asignaturas — Universidad de Cádiz

Fichas de asignaturas 2006-07

	CÓDIGO	NOMBRE
Asignatura	207039	GEODESIA ESPACIAL
Titulación	0207	LICENCIATURA EN MATEMÁTICAS
Departamento	C101	MATEMATICAS
Curso	-
Duración (A: Anual, 1Q/2Q)	1Q
Créditos ECTS	6

Créditos Teóricos

Créditos Prácticos

Tipo

Optativa

Profesorado

Manuel Berrocoso Domínguez

Situación

prerrequisitos

Esta asignatura requiere el conocimiento de conceptos básicos de Geodesia
Clásica. Dado el carácter optativo de esta asignatura y la oferta periódica de
las asignaturas optativas de la Licenciatura de Matemáticas esta dificultad se
solucionará mediante la explicación de los conceptos y métodos básicos
mediante el Aula Virtual.

Contexto dentro de la titulación

Esta asignatura trata sobre los aspectos básicos de la Geodesia Espacial, las
diferentes tecnologías y los métodos que se aplican. En una primera parte se
explican con profundidad los conceptos de la Geodesia Tridimensional y su
importancia en el desarrollo de la Geodesia actual. Se afronta la teoría
analítica del movimiento del satélite artificial y las técnicas de observación
y reducción de observaciones de satélites. La segunda parte se centra en la
descripción de las técnicas espaciales más importantes: satélites balísticos,
satélites Transit, satélites láser, satélites gravitatorios, satélites
altimétricos y sistema VLBI. En la última parte de la asignatura se explica
con detalle el Sistema de Posicionamiento Espacial GPS. Se comienza por la
descripción de los segmentos que componen el sistema; se continua con el
estudio de los observables y las combinaciones de éstos, para finalizar con
las aplicaciones geodésicas y de navegación del sistema.

En el estudio de todos estos aspectos se hará especial hincapié en la correcta
utilización del lenguaje matemático y en la conceptualización; pero sobre todo
esta asignatura tiene un enorme potencial dentro del campo de las Matemáticas
para el planteamiento y la resolución de problemas geodésicos aplicando el
proceso de formulación de modelos matemáticos a situaciones geodésicas
espaciales, como por ejemplo, la Teoría del Movimiento de un Satélite
Artificial o el establecimiento de Sistemas Geodésicos Espaciales o la
aplicación de las observaciones de los satélites artificiales en Geodinámica.

Recomendaciones

Para cursar esta asignatura se recomienda que el alumno haya cursado el primer
ciclo de la Licenciatura de Matemáticas sobre todo que posea buenos
conocimientos en Ecuaciones Diferenciales, en Análisis Vectorial, en Cálculo
Numérico y en Geometría Diferencial.

Competencias

Competencias transversales/genéricas

1. Capacidad de análisis y síntesis.
2. Capacidad de organización y planificación.
3. Conocimiento de una lengua extranjera.
4. Conocimientos de informática, relativos al ámbito de estudio.
5. Resolución de problemas.
6. Trabajo en equipo.
7. Trabajo en un equipo de carácter interdisciplinar.
8. Adaptación a nuevas situaciones.
9. Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica.
10. Motivación por la calidad.
11. Sensibilidad hacia temas medioambientales.

Competencias específicas

Cognitivas(Saber):

Esta asignatura relaciona contenidos matemáticos y técnicas de
resolución de problemas al estudio de fenómenos procedentes del
mundo físico donde se aplican las Matemáticas de forma esencial;
permitiendo desarrollar la capacidad de identificar matemáticamente
problemas, de estructurar la información disponible, de seleccionar
un modelo adecuado y validar la solución obtenida.

Procedimentales/Instrumentales(Saber hacer):

1. Creación de modelos matemáticos para situaciones reales.
2. Resolución de modelos utilizando técnicas analíticas, numéricas o
estadísticas.
3. Visualización e interpretación de soluciones.
4. Aplicación de los conocimientos a la práctica.
5. Transferencia de la experiencia matemática a un contexto no
matemático.
6. Análisis de datos utilizando herramientas estadísticas.
7. Diseño de experimentos y estrategias.
8. Utilización de herramientas de cálculo.
9. Participación en la organización y dirección de proyectos.

Actitudinales:

1. Conocimiento de los procesos de aprendizaje de la Geodesia.
2. Ejemplificación de la aplicación de la Geodesia a otras
disciplinas y problemas reales.
3. Capacidad para mostrar la vertiente lúdica de la Geodesia
4. Expresión rigurosa y clara.
5. Razonamiento lógico e identificación de errores en los
procedimientos.
6. Generación de curiosidad e interés por la Geodesia y sus
aplicaciones.
7. Capacidad de relacionar la Geodesia con otras disciplinas.
8. Capacidad de abstracción.
9. Pensamiento cuantitativo.

Objetivos

- Proporcionar al alumno los conocimientos básicos de la teoría de los
satélites artificiales y sus aplicaciones geodésicas.

- Adquirir y comprender los conocimientos básicos sobre las técnicas y métodos
de la Geodesia Espacial desde el lanzamiento de los primeros satélites
artificiales hasta los satélites altimétricos; pasando por los satélites
balísticos, los satélites Transit, los satélites GPS y otras técnicas
geodésicas espaciales como es la interferometría de muy larga base (VLBI).

- Conocer con profundidad los fundamentos y los modelos matemáticos básicos del
Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y sus aplicaciones a la navegación y a
la Geodesia.

- Introducir al alumno en el sistema europeo de posicionamiento Galileo.

Programa

1. Fundamentos

Sistemas de referencia espaciales. Sistemas de referencia temporales.
Propagación de la señal. Triangulaciones espaciales desde satélites geodésicos.
Observables y conceptos básicos.

2. Teoría analítica del movimiento de un satélite artificial

El problema de los dos cuerpos. Movimiento perturbado del satélite.
Determinaciones orbitales. Técnicas de observación y reducción de
observaciones. Órbitas de satélites y constelaciones.

3. Técnicas geodésicas espaciales

Métodos ópticos para la determinación de direcciones. Técnicas Doppler. El
sistema láser (SLR). El sistema LLR.  Los satélites altimétricos. Satélites
gravimétricos. Interferometría de muy larga base (VLBI). Interferometría por
rádares de apertura sintética (InSAR).

4. El sistema GPS

Fundamentos: segmentos del sistema, estructura de la señal, órbitas y
receptores. Observables GPS. Estimación de parámetros. Tratamiento de los
datos. Estrategias de ajuste. Softwares para el tratamiento de los datos.
Errores y correcciones. GPS diferencial y redes de seguimiento permanentes.

5. El sistema GLONASS y el sistema Galileo.

6. Aplicaciones genéricas de la Geodesia Espacial

Posicionamiento y redes geodésicas. Campo gravitatorio y modelos de Tierra.
Navegación y Geodesia marina. Geodinámica.

Actividades

- Se realizá una visita al Real Instituto y Observatorio de la Armada donde se
mostrará el funcionamiento de la estación de seguimiento de satélites láser que
allí se ubica.

- Se realizará un trabajo de campo que consistirá en la observación de una red
geodésica con receptores GPS en base a la estación GPS permanente que se ubica
en la Facultad de Ciencias de esta universidad.

Metodología

Las clases presenciales se completarán con las posibilidades que ofrece la
docencia bajo plataforma virtual. En base a esta herramienta se propondrán
actividades, se realizarán tutorías, foros temáticos y puestas en común.
Se potenciará la utilización de páginas de internet relacionadas
con la Geodesia Espacial y sus aplicaciones.

Técnicas Docentes

Sesiones académicas teóricas:Sí	Exposición y debate:No	Tutorías especializadas:No
Sesiones académicas Prácticas:Sí	Visitas y excursiones:Sí	Controles de lecturas obligatorias:No

Otros (especificar):

Prácticas de levantamiento de redes geodésicas mediante el
seguimiento de satélites artificiales

Criterios y Sistemas de Evaluación

Criterios de evaluación: Se valorará el grado de comprensión y asimilación de
los conocimientos impartidos a partir del dominio de los conceptos, de la
rigurosidad en el planteamiento de las cuestiones planteadas, de la precisión
en la exposición de los resultados obtenidos, de la coherencia en las
argumentaciones y de la adecuación formal de los trabajos y actividades
presentadas.

Técnicas de evaluación: Se plantearán ejercicios individuales sobre aspectos de
los satélites artificiales y sus aplicaciones.

Se plantearan test de autoevaluación con el objeto de que el alumno critique y
haga un seguimiento de la asimilación de los conocimientos impartidos.

Finalmente se realizará un examen final donde el alumno tratará de demostrar
los conocimientos adquiridos, el adiestramiento logrado en el proceso de
modelización matemática de la teoría de satélites geodésicos, y la facilidad
conseguida para conceptualizar situaciones geodésicas espaciales.

Recursos Bibliográficos

G. Seeber. Satellite Geodesy. Ed. de Gruyter, Berlin, 2003.

M. Berrocoso, M. E. Ramírez, A. Pérez-Peña, J. M. Enríquez de Salamanca, A.
Fernández-Ros, C. Torrecillas. El Sistema de Posicionamiento Global. Servicio
de Publicaciones de la Universidad de Cádiz, Cádiz, 2004.

P. Vanicek, E. Krakiwski. Geodesy. The concepts. 2ª Edición, Elsevier, 1992.

W. A. Heiskannen y H. Moritz. Geodesia Física. IGN, Madrid, 1985.

J. R. Smith. Introduction to Geodesy. John Wiley & Sons, 1997.

W. Torge. Geodesy. W. Gruyter, Berlin, 1980.

P. J. G. Teunissen, A. Kleusberg. GPS for Geodesy. 2ª Edición, Springer, 1998.

A. Leick. GPS Satellite Surveying. 2ª Edición, John Wiley & Sons, 1995.

R. Cid, S. Ferrer. Geodesia: Geométrica, Física y pos Satélites. Ministerio de
Fomento, Madrid, 1997.

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