNSS se encuentra en su cúspide gracias a la rapidez y precisión que este método suministra para el desarrollo de trabajo enfocados a la ingeniería y demás aplicaciones tecnológicas, por esta razón se hace imprescindible una Red Geodésica Nacional que cumpla con parámetros estructurales, tecnológicos y logísticos para brindar un óptimo servicio a los diferentes usuarios públicos y privados. En los últimos años y de manera determinada el IGAC (Instituto Geográfico Agustín Codazzi) y específicamente el Grupo Interno de Trabajo de Geodesia ha venido desarrollando ambiciosos planes para el mantenimiento y actualización de la Red MAGNA-ECO con el objetivo de superar y dar solución a dificultades de cobertura a nivel Nacional para brindar un mejor servicio al país en relación a información Georreferenciada, por este motivo es necesario realizar la densificación de la Red de estaciones de operación continua (CORS) estableciendo una serie de puntos para la monumentación de nuevas estaciones GNSS de precisión. La Red MAGNA-ECO requiere un proceso de identificación de la calidad de la información que suministra actualmente, análisis estadísticos, organización de información de cada una de las estaciones y generación de procesos de investigación que permitan generar proyectos de innovación y actualización de la Red Geodésica Nacional de Colombia. La Universidad Distrital Francisco José de Caldas como ente académico líder en la ciudad de Bogotá y el país, tiene la responsabilidad de impulsar de manera objetiva el desarrollo científico, económico y estructural de Colombia y por medio de la carrera Ingeniería en Topografía está desarrollando importantes avances relacionados con tecnologías espaciales, cartográficas y geodésicas; gracias a este interés se han generado convenios muy importantes con el IGAC, especialmente con el GIT de Geodesia promoviendo investigaciones detalladas que buscan aumentar los conceptos técnicos y científicos en el área de las ciencias espaciales y geomáticas en diferentes regiones del territorio nacional.. 13.

(15) 3. MARCO TEÓRICO Red MAGNA-ECO. La Red MAGNA-ECO fue creada aproximadamente entre los años de 1998 y 1999 iniciando su funcionamiento con dos estaciones CORS donadas por el instituto para la digitalización y cálculo de números geopotenciales DFGI de Alemania, en este proyecto participaron instituciones como Ingeominas y el Instituto Geográfico Agustín Codazzi (IGAC). Una de las estaciones se ubicó dentro de las instalaciones del IGAC y la segunda estación se ubicó dentro de las instalaciones de la Universidad Nacional de Colombia. El Marco Geocéntrico Nacional de Referencia para Colombia Red MAGNAECO se define como un conjunto de estaciones GNSS de operación continua que sirve como base de referencia para los levantamientos satelitales que se desarrollan en el país, garantizando una Georreferenciación adecuada de todos los puntos ocupados para que sean ligados al Datum Magna Sirgas. La información recepcionada y almacenada por cada una de las estaciones activas es suministrada a los usuarios en el formato universal RINEX (Receiver Indepent Exchange), para el posterior procesamiento de datos. Las coordenadas de cada una de las estaciones que compone la Red MAGNA-ECO son procesadas semanalmente con una precisión milimétrica, en cooperación con Centros Locales de Procesamiento SIRGAS, Centros de Análisis SIRGAS y Centros de Combinación SIRGAS, dicha estrategia de procesamiento garantiza que cada una de las estaciones regionales SIRGAS-CON (Red de Estaciones de América Latina), esté incluida en tres soluciones individuales2.. 14.

(16) Ilustración N° 1. Red básica GPS IGAC 2004. Fuente: IGAC2. 2. SIRGAS (http://www.sirgas.org/es/sirgas-con-network/). 15.

(17) RESOLUCIÓN 068 DE 2005. Por la cual se adopta como único Datum oficial de Colombia el Marco Geocéntrico Nacional de Referencia MAGNA-SIRGAS y determina varias directrices generales y específicas que el Instituto Geográfico Agustín Codazzi debe cumplir para la implementación de la Red.  Adoptar y aplicar las innovaciones tecnológicas y científicas desarrolladas en el ámbito mundial, con el fin de cumplir con su misión y apoyar el conocimiento geográfico de Colombia.  Adoptase como único datum oficial de Colombia el Marco Geocéntrico Nacional de Referencia, también denominado: MAGNA-SIRGAS.  Que el Marco Geocéntrico Nacional de Referencia (MAGNA) corresponde a la densificación de SIRGAS en Colombia (IGAC, Bogotá, 2000), por lo cual se ha denominado MAGNA-SIRGAS  La información producida por este Instituto será referenciada a MAGNA-SIRGAS y se certificarán únicamente coordenadas de puntos vinculados a este datum. SIRGAS (Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas). SIRGAS inició en la Conferencia Internacional para la Definición de un Sistema de Referencia Geocéntrico para América del Sur celebrada en Asunción, Paraguay, en 1993. Actualmente es una componente de la Comisión numero 1 (Reference Frames) de la IAG, a través de la Subcomisión 1.3 (Regional Reference Frames) y es responsable del Marco de Referencia Regional para Sur y Centro América Su realización es una densificación regional del Marco Internacional de Referencia Terrestre (ITRF: International Terrestrial Reference Frame) en América Latina. Además del sistema de referencia geométrico, SIRGAS se ocupa de la definición y realización de un sistema vertical de referencia basado en alturas elipsoidales como componente geométrica y en números geopotenciales (referidos a un valor W0 global convencional) como componente física. (http://www.sirgas.org).. 16.

(18) Ilustración N° 2. Red referencia SIRGAS. Fuente: SIRGAS. 17.

(19) 4. METODOLOGÍA 4.1 Control de Calidad de Archivos RINEX – TEQC Establecer un rango para el análisis de los archivos Rinex descargados de las diferentes estaciones continuas en el territorio nacional, se convierte en una tarea de vital importancia para establecer un control en la calidad de la información suministrad a los usuarios y a los centros de procesamiento de la Red SIRGAS-CON. Para llevar a cabo este control se utilizó el programa TEQC que por sus siglas significa (Traduction, Edition, Quality, Check). Desarrollado por la UNAVCO; es un consorcio universitario proveniente de Estados Unidos que facilita la investigación y educación enfocada a la geodesia y las geociencias. El programa TEQC es una potente herramienta de procesamiento de datos GPS, Glonass, Galileo, SBAS, Beidou e IRNSS, especialmente para formatos Rinex y Binex, el cual nos permite hacer lecturas y traducciones de formatos binarios y nativos, aplicar filtros para satélites, ventanas de tiempo, corrección y edición de metadatos y por ultimo realizar un control de calidad minucioso de diferentes archivos identificando características propias para clasificar archivos de buena y mala calidad. A.. Protocolo guía. Para hacer el control de calidad correspondiente a cada estación que compone la Red MAGNA-ECO para el año 2017, se siguió el siguiente protocolo de selección de datos:  Se seleccionó un día específico de cada mes con una mayor cantidad de datos recepcionados por cada estación de funcionamiento continuo.  Se descargaron los archivos Rinex por estación y por día, se ubicaron en carpetas debidamente ordenadas y nombradas.  Para cada uno de los meses se ejecuta el archivo en formato Rinex dentro del programa TEQC que se encuentra en descarga gratuita de la página web de la UNAVCO.  Se analizan y clasifican los datos obtenidos arrojados por el programa TEQC, tales como el diagrama de recepción, época inicial y final número de observaciones completas y eliminadas, total satélites observados y RMS de multipath 1 y 2. Como modelo resultado de lo que se obtiene al realizar la ejecución del código de control de calidad TEQC, obtenemos un informe txt, donde nos muestra claramente el nombre de la estación, tipo de receptor y de 18.

(20) antena, el tiempo de recepción de la ventana del RINEX que en específico es el tiempo de toma de datos en horas. (Ver ilustración N°1). Ilustración N° 3. Características de la estación de funcionamiento continuo.. Fuente: Elaboración propia.. Continuando con el análisis y explicación del archivo que dio como resultado del control de calidad de la estación BOGT en el día GPS (156, 157…..162), en la ilustración N° 3 Gráfica de control de calidad de los datos, se generó de tal modo que se pudiese obtener un reporte semanal directo de la estación BOGT en el transcurso de la semana GPS 1952 dando inicio a la semana GPS 1953. En la gráfica es posible observar y analizar la siguiente simbología: Tabla N° 1. Simbología gráfica TEQC - Estación BOGT en la semana GPS 1952. Símbolos +SV. S o M I :. * C Z. Significado Corresponde al nombre de los satélites recepcionados en el transcurso de la toma de datos. + SV datos, satélite (sólo completo qc) estaba por debajo de la máscara de elevación y se recogió un conjunto completo de datos de fase y de código Este símbolo nos especifica los diferentes multipath interceptados en la estación L1 C1 L5 C5. la encuesta estática está bien, datos de fase y / o código para la SV es L1, C / A, L2, P2 y A / S está en; si qc completa, el satélite estaba por encima de la máscara de elevación MP1 y MP2 o MP15 y MP51 resbalones deslizamiento de fase ionosfera No A / S; L1 P1, datos de fase y / o código para la SV es L1 y P1 solamente y A / S está apagado; si qc completa, el satélite estaba por encima de la máscara de elevación No A / S; L1 P1 L2 P2, datos de fase y / o código para la SV es L1, P1, L2, P2 y A / S está apagado; si qc completa, el satélite estaba por encima de la máscara de elevación No A / S; L1 C1 Multipath MP15 sólo deslizamiento. Fuente: Elaboración propia (TEQC Aplicativo UNAVCO).. 19.

(21) Ilustración N° 4. Grafica de calidad de rastreo de la estación de funcionamiento continuo (Reporte semanal).. Información de los satélites. Recepción del tiempo de toma de los datos cada 12 Hrs. Con intervalos de 30 s.. Fuente: Elaboración propia (TEQC Aplicativo UNAVCO). 20.

(22)  Posteriormente se consigna la información descrita anteriormente en formatos Excel para las gráficas y análisis en detalle del comportamiento de los datos observados.  Se define cuales estaciones de la Red MAGNA-ECO son aptas para el uso y publicación de sus archivos Rinex, mediante diferentes parámetros de selección y clasificación. Dado el caso de los análisis estadísticos realizados por cada una de las estaciones, teniendo en cuenta el monitoreo y trabajo continuo realizado en el año 2017.  Por último, se origina un reporte general por día, estación y mes el cual brindara una mejor perspectiva de la calidad de los datos analizados. Especificando se debe tener en cuenta que estos días GPS fueron seleccionados al azar con el fin de obtener un posible del monitoreo y mejoramiento constante realizado por la entidad a cada una de las estaciones que componen la Red MAGNA-ECO. A continuación, se muestran las gráficas Del error medio cuadrático de los datos obtenidos de cada uno de los Rinex a los cuales se les implemento el código de control de calidad TEQC VS los días GPS seleccionados para el análisis de cada estación. En la ilustración N° 4, vemos claramente cada una de las estaciones con unos datos óptimos de RMS 3 del MP14, en donde describe el grado de coherencia de la transformación entre los distintos puntos de control (vínculos) y nos muestra con certeza la calidad de los datos se debe tener en cuenta que todos los calores residuales más cercanos a cero se consideran de mayo precisión. Entre ellos vemos pocas de las estaciones continuas de la Red MAGNA-ECO, se presentan pico que muestran errores en la variación del mismo estableciendo subjetivamente que el cielo este día se encontraba de manera general nublado lo cual no permitía una mayor recolección de datos y una calidad óptima de los mismos (Ilustración N° 6). Sucede del mismo modo con la Ilustración N°4 que nos refleja el RMS del MP2 cada una de las estaciones. Referentes a las estaciones de datos discontinuos del RMS para MP1 y MP2 como se muestran en las Ilustraciones N°5 y N°6, se puede observar que el día que fue seleccionado al azar por cada mes del monitoreo de cada una de las estaciones presentan grandes fallas al inicio del año 2017, en lo que respecta en los meses de agosto y septiembre la estación SAMA y ANDS mejoran considerablemente teniendo en cuenta que estas estaciones fueron monitoreadas y el GIT de Geodesia asistió al lugar de ubicación para mejora. 3 4. Error Medio Cuadrático Multipath. 21.

(23) de cada equipo; se presenta un RMS constante a pesar de los saltos continuos en la gráfica. Nota: Cabe aclarar que los días GPS fueron seleccionados al azar y se debe realizar un análisis estadístico profundo día a día con el fin de determinar la calidad del equipo y el motivo de las presentes fallas en las estaciones ya que puede ser el receptor, la antena, la localización o la vida útil del equipo, etc. Ilustración N° 5. RMS de MP1 Control de Calidad datos continuos (ÓPTIMOS).. Fuente: Elaboración propia (Microsoft Office Excel).. 22.

(24) Ilustración N° 6. RMS de MP1 Control de Calidad datos discontinuos (DEBILES).. Fuente: Elaboración propia (Microsoft Office Excel). Ilustración N° 7. RMS de MP2 Control de Calidad datos continuos (OPTIMOS).. Fuente: Elaboración propia (Microsoft Office Excel).. 23.

(25) Ilustración N° 8. RMS de MP2 Control de Calidad datos discontinuos (DEBILES).. Fuente: Elaboración propia (Microsoft Office Excel).. 4.2 Análisis Estadístico - Estaciones Continuas de la Red MAGNA-ECO 1. Análisis estadístico BOGA Ante cada uno de los análisis realizados a las estaciones de funcionamiento continuo, se seleccionó la estación “BOGA”, la cual ha sido de manera general la que reúne datos óptimos ante el control de calidad ejecutado sobre cada uno de los archivos Rinex suministrados por el GIT de Geodesia. La estación BOGA pertenece a la entidad nacional IGAC 5 y se encuentra localizada en la ciudad de Bogotá con coordenadas geográficas conocidas de longitud -74.079949 y latitud 4.638681 siendo esta la primera estación a analizar, cabe mencionar que se encuentra entre las más importantes ya que es referente para construcciones a ejecutarse en la capital del país.. 5. Instituto Geográfico Agustín Codazzi. 24.

(26) Ilustración N° 9. Calidad de observaciones estación BOGA.. Fuente: Elaboración Propia. En la ilustración N° 9 se aprecia la estabilidad del número de observaciones de la estación de funcionamiento continuo, lo cual genera un alto grado de confiabilidad de los datos recepcionados. Las observaciones eliminadas representan apenas el 0.3 % del total de observaciones, lo cual nos da un valor casi perfecto en la recepción de datos GNSS. Ilustración N° 10. Valor de RMS de mp1 y mp2 para la estación BOGA.. Fuente: Elaboración propia. 25.

(27) Aunque fueron casi nulas las observaciones eliminadas, en la Ilustración N°10 se ve claramente un aumento en el RMS 1 y 2 en el transcurso de los días de estudio, llegando a un valor máximo de 0.9, cabe resaltar que aun el valor es bueno ya que se encuentra debajo del valor 1. El análisis de los datos en el transcurso de la semana fue favorable hasta cierto punto, la estación BOGA mostro información explicita para proceder al análisis estadístico de la misma Se debe tener en cuenta al igual que la estación BOGA en los reportes obtenidos, no genera la posible cantidad de observación que nos son necesarias para un control de calidad por estación adecuado, en el análisis de los resultados estadísticos de las estaciones MAGNA ECO, podemos ver claramente que el nivel de confianza es del 95%, lo que demuestra que cada uno de los datos de la muestra son óptimos (Ver tabla N° 2).. Tabla N° 2. Análisis estadístico de la estación BOGA.. Fuente: Elaboración propia (Excel).. Analizando los datos obtenidos para la estación de BOGA vemos que la cantidad de observaciones realizadas durante la semana es satisfactoria con 26.

(28) un número de 373.482, esto significa que la adquisición de datos es constante durante los 7 días del rastreo. Además vemos que las observaciones eliminadas por diferentes aspectos ya sea clima, interferencias, errores multipath y demás son relativamente pocas en comparación con las observaciones totales de la estación CORS.. 27.

(29) 4.3 Implementación Código de Programación Control de Calidad de los Datos Rinex. El código de programación se realizó en lenguaje JAVA el cual es relativamente sencillo ante la comprensión de los desarrolladores de aplicaciones, dado el caso se tomó la programación suministrada por el GIT de Geodesia de las Estaciones IGA siendo la misma base para la continuación e implementación del código que se creó. La metodología implementada se generó en torno a la programación suministrada por el GIT de Geodesia, observando en específico la clase RinexUtilities así de este modo se creó una nueva clase llamada QualityControl en donde se implementó el código de programación llamando desde el mismo el CMD del equipo, se en-ruta directamente al disco lugar donde se encuentra la carpeta que tiene el aplicativo del TEQC y los archivos RINEX que son necesarios, por ende el código leerá cada uno de los archivos de texto que se encuentran allí realizando una selección especifica de la cantidad de horas de recepción de las cuales depende la condición de la calidad de los mismos siendo que si esta es mayor a 12 horas pasa el control de calidad de lo contrario no; esta función se realiza a partir de una selección de carpetas específicas que se encuentran en el disco, en donde se clasificarán los datos de cada una de los estaciones de la red MAGNAECO. Con la implementación del código no solamente se eliminará el proceso de revisión individual de cada uno de los archivos, si no que se agilizará el proceso de control de calidad y publicación de los archivos en la página web del instituto. La creación del código de programación tiene como objetivo principal realizar el control de calidad de los datos RINEX que son recepcionados diariamente por cada una de las estaciones continuas pertenecientes a la Red MAGNAECO; con el fin de optimizar y agilizar los procesos de los datos para poder brindar una información de calidad al usuario en un tiempo eficiente, con esto se han de evitar realizar publicación de los datos de los días en que los estaciones no realizaron el rastreo completo; el código de programación se pretende unificar al proceso de concatenación de los datos diarios de las estaciones con una futura programación más robusta, lo cual previene un error de transmisión de información que haya sido afectada por errores humanos.  Ver anexo N° 2, material físico (CD Código de implementación QualityControl). 28.

(30) 4.4 Densificación de la Red MAGNA-ECO “Marco Geocéntrico Nacional de Referencia” La planificación y ejecución de la Densificación del Marco Geocéntrico Nacional de Referencia tiene como objetivo base, el contrarrestar la problemática de cobertura con el fin de suplir las necesidades de los usuarios en referencia a información georreferenciada, oportuna y precisa de determinadas zonas del territorio nacional. La densificación de la Red MAGNA-ECO estará conformada por estaciones de monitoreo continuo que se materializarán con el fin de ampliar la cobertura en el país, suministrar coordenadas precisas en diferentes zonas donde no hay cubrimiento actualmente, donde los usuarios y varias entidades gubernamentales se encuentran ejecutando proyectos de desarrollo sostenible, proyectos de mitigación de impactos ambientales, proyectos de catastro multipropósito y demás proyectos que conllevan la finalidad de aumentar el desarrollo a nivel investigativo y permitir una evolución en el campo de las diferentes ciencias de la tierra. La densificación de la Red MAGNA-ECO a su vez tiene como finalidad el suministro de datos en tiempo real, a todos los usuarios en general, con una mayor calidad, precisión y rapidez; donde el previo proceso comprende el reconocimiento de la zona, los criterios para monumentación, la definición de parámetros para recopilación de información satelital óptima y el control adecuado de la información suministrada y manejada por el GIT de Geodesia.. 4.4.1 Reconocimiento de la Red MAGNA-ECO “Marco Geocéntrico Nacional de Referencia” La Red MAGNA-ECO, es la Red de monitoreo continuo de datos GNSS, las cuales se encuentran distribuidas en puntos estratégicos a nivel nacional, desempeñando un papel importante en el desarrollo de proyectos ingenieriles en el territorio nacional. Se realizó un estudio mesurado de la ubicación geográfica de cada una las estaciones pertenecientes a la Red MAGNA-ECO, en el proceso de investigación se encontró falencias en zonas donde hay recepción de datos que no son óptimos y en zonas donde no existe cobertura en general; por ende se procedió a definir la nueva ubicación de las estaciones en el territorio nacional basándonos en:. 29.

(31) Parámetros previos para la Densificación:. 1. Los circuitos de nivelación materializados en el país, un determinado radio de distancia de estación a estación no mayor a 60 km, fines de implementación de Tecnologías en Tiempo Real. 2. Cobertura de internet optima, referentes a la zona de ubicación estratégica para cada una de las estaciones, teniendo un previo análisis de los diferentes operadores de telefonía. 3. Definir criterios básicos de selección de lugar para la monumentación de la estación según la Guía para la instalación de estaciones SIRGAS-CON 4. Acceso seguro a las nuevas ubicaciones, se tomó como base la Red vial del INVIAS y de la Agencia de Infraestructura Vial. 5. Por seguridad de los equipos se realizó un sondeo a nivel nacional procurando ubicar las estaciones en:      . Universidades Aeropuertos Instituciones del gobierno Bases Militares Batallones Militares Colegios. 6. Se realiza un sondeo a nivel nacional de cada entidad en el software Google Earth, el cual permitió optimizar el proceso de la ubicación exacta de cada estación.. Por ende, la Ilustración N°11, permite observar el Mapa de parámetros analizados y estudiados para ubicación de las nuevas estaciones continuas de la Red MAGNA-ECO, para ello se realizó una tabla general en donde se implementó nombre a cada una de las estaciones, coordenadas de ubicación geográfica y entidades en las cuales las estaciones se han de materializar.. 30.

(32) Ilustración N° 11. Mapa de parámetros base para la ubicación de nuevas estaciones de la Red MAGNA-ECO. Fuente: Elaboración propia.. 31.

(33) Tabla N° 3. Parámetros y óptima localización estaciones Red MAGNA-ECO. Parámetros y optima localización de la futuras estaciones de la Red MAGNA-ECO Elementos Básicos Como implementación: * Un receptor y una antena GNSS geodésica. * Un PC para almacenar y administrar información.. Ubicación. Exploración en campo. Actividades de las estaciones. Materialización. Requisitos: * Horizonte de lugar despejado * Efecto multipath. * Fuentes radioeléctricas. Actividad previa a la 1. Recolectar monumentación de vértices observaciones geodésicos, se ha de verificar de forma ciertas condiciones: continua.. 1. Perdurabilidad: Garantizar en 2. Verificar la lo posible que no sufra deterioro * Terreno calidad de los o desplazamiento que implique el * Programas de geológicamente datos. cambio de valores de automatización estable. coordenadas obtenidas. 3. (software) * Zona libre de Transformación 2. Confiabilidad: Lugar optimo * Suministro de energía interferencias de las con horizonte despejado libre de electromagnética observaciones a obstáculos de agua, vegetación, Como administración s un formato fuentes de energía, etc. y tratamiento de convencional datos: * Antena RINEX. 3. Estabilidad: Verificación de montada sobre suelos sin problemas como: * Conexión de internet estructura rígida 4. Comprimir los Inestabilidad, deslizamiento por y perdurable. archivos de los pendientes fuertes, fallas * Control de la estación datos. geológicas, riveras ríos, etc. * Infraestructura 5. Almacenar la *Manipulación de indispensable: 4. Accesibilidad: Sitios de fácil archivos -Energía información a un acceso para la ocupación de eléctrica servidor. equipos de medición. * Programación de -Conexión a sesiones internet -Seguridad * Fuente continúa de -Accesibilidad alimentación. fácil. El objetivo de la materialización de la estaciones CORS, que se realizaran a piso se da con el fin de dar uso más general a las estaciones, es decir, que las diferentes áreas de estudio aplicados a la geodesia puedan hacer uso de ellas. Además que como objeto principal se encuentra en proceso la implementación del Datúm vertical (IHRF) en el territorio nacional colombiano.. Fuente: Elaboración propia, basada en documento “Guia para la instalación de estaciones SIRGAS-CON”. La ubicación de las estaciones que formarán parte de la Red MAGNA-ECO se visualiza en la tabla N° 9 y fueron analizadas teniendo en cuenta que para su funcionamiento óptimo han de ser posicionadas a partir de parámetros, investigados, estudiados, y analizados6; (Ver tabla N° 3.). 6. http://www.geosysteming.com/colombia/producto/63/real-time-network-vrs-ntrip/. 32.

(34) Tabla N° 4. Nuevas Estaciones a Implementar Para la Densificación de la Red MAGNA-ECO “Marco Geocéntrico Nacional de Referencia”. ITEM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 29 31 32 33 34 0. ID_IGS DEPARTAMEN MUNICIPIO UBICACION LATITUD LONGITUD BOGA Cundinamarca Bogota Escuela de Artilleria - Usme 4°33'8.74"S 74° 07'20.77"W MITU Mitu Vaupes Batallon de Infanteria N. 30 (Alfredo Vasquez- FAC) 1°15'05.1"S 70°13'54.9"W PUTU Putumayo Puerto Leguizamo Fuerza Naval Del Sur 0°12'1.09"S 74° 77' 98.0"E ACAN Choco Acandi Aeropuerto Alcides Fernadez 8°29'41.5"S 77°16'26.3"W URIB LA GUAJIRA Uribia Puerto Mar├¡timo de Pto Bolivar 12°15'03.3"S 71°57'33.7"W PEÑO Bolivar El Peñon Ejercito Nacional 9°00'05.2"N 73°58'33.9"W TIBU Norte de Santander Villa Rosa Aeropuerto Tibu 8°38'05.5"N 72°41'52.8"W CATA Caqueta Tres esquinas Base Aerea tres esquinas 0°44'39.2"N 75°14'06.2"W ARARA Caqueta Araracuara Aeropuerto Araracuara 0°36'05.2"S 72°23'46.8"W ASIS Putumayo Puerto Asis Aeropuerto Puerto Asis 0°30'17.4"N 76°30'06.3"W GALAN Santander Socorro Batallon Gal├ín 6°27'51.5"N 73°16'03.0"W PTGA Meta Carimagua Aeropuerto Carimagua 4°34'13.2"N 71°20'05.9"W YARU Antioquia Yarumal Universidad de Antioquia sede Norte 6°57'43.1"N 75°25'04.7"W TAME Arauca Tame Aeropuerto Gabriel Vargas Santos 6°26'52.7"N 71°45'41.9"W MESE Meta Mesetas Palacio Municipal Alcaldia Libano 3°23'03.9"N 74°02'33.4"W POLLE Meta Puerto lleras Alcaldia Municipal 3°16'09.1"N 73°22'29.7"W GUAPI Cauca Guapi Aeropuerto Internacional Juan Casiano 2°34'24.5"N 77°53'39.4"W ARATA Arauca Arauquita Batallon especial energitico y vial N°1 7°01'24.1"N 71°26'03.1"W CRAVO Arauca Cravo Norte Aeropuerto Cravo Norte 6°18'46.0"N 70°12'44.9"W MACA Guaviare La Macarena Aeroupuerto La Macarena 2°10'47.9"N 73°47'11.3"W CAGU Guaviare San Vicente del Caguan Universidad de la Amazonia CERES 2°06'49.9"N 74°46'14.4"W TRIN Casanare Trinidad Centro Administrativo, Alcaldia 5°24'25.7"N 71°39'43.6"W PRIM Vichada La Primavera Batallon de Ingenieros N°28 5°28'56.1"N 70°24'59.1"W BARRA Guania Barranco Minas Aeropuerto Barranco Minas 3°29'22.6"N 69°48'47.2"W BAVI Vichada Vichada Base Aerea Coronel Luis Arturo Rodriguez 5°31'37.2"N 68°41'14.3"W BAMI Amazonas La pedrera Basmil La Pedrer 1°19'12.0"S 69°35'20.3"W ANCH Choco Choco Punto de control Armada Nacional 7°06'22.5"N 77°45'51.7"W AREN Amazonas El encanto Aeropuerto de El Encanto 1°37'00.1"S 73°13'59.9"W ARMI Guaviare Miraflores Aeropuerto Miraflores 1°20'30.0"N 71°56'58.6"W ARCU Guainia Cuiari Aeropuerto rio Cuiar├¡, 1°51'59.1"N 69°00'38.5"W VIFU Antioquia Vigia del fuerte Pista aerodomo Vigia del fuerte 6°34'03.9"N 76°53'10.5"W PACOA Vaupes Pacoa Comunidad de Buenos Aires 0°01'17.5"N 71°00'11.0"W EDEN Armenia Eden Aeropuerto Internacional el Eden 4°27'03.6"N 75°46'21.5"W. Fuente: Elaboración propia..

(35) En la tabla anterior se pueden observar las estaciones continuas como propuesta a ser materializadas, adicionalmente se ven reflejadas en el Mapa de la densificación del “Marco Geocéntrico Nacional de Referencia” (Ver Anexo Físico), el cual especifica cartográficamente cada una de las ubicaciones geográficas propuestas basadas en la adecuada seguridad y control rutinario óptimo de las mismas..

(36) 4.5. Investigaciones Realizadas. 4.5.1. Casos de uso del protocolo NTRIP con sistema de estaciones VRS, para la densificación de la Red MAGNA-ECO. Se ha trabajado en el proceso de densificación de la Red MAGNA-ECO con la finalidad de aumentar la cobertura en el país e implementar servicios con los nuevos sistemas VRS (Estaciones Virtuales de Referencia) y NTRIP (Protocolo para el envío de datos GNSS por Internet). Por último, se hizo una investigación general de la implementación del protocolo NTRIP y del Sistema de Referencia de Estaciones Virtuales VRS, donde se buscó ejemplificar con casos de uso y el éxito que ha tenido esta nueva tecnología a nivel mundial.. 35.

(37) Tabla N° 5. Casos de Uso NTRIP en Europa y Norteamérica. ESPAÑA. CANADA. - Can-Net 275 cuenta estaciones a través de Canadá: La Red de Referencia Virtual Can-Net es la red de posicionamiento más - Los datos recibidos de las rápido crecimiento en estaciones permanentes son Canadá, con más de 1.500 almacenados y distribuidos al usuarios activos. público mediante diversos servicios de posicionamiento, - La estación virtual Red tanto en tiempo real como para de Referencia de Can-Net post-proceso. Los datos de permite a los usuarios todas las estaciones se obtener un nivel combinan en una solución de centimetrico con precisión red. RTK sin una estación base. -Los vértices del ICC están enlazados por la red EUREF a - Can-Net tiene la mayor Europa. Sus precisiones en cobertura, mayor precisión planimetría son entre 2cm y y tiempo de inicialización 2.2cm y en altimetría de 4cm más rápida; la eliminación de estaciones base de -La red tiene un servicio activo montajes para ahorrar de 19 estaciones y 14 en tiempo y dinero. proyecto. - Desde enero del 2006 el Instituto Cartográfico de Cataluña (ICC) tiene en servicio un sistema de VRS basado en esta tecnología.. ALEMANIA. AUSTRALIA. FINLANDIA. - En julio de 2003 unas 90 estaciones emitiendo RTCM o datos brutos de están disponibles a través de NTRIP.. - El Departamento de Recursos Naturales y Minas (NRM) es responsable de la topografía y la infraestructura geodésica del estado australiano.. - El objetivo de pruebas de campo fue examinar el rendimiento del sistema. - Dado el impacto potencial del VRS en el desarrollo futuro de la infraestructura, se acercó a la GRN Trimble Australia y su agente en la zona para establecer un proyecto de ubicación para la Red VRS. Las estaciones VRS supera limitaciones de la cinemática en tiempo real (RTK) técnica de - La unidad central de proceso topografía GPS. utiliza el software GPS Net de Trimble para generar los datos - La red cubre la esquina de corrección. sureste del estado de Queensland la viabilidad comercial de una red VRS, - El flujo de datos RTCM se incluye a los clientes envió al NtripCaster potenciales con la participación instalados en Frankfurt en del gobierno e industria en el tiempo real. campo de la geodesia, la tierra en movimiento, la minería y la agricultura.. - Dos pruebas, una prueba estática y una prueba de conducción, se han llevado a cabo en el área suburbana de Helsinki utilizando dos receptores RTK Thales ZXSensor.. - En Alemania la red GREF formada por unas 20 estaciones GPS/GLONASS fue integrada al proyecto, esta vez se ha denominado GREFIP y proporciona correcciones DGPS de unas 20 estaciones de referencia virtuales distribuidas por todo el territorio alemán.. - Una estación de referencia, instalada en Edificio de oficinas de FGI, envió correcciones de RTCM NtripServer conectado a Internet fijo.. Fuente: Instituto Cartográfico de Cataluña-España (ICC), Can-NET, Departamento de Recursos Naturales y Minas del estado australiano, Finlandia-Helsinki Ntrip-Caster..

(38) Tabla N° 6. Casos de Uso NTRIP en Sur América. URUGUAY La Red Geodésica Nacional Activa de la República Oriental del Uruguay (REGNA-ROU) administrada por el Servicio Geográfico Militar cuenta con 7 estaciones de referencia de operación continua (CORS) activas y 1 en proceso de activación. CORS están conectadas a través de Internet móvil 3G y sus datos son publicados en un servidor central (caster) del SGM con acceso a ellos a través del protocolo de internet NTRIP en TR utilizando mountpoints de soluciones puntoa-punto (soluciones de red).. ARGENTINA El Instituto Geográfico Nacional ofrece el servicio RAMSACNTRIP a través del cual las estaciones pertenecientes a la red RAMSAC (25 estaciones) transmiten sus correcciones. Puesta en marcha de un Caster Ntrip, utilizando el software Standard Ntrip-Caster Versión 0.1.5, provisto por BKG.. BRASIL Red Brasileña de Monitoreo Continuo de los Sistemas GNSS qué comenzó en el año 2007. El servidor "caster " del (IBGE) recibe datos de 27 estaciones ubicadas en las principales capitales de los estados brasileños.. Tiempos de 25 y 35 minutos, utilizando además la información ionosférica derivada de los mapas SIRGAS.. Actualmente el servicio tiene alrededor de 277 usuarios inscritos que tienen permiso para conectarse al caster, sus usuarios más importantes son empresas que comercializan receptores RTK, empresas de ingeniería y empresas agricultura.. • 5 estaciones GPS de la Red RAMSAC emiten correcciones en el Caster del IGN Argentina. • 7 estaciones GNSS de la red RAMSAC emiten correcciones en el Caster del IGN Argentina.. PERU El Proyecto de Consolidación de la Propiedad Informal COFOPRI, ha instalado 45 Estaciones Receptoras Permanentes GNSS (05 NETR5, 40 NETR8), distribuidos a nivel nacional.. VENEZUELA Adquisición de 25 estaciones marca STONEX (RetNet4), con opción de Ntrip, para complementar la red REMOS.. Actualmente el IGVSB tiene instaladas 29 estaciones permanentes de las Actualmente en la etapa cuales 27 cuentan con de consolidación, la opción NTRIP. difusión y capacitación han realizado en el empleo de la red Se tiene actividades de pruebas por PDVSA en proyectos exploratorios control geodésico, sísmico, etc. y pruebas por parte de privadas. • El post procesamiento empresas es la forma principal de Actualmente solo una (MARA) trabajo en Perú; con estación planificación y transmite correcciones aun configurado las NTRIP estaciones para Tiempo cuando hay otras 7 en capacidad de hacerlo Real técnicos Cinemáticas - RTK en (problemas tres modalidades. Estas temporales). Comunidad de modalidades han sido • aún muy probadas, configuradas; usuarios pero aún no está puesta limitada. en funcionamiento • Importantes pruebas con respecto a PPP-TR público.. CHILE GEOCOM, distribuidor oficial de la marca Trimble en Chile, posee 5 estaciones de referencia continua a lo largo del país, de las cuales 3 son capaces de enviar correcciones diferenciales mediante internet, así también la estación ubicada en el edificio institucional de la división Andina de Codelco STTE, todas ellas operan de manera independiente, por lo que el segmento usuario cada vez que desee recibir correcciones diferenciales desde otra estación de referencia debe modificar los parámetros de conexión. La solución a este problema radica en la implementación de un software llamado Trimble Dynamic Control (TDC) que permite administrar estaciones de referencia continua, visualizar las coordenadas de la estación en tiempo real, generar y transmitir correcciones diferenciales mediante NTRIP, generar archivos de observación de las estaciones para usarlos en post proceso, y lo más importante, entregar correcciones diferenciales óptimas al usuario. Gracias a este programa, ahora GEOCOM posee un servicio de transmisión de correcciones diferenciales a través de NTRIP para ofrecer a sus clientes, el cual permitirá a los usuarios trabajar, con correcciones de código o de código y fase, dentro de un radio aproximado de 100 km alrededor de las estaciones de referencia y alcanzar precisiones centimétricas.. Fuente: Red Geodésica Nacional Activa de la República Oriental del Uruguay (REGNA-ROU), El Instituto Geográfico Nacional ofrece el servicio RAMSAC-NTRIP, COFOPRI, RBMC-IP (IBGE), GEOCOM Chile..

(39) La tendencia en el campo de la geodesia es dirigida a estaciones de referencia de operación continua (CORS), que busca obtener coordenadas por medio de la recepción de satélites en tiempo real. Para cumplir con ello se debe mantener activas las estaciones GNSS y operativas las 24 horas del día durante el transcurso del año, con el fin de contar con información de precisión para apoyar la georreferenciación de proyectos a ejecutarse. El monitoreo de las estaciones GNSS debe ser constante ya que se pueden presentar situaciones fortuitas que han de afectar el funcionamiento correcto, por ende estas situaciones nos han de preparar para la toma de acciones agiles y rápidas para solventar problemas detectados. Tabla N° 7. Actividades de monitoreo continuo.. Actividades de monitoreo continuo Mantener la red actual operativa en Monitoreo Diario de Correcta funcionamiento continuo y de forma Operación remota, para el desarrollo de proyectos de interés. Avance hacia la tecnología GPS en los proyectos de georreferenciación, con Instalación e implementación NTRIP una adecuada y rápida obtención de la información solicitada por el usuario. Los equipos y la ubicación de las estaciones hacen que se presenten oportunamente fallas al momento de su operación, se pretende de este Estudio mesurado de estaciones modo realizar un estudio mesurado de actuales las mismas con el fin de objetar las estaciones determinadas con el fin de proceder a hacerle el mantenimiento adecuado a cada una. La ubicación y posicionamiento de las nuevas estaciones a fin de densificar la Red MAGNA-ECO, se da como proyecto del IGAC como objeto de Establecimiento de nuevas actualizar el Marco de Referencia estaciones Nacional para generar información que permita realizar estudios para el desarrollo sostenible, implementación de nuevas tecnologías de Tiempo Real y demás proyectos de investigación. Fuente: Elaboración propia..

(40) Al plantear la metodología se da aporte en la fundamentación y la técnica del protocolo como nueva metodología de implementación a la Red MAGNA-ECO, haciendo más eficiente la labor enfocada directamente a la veracidad de la información que se da entrega al usuario o profesional como insumo en la cadena secuencial en los tramites de proceso al desarrollo de proyectos. Con base a la metodología, la configuración óptima de los equipos para la utilización de tecnología NTRIP se basa en la manipulación del software necesario compatible con la misma y conexión con el celular, incorporando así la señal de internet de alto alcance. Como alcance temporal en cuanto a la aplicación de la tecnología NTRIP permite determinar coordenadas planas cartesianas que son objeto de la incorporación de planos topográficos a la cartografía nacional oficial, en donde se ha de proceder a hacer comparación de estas coordenadas y determinar la mejor aproximación a la realidad. El alcance temático se da al emplear la tecnología NTRIP en las diferentes áreas y zonas del país, a través de la señal de internet cabe la posibilidad de mejorar considerablemente la calidad de la información, mejorando los tiempos de obtención y entrega de información. La verificación en campo se adopta teniendo en cuenta los equipos de posicionamiento aplicando la tecnología GPS vía internet - NTRIP, técnica adecuada para llevar a cabo estas verificaciones, que garantizan la calidad de la obtención de una información sólida y veraz. La cobertura se realizará a nivel nacional, por parte del Instituto Geográfico Agustín Codazzi IGAC, como la entidad encargada de producir cartografía básica de Colombia comprometido con las necesidades y expectativas de los clientes y grupos de interés, con el mejoramiento continuo de la eficacia, eficiencia y efectividad del Sistema que integra las estaciones de la Red MAGNA-ECO, la implementación del modelo NTRIP fortalece y mejora la infraestructura física y tecnológica. La propuesta de la densificación de la Red de estaciones MAGNA-ECO, se enfoca de manera específica en aportar y contribuir al mejoramiento de la cobertura del Marco Geocéntrico Nacional de Referencia, generando información precisa y oportuna para la implementación con los parámetros para la implementación de las Tecnologías de Tiempo Real. 4.5.2. Costos Iniciales Implementación Sistema “VRS” A la agencia federal de cartografía y geodesia en Alemania se le realizo un envío de correo para saber oportunamente el costo de la implementación de las estaciones VRS, pero solo se dió respuestas del costo de NTRIP CASTER software, versión 2.0. 39.

(41) Ilustración N° 12 Costo de la implementación del NTRIP CASTER.. Fuente: Respuesta Correo Federal Agency for Cartography and Geodesy, Karl Rote Str.. 40.

(42) 4.5.3. Materialización a Nivel del Suelo Para la Actualización y Densificación de la Red MAGNA-ECO Teniendo en cuenta los criterios para la implementación del Marco de Referencia Internacional de Alturas (IHRF) y Sistema Internacional de Referencia de Altura (IHRS), las nuevas estaciones deben ser materializadas a nivel del piso, para dar cumplimiento con dichos criterios se documentaron las especificaciones técnicas que se podrían tener en cuenta para materializar las nuevas Estaciones de la Red MAGNA-ECO. El proceso de materialización de las pilastras donde descansará la antena receptora es de vital importancia para asegurar la calidad de los archivos adquiridos por la estación CORS gracias a la estabilidad que este tipo de construcción posee. Existen varios tipos y formas de realizar una correcta monumentación para este tipo de estaciones CORS pero no hay ningún modelo específico u obligatorio, solo se necesita que las construcciones cumplan con especificaciones técnicas generales para tal uso. 4.5.3.1. Objetivos de la actualización de la Red MAGNA-ECO. . Materialización de estaciones de operación continua a elevaciones en las que puedan ser niveladas geométricamente, además de ser aptas para la toma de reducciones gravimétricas.. . Definir los lineamientos que se deben aplicar para la efectiva monumentación de estaciones de referencia de operación continua (CORS), construidas a nivel del suelo.. . Establecer la ubicación adecuada para cada uno de los componentes que integran la estación y que aseguran su funcionamiento ininterrumpido. . Inferir el valor estimado de construcción de la monumentación de estaciones CORS según las medidas diseñadas y especificadas, incorporando materiales y mano de obra. . Ejecutar planes de monumentación a nivel del suelo para las estaciones CORS de la Red MAGNA-ECO construidas y por construir en todo el territorio nacional.. 41.

(43) Monumentación a nivel del suelo Luego de realizar la investigación e identificación de criterios técnicos se considera que el modelo de monumentación, para implementar la materialización a nivel del suelo puede ser el siguiente: Ilustración N° 13 Monumentación a nivel del suelo. Fuente: Berkley Sismology Lab. Este tipo de monumentación se proyecta como una alternativa bastante viable para el proceso de densificación de la Red MAGNA-ECO, teniendo en cuenta el plan de participación y adopción del Sistema de Referencia Vertical (IHRF) que se encuentra desarrollando el Instituto Geográfico Agustín Codazzi, se postula la monumentación a piso con una altura no mayor a los 30 cm y una estructura interna resistente y segura como la más indicada opción para cumplir con cada uno de los requisitos de durabilidad, facilidad de acceso, instalación y costo, además en comparación con las demás materializaciones es una de las más rentables y fáciles de implementar. El equipo de trabajo que se estima para su instalación generalmente no supera las 5 personas en campo (Ingeniero Topográfico, Ingeniero de sistemas y 3 trabajadores) por día, así mismo los materiales son de fácil adquisición Ventajas: ➔ Su construcción es económica y se necesitan herramientas básicas y poca mano de obra. ➔ Debido a su estructura interna, se garantiza la firmeza del monumento después del fraguado del concreto. ➔ Con una correcta instalación, el nivelado y estabilidad del monumento será precisa y confiable. ➔ Las mediciones con equipos gravimétricos se pueden llevar a cabo de manera fácil y sencilla, debido a la altura del monumento de menos de 30Cm. ➔ La nivelación geométrica de la materialización y el paso de las líneas de 42.

(44) nivelación no serán problema gracias a la altura del monumento de máximo 30 cm Desventajas: ➔ Se debe asegurar un radio mucho mayor para asegurar una buena recepción de la señal. ➔ La construcción y el curado del monumento puede tardar varios días. Tabla N° 8 Comparativa tipos de monumentación VISUALIZACIÓN. TIPO DE MONUMEN TACIÓN. ESTABILIDAD. COSTO. TIEMPO DE INSTALACIÓN. MEDIA ALTA. BAJO. 1 – 2 DÍAS. PILASTRA. MEDIA. MEDIO. 1 – 3 DÍAS. MÁSTIL. ALTA. MEDIO ALTO. 1 – 2 DÍAS. PERSONAS NECESARIAS. NIVEL DEL SUELO. Fuente: Elaboración Propia. Tomando como base los modelos de UNAVCO. 43.

(45) a. Esquematización y Diseño La monumentación de cada una de las estaciones de operación continua (CORS), demanda un estudio detallado de las características del lugar donde se procederán a instalar cada uno de los componentes que conforman la estación, un balance minucioso de los elementos que se encuentran circundantes, además de las características geológicas que componen el suelo donde se realizará la materialización.. A continuación se mostraran los esquemas de diseño para la monumentación a nivel del suelo (30 centímetros por encima de la superficie), enfatizando medidas de excavación y forma, profundidad, ancho y largo, así como materiales a utilizar y demás especificaciones técnicas que se deben tener en cuenta para la materialización..  Excavación Para asegurar la perfecta estabilidad de la monumentación donde se ubicará la Antena Geodésica, se debe asegurar que los parámetros de excavación en la superficie sean los correctos y precisos; por este motivo es fundamental la esquematización de la excavación que se va a adecuar para el fundimiento del correspondiente, a raíz de esta necesidad se crea y diseña un boceto preliminar que permite observar las medidas y componentes específicos que facilitaran la construcción en campo. Para la excavación se deben tener en cuenta las siguientes recomendaciones:. -. Profundidad: 1m. -. Frente X Fondo: 50 X 50. -. A los 80 Cm de excavación se debe realizar una base en forma de pata de elefante de 20 Cm de profundidad por 60 Cm de ancho.. 44.

(46) Ilustración N° 14. Parámetros de excavación para estaciones de operación continua (CORS) a nivel del suelo. Fuente: Elaboración Propia. Este diseño busca mostrar y explicar las medidas que se deben seguir en la monumentación a nivel de suelo, Profundidad: 1m, Diámetro: 60 Cm, a los 80 Cm de excavación se debe realizar una base en forma de “pata de elefante” de 20 Cm de profundidad por 60 Cm de ancho, la cual nos brinda mas estabilidad a la cimentación.. 45.