(Marco Geocéntrico Nacional de Referencia,densificación del Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas)
El Instituto Geográfico Agustín Codazzi -IGAC-, entidad gubernamental encargada de los sistemas geodésicos nacionales de referencia, desea que sus usuarios sean partícipes del proceso de apropiación, modernización y aprovechamiento de los avances científicos y técnicos relacionados con la generación de datos espaciales de alta calidad. En consecuencia, el IGAC promueve la adopción de MAGNA-SIRGAS como sistema de referencia oficial del país, en reemplazo del Datum BOGOTÁ, definido en 1941. MAGNA-SIRGAS garantiza la compatibilidad de las coordenadas colombianas con las técnicas espaciales de posicionamiento, por ejemplo los sistemas GNSS (Global Navigation Satellite Systems), y con conjuntos internacionales de datos georreferenciados.
En la práctica, la consecuencia más relevante de la introducción de MAGNA-SIRGASconsiste en el cambio de las coordenadas geográficas de un mismo punto en aproximadamente 500 m en dirección suroeste, lo cual concierne a todos los productores y usuarios de la información geográfica en el país. Así, teniendo presente la extensa gama de individuos y organizaciones que están relacionados con la adopción del nuevo sistema de referencia, el IGAC, a través de este portal, describe los aspectos técnicos necesarios para la utilización práctica de MAGNA-SIRGAS y proporciona las herramientas básicas para que la información que aún se encuentra definida sobre el Datum BOGOTÁ se actualice mediante su vinculación al nuevo sistema.
La red MAGNA-ECO es un conjunto de estaciones GPS de funcionamiento continuo, que sirven como base de referencia para los levantamientos diferenciales de posicionamiento satelitas, garantizando la vinculación inmediata de los puntos ocupados a MAGNA-SIRGAS y minimizando los costos y tiempos invertidos en las campañas de observación. La información rastreada por las diferentes estaciones es proporcionada en formato RINEX (Receiver Independent Exchange Format) a nuestros usuarios, a través del Centro de Información Geográfica y las Direcciones Territoriales.
Las coordenadas de las estaciones MAGNA-ECO son procesadas semanalmente con precisión milimétrica, en cooperación con el centro de análisis regional del servicio internacional GPS (IGS-RNAAC-SIR; Regional Network Associate Analysis Center - SIRGAS), lo cual garantiza su orientación permanente dentro del mismo sistema de coordenadas al que se refieren los satélites GNSS.
La red MAGNA-SIRGAS Pasiva está conformada por 60 monumentos (mojones) ocupados con GPS (Global Positioning System) entre 1994 y 1997. De estas estaciones, 8 son vértices SIRGAS y 16 corresponden a la red geodinámica CASA (Central and South American Geodynamics Network). Sus coordenadas están definidas sobre el ITRF94 (International Terrestrial Reference Frame, 1994), época 1995.4. Su precisión interna esta en el orden de (+-2mm...+-7 mm), su exactitud horizontal en +- 2 cm y la vertical en +-6 cm.
La red MAGNA-SIRGAS Pasiva se ha densificado a través de proyectos geodésicos regionales de referencia que son desarrollados siguiendo las especificaciones del IGAC. Dentro de éstos pueden citarse el Proyecto Aeronáutica Civil, Red Geodésica del Quindío, Red Geodésica del Área Metropolitana de Pereira, Red Geodésica del Quindío, Red Geodésic del Área Metropolitana de Bucaramanga, Proyecto Catastral Distrital - Bogotá y proyectos de georeferenciación para compañías petroleras, entre otros. Actualmente, existen cerca de 2000 puntos de densificación.
Modelo Geoidal GEOCOL2004
La utilización del sistema MAGNA-SIRGAS está directamente relacionada con la definición de una superficie de referencia vertical (geoide) que permita obtener alturas clásicas (referidas al nivel medio del mar) a partir de información GPS. El Geoide en Colombia se ha determinado mediante la técnica remove/restore, la cual permite relacionar las características regionales (longitudes de onda larga) del campo de gravedad, expresadas en un Modelo Geopotencial Global (MGG), y sus detalles (longitudes de onda corta), obtenidos a través de la evaluación local del modelo físico matemático de Strokes (o Molodensky). En el modelo GEOCOL2001,la componente geoidal global ha sido calculada con el Modelo TEG-4 (Texas Eart Gravity 4, Tapley, et al, 2001) y la local, con anomalías gravimétricas medias (2x2). Las alturas geoidales obtenidas oscilan entre -21 y 34 m.
Colombia presenta una topografía muy variada, lo cual dificulta el desempeño de los métodos geodésicos clásicos, especialmente la nivelación geométrica. Por tal motivo, una de las principales aplicaciones prácticas del modelo GEOCOL2004, es la determinación de alturas similares a las niveladas a partir de información GPS. De acuerdo con esto, paralelamente a la determinación del geoide, se ha diseñado una metodología de nivelación satelitas, que permite estableces alturas sobre el nivel medio del mar utilizando las elipsoidales, obtenidas de los levantamientos GPS ligados a MAGNA-SIRGAS, y las ondulaciones geoidales. Las alturas clásicas determinadas por este método presentan precisiones similares a las obtenidas por nivelaciones trigonométricas (+-0,80 m).
Parámetros de transformación entre el Datum BOGOTÁ y el Sistema MAGNA-SIRGAS
Los parámetros de transformación para migrar a MAGNA-SIRGAS la información existente en Datum BOGOTÄ se han determinado empíricamente a partir de estaciones con coordenadas conocidas en los dos sistemas. Dado que la red geodésica clásica ARENA (Antigua Red Nacional) no presenta precisiones homogéneas en todo el país, ha sido necesario definir diferentes regiones que permitan mayor consistencia entre las coordenadas transformadas.
Los parámetros se han calculado según tres modelos:
Modelo de similitud de Helmert, también conocido como método de los siete parámetros, el cual se basa en coordenadas cartesianas tridimensionales considerando tres parámetros de traslación.
Modelo Molodensky-Badekas, cuya variación con respecto al del Helmert, es la introducción de las coordenadas del punto central del área de interés como referencia para la transformación relativa de coordenadas.
Modelo de transformación bidimiensional a partir de coordenadas geográficas (latitud y longitud), el cual no requiere de la posición vertical de los puntos que se desean transformar.
Los tres modelos conducen a resultados similares.
Documentos
* Adopción del Marco Geocéntrico Nacional de Referencia MAGNA-SIRGAS como datum oficial de Colombia
Describe la concepción científica de MAGNA-SIRGAS y proporciona la justificación técnica de su adopción oficial.
Proporciona las herramientas técnicas para la migración práctica a MAGNA-SIRGAS de la información georreferenciada en Datum BOGOTÁ.
Contiene el procedimiento esquemático de la adopción de MAGNA-SIRGAS desde el punto de vista empresarial.
Presenta la metodología y resultados del último modelo geoidal gravimétrico calculado por el IGAC.
* Obtención de alturas sobre el nivel medio del mar a partir de información GPS
Indica la metodología IGAC para la obtención de alturas sobre el nivel medio del mar a partir de levantamientos GPS y el modelo GEOCOL2004.
* Parámetros oficiales de transformación entre el Datum BOGOTÁ y MAGNA-SIRGAS
Describe la metodología y los parámetros de transformación determinados por el IGAC para migrar a MAGNA-SIRGAS la información espacial referida al Datum BOGOTÁ.
Muestra la utilización de las velocidades de las estaciones de referencia en el procesamiento de levantamientos GPS diferenciales.
* Procedimiento migración en ARGIS
Indica la secuencia de pasos a seguir para realizar la transformación de datum para datos manejados mediante los motores incluidos por ESRI en ArcGIS©
* Productos IGAC asociados a MAGNA-SIRGAS
Señala los productos y servicios ofrecidos por la División de Geodesia del IGAC.
Presenta el soporte oficial de la adopción de MAGNA-SIRGAS en reemplazo del Datum BOGOTÁ.
* Tipos de coordenadas manejados en Colombia
Enumera los diferentes tipos de coordenadas utilizados en el país y sus relaciones matemáticas.
Contiene las constantes de las antenas GPS utilizadas por el IGAC en su red MAGNA-ECO.