Análisis de la influencia del marco de referencia SIRGAS en las soluciones semanales semilibres de la red de estaciones GNSS del Registro Nacional

Abstract

El fin de este trabajo de graduación consistió en efectuar un procesamiento semanal riguroso de la red GNSS de ocho estaciones del Registro Nacional (RN), usando el software Bernese, versión 5.0 y bajo los mismos estándares de calidad usados por los Centros de Análisis del Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas (SIRGAS). El procesamiento se efectuó para un total de 129 semanas, entre julio de 2010 (semana GPS 1591) y diciembre de 2012 (semana GPS 1720). Las soluciones semilibres semanales de la red RN fueron vinculadas al marco SIRGAS contemplando un promedio de 15 estaciones internacionales de la red SIRGAS-CON, además dentro del periodo calculado se tuvo que considerar el cambio del marco IGS05 al IGb08. La exactitud promedio de las coordenadas geocéntricas de las estaciones de la red RN, para el período analizado fue de ± 0,5 mm en la coordenada X, de ± 1,0 mm en la coordenada Y y de ± 0,5 mm en la coordenada Z (ver cuadro 4.14). Adicionalmente se programó una rutina en lenguaje de MatLab con la cual se determinaron las velocidades geocéntricas de las estaciones por medio de ajuste geodésico (ver cuadro 4.14 y anexo 2). Por medio del vínculo a las estaciones SIRGAS consideradas como amarre, se logró cuantificar la deformación que sufrieron las diferentes redes semilibres cuando se vinculan a un marco de referencia. Los valores de esta deformación estuvieron comprendidos entre los -2,00 mm y los 1,30 mm en la componente norte, entre los -3,50 mm y los 1,40 mm en la componente este y entre los -0,30 mm a los 1,00 mm en la componente de altura (ver cuadro 4.24). Además se planteó una metodología que permitió hacer una cuantificación de los efectos del terremoto del 5 de setiembre de 2012 (semana GPS 1704) sobre las estaciones de la red RN (ver apartados 3.5 y 4.4). Los resultados obtenidos permitieron identificar que las estaciones NICY, LIBE, CIQU y PUNT fueron las que sufrieron mayor variación debido a este evento (ver cuadros 4.8, 4.9 y 4.11). Para lograr una uniformidad en las coordenadas geocéntricas y tenerlas referidas a un solo marco, las soluciones de las semanas 1591 a la 1631 vinculadas al marco IGS05 se transformaron al marco IGb08 como se detalla en el apartado 4.3 y los respectivos resultados se presentan en el cuadro 4.7. Además, para considerar y eliminar el efecto del terremoto de Nicoya en las series temporales, se trabajó con dos épocas de referencia: la época 2012,67 para las estaciones afectadas y la época 2013,0 para las estaciones no afectadas (ver apartado 3.5 y 4.4), todo realizado con la rutina velocidadesxyz.m. Finalmente, en los cuadros 4.19 y 4.20 se aprecia la alta correspondencia de los resultados de esta investigación con la más reciente solución multianual de SIRGAS (SIR15POl) referida a la época 2015,0, mientras que en las figuras 4.3 y 4.4 se muestran las comparaciones gráficas de los vectores de velocidad horizontal y vertical respectivamente.

The purpose of this graduation work consisted in carrying out a rigorous weekly processing of the GNSS network of eight stations of the National Registry (RN), using the Bernese software, version 5.0 and under the same quality standards used by the System Analysis Centers. Geocentric Reference System for the Americas (SIRGAS). The processing was carried out for a total of 129 weeks, between July 2010 (week GPS 1591) and December 2012 (week GPS 1720). The weekly semi-free solutions of the RN network were linked to the SIRGAS framework contemplating an average of 15 international stations of the SIRGAS-CON network, also within the calculated period the change from the IGS05 to IGb08 framework had to be considered. The average accuracy of the geocentric coordinates of the RN network stations for the analyzed period was ± 0.5 mm in the X coordinate, ± 1.0 mm in the Y coordinate, and ± 0.5 mm in the Z coordinate (see table 4.14). Additionally, a routine in MatLab language was programmed with which the geocentric velocities of the stations were determined by means of geodetic adjustment (see table 4.14 and annex 2). Through the link to the SIRGAS stations considered as mooring, it was possible to quantify the deformation suffered by the different semi-free nets when linked to a reference frame. The values ​​of this deformation were between -2.00 mm and 1.30 mm in the northern component, between -3.50 mm and 1.40 mm in the eastern component and between -0.30 mm at 1.00 mm in the height component (see table 4.24). In addition, a methodology was proposed that allowed a quantification of the effects of the earthquake of September 5, 2012 (GPS week 1704) on the RN network stations (see sections 3.5 and 4.4). The results obtained allowed us to identify that the NICY, LIBE, CIQU and PUNT stations were the ones that suffered the greatest variation due to this event (see tables 4.8, 4.9 and 4.11). To achieve uniformity in the geocentric coordinates and have them refer to a single frame, the solutions from weeks 1591 to 1631 linked to the IGS05 frame were transformed to the IGb08 frame as detailed in section 4.3 and the respective results are presented in the table 4.7. In addition, to consider and eliminate the effect of the Nicoya earthquake in the time series, we worked with two reference periods: the 2012.67 period for the affected stations and the 2013.0 period for the unaffected stations (see section 3.5 and 4.4), all done with the routine velocitiesxyz.m. Finally, tables 4.19 and 4.20 show the high correspondence of the results of this investigation with the most recent multi-year solution of SIRGAS (SIR15POl) referring to the 2015.0 season, while figures 4.3 and 4.4 show the comparisons graphs of the horizontal and vertical velocity vectors respectively.