Implementación y evaluación de métodos no paramétricos para detectar variaciones bruscas en series de tiempo GNSS

CARBONETTI, M.; GENDE M.

La Plata

Congreso; XXVIII Reunión Cientíifica de la AAGG; 2017

Asociación Argentina de Geofísicos y Geodestas

Implementación y evaluación de métodos no paramétricos para detectar variaciones bruscas en series de tiempo GNSS.M. Carbonetti1,2 y M. Gende1,21 Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas. 2 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y TécnicasLa localización y caracterización de discontinuidades abruptas es fundamental para poder entender los procesos físicos que se derivan de las variaciones temporales de las coordenadas. Si bien las series de tiempo GNSS han logrado incrementar su precisión durante la última década, aún necesitan mejorarse para poder medir señales geofísicas pequeñas. Por ejemplo, las deformaciones de la corteza debido a la carga atmosférica pueden alcanzar los 3 milímetros para la componente horizontal y son del orden de la decena de milímetros para la componente vertical [Petrov and Boy, 2004]. Por otra parte, una mejora en la precisión es también necesaria para testear la competencia de los modelos geodinámicos de velocidades actuales, de forma de garantizar la consistencia del marco de referencia en el tiempo.Implementar métodos paramétricos para el análisis y detección de discontinuidades en series de tiempo GNSS presupone conocer el comportamiento de la serie, tanto en las componentes horizontales como en la componente vertical, que para la gran mayoría de las estaciones se caracteriza por una marcada estacionalidad. En este sentido, los métodos no paramétricos ofrecen ciertas ventajas sobre los ajustes paramétricos: no requieren de la suposición de la forma de la serie temporal, y los estimadores que permiten la detección de saltos se derivan de valores provistos por la misma serie.En este trabajo se analizan y comparan diferentes técnicas estadísticas para identificar y cuantificar saltos en series de tiempo GNSS. Para llevarlo a cabo, se tomaron como series de tiempo a las soluciones semanales de 24 estaciones pertenecientes a la red SIRGAS-CON. A las mismas se les exigió que contaran con al menos 5 años de datos y que, en caso de presentar periodos con ausencia de información, estos no superaran el 15% de las muestras de la serie. A ellas se les aplicaron distintos algoritmos no paramétricos, de cambio de régimen o change-point analysis (CPA), utilizando tanto ventanas fijas como un análisis secuencial. A su vez se implementó el método de suma acumulativa para analizar los cambios en los valores medios y dar intervalos de confianza a los resultados. Para optimizar el resultado y descartar falsos positivos, a los saltos encontrados se les exigieron distintas condiciones para aceptarlos como verdaderos. En particular se consideraron aquellos cuya amplitud superara un umbral dado, y que estuvieran presentes en más de una coordenada. Estos requisitos razonables permitieron mejorar la calidad de las soluciones encontradas sin sacrificar la sensibilidad de la detección de discontinuidades. Palabras clave: GNSS, Geodesia, Métodos No Paramétricos, Detección de Saltos.Área Temática: Geodesia y Geomática.Tipo de presentación solicitada (oral o póster): Oral.