Redes Geodésicas

Universidad Nacional de Crdoba

Verificacin y Densificacin de la Red de Catastro de la Provincia de Crdoba

Captulo 4: Redes Geodsicas. Conceptos Generales

Escuela de Agrimensura: Ctedra de Trabajo Final Pgina 51 Mariano Cabrera Hernn Morales

4. REDES GEODSICAS

Conceptos Generales

4.1 Introduccin

En Geodesia y Cartografa, cuando es necesario cubrir grandes reas, se deben establecer

marcos de control horizontal y vertical. Estos proporcionan una base para todas las operaciones

de agrimensura y cartografa a fin de asegurar un resultado confiable. Estas redes de control

consisten en puntos estables e identificables unidos por observaciones muy precisas. A partir de

estas observaciones, los valores de referencia son calculados y publicados.

En trminos generales, se puede afirmar que una red geodsica es un conjunto de puntos

perfectamente localizados en el terreno mediante seales adecuadas, entre los que se han

efectuado observaciones de tipo geodsico, con el fin primordial de obtener las coordenadas, su

precisin y fiabilidad en trminos relativos y absolutos, respecto de un sistema de referencia

establecido de antemano. La medicin y clculo de redes geodsicas es una de las aplicaciones

del GPS. 1

4.2 Definicin

En su libro Geodesia y Topografa, Jos Milln define la red geodsica como la figura formada por

una constelacin de puntos distribuidos con cierta simetra por el territorio, y enlazados entre s

por las visuales correspondientes, proyectada sobre un elipsoide de revolucin que se emplea

como superficie de referencia2. Esta definicin corresponde a la Geodesia clsica; antiguamente,

la distribucin de los vrtices de una red se vea forzada a las limitaciones del instrumental

empleado, que requera de inter-visibilidad entre los vrtices, por lo que se ubicaban en los

lugares ms elevados posibles.

Una definicin moderna de Redes Geodsicas es la siguiente:

Es la figura formada por una constelacin de puntos, enlazados entre s, que se distribuyen

de forma simtrica sobre el territorio y que se proyectan sobre un elipsoide de revolucin

empleado como superficie de referencia.

1 John D. Bossler . FGCC Standards and Specifications for Geodetic Control Networks. Chairman September 1984.

2 Milln Gamboa, Jos Manuel. Geodesia y Topografa. Cdiz: JM Ediciones, 2006.





La geometra de la red tena gran importancia para las redes calculadas mediante triangulacin y

trilateracin, este principio an es vlido para las mediciones con GPS, pero no es determinante.

Aunque es necesario tener en cuenta que, mientras ms rigidez geomtrica tenga una red, el

control de las posiciones ajustadas ser ms preciso.3

Actualmente, y por medio de la aplicacin de la tecnologa satelital, en la planificacin de redes se

busca que los puntos tengan el cielo despejado y que sean de fcil acceso.

Mediante el uso del GPS, los tiempos para llevar a cabo el desarrollo de una red se han acortado

considerablemente. Esto permite que, adems de utilizar las redes geodsicas para los propsitos

mencionados, se puedan detectar los movimientos de la corteza terrestre. Esto indica que no

basta con determinar las coordenadas plani-altimtricas de los puntos en una ocasin, sino que

las observaciones se deben realizar de forma peridica, ya que la superficie de la tierra est en

constante movimiento.4

Las redes de control slo pueden ser producidas a travs de mediciones muy precisas que toman

como referencia a puntos de control identificables. La combinacin de diseo de la medicin,

instrumentacin, procedimientos de calibracin, tcnicas de observacin, y los mtodos de

reduccin de datos se conoce como un sistema de medicin.

4.3 Clasificacin de la Redes Geodsicas

No es posible que todas las redes de control tengan la precisin ms alta. A los diferentes niveles

de precisin se los conoce como "orden" de un punto, stos a su vez se subdividen por "clases".

Por ende, a los valores de referencia de un punto (de una red) se le asigna un orden (y clase)

basado en el estndar de clasificacin apropiado.

Las normas de clasificacin de las redes de control se basan en la precisin. Esto significa que

cuando los puntos de control en una medicin en particular se clasifican, estn certificados por

tener valores de referencia de conformidad con todos los dems puntos de la red y no slo dentro

de esa medicin en particular.

Teniendo en cuenta este criterio, utilizado por el Servicio Geodsico Nacional de Estados Unidos

(NGS), las redes pueden clasificarse del siguiente modo:

3 Luis Moreno Jasqui. Gua Prctica del GPS. Mxico. 2011

4 Mara Jess Aguilera Urea. Desarrollo de una Metodologa de Clculo de Redes Geodsicas observadas mediante

GPS. Anlisis de la Influencia de los mtodos de clculo en la precisin. Universidad de Crdoba. Espaa. 2001





- De primer orden 1:100.000

- De segundo orden, clase I, 1: 50.000

- De segundo orden, clase II, 1: 20.000

- De tercer orden, clase I, 1: 10.000

- De tercer orden, clase II, 1: 5000

La precisin de la distancia se refiere a todos los pares de puntos de la red. Cuando un punto de

control est clasificado con un orden en particular y de clase, NGS certifica que la latitud

geodsica y la longitud de dicho punto de control mantienen la misma exactitud que las

coordenadas de todos los otros puntos de la red.

De este modo, se puede afirmar que todos los puntos del mismo orden y clase de una red, deben

tener la misma precisin, la cual se establece segn su clasificacin. 5

Existen, adems, criterios complementarios, que permiten clasificar las redes geodsicas en

funcin del fin para el que fueron desarrolladas. Esto permite que para cada regin haya

clasificaciones diferentes. En nuestro pas, las clasificaciones ms utilizadas son las siguientes:

A. Clasificacin segn sus coordenadas

Redes planimtricas, cuyo fin es establecer coordenadas latitud y longitud o (x, y) segn

sea necesario.

Redes altimtricas, cuyo fin es establecer la coordenada altura sobre la superficie del

geoide. Estas redes de nivelacin de alta precisin son totalmente independientes de las

anteriores, tanto en su ubicacin como en sus mtodos de observacin.

Redes tridimensionales, donde las coordenadas planimtricas y altimtricas se

determinan de manera conjunta.

B. Clasificacin segn su densificacin

Redes de Orden 0: se utilizan para controlar la estructura principal de un pas o una

zona de gran extensin. Abarcan miles de kilmetros y los puntos se encuentran

separados por ms de 100 km.

Redes de Primer Orden: constituyen la principal estructura geodsica de una zona de

gran extensin. Abarcan centenares de kilmetros. Los puntos se encuentran separados

entre 25 km y 100 km.

5 John D. Bossler . FGCC Standards and Specifications for Geodetic Control Networks. Chairman September 1984.





Redes de Segundo Orden: constituyen una densificacin de las redes primarias, con

distancias medias entre lados de 15 a 20 km. Abarcan decenas y hasta centenas de

kilmetros segn sea necesario.

Redes de Tercer Orden: estn conformadas por una densificacin de las redes

secundarias. La distancia entre vrtices vara entre 5 y 10 km.

Redes de Cuarto y Quinto Orden: constituyen densificaciones sucesivas de las redes

anteriores. Las distancias entre los vrtices varan entre los 100 metros y 5 km.

C. Clasificacin segn Precisin

Categora A: precisin sub-centimtrica. El radio de tolerancia es inferior a 1cm. El

mximo error admitido en las mediciones es de 5mm.

Categora B: precisin centimtrica. El radio de tolerancia establecido ronda valores

entre 1cm y 10 cm. El mximo error admitido en las mediciones vara entre 5mm y

5 cm.

Categora C: precisin sub-mtrica. El radio de tolerancia alcanza valores entre 10 cm

y 1 metro. El mximo error admitido en las mediciones vara entre 5 cm y 50 cm.

Categora D: precisin mtrica. El radio de tolerancia alcanza valores entre 1m y 10.

El mximo error admitido en las mediciones vara entre 50 cm y 5 m.

Categora E: precisiones mayores a 10 metros. El radio de tolerancia alcanza valores

entre 10 m hasta los 100 metros o ms.

Los criterios de clasificacin se combinan unos con otros y permiten esbozar de una forma rpida

algunas caractersticas generales de cada red. Por ejemplo, existen redes tridimensionales de

primer orden y de categora A. 6

Al conocer la clasificacin de la red, se podr determinar cul debe ser el instrumental que se

debe utilizar en su medicin, qu mtodo de medicin debe utilizarse y bajo qu condicionantes se

proceder al procesamiento de las observaciones, a fin de alcanzar los resultados especificados.

4.4 Aplicacin de las Redes Geodsicas

Las redes geodsicas son necesarias como apoyo para la realizacin de los asuntos pblicos en

todos los niveles de gobierno, para la planificacin y ejecucin de proyectos nacionales y locales,

6 Armando Del Bianco. Topometra y Microgeodesia, Apuntes de Clases. Crdoba. 2000





el desarrollo y utilizacin de los recursos naturales, la defensa nacional, ordenamiento territorial, y

el seguimiento del movimiento de la corteza terrestre. Por otro lado, las redes geodsicas pueden

ser utilizadas en la delineacin de Estado y de las fronteras internacionales.

Dado el vasto campo en el cual se utilizan las redes

como una base para el desarrollo y control de

proyectos, tanto a nivel estatal como privado, a

continuacin se enumeran algunas de sus

aplicaciones generales:

o Redes de control para levantamientos

topogrficos, para el desarrollo de trabajos

cartogrficos, y de gestiones catastrales.

o Redes de control para proyectos de grandes

obras lineales de Ingeniera tales como

caminos, canales, trazado de vas ferroviarias,

gasoductos, etc.

o Redes locales de alta precisin para obras de

ingeniera de gran envergadura, tales como

replanteo de grandes tneles, centrales

nucleares, explotaciones petroleras, parques

industriales, presas, etc.

o Redes de alta precisin para control de

deformaciones de la Corteza Terrestre,

medicin de movimientos tectnicos, etc.

4.5 Aplicacin de la Tecnologa GPS a las Redes Geodsicas

Conceptos Bsicos

Una campaa de observacin GPS, llevada a cabo para obtener coordenadas precisas, sugiere

la utilizacin de un nmero pequeo de receptores para obtener posiciones de un mayor

nmero de estaciones, cuyas lneas base observadas (vectores de posicin relativa entre

estaciones) constituirn la red.

RED POSGAR

REPUBLICA ARGENTINA

Imagen obtenida de la direccin

web de la Universidad Nacional del

Sur (Baha Blanca)

www.epbb.uns.edu.ar





El rea cubierta por las redes, obtenidas mediante esta metodologa, puede variar de la decena a

los miles de kilmetros, siempre dependiendo de la finalidad de la red.

Las observaciones realizadas simultneamente dentro de un proyecto GPS, constituyen una

sesin de observacin, donde la duracin de la sesin depender de la precisin que se busque a

la hora de disear las redes, siendo de pocos minutos si se utiliza una tcnica rpida para la

determinacin de las ambigedades en pequeas redes, o de varias horas si se requieren

grandes precisiones en redes extensas.

Para la observacin de una red, por lo general, es necesaria la observacin de las estaciones que

componen la red en diferentes sesiones, debido a la disponibilidad de equipos. Para ello, ser

condicin necesaria al menos una estacin comn entre dos sesiones, con el fin de conseguir

continuidad en el trabajo. Adems, el aumento de estaciones comunes entre sesiones diferentes,

aumentar la redundancia, lo que implica un aumento en la precisin en los resultados obtenidos.7

Con dos o ms estaciones re-ocupadas en cada sesin, algunas de las lneas base son

determinadas dos veces. Por este motivo, ser favorable una distribucin homognea de

reocupacin, ya que proporciona una redundancia distribuida por igual con el menor nmero de

sesiones requeridas

La combinacin de las soluciones de sesiones diferentes dentro de una red GPS

observada, se lleva a cabo a travs de la obtencin de dos tipos de soluciones:

Ajuste de las observaciones brutas GPS que forman una sesin de observacin,

obteniendo soluciones de lneas base junto con sus precisiones.

Ajuste secundario utilizando como observaciones los resultados de las soluciones previas

para las sesiones que forman la red, y obteniendo como resultado final la posiciones

precisas de las estaciones junto con las precisiones correspondientes.

Por otro lado, la obtencin coordenadas de las estaciones que forman la red, a partir del conjunto

redundante de soluciones de lnea base observadas, ser por medio de un proceso de ajuste por

mnimos cuadrados, que permite aprovechar dicha redundancia implcita en una red observada,

obteniendo, no slo valores para los parmetros buscados, sino tambin informacin adicional

sobre precisin de los resultados, permitiendo un control de calidad del trabajo.8

7 Mara Virginia Mackern Oberti. Materializacin de un Sistema de Referencia Geocntrico de alta precisin mediante observaciones GPS. Universidad Nacional de Catamarca. Mayo de 2003

8 Comit Nacional de la Unin Geodsica y Geofsica Internacional (CNUGGI) Subcomit de Geodesia. Estndares

Geodsicos (GPS), Repblica Argentina. 1 Edicin, 1996





Otro punto importante para la resolucin de una red GPS ser el sistema de referencia en el que

se quieren expresar las coordenadas de los puntos. Para definirlo, es necesario incluir dentro de

las estaciones de la red, estaciones cuyas coordenadas sean conocidas en un sistema de

referencia concreto, ya que el GPS proporciona posiciones precisas relativas, pero no absolutas.

Surge as el concepto de punto fiducial, que ser una estacin cuyas coordenadas son

conocidas con una determinada precisin y cuyas posiciones, junto con sus precisiones, servirn

para definir el sistema de referencia de un trabajo.

Aplicaciones Prcticas

Dentro de la variedad de utilidades que se pueden obtener a la hora de la utilizacin del sistema

GPS, podemos destacar las siguientes aplicaciones geodsicas en relacin a las redes:

Construccin de una red geodsica nueva

Contribucin a la determinacin de altura y geoide

Inspeccin, anlisis y mejora de redes existentes

Densificacin o ampliacin de redes existentes.

Con respecto a la densificacin de una red existente, se puede tratar esta aplicacin de diferentes

modos:

1. Teniendo una red terrestre clsica de segundo o tercer orden existente, el GPS se utiliza

como una herramienta topogrfica moderna para la densificacin de redes, donde los

puntos de control existentes se toman como estaciones de referencias fijas y se mantiene

el datum nacional y la precisin y exactitud de la red materializada.

2. Habiendo una red terrestre existente, se combina con las nuevas observaciones GPS,

mantenindose el datum, pero la red completa se reajusta y se refuerza con la inclusin de

las medidas GPS. Se incorporan nuevos puntos a la red existente de un modo ptimo,

pero solo se puede aplicar este mtodo si se tiene suficiente informacin sobre la

evolucin en funcin del tiempo, de las coordenadas de los puntos que forman parte de la

red existente.9

9 Mara Jess Aguilera Urea. Desarrollo de una Metodologa de Clculo de Redes Geodsicas observadas mediante

GPS. Anlisis de la Influencia de los mtodos de clculo en la precisin. Universidad de Crdoba. Espaa. 2001

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