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Las estaciones del año, el sistema de traslación y rotación de la tierra y su impacto al sistema GNSS.

Según un estudio de la Nasa, desde el año de 1993, la tierra ha presentado una ligera inclinación de casi un metro desde su eje central,el estudio que sustenta esta información está basada de la extracción excesiva de aguas subterráneas ya que se han sacado alrededor de 2150 gigatoneladas de líquido, para consumos humanos,agrícolas, industrial, entre otros.

La inclinación del eje central del planeta Tierra, también puede tener un impacto en los efectos del clima o generar climas extremos, como sequías, inundaciones o lluvias muy fuertes. Por otro lado, durante las diferentes épocas del año, diferentes lugares de la Tierra reciben los rayos directos del sol debido a la ‘leve inclinación’, esto afecta los diferentes cultivos y la salud de la piel de las personas.

Existen muchos estudios científicos referente a este importante tema, pero nace la inquietud en saber cuál es el impacto de esta inclinación y el sistema GNSS, en los levantamientos geodésicos y topográficos realizados por agrimensores.

Para comprender un poco este importante tema, es fundamental volver a comprender las observaciones al sol, para obtener un acimut o rumbo de una linea. Para realizar una observación al sol y sus componentes de correcciones, como el parámetro del día, la tarde o noche, las horas en minutos y segundos, ángulos horizontales y verticales,ajustados por la efeméride que es la tabla de valores que da las posiciones de los objetos astronómicos en el cielo en un momento o momentos dados.

Esto significa que la orientación de una línea establecida o conocida, cada vez que se desea saber su contenido astronómico o geodésico en el tiempo, es igual o muy aproximado, este concepto técnico, es lo que nos facilita comprender que a pesar del tiempo,los años y época de las estaciones del año,el valor es el mismo o muy aproximado , por tener como referencia valores fijos o que se ajustan simultáneamente con el comportamiento de rotación y traslación de la tierra.

El posicionamiento GNSS se basa en la idea de que las posiciones de los satélites son conocidas o pueden calcularse. Los errores en la posición calculada del satélite se manifestarán como errores de alcance que degradarán la precisión del posicionamiento.

La rotación de la Tierra es importante debido a la elección del sistema de referencia en el que se realizan los cálculos orbitales. En particular, las órbitas GNSS, ya sea a partir de modelos orbitales difundidos o de estimaciones precisas posteriores a la misión, están parametrizadas en un marco de coordenadas fijo y centrado en la Tierra (ECEF), como el marco de referencia WGS84 utilizado para el GPS.

Una definición común de un marco ECEF es aquel cuyo eje z es el eje de rotación de la Tierra (apuntando al norte), cuyo eje x está en el plano ecuatorial e incluye la meridiana que pasa por Greenwich, y el eje y completa el marco. (normalmente en el sentido de la manecilla del reloj ). Por definición, un sistema de este tipo gira con la Tierra y, por tanto, varía en el tiempo en el espacio inercial con un período de 24 horas.

En el contexto de los cálculos de posición de satélites, esto significa que las ubicaciones de los satélites se pueden calcular en cualquier momento dado, en un marco de coordenadas ECEF que sea válido en ese mismo momento.

Una manera fácil de visualizar este punto es considerar un satélite geoestacionario ideal cuya posición relativa a la Tierra no cambia con el tiempo: los parámetros orbitales o los archivos orbitales siempre producirían las mismas coordenadas para el satélite.

Entonces cómo se puede comprender la rotación de la tierra, es simultaneo al marco de referencia fijo establecido, definiendo el momento de un receptor GNSS al recibir una señal entre la transmisión y la recepción aproximadamente 70 milisegundos (más o menos unos pocos milisegundos) para los satélites en órbita terrestre media (MEO).

Comprender el concepto del marco de referencia fijo, como combinado entre la rotación y el eje z, la administración de la señal GNSS,los nanoradianes. Incluso en un radio orbital de 26.000 kilómetros (suponiendo una órbita MEO), el error orbital es inferior a un decímetro. Luego, por supuesto, después de la primera época, el error de posición suele ser varios órdenes de magnitud menor, lo que hace que el efecto del error de posición del usuario sea insignificante.

Así como la observación al sol,o ser este el marco fijo para obtener un acimut de una línea,la rotación de la Tierra al calcular las coordenadas de los satélites para aplicaciones GNSS. La compensación es un paso simple pero crucial para obtener la mayor precisión de posicionamiento posible.

Cada concepto va aclarando el comportamiento de cada componente y el porqué de cada uno de ellos, desde la administración de las observaciones solares es fundamental las efemérides. Una efemérides planetaria moderna constituye un software que genera las posiciones de los planetas y generalmente de sus satélites, o de asteroides o cometas en cualquier momento virtualmente deseado por el usuario. A menudo hay una opción para hallar las velocidades de los cuerpos de interés.

Lo mismo sucedes con la administración de la información de la Órbitas de los satélites, Geoestacionaria,Polares e Inclinadas.

Una órbita es la trayectoria curva que sigue un objeto en el espacio (como una estrella, un planeta, una luna, un asteroide o una nave espacial) alrededor de otro objeto debido a la gravedad.

La gravedad hace que los objetos en el espacio que tienen masa sean atraídos por otros objetos cercanos. Si esta atracción los une con suficiente impulso, a veces pueden comenzar a orbitar entre sí.

Los objetos de masa similar orbitan entre sí sin ningún objeto en el centro, mientras que los objetos pequeños orbitan alrededor de objetos más grandes. En nuestro Sistema Solar, la Luna orbita la Tierra y la Tierra orbita el Sol, pero eso no significa que el objeto más grande permanezca completamente quieto. Debido a la gravedad, la Luna tira ligeramente de la Tierra de su centro (razón por la cual se forman mareas en nuestros océanos) y la Tierra y otros planetas tiran ligeramente de nuestro Sol de su centro.

Cuando los cohetes lanzan nuestros satélites, los ponen en órbita en el espacio. Allí, la gravedad mantiene al satélite en la órbita requerida, del mismo modo que la gravedad mantiene a la Luna en órbita alrededor de la Tierra.

En el espacio no hay aire y, por lo tanto, no hay fricción, por lo que la gravedad permite que el satélite orbite alrededor de la Tierra casi sin ayuda adicional. Poner satélites en órbita nos permite utilizar tecnologías de telecomunicaciones, navegación, previsión meteorológica y observaciones astronómicas.

Una órbita geoestacionaria (GEO = geosincronizada) es aquella en la que el satélite siempre está en la misma posición con respecto a la Tierra (que rota). El satélite orbita a una altura de aproximadamente 35790 Km. porque esto hace que el periodo orbital (la duración de una órbita) sea igual al periodo de rotación de la Tierra (23h 56m 4.09s). Al orbitar al mismo ritmo y en la misma dirección que la Tierra, el satélite esta estacionario (sincronizado con respecto a la rotación de la Tierra).��Los satélites geoestacionarios proporcionan un panorama de observación muy amplio permitiendo estudiar eventos meteorológicos. Esto es especialmente útil para observar tormentas locales severas y ciclones tropicales.��Debido a que la órbita geoestacionaria debe estar en el mismo plano que el de rotación de la Tierra, el plano ecuatorial, esto proporciona imágenes distorsionadas de las regiones polares con baja resolución espacial.

Órbitas de satélites

Los satélites GNSS orbitan muy por encima de la atmósfera terrestre. Los satélites GPS y GLONASS orbitan a altitudes cercanas a los 20.000 km. Los satélites BeiDou y Galileo orbitan un poco más arriba, unos 21.500 km para BeiDou y 23.000 km para Galileo. Las órbitas GNSS, que son más o menos circulares y muy estables y predecibles, entran en la categoría de MEO, para la órbita terrestre media.

Otra forma de considerar la diferencia de posición del polo norte geográfico es fijo y el polo norte magnético cambia con el tiempo. Sí utilizamos una brújula para llegar al polo norte real (el geográfico) tendríamos que hacer corrección.

Los desafíos que presentan el sistema GNSS, son por aire y tierra , por aire se ajustan periódicamente, por tierra igual, con gran impacto en las placas tectónicas, lo que indica que las coordenadas se mantienen en procesos de actualización, representado esto un desafío constante en el ejercicio profesional de la agrimensura en la administración del sistema de coordenadas, el cual debe mantener una coherencia en su uso y aplicación.

Feliz y bendecido inicio de semana!!!

Att: Ramón Oniel Jiménez Rodríguez.

Instrúyanse, porque necesitamos toda nuestra inteligencia. Conmuévanse, porque necesitamos todo nuestro entusiasmo. Organícense, porque necesitamos de toda nuestra fuerza (Antonio Gramsci)