Alturas geoidales en Costa Rica, caso de estudio: Línea base a lo largo de la Zona Pacífico Central

• Alonso Vega Fernández ^[1] ; Oscar H. Lücke Castro ^[1] ; Jaime Garbanzo León ^[1]
  1. [1] Universidad de Costa Rica

     Universidad de Costa Rica

     Hospital, Costa Rica

     
• Localización: Ingeniería: Revista de la Universidad de Costa Rica, ISSN-e 2215-2652, ISSN 1409-2441, Vol. 30, Nº. 1, 2020, págs. 1-20
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Geoid heights in Costa Rica, case of study: Baseline along the Central Pacific Zone
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• Resumen
  • español

    La determinación de alturas ortométricas (H) y diferencias de altura ortométrica (ΔH) precisas es requerida en campos como construcción, geodesia y geofísica. La H puede obtenerse midiendo altura elipsoidal (h) y calculando altura geoidal (N) de un modelo geoidal (GM), evitando limitaciones de la nivelación geodésica en largas distancias. Sin embargo, la precisión de H dependerá de la adaptación del GM al sitio, y la adaptación de los modelos de geopotencial globales (GGMs) actualmente se desconoce para Costa Rica. Por tanto, el presente artículo busca determinar cuál GGM mantiene mayor congruencia con una línea base de GPS /Nivelación que contenga el espectro de gravedad completo. Para esto, se midió una línea base de 74 km utilizando GPS, nivelación geodésica y mediciones gravimétricas, para validar el N calculado con EGM2008, EIGEN-6C4, GECO, EGM96, GGM05C y GOCO05C. Primero, se evaluó el valor absoluto de N, donde N de los GGMs (NGGM) se comparó directamente con N geométrica (Ngeo) obtenida con GPS y nivelación geodésica. Se obtuvo un sesgo (Nbias) de los GGMs respecto de la superficie de referencia vertical local (W0). Este valor difiere de modelo a modelo, pero GECO se ajusta más a la zona. Al sustraer el Nbias, se aplicó una evaluación de la altura geoidal relativa (ΔNGGM) respecto de la altura geoidal geométrica relativa (ΔNgeo) en segmentos a lo largo de la línea base. La comparación de ΔN mostró que EGM2008, EIGEN-6C4 y GECO representan de mejor forma la zona costera del Pacífico Central de Costa Rica, y que en largas distancias es posible obtener ΔH con precisiones decimétricas a centimétricas

  • English

    A precise orthometric height (H) and orthometric height difference (ΔH) determination is required in many fields like Construction, Geodesy and Geophysics. H is often obtained from an ellipsoidal height (h) and geoid height (N) of a geopotential model (GM) because this computation does not have the spirit leveling restrictions on long distances. However, the H accuracy depends on the GM local area adaptation, and current global geopotential models (GGMs) have not been yet evaluated for Costa Rica. Therefore, this paper aims to determine which GGM maintains a better fit with a GPS/levelling baseline that contains the gravity full spectrum. A 74 km baseline was measured using GPS, spirit leveling and gravity measurements to validate the N computed from EGM2008, EIGEN-6C4, GECO, EGM96, GGM05C and GOCO05C. First, an absolute N assessment was made, where geoid height from the GGMs (NGGM) were directly compared to the geometric geoid heights (Ngeo) obtained from GPS and spirit levelling. A bias fit (Nbias) was computed from this comparison to the GGMs with respect to the local vertical reference surface (W0). This Nbias value differs from model to model but the best fit is given by GECO. By subtracting the Nbias, a relative geoid height (ΔN) assessment was designed to compare the differences between GGM relative geoid height (ΔNGGM) and geometric relative geoid height (ΔNgeo) on segments along the baseline. The ΔN comparison shows that EGM2008, EIGEN-6C4 and GECO better represent the Costa Rican Central Pacific Coastal Zone and over long distances, ΔH can be computed with a decimeter to centimeter precision