Servicios y productos geodésicos producidos por el IGN: GNSS y

Servicios y productos geodésicos producidos por el IGN: GNSS y

Servicios y productos geodésicos producidos por el IGN:
GNSS y Altimetría
Fco. Javier G. Matesanz
Subdirector General Adjunto (Geodesia y Cartografía)
Instituto Geográfico Nacional
Contenido
 Productos “enlace” entre los SGR clásicos y modernos
(Geocéntricos)
Modelos de transformación
REDNAP
Modelo de geoide
ERGNSS , Red de Estaciones Permanentes GNSS
Productos y servicios
Determinación de vapor de agua
Tiempo Real
Transformación ED50->ETRS89
10646 <0.300m
55 >0.30m (0.52%)
Std 0.03m
- Observaciones totales: 185.545 (GPS * 3)
- Parámetros: 41.985 (coordenadas + desorientaciones)
- Grados de libertad del ajuste: 143.560
DATUM MADRID->ETRS89
Longitud (m)
Latitud (m)
DESVIACIÓN STANDARD
1.354
1.363
95%
2.708
2.726
99%
3.385
3.408
MEDIA
0.271
0.008
Número de puntos
365
Programa de Ayuda PAG
RedNAP - Líneas
Red de Mareógrafos
Gijón
La Coruña
Santander
Bilbao
Villagarcía
Vigo
Barcelona
Valencia
Palma
Alicante
Sevilla
Huelva
Bonanza
Cádiz
HUSO 28 (- 550 .00 0,+ 75 0.0 00 )
S.C. de la Palma
Arrecife
Pto del Rosario
S.C. de Tenerife
Las Palmas
El Hierro
M iniste rio de Fo me nto - Inst ituto Ge og rÉfico Nac iona l - Su bd irec ción Gen er al d e G eod esia y G eof isica - M ar eóg ra fos
Tarifa
Málaga
Algeciras
Cartagena
Almería
Ceuta
Estaciones GLOSS
SPG0 00
ERGPS – Objetivos Principales I
Se comenzó la instalación en el año 1.998
Red geodésica clase A - coordenadas y campos de
velocidad independientes de la época de
observación con   1 cm.
Contribución a la definición de los nuevos sistemas
de referencia en España.
Pertenecer a la Red de Estaciones Permanentes de
EUREF (EPN) y densificación de los marcos
globales.
Utilización de los registros de datos continuos para
estudios de Geodinámica, troposfera, ionosfera,
meteorología, etc.
ERGPS – Objetivos Principales II
Proporcionar registros continuos de datos GNSS:
Aplicaciones geodinámicas (SECEG Estrecho de Gibraltar, SVV, campo
de velocidades...)
Estudios de observación del nivel medio del mar.
Estado de la ionosfera en tiempo real.
Troposfera (contenido de vapor agua).
Contribuir con IGS y EUREF a la formación de los Sistemas y Marcos
de Referencia (ITRFyy / ETRFyy) en España.
Red nacional RTK a través de Internet:
Topografía y posicionamiento preciso.
Cartografía, GIS y productos derivados (DGPS).
Agricultura de precisión.
Otras aplicaciones.
Red ERGNSS del IGN
ERGNSS: 36 estaciones (+ SVV)
YEB1
YEBE
ALAC
Servidor FTP público de datos GNSS
 Disponibilidad pública de datos (1, 5, 15, 30 s) de todas las estaciones.
 Accesos: vía FTP (ftp.geodesia.ign.es) , HTTP (www.ign.es) o PAG.
 Gráficos de calidad de datos.
Redes internacionales
International GNSS Service (IGS)
European Reference Frame (EUREF)
http://www.epncb.oma.be - http://www.euref-iag.net
 Subcomisión de la IAG responsable del mantenimiento de ETRS89 a través
de una red GNSS en Europa: EPN.
Desde 2001, el IGN es Centro de Análisis de EUREF, procesando una
subred europea de 64 estaciones
 Actualmente unas 250 estaciones.
 Más de 30 países integrados.
 Organización EUREF:
–
–
–
–
–
Centros Operacionales (OC).
Centros Locales de Datos (LDC).
Centros de Análisis Locales (LAC).
Centro de Análisis Regional (RAC).
Centro Regional de Datos (RDC).
Procesamiento EUREF (I)
Características generales:
Ecuaciones de dobles diferencias de fase y ajuste m.m.c.c. ponderados.
GPS + GLONASS.
Uso de productos IGS: órbitas, ERP.
Correcciones carga oceánica FES2004, carga atmosférica.
Diferentes estrategias de resolución de ambigüedades.
Antenas: calibraciones absolutas centro fase + calib. individuales.
Troposfera:
Modelo a priori DRY-GMF.
Estimación ZTD: WET-GMF.
Estimación gradientes horizontales (mod. Chenher).
Parámetros troposféricos cada hora.
Ionosfera: cálculo de modelo regional para estimación QIF.
Datum  estaciones “core” en IGb08 con condición de mínimo
constreñimiento de translaciones.
El proyecto IBERRED
Situación en España y en los países colindantes:
Nuevas redes estaciones permanentes GNSS en los últimos años.
Aplicación principal: correcciones en t real.
El análisis de los datos de post-proceso permite más aplicaciones:
Coordenadas precisas.
Control de los marcos de referencia.
Productos meteorológicos.
Orbitales.
Estudios geodinámicos.
Detección de movimientos locales de muy diversas causas.
Casi todas las CC.AA. disponen de una red GNSS.
Prácticamente ninguna realiza cálculos continuos.
alrededor de 340 estaciones en la actualidad.
.Base para la homogeneización del marco nacional ETRS89 (CSG).
Apoyo a otros proyectos (p.e. E-GVAP, inicio SVV).
ESTACIONES PROCESADAS IBERRED
Resultados (II)
Ejemplo  YEBE en (X,Y,Z) y (n,e u), IGS05-08.
Resultados (III)
Eliminar desplazamiento debidos al
mov. de placas tectónicas
(velocidades ITRF).
Expresando en ETRS89
Realización ETRF2000
desde IGS05  ETRF2000(R05)
desde IGS08ETRF2000(R08)
Ejemplo  YEBE (n,e u).
ETRF2000(R05-08).
Series temporales proyecto IBERRED
Resultados (IV)
Ejemplos  Estación YEBE y LORC (n,e u), ETRF00.
Resultados (VI)
Mapa de Velocidades ETRF2000:
horizontales (izda.) y verticales (dcha.).
Resultados (VII)
Casos Particulares (I)
LORC (Lorca, Murcia).
pequeño salto en las series
(terremoto mayo 2011),
componente N, 5 mm.
hundimiento de la estación de
unos 9 cm anuales y que
concuerda con resultados
publicados con InSAR (*) que
apuntan a un posible origen
hidrológico.
(*) P.J. González, J. Fernández, “Drought-driven
transient aquifer compaction imaged using
multitemporal satellite radar interferometry”
Geology, Junio 2011
Resultados (VIII)
Casos Particulares (II)
ACOR (A Coruña).
hundimiento brusco (2003)
Interferencia en el puerto.
hundimiento constante y
progresivo junto con un
desplazamiento al E en toda
la serie.
Resultados (IX)
Casos Particulares (III)
3CAN (Tres Cantos, Madrid)
Oscilación en componente
vertical con un periodo de
algo más de un año y con
una amplitud de hasta 4 cm.
Existencia de pozos 
posible origen hidrológico.
Resultados (IX)
Casos Particulares (IV)
ALBA (Albacete)
Subsidencia vertical de aprox. 1
cm / año.
Detectada subsidencia vértice
REGENTE 10 km al sur de 40
cm desde 2003 (4 cm / año).
Aún no estudiada con InSAR.
Extracción agua?
Resultados (X)
Casos Particulares (V)
RIAN (Riaño, León)
Oscilación en componente
vertical con un periodo anual
y amplitud de 2 cm.
Correlación inversa con ciclo
de llenado del embalse.
Sistema de Vigilancia Volcánica
Actualmente, proyecto del Observatorio
Geofísico, germen en el Centro de Análisis.
Unas 30 estaciones procesadas en el
entorno de Canarias.
Oct. 2011 – Mar 2012: 1ª erupción
submarina en El Hierro (→ 12 estaciones).
(Observatorio Geofísico)
comienzo de
la erupción
El proyecto E-GVAP
Redes permanentes GNSS: coordenadas y velocidades (IBERRED).
Procesamiento:
Ionosfera: eliminación efecto mediante (dos) frecuencias.
Troposfera:
Capa gran variabilidad, más difícil de modelar.
Responsable de los fenómenos meteorológicos.
Contiene la mayor parte de vapor de agua de la atmósfera.
Cálculo: introducción retardo troposférico incógnita.
Coordenadas conocidas
Modelos Numéricos de
Predicción del Tiempo
Cálculo retardo
troposférico (ZTD) en nrt
Contenido vapor de agua
El proyecto E-GVAP
El vapor de agua es fundamental para la predicción meteorológica.
Relacionado con transferencia de E, precipitaciones y contenido de
gases efecto invernadero.
Actualmente, gran falta de observaciones de humedad.
Redes GNSS pueden proporcionar en “tiempo real” esta información.
EUMETNET: Network of European Meteorological Services.
E-GVAP: EUMETNET GNSS water VApour Programme.
IGN: experto en procesamiento GNSS para E-GVAP desde 2008.
El proyecto E-GVAP
OBJETIVO: proveer a los países de
EUMETNET los ZTD y contenido de vapor
de agua en NRT para predicción numérica
del tiempo.
13 Centros de Análisis
procesan los datos RINEX.
recogen
y
Datos combinados (varios AC’s procesan
la misma estación).
Validación y control de calidad de los ZTD
(supersites).
Actualmente, 1500 estaciones en Europa.
IGN, Centro de Análisis desde marzo 2008
(EUREF desde 2001).
ZTD en modelos NWP
(J. Jones, Met Office, UK)
Servicio RTK en la ERGNSS
 Correcciones DGPS y RTK de estación simple.
 Caster IGN: http://ergnss-ip.ign.es (puertos 80 y 2101 ) clientes
NTRIP, correcciones RTCM 2.3 y 3.x.
 Formulario de registro en http://www.ign.es – Actividades – Geodesia.
 Servicio de correcciones con solución de red en pruebas (BL hasta
200 km), disponible próximamente.
Servicios de Tiempo Real
•Software Geo++ / Desarrollo propio
•Diseñada para distancias de unos 150km
•Con el máximo posible de rigurosidad:
•Monumentación IGN/EUREF
•Calibración absoluta de centro de
fase
•Mínima latencia posible
•Todas las soluciones y formatos posibles
•Independiente de la solución tecnológica del
usuario (Ley de Acceso Electrónico de los
Ciudadanos a los Servicios Públicos)
•Acceso a internet mediante red de fibra
óptica (previsto)
•Servicio 24x7 (previsto)
•En fase de pruebas:
•Largas distancias
•Cinemática (~120km/h)
peores condiciones tanto ionosféricas y
troposféricas
x(utmH30)
y(utmH30)
h
Postproceso
573.377,676 4.436.201,685
994,303
dX
dY
dH
MACGG
573.377,683 4.436.201,671
994,320
-0,007
0,014
-0,017
PRSGG
573.377,686 4.436.201,693
994,293
-0,010
-0,008
0,010
PRSG
573.377,686 4.436.201,685
994,296
-0,010
0,000
0,007
Las líneas que forman el triángulo son de
372 km, 279km y 112 km
x(utmH30)
y(utmH30)
h
Postproceso
357.843,2427
4.809.196,4027
33,3982
E
N
U
Terraza_PRSGG_1
357.843,2470
4.809.196,4200
33,3870
-0,0043
-0,0173
0,0112
Terraza_PRSGG_2
357.843,2400
4.809.196,4130
33,3840
0,0027
-0,0103
0,0142
Terraza_PRSGG_3
357.843,2420
4.809.196,4120
33,3970
0,0007
-0,0093
0,0012
Terraza_RNAN_1
357.843,2290
4.809.196,3930
33,3880
0,0137
0,0097
0,0102
Triángulos muy grandes
x(utmH30)
y(utmH30)
h
BARCABANA
SBERNE
602.029,963 4.417.748,180
1.074,361
BARCABANA
FKPG
602.029,968 4.417.748,150
1.074,326
-0,005
0,030
0,035
BARCABANA
MACGG
602.029,970 4.417.748,152
1.074,374
-0,007
0,028
-0,013
BARCABANA
PRSGG
602.029,967 4.417.748,156
1.074,329
-0,004
0,024
0,032
Diferencias Bernese
Guiado automático de maquinaria agrícola
Conclusiones
E-GVAP determina IWV de estaciones en tierra para su integración en
Modelos Numéricos de Predicción del Tiempo.
Stream NTRIP, herramienta para procesamiento en t real.
El servicio de tiempo real es una evolución de:
Proyecto RECORD-1 (RNE-código) (1994)
Proyecto RECORD-2 (RNE-fase- en Digital Audio Broadcasting) (1996)
NTRIP-EurefIP (2003)
Las primeras pruebas VRS IGN/Spectra se realizaron en Baviera en diciembre de 1995
Sensor de movimientos en la superficie terrestre con una precisión y
distribución hasta hace pocos años difíciles de imaginar.
Detección de gran variedad de fenómenos, instrumentales o físicos
(deformaciones de origen tectónico, volcánico, hidrológico).
Herramientas adecuada para estudio/definición de marcos de referencia
oficiales
Agradecimientos
A las instituciones que hacen posible estos proyectos aportando
datos/streams:
Topcon Positioning Network TopNET
Instituto Cartográfico de Cataluña (ICC) – CatNet.
SITIBSA – Xarxa de Geodesia Activa de les Illes Balears (XGAIB).
Gobierno de Navarra – Red Geodésica Activa de Navarra (RGAN).
Gobierno de Aragón: Red ARAGEA.
Instituto Cartográfico de Valencia (ICV) – Red Geodésica Activa en Tiempo Real.
Gobierno de Euskadi – Red de Estaciones de Referencia GNSS de Euskadi.
Gobierno de La Rioja – Red de estaciones permanentes GNSS.
Gobierno de Cantabria, Universidad de Cantabria – Red Geodésica Activa.
Región de Murcia – REGAM y Meristemum.
Instituto Geográfico Portugués (IGP) – Rede Nacional de Estaçoes Permanentes (RENEP).
Instituto Geográfico Nacional de Francia (IGN) – Reseau GNSS Permanent (RGP).
Cartogalicia – GALNET Rede GNSS.
Leica Geosystems – IBEREF.
Instituto Tecnologico Agrario de Castilla-León (ITACYL) – Red GNSS Castilla y León.
Junta de Extremadura – Red Extremeña de Posicionamiento (REP).
Instituto de Estadística y Cartografía de Andalucía – Red Andaluza de Posicionamiento (RAP).
GRAFCAN de Canarias – Red de Estaciones Permanentes (REP) de Canarias.
Instituto Geográfico Nacional