Universidad de Jaén

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Guía docente 2019-20 - 13213002 - Astronomía geodésica

TITULACIÓN: Grado en Ingeniería geomática y topográfica
CENTRO: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR (JAÉN)

CURSO ACADÉMICO: 2019-20
GUÍA DOCENTE
1. DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA
NOMBRE: Astronomía geodésica
CÓDIGO: 13213002 CURSO ACADÉMICO: 2019-20
TIPO: Optativa
Créditos ECTS: 6.0 CURSO: 3, 4 CUATRIMESTRE: PC
WEB: http://dv.ujaen.es/docencia/goto_docencia_crs_432969.html
 
2. DATOS BÁSICOS DEL PROFESORADO
NOMBRE: MARTÍ RIBAS, JOSÉ
IMPARTE: Teoría - Prácticas [Profesor responsable]
DEPARTAMENTO: U116 - FÍSICA
ÁREA: 038 - ASTRONOMÍA Y ASTROFÍSICA
N. DESPACHO: A3 - 420 E-MAIL: jmarti@ujaen.es TLF: 953212377
TUTORÍAS: https://uvirtual.ujaen.es/pub/es/informacionacademica/tutorias/p/58266
URL WEB: http://www4.ujaen.es/~jmarti
 
3. PRERREQUISITOS, CONTEXTO Y RECOMENDACIONES
PRERREQUISITOS:
-
CONTEXTO DENTRO DE LA TITULACIÓN:

La Astronomía Geodésica fue históricamente una herramienta fundamental para actividades y mediciones de Geodesia y Topografía. En esta asignatura se presenta una aproximación moderna a los métodos astrogeodésicos que siguen plenamente en vigor, como por ejemplo las técnicas de radio interferometría de muy larga línea de base. Todo ello viene precedido de una introducción a los sistemas de referencia espacio-temporales de acuerdo con las nuevas resoluciones de la Unión Astronómica Internacional (UAI) adoptadas en sucesivas asambleas generales de este organismo internacional entre los años 1991 y 2000. Los conceptos tratados son esenciales para que el alumnado adquiera una comprensión adecuada de cómo se enlazan los sistemas de referencia espaciales y terrestres. La asignatura incluye además una parte importante de dinámica orbital donde se describe con rigor el movimiento de los satélites artificiales en un entorno cercano del planeta Tierra. Con ello se pretende complementar la comprensión y el aprovechamiento  de técnicas de medida muy habituales en la titulación basadas en observación de satélites (por ejemplo GPS).

RECOMENDACIONES Y ADAPTACIONES CURRICULARES:

Se recomienda abordar esta asignatura con un buen conocimiento de la trigonometría plana y esférica, así como las nociones básicas de cálculo y propagación de errores en resultados experimentales.

El alumnado que presente necesidades específicas de apoyo educativo, lo ha de notificar personalmente al Servicio de Atención y Ayudas al Estudiante para proceder a realizar, en su caso, la adaptación curricular correspondiente.
4. COMPETENCIAS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE
código Denominación de la competencia
CB1R Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
CB2R Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
CB3R Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
CB5R Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
CBB3R Comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica, termodinámica, campos y ondas y electromagnetismo y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
CE10R Conocimiento, utilización y aplicación de las técnicas de tratamiento. Análisis de datos espaciales.
CE28 Conocimiento y aplicación de los métodos y técnicas propios de la geodesia espacial.
CT4 Capacidad para aplicar nuevas tecnologías, incluidas las tecnologías de la información y la comunicación.
CT6 Capacidad para la transmisión oral y escrita de información adaptada a la audiencia.
Resultados de aprendizaje
Resultado 12 Adquirir conocimientos sobre: sistemas de referencia y escalas de tiempo en Astronomía; Técnicas de determinación en Astronomía Geodésica óptica; técnicas de determinación en Astronomía Geodésica radio y milimétrica; y dinámica orbital en el entorno de la Tierra.
Resultado COP1R Comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre sistemas de referencia celestes según las últimas resoluciones de la Unión Astronómica Internacional. Conocimiento y utilización de técnicas ópticas y radio de observación astronómica con aplicación a la Geodesia.
Resultado COP2R Capacidad de ejecución, acceso a los datos y análisis de las observaciones astrogeodésicas.
5. CONTENIDOS

Técnicas de determinación en Astronomía Geodésica radio y milimétrica

Instrumentación específica: nociones de antenas,receptores y tratamiento digital de la señal en radioastronomía

Fundamentos de adquisición, análisis e interpretación de datos observacionales de interferometría de muy larga base (VLBI) de interés geodésico y astrométrico

Definición de observables y ecuaciones de solución para los vectores de posición de las antenas y/o radiofuentes en el cielo. Ejemplos y aplicaciones

Dinámica orbital en el entorno de la Tierra  

Descripción del movimiento de un satélite según el problema de dos cuerpos perturbado.

Ecuaciones de Gauss.

Variación de los elementos orbitales en un período.

Perturbaciones debidas al potencial terrestre

Perturbaciones debidas a la resistencia de la atmósfera

Perturbaciones debidas a la presión de radiación

Perturbaciones debidas a la presencia de uno o más astros lejanos

 

BLOQUE 1

1.1 Aproximación histórica.

1.2 Nuevas definiciones de la Unión Astronómica Internacional.

1.3 Sistemas de Referencia Celestes Baricéntrico y Geocéntrico-

1.4 Sistema de Referencia Celeste Internacional (ICRS).

1.5 Marco de Referencia Celeste Internacional (ICRF).

1.6 Tiempos coordenada (Baricéntrico, Geocéntrico, Terrestre, Atómico Internacional, etc.).

1.7 Tiempo Universal Coordinado (UTC).

1.8 Transformaciones entre sistemas.

BLOQUE 2

2.1 Instrumentación específica: teodolito astronómico, tubos cenitales, círculos meridianos, detectores CCD,  etc.

2.2 Determinación astronómica del acimut (procedimientos y precisión).

2.3 Determinación astronómica de latitud y longitud (procedimientos y precisión).

BLOQUE 3

3.1 Instrumentación específica: nociones de antenas, receptores y tratamiento digital de la señal en radioastronomía.

3.2 Fundamentos de adquisición, análisis e interpretación de datos observacionales de interferometría de muy larga base (VLBI) de interés geodésico y astrométrico.                               

3.3 Definición de observables y ecuaciones de solución para los vectores de posición de las antenas y/o radiofuentes en el cielo.

BLOQUE 4

4.1 Descripción de trayectorias orbitales según el problema de dos cuerpos perturbado.

4.2 Ecuaciones de Gauss.

4.3 Variación de los elementos orbitales en un período.

4.4 Perturbaciones debidas al potencial terrestre.                          

4.5 Perturbaciones debidas a la resistencia de la atmósfera.          

4.6 Perturbaciones debidas a la presión de radiación.                    

4.7 Perturbaciones debidas a la presencia de uno o más astros lejanos.

                                  ----------------------

Estos contenidos se complementarán con las siguientes actividades prácticas:

  1. Sistema de apuntado del telescopio y coordenadas astronómicas. Astrometría. El objetivo es familiarizarse con las coordenadas astronómicas, el uso del tiempo sidéreo y el apuntado de objetos celetestes mediante offsets diferenciales.
  2. Cálculo y observación de pasos de estrellas por el meridiano, donde el objetivo es determinar astronómicamanete la latitud y longitud del observatorio de la UJA.
  3. Cálculo y observación de pasos de satélites artificiales en el entorno de la Tierra o, alternativamente, de cuerpos menores del Sistema Solar. Se hará un uso práctico de las ecuaciones fundamentales de la mecánica celeste generando efemérides de los objetos previamente observados o a observar.

6. METODOLOGÍA Y ACTIVIDADES
ACTIVIDADES HORAS PRESEN­CIALES HORAS TRABAJO AUTÓ­NOMO TOTAL HORAS CRÉDITOS ECTS COMPETENCIAS (códigos)
A1 - Clases expositivas en gran grupo
  • M1 - Clases magistrales
  • M3 - Actividades introductorias
45.0 67.5 112.5 4.5
  • CB1R
  • CB2R
  • CB3R
  • CB5R
  • CBB3R
  • CE10R
  • CE28
A2R - Clases en pequeño grupo
  • M11R - Resolución de ejercicios
  • M6R - Actividades practicas
12.0 18.0 30.0 1.2
  • CB5R
  • CE10R
  • CT4
  • CT6
A3 - Tutorías colectivas/individuales
  • M17 - Aclaración de dudas
3.0 4.5 7.5 0.3
  • CE28
TOTALES: 60.0 90.0 150.0 6.0  
 
INFORMACIÓN DETALLADA:

Clases expositivas en gran grupo:

En estas clases el profesor desarrollará los contenidos básicos de la asignatura. En ellas el alumnado se familiarizará esencialmente con los sistemas de coordenadas usados en Astronmía, los diversos métodos de determinación astrogeodésica y los fundamentos de la dinámica orbital. Se intentará siempre que sea posible partir de primeros principios a la hora de exponer los contenidos de la asignatura.

Clases en grupos reducidos:

En estas clases se pondrán en práctica algunos de los métodos de determinación expuestos en clase, siempre dentro de las limitaciones propias del instrumental disponible y de las condiciones meteorológicas de observación. La idea principal es que el alumnado realice los cálculos astronómicos y los verifique por sus propios medios mediante la observación, tanto anterior como posterior a los mismos.

Las observaciones astronómicas se llevarán a cabo principalmente desde el Observatorio Astronómico del Campus de Las Lagunillas, situado en la terraza de la Escuela Politécnica Superior de Jaén (Edificio A3). La instrumentación disponible consiste en diversos teodolitos electrónicos, así como el nuevo telescopio astronómico robótico de 41 cm adquirido por la UJA en 2015.

Tentativamente, las ejercicios de cálculo y actividades de observación previstos son:

  1. Sistema de apuntado del telescopio y coordenadas astronómicas. Astrometría.
  2. Cálculo y observación de pasos de estrellas por el meridiano.
  3. Cálculo y observación de pasos de satélites artificiales en el entorno de la Tierra o, alternativamente, de cuerpos menores del Sistema Solar.

Para el curso 2019-2020, se contempla la posibilidad de que alguna de las actividades de observación tengan lugar en el Centro Astronómico Hispano Andaluz (CAHA) de Calar Alto situado en la Sierra de los Filabres (Almería). Esta opción se enmarca dentro de las actividades de cooperación académica y tecnológica al amparo del recientemente firmado convenio de colaboración entre la UJA, CAHA y CSIC. El alumnado será convenientemente informado al respecto al inicio del curso académico.

Tutorías individuales/colectivas:

Destinadas a la aclaración de dudas relativas a los contenidos y dificultades en la realización de los cálculos. 

7. SISTEMA DE EVALUACIÓN
 
ASPECTO CRITERIOS INSTRUMENTO PESO
Asistencia y/o participación en actividades presenciales y/o virtuales Asistencia y participación Control de asistencia y nivel de participación en clase 10.0%
Conceptos teóricos de la materia Conceptos teóricos de la materia Examen escrito 60.0%
Realización de trabajos, casos o ejercicios Realización de trabajos, casos o ejercicios Documento escrito 30.0%
El sistema de calificación se regirá por lo establecido en el RD 1125/2003 de 5 de septiembre por el que se establece el sistema europeo de créditos y el sistema de calificaciones en la titulaciones universitarias de carácter oficial
INFORMACIÓN DETALLADA:

El examen o evaluación escrita representa el mayor porcentaje de la nota (60%) de acuerdo con los pesos asignados. En la misma se  valorarán tanto los contenidos teóricos como problemas de aplicación práctica de manera que quede acreditado el logro de los resultados previstos de aprendizaje. Esto incluye la adquisición y correcta puesta en juego de la totalidad de competencias indicadas en la guía. Además de las de carácter general y transversal, como CB1R, CB2R, CB3R, CB5R, CT4 y CT5, se prestará especial atención a las más directamente relacionadas con los contenidos de la asignatura como CBB3R, CE10R y CE28.

En relación a los entregables prácticos durante el curso, estos serán de dos clases: a) Los cálculos resueltos relativos a las actividades prácticas 1 y 2 con un peso del 10%; b) Un informe final relativo a la actividad práctica 3, algo más compleja, con un peso del 20%.

Finalmente, la asistencia y participación se valorará con un 10% de la nota total.

8. DOCUMENTACIÓN / BIBLIOGRAFÍA
ESPECÍFICA O BÁSICA:
  • Astronomía. Edición: 3ª ed. Autor: Martín Asín, Fernando. Editorial: Madrid: F. Martín Asín : distribuido por Paraninfo, 1990  (C. Biblioteca)
  • Problemas de astronomía. Edición: 4ª ed. Autor: Martín Asín, Fernando. Editorial: Madrid: Paraninfo, 1990  (C. Biblioteca)
  • EFEMÉRIDES ASTRONÓMICAS 2018. Edición: -. Autor: Real Instituto y Observatorio de la Armada. Editorial: Ministerio de Defensa. Secretaría General Técnica.
    • Observaciones: Publicación anual
     (C. Biblioteca)
  • Fundamentals of astrodynamics and applications . Edición: -. Autor: Vallado, David A. Editorial: Hawthorne (California) : Microcosm Press &#59; New York : Springer, cop. 2007  (C. Biblioteca)
  • The IAU Resolutions on Astronomical Reference Systems, Time Scales, and Earth Rotation Models. Edición: -. Autor: George H. Kaplan. Editorial: U.S. Naval Observatory Circula 179.
    • Observaciones: Disponible en: https://arxiv.org/abs/astro-ph/0602086
     (C. Biblioteca)
GENERAL Y COMPLEMENTARIA:
  • Introducción a la dinámica espacial. Edición: -. Autor: Elices, Tomás. Editorial: Madrid: Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial, 1991  (C. Biblioteca)
  • SOFA Tools for Earth Attitude. Edición: -. Autor: International Astronomical Union.
    • Observaciones: http://www.iausofa.org/publications/sofa_pn.pdf
     (C. Biblioteca)
  • Explanatory supplement to the Astronomical almanac . Edición: -. Autor: -. Editorial: Mill Valley, California : University Science Books, [2013]  (C. Biblioteca)
  • Models for propagation of NORAD Element Sets. Edición: -. Autor: Felix R. Hoots & Ronald L. Roehrich. Editorial: NORAD.
    • Observaciones: http://celestrak.com/NORAD/documentation/spacetrk.pdf
     (C. Biblioteca)
  • Astronomía esférica y mecánica celeste. Edición: -. Autor: Orús Navarro, Juan José de. Editorial: Barcelona : Universidad de Barcelona, 2007.  (C. Biblioteca)
  • Heavens Above. Edición: -. Autor: Chris Peat.
    • Observaciones: https://www.heavens-above.com/main.aspx
     (C. Biblioteca)
9. CRONOGRAMA (primer cuatrimestre)
Semana A1 - Clases expositivas en gran grupo A2R - Clases en pequeño grupo A3 - Tutorías colectivas/individuales Trabajo autónomo Observaciones
Nº 1
9 - 15 sept. 2019
3.00.00.0 4.5 Bloque 1.1, 1.2 Actividad 1. Nota: las clases en grupos reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Nº 2
16 - 22 sept. 2019
3.00.00.0 4.5 Bloque 1.3, 1.4, 1.5 Actividad 1. Nota: las clases en grupos reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Nº 3
23 - 29 sept. 2019
3.01.00.0 6.0 Bloque 1.6, 1.7, 1.8 Actividad 1. Nota: las clases en grupos reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Nº 4
30 sept. - 6 oct. 2019
3.01.00.0 6.0 Bloque 2.1 Actividad 1. Nota: las clases en grupos reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Nº 5
7 - 13 oct. 2019
3.01.00.0 6.0 Bloque 2.2 Actividad 1. Nota: las clases en grupos reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Nº 6
14 - 20 oct. 2019
3.01.00.0 6.0 Bloque 2.3 Actividad 2. Nota: las clases en grupos reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Nº 7
21 - 27 oct. 2019
3.01.00.0 6.0 Bloque 3.1 Actividad 2. Nota: las clases en grupos reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Nº 8
28 oct. - 3 nov. 2019
3.01.00.0 6.0 Bloque 3.2 Actividad 2. Nota: las clases en grupos reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Nº 9
4 - 10 nov. 2019
3.01.00.0 6.0 Bloque 3.3, 3.4 Actividad 2. Nota: las clases en grupos reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Nº 10
11 - 17 nov. 2019
3.01.00.0 6.0 Bloque 4.1, 4.2 Actividad 2. Nota: las clases en grupos reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Nº 11
18 - 24 nov. 2019
3.01.00.0 6.0 Bloque 4.3 Actividad 3. Nota: las clases en grupos reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Nº 12
25 nov. - 1 dic. 2019
3.01.00.0 6.0 Bloque 4.4 Actividad 3. Nota: las clases en grupos reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Nº 13
2 - 8 dic. 2019
3.01.00.0 6.0 Bloque 4.5 Actividad 3. Nota: las clases en grupos 2017 reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Nº 14
9 - 15 dic. 2019
3.01.00.0 6.0 Bloque 4.6 Actividad 3. Nota: las clases en grupos reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Nº 15
16 - 19 dic. 2019
3.00.03.0 9.0 Bloque 4.7, Actividad 3. Nota: las clases en grupos reducidos se desarrollarán en diversas sesiones (preparación, observación y análisis). El cronograma práctico es orientativo al estar la observación supeditada a condiciones meteorológicas favorables. 
Total Horas 45.0 12.0 3.0 90.0