Enviado el: miercoles, 27 de octubre de 2010 12:30
Para: Red GNSS de Castilla y León
Asunto: [Red GNSS de Castilla y León] Comparativa altimetría GPS+Geoide
frente nivelación en obra lineal

Un saludo

Estimados usuarios:

Les adjuntamos un estudio realizado por el ITACyL, en el que se pretende 
evaluar la  altimetría obtenida por método GPS+ondulación geoide, como
alternativa a la nivelación geométrica clásica, en una obra lineal.
Se trata de  un estudio eminentemente práctico, enfocado hacia los usuarios de
topografía de obra, para dar a conocer y potenciar el uso de la nivelación GPS
donde los requerimientos técnicos lo permitan.

Dicho estudio lo hemos incorporado a la página web http://gnss.itacyl.es/ dentro
de /Documentos y Enlaces, apartado /Coordenadas y Marco de Referencia:
http://gnss.itacyl.es/opencms/opencms/system/modules/es.jcyl.ita.site.gnss/resou
rces/documentos_gnss/Comparativa_altimatria_Nivelacion_GPSxGeoide_2010.pdf

Un resumen de dicho estudio es:

Objetivos:
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-Comparar los resultados de distintos softwares de postproceso 
-Comparar las alturas ortométricas obtenidas por GPS+GeoideEGM08 frente a las 
obtenidas por nivelación geométrica clásica (REDNAP).

Datos de partida:
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- Alturas ortométricas de referencia procedentes de REDNAP, de la línea 813
  Villarejo-Segovia.
- Alturas elipsoidales obtenidas en campo mediante técnicas GPS estático.
- Ondulaciones de geoide procedentes de modelo geoide EGM08_REDNAP.

Metodología:
**************
Se parte de un tramo de la Red Española de Nivelación de Alta Precisión (REDNAP) 
de unos 15 km como referencia precisa de alturas ortométricas(H)y sobre las
señales de este tramo, espaciadas 1 km, se hace un levantamiento estático GPS en
postproceso, similar al que se realizaría para instaurar una red de bases de
replanteo en una obra lineal, para obtener  alturas elipsoidales(h) que junto
con  la ondulación del geoide(N)proveniente del modelo de geoide EGM08 escalado
por el IGN (EGM08-REDNAP), nos permite obtener un segundo juego de alturas
ortométricas HGPS = hGPS – NEGM08.
El postproceso se hace con dos softwares diferentes, Leica GeoOffice y
TopconTools, para evaluar las posibles diferencias.

Resultados/Conclusiones:
************************
              - Respecto al postproceso:

* Estadísticamente el software  afecta significativamente a la exactitud (error
absoluto) de la altura ortométrica (media de diferencias de 4 mm en Z entre
GeoOffice y TopconTools). Esto está dentro de lo esperado, pues distintos
modelos   troposféricos, ionosféricos y algoritmos de procesado siempre arrojan
distintos
resultados.
* El software no afecta significativamente a la precisión (error relativo) de la
altura ortométrica (desviación típica de 5 mm en Z), lo cual es más importante,
pues indica que procesando siempre con el mismo software e idénticos parámetros,
la precisión y consistencia interna de la red se mantiene, aunque si se cambia
de software probablemente cambien las cotas absolutas.

* Los errores en la componente altimétrica de los vectores líneabase se
transmiten directamente a la precisión final alturas ortométricas, de ahí que es
muy importante que los errores estimados de estos vectores no superen la
tolerancia admitida para la nivelación, en caso contrario lo mejor es volver a
medir en campo dicho vector.

* Para conseguir una cierta redundancia y comprobación de los resultados GPS, es
imprescindible medir líneas base formando triángulos, que permiten detección de
errores y un ajuste robusto (similar a redes geodésicas clásicas).

           -Respecto a la comparativa de alturas ortométricas:

* La nivelación GPS+EGM08 en este tramo arroja un error absoluto de 4.6 cm,
acorde con lo estimado con el IGN para el geoide EGM08-REDNAP :
ftp://ftp.geodesia.ign.es/documentos/EL%20NUEVO%20MODELO%20DE%20GEOIDE%20PARA%20
ESPA_A%20EGM08-REDNAP.pdf
y además la superficie es sensiblemente paralela a la REDNAP, con lo que una
simple traslación en Z encajaría ambos sistemas de cotas.

* La diferencia relativa promedio respecto a REDNAP en nivelaciones de 1 km (15
señales separadas 1 km) es de 4.6 ppm (mm/km) con una diferencia máxima de 1 cm
(9.7 ppm) en 1 km, lo cual sitúa el error máximo esperado en este orden.

Resumen final
**************

A la vista de los resultados, utilizando la metodología clásica presentada en
este trabajo se pueden obtener alturas ortométricas con precisiones  absolutas
del orden de  5 cm respecto REDNAP, y precisiones relativas  inferiores a 1 cm
entre señales espaciadas cada km,  utilizando  técnicas GPS y el nuevo modelo de
geoide EGM08_REDNAP. Siempre  teniendo en cuenta que es necesario más que nunca
un chequeo exhaustivo de  los vectores y ajuste GPS ya que no se cuenta con la
fiabilidad de una nivelación doble y cerrada. En función de los requisitos de la
obra se debe valorar la idoneidad de este tipo de nivelación.

Un saludo
El equipo de la Red GNSS de Castilla y León

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