Modelado del geoide con GPS y gravimetría : Caracterización de la estructura geológica de Tandil

La superficie del geoide sobre las Sierras de Tandil, fue analizada y utilizada como indicador de las características corticales de esa estructura geológica. El conocimiento preciso del geoide es uno de los requerimientos básicos de esta metodología. Por ese motivo fue necesario obtener un modelo local de alta precisión a partir de la aplicación del método de las Fuentes Equivalentes. Esta metodología demostró ser apta para la integración de las ondulaciones del geoide en puntos altimétricos GPS y la gravedad en puntos intermedios. El nuevo modelo de geoide para Tandilia (ESS1175) obtenido en este trabajo, representó una sensible mejora con respecto al modelo basado únicamente en las ondulaciones GPS (FCAG98). La Red Geodésica de la Provincia de Buenos Aires (GEOBA98) y su densificación, con puntos altimétricos GPS sobre todo el territorio provincial, representó la información de referencia que permitió generar el nuevo modelo y evaluar su precisión externa. La comparación del geoide observado con un modelo isostáticamente compensado fue posible gracias a dos nuevas y refinadas herramientas: el modelo de elevaciones SRTM90 y el modelo geopotencial EIGEN-CG01C (Reigber et al., 2004). Ambos son mejoras de versiones anteriores. En particular el modelo geopotencial EIGEN-CG01C asegura precisión centimétrica en longitudes de onda mayores a 400 km. De esta manera fue posible filtrar el geoide observado y aislar las señales vinculadas a la estructura estudiada. Este geoide residual fue comparado con el obtenido a partir de un modelo isostáticamente balanceado. El análisis incluyó las Cuencas de Claromecó (Introcaso y Ruiz, 2005) y del Salado (Introcaso et al., 2002), que tienen un efecto neto sobre la ondulación residual de Tandilia. A partir de un conjunto de consideraciones geológicas, geofísicas y geodésicas la corteza normal se caracterizó a través de un espesor de 42 km y densidad 2.84 gr/cm3, sobre un manto de densidad 3.24 gr/cm3. Los desvíos sistemáticos del modelo isostáticamente balanceado fueron atribuidos a la presencia de anomalías de densidad en torno de las Sierras. La estructura anómala propuesta se desarrolla a la manera de una cuña tectónica oceánico-mantélica, paralela al cordón principal de las Sierras en dirección NW-SE y al Este de las mismas. El ancho oscila entre 20 km y 50 km, con una profundidad de 15 km y densidad 2.96 gr/cm3. Esta estructura podría guardar relación con la sutura entre los terrenos de Buenos Aires y Tandilia (1770 Ma) en el marco del modelo colisional de Ramos (1999). Los resultados gravimétricos no permiten confirmar esta asociación aunque no la descartan.Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura (UNR

Geodesia física : Marco conceptual

Las alturas físicas, el sistema de referencia vertical, el sistema de referencia de la gravedad, y los correspondientes marcos de referencia, son temas de gran actualidad de la Geodesia.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Modelado del geoide con GPS y gravimetría : Caracterización de la estructura geológica de Tandil

La superficie del geoide sobre las Sierras de Tandil, fue analizada y utilizada como indicador de las características corticales de esa estructura geológica. El conocimiento preciso del geoide es uno de los requerimientos básicos de esta metodología. Por ese motivo fue necesario obtener un modelo local de alta precisión a partir de la aplicación del método de las Fuentes Equivalentes. Esta metodología demostró ser apta para la integración de las ondulaciones del geoide en puntos altimétricos GPS y la gravedad en puntos intermedios. El nuevo modelo de geoide para Tandilia (ESS1175) obtenido en este trabajo, representó una sensible mejora con respecto al modelo basado únicamente en las ondulaciones GPS (FCAG98). La Red Geodésica de la Provincia de Buenos Aires (GEOBA98) y su densificación, con puntos altimétricos GPS sobre todo el territorio provincial, representó la información de referencia que permitió generar el nuevo modelo y evaluar su precisión externa. La comparación del geoide observado con un modelo isostáticamente compensado fue posible gracias a dos nuevas y refinadas herramientas: el modelo de elevaciones SRTM90 y el modelo geopotencial EIGEN-CG01C (Reigber et al., 2004). Ambos son mejoras de versiones anteriores. En particular el modelo geopotencial EIGEN-CG01C asegura precisión centimétrica en longitudes de onda mayores a 400 km. De esta manera fue posible filtrar el geoide observado y aislar las señales vinculadas a la estructura estudiada. Este geoide residual fue comparado con el obtenido a partir de un modelo isostáticamente balanceado. El análisis incluyó las Cuencas de Claromecó (Introcaso y Ruiz, 2005) y del Salado (Introcaso et al., 2002), que tienen un efecto neto sobre la ondulación residual de Tandilia. A partir de un conjunto de consideraciones geológicas, geofísicas y geodésicas la corteza normal se caracterizó a través de un espesor de 42 km y densidad 2.84 gr/cm3, sobre un manto de densidad 3.24 gr/cm3. Los desvíos sistemáticos del modelo isostáticamente balanceado fueron atribuidos a la presencia de anomalías de densidad en torno de las Sierras. La estructura anómala propuesta se desarrolla a la manera de una cuña tectónica oceánico-mantélica, paralela al cordón principal de las Sierras en dirección NW-SE y al Este de las mismas. El ancho oscila entre 20 km y 50 km, con una profundidad de 15 km y densidad 2.96 gr/cm3. Esta estructura podría guardar relación con la sutura entre los terrenos de Buenos Aires y Tandilia (1770 Ma) en el marco del modelo colisional de Ramos (1999). Los resultados gravimétricos no permiten confirmar esta asociación aunque no la descartan.Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura (UNR

Sistema de análisis y evaluación de la información geoespacial

Sumario: 1. Introducción - Calidad de la Información Geoespacial 2. Algunos efectos sistemáticos en la Calidad Geométrica 3. Situación actual 4. Forma de abordar el problema - Avances 5. Propuesta de un “Sistema de Análisis y Evaluación de la Información Geoespacial”Infraestructura de Datos Espaciales de la República Argentina (IDERA)Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Análise de modelos córticos isostaticamente equilibrados utilizando modelos geopotenciais globais modernos

The knowledge of the Earth's gravity field and its temporal variations is the main goal of the dedicated gravity field missions CHAMP, GRACE and GOCE. Since then, several global geopotential models (GGMs) have been released. This paper uses geoid heights derived from global geopotential models to analyze the cortical features of the Tandilia structure which is assumed to be in isostatic equilibrium. The geoid heights are suitably filtered so that the structure becomes apparent as a residual geoid height. Assuming that the geological structure is in isostatic equilibrium, the residual geoid height can be assimilated and compared to the isostatic geoid height generated from an isostatically compensated crust. The residual geoid height was obtained from the EGM2008 and the EIGEN-6C4 global geopotential models, respectively. The isostatic geoid was computed using the cortical parameters from the global crustal models GEMMA and CRUST 1.0 and from local parameters determined in the area under study. The obtained results make it clear that the isostatic geoid height might become appropriate to validate crustal models if the structures analyzed show evidence of being in isostatic equilibrium.O conhecimento do campo de gravidade da Terra e suas variações temporais é o objetivo principal das missões de campo de gravidade dedicadas CHAMP, GRACE e GOCE. Desde então, vários modelos geopotenciais globais (GGMs) foram lançados. Este artigo usa os níveis de geoide derivados de modelos geopotenciais globais para analisar as características corticais da estrutura de Tandilia, que se supõe estar no equilíbrio isostático. As alturas do geoide são adequadamente filtradas para que a estrutura se torne aparente como uma altura residual de geoide. Supondo que a estrutura geológica esteja em equilíbrio isostático, a altura residual do geoide pode ser assimilada e comparada com a altura do geoostato isostático gerada a partir de uma crosta compensada isostática. A altura residual de geoide foi obtida a partir dos modelos geopotenciais globais EGM2008 e EIGEN-6C4, respectivamente. O geóide isostático foi calculado utilizando os parâmetros corticais dos modelos crustais globais GEMMA e CRUST 1.0 e dos parâmetros locais determinados na área estudada. Os resultados obtidos deixam claro que a altura do geoide isostático pode se tornar apropriada para validar modelos crustais se as estruturas analisadas mostrarem evidências de estar em equilíbrio isostático.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Análise de modelos córticos isostaticamente equilibrados utilizando modelos geopotenciais globais modernos

The knowledge of the Earth's gravity field and its temporal variations is the main goal of the dedicated gravity field missions CHAMP, GRACE and GOCE. Since then, several global geopotential models (GGMs) have been released. This paper uses geoid heights derived from global geopotential models to analyze the cortical features of the Tandilia structure which is assumed to be in isostatic equilibrium. The geoid heights are suitably filtered so that the structure becomes apparent as a residual geoid height. Assuming that the geological structure is in isostatic equilibrium, the residual geoid height can be assimilated and compared to the isostatic geoid height generated from an isostatically compensated crust. The residual geoid height was obtained from the EGM2008 and the EIGEN-6C4 global geopotential models, respectively. The isostatic geoid was computed using the cortical parameters from the global crustal models GEMMA and CRUST 1.0 and from local parameters determined in the area under study. The obtained results make it clear that the isostatic geoid height might become appropriate to validate crustal models if the structures analyzed show evidence of being in isostatic equilibrium.O conhecimento do campo de gravidade da Terra e suas variações temporais é o objetivo principal das missões de campo de gravidade dedicadas CHAMP, GRACE e GOCE. Desde então, vários modelos geopotenciais globais (GGMs) foram lançados. Este artigo usa os níveis de geoide derivados de modelos geopotenciais globais para analisar as características corticais da estrutura de Tandilia, que se supõe estar no equilíbrio isostático. As alturas do geoide são adequadamente filtradas para que a estrutura se torne aparente como uma altura residual de geoide. Supondo que a estrutura geológica esteja em equilíbrio isostático, a altura residual do geoide pode ser assimilada e comparada com a altura do geoostato isostático gerada a partir de uma crosta compensada isostática. A altura residual de geoide foi obtida a partir dos modelos geopotenciais globais EGM2008 e EIGEN-6C4, respectivamente. O geóide isostático foi calculado utilizando os parâmetros corticais dos modelos crustais globais GEMMA e CRUST 1.0 e dos parâmetros locais determinados na área estudada. Os resultados obtidos deixam claro que a altura do geoide isostático pode se tornar apropriada para validar modelos crustais se as estruturas analisadas mostrarem evidências de estar em equilíbrio isostático.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Resultados de la campaña argentina de rastreo satelitario posicionamiento simple

En mayo de 1984 se realizó la primera campaña argentina de rastreo Intensivo de satélites del sistema TRANSIT. Siete estaciones adecuadamente distribuidas en el territorio nacional fueron equipadas con posicionadores Doppler. En este trabajo se presentan los resultados finales de posición para cinco de las estaciones. Las observaciones fueron procesadas con la técnica de posicionamiento simple utilizando "software" desarrollado por los autores. Se realiza una descripción general de los programas utilizados y se discuten los resultados obtenidos. Se estima que el error en las coordenadas obtenidas está por debajo de los tres metros en todos los casos.During may, 1984 the first intensive Transit satellite tracking campaign was carried out in Argentine. Seven stations well distributed all over the national territory were equipped with Doppler receivers. In this work, the final results for five stations are presented. The accuracy of the final station coordinates is better than three meters. Observations were processed in simple positioning mode using the authors’ own software. A description of this software as well as a general discussion of the results are also included in this paper.Asociación Argentina de Geofísicos y Geodesta

Análisis corticales de estructuras a partir de ondulaciones del geoide y modelos geopotenciales

Las observaciones satelitales proporcionan series de datos continuos y homogéneos que permiten evaluar los cambios en la distribución de masas que se producen en el sistema Tierra, modificando su campo de gravedad, desde una perspectiva global. En los últimos años estas variaciones han sido monitoreadas por misiones satelitales gravimétricas (CHAMP, GRACE, y GOCE), propiciando el desarrollo de una nueva generación de modelos geopotenciales con soluciones en términos de armónicos esféricos de alto grado y orden, con mayor resolución espacial y mejor precisión. En este trabajo se ha utilizado la información de las ondulaciones del geoide,representadas a partir de modelos geopotenciales modernos, para analizar las características corticales de la estructura de Sierras de la Ventana, en la provincia de Buenos Aires. Las ondulaciones del geoide son convenientemente filtradas para poner en evidencia la estructura, a partir de la ondulación residual. Si se asume que la estructura geológica se encuentra en equilibrio isostático, la ondulación residual puede ser asimilada y comparada con la ondulación isostática generada a partir de una corteza isostáticamente compensada. Los desvíos entre la ondulación isostática y el geoide residual, muestran el eventual apartamiento de la estructura analizada respecto del modelo isostático adoptado. En consecuencia, en presencia de estructuras isostáticamente equilibradas, este procedimiento puede ser apropiado para validar o ajustar modelos corticales. El geoide residual fue derivado de los modelos geopotenciales globales EGM2008 y EIGEN 6C4; mientras que los parámetros de la corteza fueron extraídos de los modelos globales GEMMA y Crust 1.0. Las diferencias entre el geoide residual y el geoide isostático en la zona de Sierras de la Ventana presenta una desviación estándar de ±0.40 m para ambos modelos corticales.Eje: Geodesia y Geomática.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

Interpolación de la ondulación geoidal geométrica mediante una red neuronal artificial multicapa

El desarrollo de técnicas de posicionamiento satelital, proporciona la posibilidad de disponer de coordenadas geográfcas de alta precisión, que tienen como referencia un datum geocéntrico y un modelo geométrico o elipsoide de referencia para su representación en valores angulares, consiguiendo de esta forma aproximar la forma terrestre. Cada punto sobre la superfcie del planeta cuenta con una posición defnida por su latitud, longitud y altura elipsoidal; los dos primeros valores proveen la ubicación horizontal con respecto a referencias convencionales que están defnidas sobre el elipsoide de referencia. La altura elipsoidal por su parte representa la distancia medida sobre la normal al elipsoide desde el punto posicionado hasta dicha superfcie de referencia, es decir esta altura es una expresión geométrica de la distancia existente entre el punto posicionado y la superfcie de referencia elipsoide ; esto se convierte en un inconveniente al tomar en consideración que para ser utilizadas en proyectos de ingeniería , las alturas medidas sobre la superfcie terrestre deben tener un signifcado físico, esto implica tener en cuenta la distribución de masas del planeta y su campo gravitatorio. Siendo indispensable disponer de una superfcie de referencia para las alturas que considere estas variables físicas. Esta superfcie debe ser equipotencial, esto signifca que deberá contar con iguales valores de potencial gravitacional para todos los puntos que la conforman. La superfcie equipotencial que usamos como referencia para las alturas se conoce como geoide y es aquella que más se aproxima al nivel medio de los océanos en reposo en una época determinada, esta superfcie es difícil de determinar debido al comportamiento dinámico de los océanos y por el desconocimiento de las densidades internas del planeta. La representación del geoide se realiza en función de su separación con respecto a un elipsoide de referencia, y se conoce como ondulación geoidal, las alturas medidas desde el geoide a la superfcie terrestre se conocen como alturas ortométricas. La relación entre alturas elipsoidales y alturas ortométricas posibilita el cálculo de ondulaciones geoidales; el método geométrico GPS/ nivelación para la determinación del geoide consiste en obtener valores de ondulación geoidal partiendo de valores conocidos de alturas elipsoidales y alturas niveladas toman como referencia el nivel medio del mar . Esta metodología genera valores de ondulación geoidal en forma puntual, por esta razón, cuando se requiere conocer cuál es el comportamiento del geoide en un punto en el cual no se conocen los datos necesarios para su cálculo, se hace necesaria la aplicación de métodos de interpolación o estimación de variables que emplean principios geoestadísticos. En este trabajo se presenta un método de interpolación basado en el entrenamiento de una Red Neuronal Artifcial del tipo Multicapa-RNAM con datos obtenidos en un área del Ecuador Continental, con el objetivo de obtener valores de ondulación geoidal. Los resultados obtenidos mediante la interpolación con al RNAM presentan errores menores a 15 centímetros.The development of satellite positioning techniques, provides the possibility of having geographical coordinates of high precision, that have like reference a geocentric datum and a geometric model or reference ellipsoid for their representation in angular values, obtaining thus approximate the terrestrial form. Each point on the surface of the planet counts on a position defned by its latitude, longitude and ellipsoidal height; both frst values provide the horizontal location with respect to conventional references that are defned on the reference ellipsoid. The ellipsoidal height represents the distance measured on the normal of the ellipsoid from the point positioned to this reference surface, this height is a geometric expression of the distance between the positioned point and the reference surface ellipsoid ; this becomes a disadvantage when taking into consideration that for use in engineering projects, the heights measured on the terrestrial surface must have a physical meaning, this implies to consider the distribution of masses of the planet and its gravitational feld. It is, then indispensable to have a reference surface for the heights that considers these physical variables. This surface must be equipotential, this means that it will have to count on equal values of gravitational potential for all the points conform that it. The equipotential surface that we used as reference for the heights is known like geoid and is that one that comes near more at the mean level of the oceans in rest at a determined time, this surface is diffcult to determine due to the dynamic behaviour of the oceans and by the ignorance of the internal densities of the planet. The representation of geoid is realised based on its separation with respect to a reference ellipsoid, and it is known like geoidal undulation, the heights measured from geoid to the terrestrial surface are known like orthometric heights. The relation between ellipsoidal heights and orthometric heights makes possible the calculation of geoids undulations; the geometric method (GPS/leveling) for the geoid determination consists of obtaining values of geoidal undulation dividing of values known ellipsoidal heights and made level heights take like reference the mean sea level . This methodology generates precise values of geoidal undulation, therefore, when it is required to know what is the behavior of geoid in a point in which the necessary data for their calculation are not known, becomes the application of methods interpolation or estimation necessary of variables that use geostatistical principles. In the present work, it used an interpolation method interpolation based on Multilayer Artifcial Neural Network Techniques using data obtained in a Continental Ecuador area, with the aim of obtaining values of geoidal undulation. The frst results, when it used of the RNAM show errors smaller to 1 cm.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica

DEM Global mejorado para Buenos Aires con integración de información altimétrica local y modelos geopotenciales

El conocimiento de la forma de la superficie de la Tierra es la base de las geociencias modernas. El modelo SRTM (Misión Topográfica de Radar del Transbordador) DEM (Modelo Digital de Elevación), representa una fuente accesible y relevante para disponer de alturas. En este trabajo se presenta una metodología destinada a mejorar la representación del SRTM a través de la incorporación de información local. Considerando la disponibilidad y cobertura de marcas con coordenadas precisas pertenecientes a redes geodésicas modernas como POSGAR y las de cada provincia, sumado a la facilidad de realizar nuevos relevamientos GNSS de calidad centimétrica en ciertas zonas de interés; es evidente la conveniencia de utilizar las alturas elipsoidales en la evaluación y eventual mejora del modelo SRTM. Por eso el mismo fue expresado en términos de alturas elipsoidales. Para ello, fue necesario adicionar a las alturas SRTM la ondulación geoidal del EGM96. Si se determinan las diferencias entre la altura SRTM y la del punto de coordenadas conocidas sobre una red a escala provincial, es posible obtener una matriz de esos valores. Mientras las cortas longitudes de onda se vinculan con las características topográficas locales y el tipo de terreno, las más largas pueden ser asociadas a errores orbitales de la misión Shuttle y de propagación, entre otros. Luego la matriz de diferencias es evaluada en cada vértice SRTM y un nuevo modelo de alturas elipsoidales mejorado (SRTMem) es construido. Finalmente, el mismo puede ser afectado por el modelo de geoide más adecuado en la región de trabajo para obtener un nuevo modelo de elevaciones (SRTMmej). El nuevo modelo basado en SRTM, incluye además información de puntos geodésicos locales e incorpora un modelo de geoide ajustado a la zona de estudio. En este trabajo, se describe la aplicación de la metodología para la provincia de Buenos Aires.Eje: Geodesia y Geomática.Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísica