Consideraciones en la Tranformación de Sistemas Geodésicos en los Navegadores GPS

Un sistema geodésico es un sistema de referencia terrestre, que involucra convenciones y definiciones acerca de la forma y tamaño de la Tierra, expresado en coordenadas curvilíneas, denominadas por “latitud” y “longitud” geográficas (o geodésicas), sin embargo estas, por su característica de no ser cartesianas, no son aptas para la representación en mapas y planos, para ello se utilizan las proyecciones cartográficas planas, siendo la proyección UTM (Universal Transversal de Mercator) la más ampliamente utilizada.

Convencionalmente se han utilizado, por décadas, referenciales geodésicos clásicos como los sistemas PSAD56 y SAD69, para el continente sudamericano, quedando estos materializados por vértices geodésicos (monolitos). Las coordenadas referidas a estos sistemas están sujetas a deformaciones propias de la tecnología de su época de implementación.

El sistema global WGS84 (World Geodetic System 1984) asociado al advenimiento del sistema de posicionamiento global, por medio de satélites artificiales GPS, es un sistema materializado con precisión y exactitud del orden de 1000 veces mejor que en los sistemas clásicos. Es así como la transformación de coordenadas entre este sistema de referencia moderno y los clásicos es de complejo modelamiento.

La relación espacial entre dos sistemas de referencia, en su forma más sencilla está dada por la traslación entre sus orígenes en el espacio (TX, TY, TZ). Por otro lado, considerando las deformaciones propias de los sistemas clásicos, estos parámetros no serán únicos para todo el continente.

La transformación de Sistemas de Referencia Geodésicos se realiza habitualmente mediante rutinas automáticas incorporadas en los programas de procesamiento de información y en las configuraciones estándar de los navegadores GPS, los cuales tienen incorporados opciones de selección de datum de referencia.

El usuario al seleccionar un sistema de referencia distinto al WGS-84 (SIRGAS), en las opciones de un navegador, hace que este utilice Parámetros de Transformación (PT) generales para todo el continente, de los cuales generalmente se desconoce su precisión. Por ejemplo, los navegadores GPS al realizar la transformación de sistemas de referencia utilizan 3 traslaciones (TX; TY; TZ). Los valores de estos parámetros fueron publicados a principio de la década de los años 90 por (ex) NIMA (Agencia Nacional

Estadounidense de Imágenes y Mapas), los cuales representan la media de todo el continente, perdiendo validez en territorio chileno, llegando a alcanzar discrepancias del orden de las decenas de metros.

Área de cobertura del Sistema de Referencia Prov S Am ’56 en navegadores Garmin Fuente: GPSMAP 76S – GARMIN - Owner’s manual and reference guide - Appendix D – Map Datums

El Instituto Geográfico Militar (IGM) el año 2004 publicó Parámetros de Transformación de PSAD56 a WGS84 y viceversa, divididos en tres zonas para Chile, con precisión nominal de ±5 m. La siguiente tabla informa diversos Parámetros de Transformación y sus precisiones asociadas.

Los navegadores GPS, de profusa utilización en labores de reconocimiento y levantamiento de elementos en terreno, tienen precisión nominal de ±10 metros (95%) en WGS84.

Los navegadores poseen valores de transformación de coordenadas, por ejemplo de WGS84 a PSAD56, válidos por defecto para todo el continente (NIMA Sudamérica), es decir parámetros generales de baja precisión, de esa forma, la precisión final de una coordenada transformada en el propio navegador, denominados en estos equipos como “Prov S Am ‘56”, puede presentar discrepancias de varias decenas de metros respecto a la “real”.

El siguiente ejemplo expone las diferencias producidas con la utilización de diferentes parámetros de transformación en un vértice que cuenta con coordenadas PSAD56, establecidas mediante técnicas clásicas, y coordenadas WGS84 obtenidas mediante GPS

geodésico.

Aplicando los diferentes Parámetros de Transformación, indicados en la primera tabla, al vértice LMA2 ubicado en la zona Laguna del Maule, resultan distintas coordenadas y diferencias respecto a las oficiales:

Se evidencia la poca representatividad de los parámetros de transformación utilizados por los navegadores GPS, sin embargo coincide con las precisiones estipuladas de los PT.

La siguiente imagen ilustra la situación acontecida en la zona cordillera de la VII región de Chile, donde para labores de levantamientos de puntos en terreno se utilizó navegadores GPS configurados en el sistema de referencia “Prov S Am ‘56”. Posteriormente, la información recopilada por los profesionales en terreno con estos equipos se procedió a desplegarla sobre una ortofoto georreferenciada en PSAD56 evidenciando un desplazamiento del orden de decenas de metros, aunque ambas bases cartográficas estaban georreferenciadas, nominalmente, en el mismo referencial.

En rojo se presentan la información levantada mediante navegadores en “Prov S Am ‘56”, es decir utilizando parámetros de transformación NIMA, el desplazamiento en Este fue de |23| metros y en Norte de |76| metros, dicha precisión es coincidente con la definida para los parámetros NIMA de la zona.

En amarillo se observa los mismos datos tomados con el navegador GPS pero esta vez georreferenciados en PSAD56 mediante los parámetros publicados por IGM para la zona, se percibe una mejor coincidencia con la referenciación de la

ortofoto. Lo errores en Este fueron en media de |4| metros y en Norte de |6| metros, lo cual es compatible con la precisión del navegador y los parámetros IGM

En razón de lo expuesto se recomienda la adopción del Sistema de Referencia WGS84 (SIRGAS), debido a que corresponde a un sistema moderno, univoco y exacto, directamente compatible con la tecnología GPS sin la necesidad de recurrir a parámetros de transformación aproximados, además de ser el referencial actualmente adoptado para la cartografía moderna en Chile.

AUTORES

René Zepeda Godoy; Universidad de Santiago de Chile; rene.zepeda@usach.cl Diego Ortiz Jiménez; Innovageo; diego.ortiz@innovageo.com