Por Ramón Oniel Jiménez Rodríguez (Agrimensor)
Hoy estamos en la antesala de la Navidad, época del año donde se refleja la alegría y la armonía de compartir, Navidad es tiempo de amor y paz, tiempo para amarnos más.
La época y el tiempo son un indicador que se mantienen en un paralelismo entre la Navidad y el mundo GNSS, pareciera un titular de película de ciencia ficción; sin embargo, es la realidad que viven los profesionales de la agrimensura y la sociedad.
“Época” es un término científico utilizado para designar un momento o período específico en el tiempo.
La agrimensura y la geodesia utilizan una “época” numérica en años decimales para indicar el momento en el que una posición dada (en latitud y longitud geodésicas o coordenadas planas (por ejemplo, norte y este) y alturas elipsoidales) es válida con respecto al datum geodésico.
El año decimal es igual a: año + día del año/365 (366 para años bisiestos). Por ejemplo, el 1 de enero de 2010 se escribe como 2010.00; el 5 de mayo de 1991 es el día 128 y se escribe como 1991.35.
El datum geodésico es una forma matemática específica y una orientación de la Tierra, de las cuales hay muchas; aunque para esta discusión estamos principalmente interesados en el Datum de América del Norte de 1983 (NAD83), actualmente el datum geodésico más común para topografía y cartografía en los EE. UU.
Por sí solo, sin la etiqueta de fecha definitoria de “época”, “NAD83” es, en el mejor de los casos, una declaración incompleta, carente de información crítica para ser útil.
Ahora en Navidad, acabamos de presencial el solsticio de invierno, ocurre cuando cualquiera de los polos de la Tierra alcanza su inclinación máxima con respecto al Sol. ( Ocurre cuando el sol está directamente sobre el Trópico de Capricornio, una línea de latitud que rodea el globo al sur del ecuador).
Esto sucede dos veces al año, una en cada hemisferio (Norte y Sur). Para ese hemisferio, el solsticio de invierno es el día con el período de luz diurna más corto y la noche más larga del año, y cuando el Sol está en su elevación máxima diaria más baja en el cielo. Cada región polar experimenta oscuridad continua o crepúsculo alrededor de su solsticio de invierno. El evento opuesto es el solsticio de verano.
En techo del cielo o el firmamento, tienen un ambiente muy dinámico para la industria GNSS, por ejemplo:
La ionosfera de la Tierra es variable. Uno de los mayores errores en el posicionamiento GNSS es atribuible a la atmósfera. El largo y relativamente libre recorrido de la señal GNSS a través del vacío virtual del espacio cambia a medida que pasa por la atmósfera terrestre.
Mediante la refracción y la difracción, la atmósfera altera la velocidad aparente y, en menor medida, la dirección de la señal. Esto provoca un aparente retraso en el tránsito de la señal desde el satélite hasta el receptor.
Plasma ionizado
La ionosfera es un plasma ionizado compuesto por electrones con carga negativa que permanecen libres durante largos periodos antes de ser capturados por iones positivos. Es la primera parte de la atmósfera que encuentra la señal al salir del satélite.
La magnitud de estos retrasos está determinada por el estado de la ionosfera en el momento en que pasa la señal, por lo que es importante tener en cuenta que su densidad y estratificación varían. El sol juega un papel clave en la creación y variación de estos aspectos. Además, la ionosfera diurna es bastante diferente de la ionosfera nocturna.
Esto podemos comprobarlo fácilmente, usando los receptores GNSS, en modo RTK. Siempre observamos que en las primeras horas de la mañana los levantamientos en tiempo real son más ligeros que próximo al mediodía y primeras horas de la tarde, esto es fruto de la ionosfera, veamos.
El retraso ionosférico cambia lentamente a lo largo de un ciclo diario. Por lo general, es menor entre la medianoche y las primeras horas de la mañana, y mayor alrededor del mediodía local o un poco después.
Durante las horas del día en las latitudes medias, el retraso ionosférico puede crecer hasta ser hasta cinco veces mayor que durante la noche, pero la tasa de ese crecimiento rara vez es más de 8 cm por minuto.
También es casi cuatro veces mayor en noviembre, cuando la Tierra se acerca a su perihelio, su aproximación más cercana al Sol, que en julio cerca del afelio de la Tierra, su punto más alejado del Sol. El efecto de la ionosfera en la señal GPS generalmente alcanza su pico en marzo, aproximadamente en la época del equinoccio de primavera.
La ionosfera no es homogénea ni inmutable, sino que está en constante cambio, en los polos en diferentes que en la parte donde está localizada la República Dominicana, este tema de la época GNSS y Navidad, es un referente para comprender ambas simultáneamente.
Hay varios temas importantes que deben destacarse en la búsqueda de una posible explicación del comportamiento del error residual y de formas eficientes de mitigar el impacto ionosférico: la reacción ionosférica local a la actividad geomagnética, la propagación de perturbaciones ionosféricas, las irregularidades ionosféricas y los servicios meteorológicos espaciales e ionosféricos operativos, he aquí la buena información en campo entre la combinación de la red de referencia GNSS, el móvil GNSS y la época GNSS.
Cuando hablamos de coordenadas, se especifica la época única y el marco de referencia. A menudo pensamos en las coordenadas de los puntos de la Tierra como triples de latitud, longitud y altitud (LLA).
Cuando se trata de sistemas de alta precisión, también debemos decir en qué sistema de coordenadas se describen estas coordenadas LLA y en qué momento (en qué época) se expresan. El sistema de coordenadas está definido por el datum, mientras que el momento de la medición define la época.
Las coordenadas de las naves espaciales en los sistemas globales de navegación por satélite (GNSS) como el GPS se transmiten en coordenadas cartesianas centradas en la Tierra y fijas en la Tierra (ECEF), como WGS-84 o ITRF14, que son independientes de la época. Los receptores GNSS calculan naturalmente sus ubicaciones en estos sistemas de coordenadas ECEF.
Estos sistemas de coordenadas funcionan bien para describir posiciones en el espacio y en el aire, pero las posiciones en la Tierra se mueven con el tiempo con respecto a las coordenadas ECEF debido al movimiento relativo de las placas tectónicas.
Un punto físico fijo con respecto a la geografía local (por ejemplo, la esquina de un edificio) tendrá coordenadas LLA que varían con el tiempo en el marco de referencia WGS84. Las coordenadas del centro de la Tierra, fijas en la Tierra, cambian con el tiempo debido a la deriva tectónica.
Diferencias entre datos:
1: Datos globales (p. ej., ITRF2020, WGS84): proporcionan un marco mundial pero no tienen en cuenta los cambios tectónicos locales. Son útiles para la navegación global y el posicionamiento por satélite.
2: Datums locales (por ejemplo, NAD83, ETRS89): marcos regionales vinculados a áreas específicas, ajustados a la tectónica local para proporcionar un posicionamiento estable a lo largo del tiempo en una región determinada.
3: Épocas: Los datos de referencia suelen asociarse con una época (un momento específico) porque la superficie de la Tierra está en constante movimiento. Los ajustes entre épocas ayudan a mantener la precisión a medida que las coordenadas cambian con el tiempo.
El posicionamiento GNSS y RTK se basan en la selección precisa de datos y transformaciones para una navegación precisa y en tiempo real, especialmente en campos de alta precisión como la topografía y la robótica autónoma.
La Navidad del 2000 y la del 2024 es abordada sumamente diferente por la humanidad, pareciera que no, pero todo es dinámico, lo mismo pasa con las épocas GNSS, las del 2002 en RD, son diferentes a las del 2016, lógico hay que transformarla, veamos este concepto más acabado.
Transformación temporal
La transformación temporal es el proceso de cambio de coordenadas de una época a otra dentro del mismo marco de referencia; estas transformaciones pueden ser lineales o no lineales. Las transformaciones temporales lineales dan cuenta del movimiento de las placas tectónicas, que generalmente es constante.
Sin embargo, el movimiento no lineal, causado por factores como la relajación post-sísmica o las actividades humanas (por ejemplo, la minería o la extracción de petróleo), requiere un manejo más complejo.
La transformación temporal no lineal es menos predecible y exige modelos de deformación regional con alta resolución espacial y temporal para capturar la naturaleza localizada y dinámica de dichos movimientos.
Transformación espacial
Las transformaciones espaciales implican la conversión de coordenadas de un marco de referencia a otro en una época común. Las transformaciones conformes espaciales preservan la forma y la geometría relativas de un objeto mediante la aplicación de una transformación estándar de 7 parámetros (también conocida como transformación de similitud, conforme o de Helmert), normalmente sin tener en cuenta las variaciones temporales.
Por ejemplo, la conversión de coordenadas de ITRF2020 a ITRF2014 en una época común (p. ej., 2010.0) requiere únicamente este método conforme para mantener la coherencia geométrica en todos los marcos.
Sin embargo, los marcos de referencia heredados a menudo presentan discordancia espacial debido a limitaciones históricas en la precisión de las mediciones y los métodos computacionales.
Para nadie es un secreto que un mercado fuerte para los agrimensores en RD es el catastral, sin embargo, un gran problema son las superposiciones o solapamiento, sin embargo, debemos trabajar en la siguiente dirección a los fines de fortalecer esta debilidad sistemática.
En lugar de tener que realizar estos cálculos uno mismo, a menudo el software SIG realiza la conversión entre marcos de referencia por usted. Por ejemplo, ArcGIS ofrece a los agrimensores una manera sencilla de realizar la conversión de un marco de referencia a otro y admite una amplia combinación de marcos.
Cada constelación GNSS, llámense: GPS (GPST), GLONASS (GLONASST), Galileo (GST) y BeiDou (BDT), todos tienen su época de inicio, cuando inició la época de la Navidad.
Cada año, en esta época, se produce un debate: ¿cuándo comienza oficialmente la temporada navideña? Algunos sostienen que comienza el día después del Día de Acción de Gracias. Para otros, no es hasta el 1 de diciembre.
La mayoría de estos eventos son puramente seculares, como cuando Papá Noel aparece en el desfile del Día de Acción de Gracias de Macy’s o cuando las cadenas de televisión comienzan su cuenta regresiva de especiales navideños de los «25 días de Navidad».
Los “25 días de Navidad” son una referencia a los tradicionales Doce Días de Navidad, que no eran una cuenta regresiva para la Navidad, sino más bien la celebración de doce días que se extendía desde el 25 de diciembre hasta la Fiesta de la Epifanía el 6 de enero.
Esta era una época muy festiva en las culturas cristianas de todo el mundo. La temporada navideña, en lo que respecta a la Iglesia, no culmina el 25 de diciembre. Comienza el 25 de diciembre y se extiende hasta la Fiesta del Bautismo del Señor, que este año se celebra el 13 de enero.
El tiempo de Navidad, también conocido como Christide, es una temporada del año litúrgico en la mayoría de las iglesias cristianas
Para la Iglesia Católica, la Iglesia Luterana, la Iglesia Anglicana , la Iglesia Metodista y algunas Iglesias Ortodoxas, el tiempo de Navidad comienza el 24 de diciembre al atardecer o Vísperas , que es litúrgicamente el comienzo del día de Navidad. La mayor parte del 24 de diciembre no es parte del tiempo de Navidad, sino del Adviento, la temporada en el año eclesiástico que precede al tiempo de Navidad.
En muchos calendarios litúrgicos, el tiempo de Navidad es seguido por la temporada estrechamente relacionada de Epifanía que comienza al atardecer del 5 de enero, una fecha conocida como Duodécima Noche.
En el año 567, el Concilio de Tours «proclamó los doce días desde Navidad hasta la Epifanía como una temporada sagrada y festiva, y estableció el deber del ayuno de Adviento en preparación para la fiesta».
Christopher Hill, así como William J. Federer, afirman que esto se hizo para resolver el «problema administrativo del Imperio Romano al intentar coordinar el calendario solar juliano con los calendarios lunares de sus provincias en el este». Ronald Huttonagrega que, si bien el Concilio de Tours declaró los 12 días como un ciclo festivo, confirmó que tres de esos días eran días de ayuno, dividiendo los días de regocijo en dos bloques.
El solsticio de invierno (que en el hemisferio norte ocurre a finales de diciembre) puede haber sido un momento especial del ciclo anual para algunas culturas, incluso durante el Neolítico.
Así lo atestiguan los restos físicos en los diseños de los sitios arqueológicos del Neolítico tardío y de la Edad del Bronce, como Stonehenge en Inglaterra y Newgrange en Irlanda. Los ejes primarios de ambos monumentos parecen haber sido cuidadosamente alineados en una línea de visión que apunta hacia el amanecer del solsticio de invierno (Newgrange) y el atardecer del solsticio de invierno (Stonehenge).
Es significativo que el Gran Trilito estuviera orientado hacia afuera desde el centro del monumento, es decir, su cara plana y lisa estaba orientada hacia el sol de pleno invierno.
La fuente más antigua que indica el 25 de diciembre como la fecha del nacimiento de Jesús fue Hipólito de Roma (170-236), escrito muy temprano en el siglo III, basado en la suposición de que la concepción de Jesús tuvo lugar en el equinoccio de primavera que colocó el 25 de marzo, al que luego agregó nueve meses.
Hay evidencia histórica de que, a mediados del siglo IV, las iglesias cristianas de Oriente celebraban el nacimiento y el bautismo de Jesús el mismo día, el 8 de enero, mientras que las de Occidente celebraban una fiesta de la Natividad el 25 de diciembre (quizás influenciadas por el solsticio de invierno); y que para el último cuarto del siglo IV, los calendarios de ambas iglesias incluían ambas fiestas.
Las primeras sugerencias de una fiesta del bautismo de Jesús el 6 de enero durante el siglo II provienen de Clemente de Alejandría, pero no hay más mención de tal fiesta hasta 361, cuando el emperador Juliano asistió a una fiesta el 6 de enero de ese año.
Entre la Navidad y el mundo GNSS, épocas, seguimos nutriendo el intelecto profesional, para disfrutar de ambas épocas extraordinarias.
¡¡¡Feliz y bendecido inicio de semana!!!
Feliz Navidad
¡¡¡Éxitos!!!
¡La Navidad es sinónimo de cariño y gratitud! Tómate un tiempo para agradecer por las personas hermosas que tienes en la vida y por todo lo que ya lograste. ¡Felices fiestas y que este año que inicia esté lleno de luz!