Métodos de observación gps
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Métodos de observación gps Métodos de observación gps Presentation Transcript

  • TEMA 10 METODOS DE OBSERVACIÓNVII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 1
  • Clasificación de los métodos de observaciónLa elección del método dependerá fundamentalmente de: Equipo disponible Precisión final que se quiere alcanzar Relación de costesSe puede hacer una amplia clasificación en función de muchas variables. Una clasificación tradicional sería: En función del observable utilizado Código (metros) Código y Fase (centímetros, milímetros) En función del movimiento del receptor Estático, receptores no móviles (mayor precisión y tiempo) Cinemático, receptor se desplaza durante la observación Hibridos, combina los dos anteriores VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 2
  • En función del tipo de solución Posicionamiento absoluto: coordenadas de un punto aislado, X, Y, Z. Posicionamiento relativo o diferencial: coordenadas de un punto con respecto a otro, ∆X, ∆Y, ∆Z.En función de la disponibilidad de la solución Tiempo Real, cálculo y solución en campo. Post-proceso, cálculo y solución a posteriori, en oficina. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 3
  • En un amplio sentido de la palabra, estas técnicas se pueden clasificaren tres clases, mezclando los conceptos anteriores:1.-Navegación autónoma = Posicionamiento Absoluto por código,empleando sólo un receptor simple. Precisión: 5 – 10 m (sin SA). Aplicaciones: navegación2.- GPS Diferencial por Código = DGPS, exige corrección (a laspseudodistancias o a las coordenadas). Precisión 0,5 – 5 m. Aplicaciones: Navegación costera, adquisición de datos para SIG, inventarios georreferenciados, revisión de cartografía de escalas medias (1:10.000, 1:25.000, 1:50.000), agricultura automatizada, movimientos de maquinaria de obra civil, …3.- Posicionamiento Diferencial de Fase, Precisión 0,1 m - 5 mm. Aplicaciones: Geodesia, Topografía, Geodinámica, control de deformaciones, control preciso de maquinaria automática... VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 4
  • Posicionamiento absoluto con código Es la técnica más sencilla empleada por los receptores GPS paraproporcionar instantáneamente al usuario la posición y/o tiempo. Un único receptor: solución de una intersección inversa de todaslas pseudodistancias receptor-satélite sobre el lugar de estación enun período de observación dado. Precisión nominal: 5 m (sin SA). La medida y la solución directas en t real o por solución MMCC. Posición en coordenadas absolutas y en el sistema de referenciaal que están referidos los satélites. Receptores de bajo coste (sólo código) para navegación oaplicaciones con poca exigencia de precisión. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 5
  • Posicionamiento Relativo o Diferencial Dos receptores (al menos) están simultáneamente observandosatélites comunes, para establecer las ecuaciones de simples y doblesdiferencias. De los dos, uno de ellos ha de estar en un punto de coordenadasconocidas o bien asignarle unas aleatorias, pero consideradas fijas. Se determinan los incrementos de coordenadas. Ventaja: eliminación de errores, especialmente el retardoionosférico y troposférico, si consideramos de la misma magnitud en elmismo instante de observación en puntos no muy alejados. Dentro de este método, múltiples combinaciones en función delobservable, movimiento o no de los receptores, etc. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 6
  • GPS Diferencial - DGPSPosicionamiento Relativo o Diferencial• Si se usa sólo código, la precisión en la distancia está entre 0.5 m y 5 m• Elimina el error de los satélites• Minimiza los retardos atmosféricos• También se puede utilizar en Post-proceso ó Tiempo real, Estático o Cinemático Baselinea o Vec tor GPS A B VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 7
  • GPS Diferencial - Fundamento Estación Base Posición GPS Vector diferencia entre Posición verdadera y posición GPS Vector diferencial Posición obtenido en la GPS Estación Base y aplicado a la posición del MóvilPosiciónverdadera(conocida) Posición verdadera (corregida) Móvil VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 8
  • GPS DiferencialEl equipo móvil en el punto desconocido que se quieredeterminar.Ambos deben observar los mismos satélites.El equipo base calcula el error: - función de los datos recibidos y la posición conocidaLas ‘correcciones diferenciales’ de la base se aplican a la posicióndel móvil. – El método es tanto más preciso cuanto mas iguales sean las condiciones de ambos equipos (limitado por la distancia a la base). VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 9
  • GPS Diferencial Se eliminan: – Errores de reloj SV – Error orbital – SA Se disminuye: – Efecto de la ionosfera 10 veces – Efecto de la troposfera 2 veces Se mantiene: – Multipath y ruido del receptorVII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 10
  • Tipos GPS Diferencial Según tipo de corrección aplicada: - Pseudodistancias - Coordenadas Según el proceso: - Directa - Inversa Según disponibilidad o no instantánea: - Post-proceso - Tiempo real Según observable: - Código (tradicionalmente DGPS) - Transmisión de diferencia de fase (RTK) (En general, combinación de varias)VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 11
  • Tipos de Corrección Diferencial• Corrección de pseudodistancia – La "estación base" genera una corrección para cada una de las pseudodistancias observadas (PRC - Pseudo Range Correction) y su variación con el tiempo (RRC Range Rate Correction), época a época, para los satélites observados. – El equipo móvil aplica estas correcciones sobre los satélites que esté utilizando para calcular su posición. Este es el método más correcto.• Corrección por posición – Se utiliza cuando la estación móvil y base no observan la misma constelación. – Se calcula la diferencia de latitud, longitud y altura elipsoidal en la "estación base" para aplicársela al móvil. – Es el método más sencillo pero tiene el incoveniente de que sólo si en la base y el el móvil se usan los mismos satélites (constelación idéntica) puede considerarse correcta. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 12
  • Tipos de Corrección Diferencial• Corrección diferencial directa – Proceso normal. La estación móvil recoge las correcciones diferenciales y las aplica sobre sus observaciones obteniendo su posición corregida• Corrección diferencial inversa – Se suele aplicar en control de flotas. – Los datos recogidos por los distintos móviles se envían a un centro de control que dispone de correcciones diferenciales (o las obtiene mediante una "estación base") y las aplica a todos ellos obteniendo su posición corregida. – En este tipo de tecnología el móvil suele desconocer su posición corregida. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 13
  • Corrección a Postproceso Punto Punto a conocido levantarVII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 14
  • Corrección en Tiempo Real Punto Punto que se quiere conocido levantarVII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 15
  • POSICIONAMIENTO DIFERENCIAL: DGPSDos grandes grupos: con código y con fase (mayor o menorprecisión).Posicionamiento relativo o diferencial con código (DGPS) Resolviendo sistemas en simples diferencias, donde lasincógnitas son las tres coordenadas de los puntos y el estado dereloj de los receptores en cada época. Los resultados obtenidos con este método de posicionamientoson excelentes (~ 1 m), incluso con distancias mayores de 200Km. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 16
  • Las aplicaciones más comunes del DGPS con código son: Navegación de precisión. Levantamientos y apoyo para cartografías de escalas menores de 1/5000. Confección y actualización de sistemas de información geográfica. Todo trabajo en general que no requiera precisiones < 1 m. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 17
  • DGPS con medidas de códigoLa medida de código en una estación base A desde el satélite j en unaépoca t0 puede ser modelada como: (1) R A (t 0 ) = ρ A (t 0 ) + ∆ρ A (t 0 ) + ∆ρ j (t 0 ) + ∆ρ A (t 0 ) j j jdonde: • ρ A (t 0 ) es la medida geométrica de pseudodistancia. j • ∆ρ A (t 0 ) es el error de la medida dependiente de la estación base j terrestre así como de la posición del satélite (efectos de refracción...). • ∆ρ j (t 0 ) es el error dependiente únicamente del satélite (por ejemplo, error del reloj del satélite). • ∆ρ A (t 0 ) es el error dependiente únicamente del receptor (por ej. error del reloj del receptor, multipath...). VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 18
  • La corrección a la pseudodistancia para el satélite j en la época t0 esdefinida por la relación: PRC j (t 0 ) = ρ A (t 0 ) − R A (t 0 ) = − ∆ρ A (t 0 ) − ∆ρ j (t 0 ) − ∆ρ A (t 0 ) j j j (2)la cual puede calcularse a partir de la medida geométrica real ρ A (t 0 ) jobtenida a partir de la posición conocida de la estación de referencia y las jefemérides transmitidas y R A (t 0 ) es la cantidad medida.Además de la corrección a la pseudodistancia PRCj(t0), se calcula en laestación base también su derivada con el tiempo RRCj(t0).Ambas correcciones están referidas a la época de referencia t0 y sontransmitidas a la estación B (“rover” o móvil) en tiempo real.En B la corrección a la pseudodistancia es predicha para la observación enla época t usando la relación: PRCj(t) = PRCj(t0) + RRCj(t0) (t – t0) (3)donde la cantidad (t – t0) es conocida como “latencia”.Es evidente que la precisión que se puede conseguir se incrementa parapequeñas variaciones de las correcciones de pseudodistancia y cuantomás pequeña sea la latencia. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 19
  • Considerando la expresión general (1) para el punto B y la época t, lamedida de pseudodistancia de código puede ser modelada como: RBj (t ) = ρ Bj (t ) + ∆ρ Bj (t ) + ∆ρ j (t ) + ∆ρ B (t ) (4)Aplicando la corrección a la pseudodistancia predicha PRCj (t) a laexpresión (3) a la medida de pseudodistancia en el punto B, resulta: R Bj (t ) CORR = R Bj (t ) + PRC j (t ) (5)o bien sustituyendo (4) en la corrección a la pseudodistancia según(2) y (3), respectivamente se llega a: [ ] R Bj (t ) CORR = ρ Bj (t ) + ∆ρ Bj (t ) − ∆ρ A (t ) + [∆ρ B (t ) − ∆ρ A (t )] j (6)donde los errores dependientes del satélite se han cancelado. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 20
  • Para distancias moderadas entre la base y el rover, los errores satélite-receptor están altamente correlados.Por ello, la influencia de los errores orbitales radiales y la refracciónson reducidos considerablemente.Despreciando esos errores, la ecuación (6) se simplifica a: R Bj (t ) CORR = ρ Bj (t ) + ∆ρ AB (t )Siendo: ∆ρ AB (t ) = ∆ρ B (t ) − ∆ρ A (t )Si no existe error por multipath, este término se convierte en el errorde reloj del receptor, en términos de distancia, queda: ∆ρ AB (t ) = cδ AB (t ) = cδ B (t ) − cδ A (t ) VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 21
  • Variación de la corrección de la pseudodistancia (PRC y RRC) 70 57 60 50 40 50 464849 464909 30 m etros 20 10 0 -10 -20 -30 -40462600 462752 462904 463056 463208 463360 463512 463664 463816 463968 464120 464272 464424 464576 464728 464880 465032 465184 465336 465488 465640 465792 465944 466096 Segundo GPS PRC RRC VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 22
  • Variación de la corrección de la pseudodistancia (PRC y RRC) S/A des.210-1-2-3-4-5-6-7 462600 462651 462702 462753 462804 462855 462906 462957 463008 463059 463110 463161 463212 463263 463314 463365 463416 463467 463518 463569 463620 463671 463722 PRC RRC x 50 VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 23
  • Posicionamiento GPS Diferencial de Fase• Posición del receptor móvil B en relación con el receptor referencia A – Las coordenadas de la estación de referencia A son conocidas – Se recogen datos de 4 o más satélites en ambos receptores• Elimina el error de los satélites y los receptores• Minimiza los retardos atmosféricos• Precisión 5 mm + 1 ppm con Baselinea o Vec código y fase tor GPS A B• Post-proceso ó Tiempo real, Estático o Cinemático VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 24
  • Posicionamiento Diferencial de FaseEstático• Método clásico para grandes distancias y el que ofrece mayor precisión: 5mm + 1ppm en la longitud de la baselinea o vector GPS – Medida baselinea a baselinea con observaciones de una o más horas, cerrando figuras geométricas – El t de observación es proporcional a la longitud de la linea• Aplicaciones – Controles Geodésico en zonas amplias – Redes Nacionales o Continentales – Movimientos Tectónicos - Geodinámica – Ajustes de redes de la máxima precisión VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 25
  • Posicionamiento Diferencial de Fase Estático Rápido• Observación en periodos cortos de tiempo (minutos) sin exceder una cierta longitud máxima de baselinea (20 km).• Utiliza unos algoritmos simplificados de resolución de la ambigüedad inicial.• Precisión 10mm +1ppm• Aplicaciones – Levantamientos de Control, Inventarios, GIS, levantamientos de detalle. Reemplaza a las poligonales y las pequeñas triangulaciones locales. – Ventajas: Rapidez, facilidad, eficiencia. – Ideal para pequeñas distancias VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 26
  • Para una mayor redundancia de observaciones se disminuyen losintervalos de medida que se usan normalmente en el estático (de 15,20 o 30 segundos se suele pasar a 1 o 3 segundos). La ventaja del método es que es sencillo, rápido y preciso. No requiere mantener el contacto con los satélites entre estaciones yla precisión final está en 10 mm± 1 ppm, haciéndolo ideal para redes olevantamientos en pequeñas distancias. Se suelen distinguir dos modalidades a su vez dentro de este: a) Modo estático rápido ocupando sólo una estación. b) Modo estático rápido reocupando una segunda estación al cabo de más o menos una hora. Es en el modo a) donde se requiere de técnicas rápidas deresolución de ambigüedades, como por ejemplo combinación de códigoy portadora en receptores de código P de doble frecuencia o métodosde búsqueda de ambigüedades con 6 o más satélites. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 27
  • Dependiendo del tipo de receptor y cobertura de satélites, bastacon t de observación de 8 minutos. En el método b) cada estación tiene que ser ocupadanuevamente después de un intervalo de t entre 50 y 120 min,siendo el t de obs de una estación más corto, unos 3 o 4 min. La idea básica radica en el hecho de que se requieren datos deuna configuración geométrica diferente para resolver (asegurar)las ambigüedades. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 28
  • Se considera a ambos conjuntos de datos como un solo conjuntocon un cycle slip intermedio, que puede ser fijado con técnicas detriples y dobles dif. Sin embargo, la fijación de un salto de ciclo con un lapso mayorde 30 min funciona sólo si se dispone de una alta calidad de datos(nivel bajo de ruido y efectos bajos de multipath) y si ocupacionesrepetidas de las estaciones son exactamente las mismas (buenestacionamiento). A estos métodos también se les suele llamar pseudocinemáticos. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 29
  • Posicionamiento Diferencial de FaseEstático Rápido• Paso 1 – Estacionar receptor referencia en la estación “BASE” de coordenadas conocidas – Instalar una nueva estación “Ref2” con otro receptor 7 6 5 Ref3 4 3 Ref2 BASE 2 1 VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 30
  • Posicionamiento Diferencial de FaseEstático Rápido• Paso 2 – Usar las estaciones “BASE” y “Ref2” como Estaciones de Referencia – Con un tercer receptor estacionar en los puntos 1,2,3,4 y 5 6 7 5 Ref3 4 3 Ref2 BASE 2 1 VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 31
  • Posicionamiento Diferencial de Fase Estático Rápido• Paso 3 – Cuando se llega al límite de distancia del método se cambian las referencias – Estacionar el receptor referencia en un punto ya levantado: “4” – Establecer una nueva estación “Ref3” con un receptor móvil 6 7 5 Ref3 4 3 Ref2 BASE 2 VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 1 Junio 2006 16 32
  • Posicionamiento Diferencial de FaseEstático Rápido• Paso 4 – Usar las estaciones “4” y “Ref3” como Estaciones Referencia – Con la tercera unidad, levantar las estaciones 3, 5, 6 y 7 7 6 5 Ref3 4 3 Ref2 BASE 2 1 VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 33
  • Método "Stop and Go" o semicinemático Con el receptor móvil se realiza una parada de unas pocas épocas,después nos dirigimos al siguiente punto y actuamos de igual modo. El procedimiento se mantendrá hasta completar el trabajo o hastasufrir una pérdida de señal que obligue a inicializar otra vez. Precisión del método: entre 1 y 5 cm (dependiendo L1 o L1&L2). Se hace una resolución de ambigüedades inicial en el punto (decoordenadas conocidas o no), y a partir de ahí, nos vamos moviendo alresto de los puntos. Se puede considerar que no hay ninguna diferencia entre losmétodos estáticos y los cinemáticos cuando se han resuelto y guardadolas ambigüedades: la medición cinemática puede ser entendida como"la transferencia de ambigüedades de una estación a otra". VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 34
  • Posicionamiento Diferencial de Fase Stop and Go (Parar y Seguir)• Paso 1: Modo Stop – Antes de empezar hay que resolver la ambigüedad inicial – Existen tres variantes para resolverla: • Inicialización Estática • Inicialización en un punto conocido, inicializador • Antena Swap Inicialización Estática del receptor móvil = Resolución de Estación Referencia Ambigüedad Inicial en Postproceso VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 35
  • Posicionamiento Diferencial de FaseStop and Go• Paso 2: Modo Go – Una vez se han recogido suficientes datos para resolver las ambigüedades, se puede empezar a mover el receptor sin desconectarlo Receptor móvil Estación Referencia Inicializado VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 36
  • Posicionamiento Diferencial de Fase Stop and Go Receptor móvil• Desarrollo: Modo Go 4 5 – Resueltas las ambigüedades se comienza a visitar los puntos a levantar 3 – Se tiene que mantener el seguimiento continuo de al menos 4 satélites – Cada punto requiere sólo una época – Si se pierde el seguimiento hay que volver a 2 reinicializar• Aplicaciones 1 – Levantamientos de Detalle en areas abiertas Estación Referencia VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 37
  • Antes de empezar hay que resolver la ambigüedad inicial. Existentres variantes para resolverla: -Inicialización Estática, en un punto cualquiera con una pequeña observación estática. -Inicialización en un punto conocido, inicializador, de menor periodo de tiempo. - Cambio de antena (antenna swapping): se situan dos receptores en dos estaciones cercanas. Una estación es de coordenadas conocidas, puesto que es la estación de referencia. La segunda se selecciona arbitrariamente. Se observan datos comunes aproximadamente un minuto. Después se intercambian las antenas, manteniendo la fijación de fase de los satélites observados y nuevamente se recolectan datos durante un minuto.La mayoría de los fabricantes incluyen estos tres posibles métodos deinicialización. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 38
  • El método semicinemático o "stop and go" es muy eficiente enáreas abiertas, donde no se espere pérdida de señal. En caso de pérdida de señal y no poder ser recuperada, se tieneque empezar nuevamente con la medición con un paso nuevo deinicialización, el receptor móvil tiene que volver a la última marcacoordenada de la medición. Es esencial que en tal caso, el receptor avise de la pérdida deseñal. Quizás este método haya perdido validez y uso debido a laaparición en los últimos años de equipos RTK (Real TimeKinematic), con mucha más versatilidad en el funcionamiento y conun rendimiento muy superior en topografía. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 39
  • Posicionamiento Diferencial de FaseCinemático normal• Paso 1: Modo Stop – Inicialización estática del receptor móvil • Inicialización • Baselínea conocida, inicializador • Swap de antenas VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 40
  • Posicionamiento Diferencial de FaseCinemático normal• Paso 2: Modo Movimiento – Una vez hay suficientes datos para resolver ambigüedades, el receptor se puede mover – Mantener seguimiento al menos a 4 satélites – El receptor móvil registra datos con un intervalo especificado – Si hay pérdida de seguimiento, hay que volver a reinicializar 2 23 23 23 2 23 23 2 23 23 23 23 2 23 23 2 23 23 2 23 23 23 23 3: 3 3: 3: 3: 3: : : : :1 :1 :1 :1 : : : :1 : : : : : : : 1 10 10 10 1 10 10 10 10 1 10 10 10 10 10 10 10 0: 0 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: : : : : : :26 :16 :24 : :14 :16 : 2 :22 :12 :12 3 30 2 27 18 1 2 28 20 18 1 1 14 1 2 20 8 4 0 6 VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 41
  • Posicionamiento Diferencial de FaseCinemático• Levantamiento continuo• Requiere planeamiento minucioso para evitar obstáculos a los satélites• Hay que mantener seguimiento continuo a 4 satélites• Apto para – areas abiertas y despejadas de vegetación – trabajos no críticos• Necesita inicialización del equipo móvil – 5-10 minutos parado para resolver posteriormente ambigüedades en postproceso VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 42
  • Método cinemático con resol N en mov: OTF Para muchos objetivos es necesario det las coordenadas precisas dela trayectoria del receptor GPS móvil a lo largo de la trayectoria. Ej: levantamiento de la traza de una carretera para actualización decartografía o vuelo cinemático FGM (det coord centros de proyección). No se puede aceptar una ruptura de la conexión sin la posibilidad derecuperación de la pérdida de la relación de fase de la señal oambigüedades, mientras la antena se halle en movimiento. Es necesario un método independiente de la técnica de inicializaciónestática que incluya la capacidad de recuperar la pérdida de fase y deresolver ambigüedades durante el movimiento: resolución deambigüedades en movimiento o "on the fly" (OTF). La precisión llega a ser de unos 10 cm e incluso mejor encondiciones muy favorables de configuración de sat, sin multipath... VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 43
  • Posicionamiento Diferencial de FaseResolución de Ambigüedades en Movimiento (OTF: On the Fly)• Paso 1: Modo Movimiento – Si se mantiene seguimiento a un mínimo de 5 satélites en L1 y L2 durante un cierto intervalo de tiempo mientras el receptor se va moviendo, se pueden resolver las ambigüedades posteriormente 23 : 10 :12 VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 44
  • Posicionamiento Diferencial de FaseResolución de Ambigüedades en Movimiento (OTF)• Modo Movimiento – Si se pierde seguimiento por algún obstáculo, se podrá resolver nuevamente ambigüedades si se vuelve a registrar suficiente cantidad de datos con 5 satélites en L1 y L2, una vez recuperada la señal 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 0 : 2 23 0 : 2 23 23 23 23 23 23 23 23 :1 :1 :1 :1 :1 :1 :1 :1 :1 :1 :1 :1 :1 :1 :1 :1 :1 :1 :1 :1 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 0: 30 30 26 26 27 27 24 24 16 16 18 18 22 22 14 14 12 12 VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 45 8 8
  • Posicionamiento Diferencial de FaseResolución de Ambigüedades en Movimiento (OTF)• Trayectorias en áreas abiertas con pocas obstrucciones o de difícil inicialización.• No requiere inicialización estática• Puede capturar los mismos elementos que el cinemático• Si perdiéramos SVs se reinicializaría al volver a recuperar 5• Precisión del orden del cm• Aplicaciones: – Vuelos fotogramétricos – Levantamientos de carreteras – Levantamientos hidrográficos VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 46
  • Cinemático en Tiempo Real (RTK) Proporciona mayor eficacia, versatilidad, precisión y rendimiento para todotipo de trabajos de topografía. Es una forma de obtener los resultados una vez procesadas lasobservaciones (aun en t real). El procesamiento de estas observaciones puede ser realizado con unsoftware post-proceso, previa inserción de los datos de observaciónnecesarios, ya sea en campo o en gabinete. El cálculo puede ser realizado de forma inmediata a la recepción de lasobservaciones y ser efectuado por la unidad de control, obteniendo lascoordenadas en el instante, es decir, en tiempo real. Transmisión de las diferencias de fase de un receptor a otro en t real através de radio-modem. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 47
  • Se incorporan los algoritmos de cálculo de los software post-proceso, o parte de ellos, a los controladores para este tipo deaplicaciones. Permite edición de datos de un levantamiento en campo, replanteo,y todo tipo de labores en los cuales sea necesario el conocimiento delas coordenadas de los puntos en tiempo real. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 48
  • Inconvenientes: Imposibilidad de chequear los ficheros de observación. La limitación de los radiomodem de emisión y transmisión de datos: licencias de frecuencias y potencias de señal permitidas. Un equipo que funcione con 0,5 w, que está permitido por las autoridades, está limitado a un radio de acción de unos pocos Km (7-8 Km con seguridad), lo que limita el rendimiento del trabajo. Sin embargo, con potencias de señal mayores se puede llegar a trabajar en radios de hasta 50 km. Limitación en las correcciones de tipo atmosférico. Limitación en los procesos de transformación de coordenadas Pobre tratamiento e información estadística. Escasa manipulación de los parámetros de cálculo.Las ventajas compensan y con creces estos ligeros inconvenientes que no lo son tanto en labores de topografía (pequeñas distancias, datum locales, etc), que es donde más arraigo tienen estos equipos. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 49
  • Fases del trabajo en tiempo real con módulo RTK. Equipo de trabajo mínimo: dos equipos de observación (sensor yantena), dos radio-modem (transmisor y receptor) y un controlador en launidad móvil con un software de proceso de datos. Estacionamiento del equipo de referencia (sensor, antena yradiomodem transmisor), fijo. El radiomodem transmisor transmite sus datos de observación porradio al receptor incorporado en el equipo móvil, que a su vezalmacenará en la unidad de control. El controlador calcula la posición del móvil en tiempo real. En ocasiones la inicialización es muy rápida y con una fiabilidad muyalta, pero conviene comprobar las coordenadas obtenidas sobre unpunto conocido para verificar que la inicialización ha sido correcta. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 50
  • Actualmente, los equipos RTK son de doble frecuencia, pero también se pueden utilizar receptores que únicamente colectan L1.Los procedimientos RTK para resolución de ambigüedades siguen un procedimiento que suele ser: 1. Definir un área de búsqueda basado en una solución aproximada. 2. Chequear estadísticamente todas las posibles soluciones dentro de ese área. 3. Seleccionar la mejor solución entre todas de acuerdo a criterios estadísticos, por ejemplo, criterio de mínima varianza. 4. Validar la solución elegida de acuerdo a criterios estadísticos o por comparación con la segunda solución mejor candidata. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 51
  • DGPS con medidas de faseRecordamos que la ecuación de observaciones de fase, en ciclos,puede escribirse como: 1 Φ ij (t ) = ρ i j (t ) + N i j + f j ∆δ i j (t ) λdonde: • ρ i (t ) es la pseudodistancia para medidas de fase que mide el j receptor (parte entera ciclos + fase propiamente dicho). • λ es la longitud de onda. j • N i es la ambigüedad de fase, independiente de t y es un número entero. j • f es la frecuencia de la señal del satélite. • ∆δ i (t ) es el error de reloj combinado satélite-receptor. j VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 52
  • Si generalizamos esa expresión, la medida (esta vez en términos dedistancia) en la estación base A en la época t0 puede ser modeladacomo: λΦ A (t 0 ) = ρ A (t 0 ) + ∆ρ A (t 0 ) + ∆ρ j (t 0 ) + ∆ρ A (t 0 ) + λN A j j j jdonde, por analogía con el modelo de código: • ρ A (t 0 ) j es la d geométrica sat – rec en la estación base A. • ∆ρ A (t 0 ) es el conjunto de errores dep. del conjunto sat – rec. j • ∆ρ (t 0 ) son los errores dependientes del satélite. j • ∆ρ A (t 0 ) son los errores dependientes del receptor.Consecuentemente, la corrección a la medida de fase en la época dereferencia t0 será: PRC j (t 0 ) = ρ A (t 0 ) − λΦ A (t 0 ) = −∆ρ A (t 0 ) − ∆ρ j (t 0 ) − ∆ρ A (t 0 ) − λN A j j j jComo vemos, la formulación de las correcciones a las medidas defase en la estación A así como la aplicación de las correccionespredichas a la fase observada en la estación “rover” B se lleva a caboexactamente igual que en el caso de las medidas de código. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 53
  • Y la medida de fase corregida: λΦ B (t ) CORR = ρ Bj (t ) + ∆ρ AB (t ) + λN AB j jdonde ∆ρ AB (t ) = ∆ρ B (t ) − ∆ρ A (t ) jy el término N AB son las simples diferencias de ambigüedades de fase.Si se elimina el multipath, el término ∆ρ AB (t ) simboliza el error de relojcombinado satélite – receptor, que, escalado a distancia sería: ∆ρ AB (t ) = cδ AB (t ) = cδ B (t ) − cδ A (t )El posicionamiento en el punto B (rover) es mejorado con lapseudodistancia de fase corregida λΦ B (t) CORR j VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 54
  • La configuración básica para DGPS con medidas de fase es idénticaque para posicionamiento cinemático con medida de fase.Evidentemente, las aplicaciones más precisas de DGPS son estas,en las que se realizan medidas de fase y en las que se hace unaresolución de ambigüedades inicial en t real en la estación base.Esto se suele hacer con las denominadas técnicas OTF (On-The-Fly)de resolución de ambigüedades, en las que son necesarios al menos5 satélites comunes en la base y en el rover.Si la latencia es prácticamente cero, el diferencial DGPS con fase eslo que se denomina RTK (Real Time Kinematic).VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 55
  • Tiempos de observación• Estático Longitud Número de Tiempo GDOP Precisión Línea Satélites Observación = = < 6 20 - 50 Km > 4 2 - 3 hr. 5 mm + 1ppm = = < 6 50 - 100 Km > 4 min. 3 hr. 5 mm + 1ppm = > 100 Km > 4 < 6 = min. 4 hr. 5 mm + 1ppm• Estático-Rapido Longitud Número de Tiempo GDOP Precisión Línea Satélites Observación = 0 - 5 Km > 4 = < 5 5 - 10 min 5 - 10 mm + 1ppm = 4 = 5 - 10 Km > < 5 10 - 15 min 5 - 10 mm + 1ppm = 10 - 20 Km > 4 < 5 = 10 - 30 min 5 - 10 mm + 1ppm VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 56
  • Tiempos de observación• Stop and Go – Para fijar las ambigüedades se realiza con un estático rápido. Si es con punto conocido, se inicializa con pocos segundos.• Cinemático – Para fijar las ambigüedades se realiza con un estático rápido. El levantamiento se realiza en movimiento. Intervalos de observación Método Intervalos típicos Estático 15 - 30 seg. Estático-Rápido 3 -5 seg. Stop and Go 1 - 5 seg. Cinemático, OTF 1 seg. o más VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 57
  • Precisiones esperables CARACTERÍSTICAS DE LOS MÉTODOS DE TRABAJO CON GPS Método Núm. Tiempo de Precisión típica Otras característica mín. observación SatélsEstático 4 De minutos a horas 5 mm + 1 ppm Límite 15 Km para una frecuencia. Sin límite con dosEs t á t ic o - 4 5-20 minutos 1cm + 1 ppmRápidoCinemático 4 2 épocas 2 cm + 2 ppm Lí m i t e 15 Km . Reinicialización si hay pérdida de señalCinemático 4 2 épocas 2 cm + 2 ppm Límite 10 Km. Enlace poren tiempo radio. Reinicialización si hayreal RTK pérdida de señalDifer encial 2D: 3 1 posición/segundo Asistido de fase: < 1m Recepción de correccionesDGPS 3D: 4 Sin fase: 1-4 m diferenciales o postprocesoAutónomo 1D: 2 1 posición/segundo Con SA: 100 m Sólo se necesita un receptor 2D: 3 Sin SA: 4-10 m 3D: 4 VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 58
  • Metodología vs. Aplicación TIPO DE APLICACIÓN DEL GPSLevantamientos de Control Levantamientos Topográficos Replanteos Posicionamiento rápido de precisión Levantamientos para SIG Navegación MÉTODO DE TRABAJ O GPS Estático GPS Estático-Rápido GPS Cinemático GPS Cinemático en tiempo real GPS Diferencial GPS Autónomo Aplicación de uso principal del procedimiento VIIProcedimient o auxiliar o de apoyo - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI para la aplicación 59
  • Precisiones en GPSVII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 60
  • SERVICIOS DGPSNumerosas instituciones públicas están instalando servicios públicosde posicionamiento DGPS a través de la emisión de correccionesdiferenciales de estaciones permanentes GPS por diferentesmedios.Dentro de estos servicios, según el tipo de correcciones envíadas, elnivel de precisión y sobre todo, el ámbito de cobertura, podemosdistinguir dos variantes: • redes WADGPS de satélites. • correcciones de redes locales.VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 61
  • WADGPSBajo la denominación de redes WADGPS (Wide Area Differential GPS) seagrupan los sistemas que proveen correcciones diferenciales a losusuarios a partir de satélites geoestacionarios.Las correcciones troposféricas e ionosféricas son las que normalmentese transmiten en forma de parámetros de corrección de coordenadas. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 62
  • EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service)EGNPara el ámbito de la Unión Europea se dispondrá a principios de 2006del sistema EGNOS, que transmite correcciones diferenciales eionosféricas, así como otros servicios de aumentación e integridad através de satélites geoestacionarios.Desarrollado por las principales agencias aeronáuticas de Europa bajola dirección de la ESA (Agencia Espacial Europea).El sistema está compuesto por tres segmentos: • Segmento espacial • Segmento terrestre • Segmento usuario (receptores EGNOS) VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 63
  • Esquema de funcionamiento de EGNOSVII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 64
  • El sistema EGNOS proporcionará las siguientes funciones, queconstituyen las aumentaciones requeridas para complementar lasprestaciones de la constelación GPS/GLONASS:• Telemetría / GEO Ranging (R-GEO): Transmisión de señales GPSdesde tres satélites geoestacionarios (INMARSAT III AOR-E,INMARSAT III IOR y el ARTEMIS). Al aumentar el número de satélitesde navegación, aumentará la disponibilidad, continuidad y precisión.• Integridad / GNSS Integrity Channel (GIC): Distribución deinformación de integridad. Esto aumentará la integridad del servicio deseguridad GPS/GLONASS/EGNOS de navegación hasta el nivelrequerido para la aviación civil (no precisión).• Precisión / Wide Area Differential (WAD): Distribución decorrecciones diferenciales. Esto incrementará la exactitud del servicioGPS/GLONASS/EGNOS de navegación y las prestaciones en generalhasta alcanzar el nivel exigido para aproximaciones de categoría I. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 65
  • Con el desarrollo de estas funciones, se pueden identificar tres nivelesde servicio en la utilización del GPS/GLONASS más EGNOS:NIVEL 1: Nivel preoperacional. Consistirá en la transmisión deseñales similares al GPS desde los satélites GEO (telemetría). Con elaumento del número de satélites disponibles se incrementará ladisponibilidad. NIVEL 2: Suministro del servicio de telemetría y de integridad(mediante la emisión de información de integridad). El aumento deintegridad permitirá que el servicio cumpla los requerimientos de laaviación civil. NIVEL 3: Suministro del servicio de telemetría, integridad y precisión(mediante la emisión de correcciones diferenciales). VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 66
  • Extensión de EGNOS para LatinoaméricaLos satélites INMARSAT–III, AOR-E e HISPASAT (todavía no incluidoen el sistema EGNOS) tienen cobertura sobre Latinoamérica, por loque sería posible recibir ambas señales en esa región.Asimismo, existe la posibilidad de recibir la señal del satélite AOR-W(perteneciente al sistema WAAS estadounidense), en un principiointeroperable con las señales europeas. AOR-E (E GNOS ) A OR-W (W A A S ) IOR (E GNOS ) HIS P A S A T VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 67
  • La posible extensión de EGNOS a Latinoamérica se realizaríamediante el despliegue en esa región de estaciones terrestresespecíficas.Se ha llevado a cabo un estudio preliminar para determinar elnúmero y localización de estaciones RIMS necesarias paraproporcionar un servicio NPA (aproximaciones de no-precisión) enLatinoamérica.Suponiendo doble cobertura de satélites geoestacionarios en el áreade servicio latinoamericana (INMARSAT-III, AOR-E e HISPASAT2B),se necesitarían 6 RIMS para proporcionar un servicio de esascaracterísticas. corroborar los resultados obtenidos.Similar a EGNOS, en América del Norte se dispone de WAAS (WideArea Augmentation System), de la Administración Federal de Aviación(FAA).WAAS es un sistema de aumentación denominado SBAS (Satellite-Based Augmentation System) basado en las correcciones generadasen 25 estaciones terrestres y su diseminación vía satélite. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 68
  • Mensajes RTCMAunque la mayor parte de fabricantes desarrollaron su propio formatopara la transmisión de correcciones diferenciales, el formato estáestandarizado desde 1985, de acuerdo a la propuesta de la RadioTechnical Commission for Maritime Services, Comité 104.El estándar es conocido como formato RTCM.Hay 64 tipos de mensajes disponibles, aunque la mayoría aún no hansido definidos. Se definirán, por ejemplo, para satélitesgeoestacionarios, GALILEO, etc.Actualmente se está ya en la versión 3.0. - La versión 2.0 incluye mensajes para hacer posible la corrección a las pseudodistancias y variación con el tiempo a la corrección de éstas. - La versión 2.1 contiene además tipos para las correcciones a las medidas de fase.VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 69
  • Formato de RTCM • El formato de los mensajes consiste en secuencias de palabras de 30 bits. • Los últimos 6 bits en cada palabra son los bits de paridad. • Cada mensaje comienza con dos palabras cabecera. • La primera palabra es fija y contiene lo que se denomina preámbulo (preamble), el tipo de mensaje, y el identificador de la estación de referencia. • La segunda palabra contiene la marca de tiempo en forma de cuenta Z, el número de secuencia, la longitud de mensaje y la salud de la estación de referencia. • En algunos mensajes hay una tercera palabra. • Los mensajes 1-17 estaban disponibles en la versión 2.0, • Los mensajes 18-21 contienen cabeceras de 3 palabras, fueron añadidos en la versión 2.1 y tienen como propósito el posicionamiento RTK (Real Time Kinematic, Cinemático en Tiempo Real) de aplicación en receptores que admitan esta técnica. • Los mensajes GLONASS se incluyeron en la versión 2.2. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 70
  • NÚMERO ESTADO DE TÍTULO ACTUALMENSAJE 1 Fixed Differential GPS Corrections 2 Fixed Delta Differential GPS Corrections • Los mensajes 18 y 19 3 Fixed Reference Station Parameters contienen la observación de 4 Retired Surveying fase y código en la estación 5 Fixed Constellation Health de ref. y son los 6 Fixed Null Frame 7 Fixed Beacon Almanacs fundamentales para 8 Tentative Pseudolite Almanacs posicionamiento relativo. Partial Satellite Set Differencial 9 Fixed Corrections • Los mensajes 20 y 21 10 Reserved P-Code Differential Corrections (all) contienen las correcciones a 11 Reserved C/A-Code L1, L2 Delta Corrections las correspondientes 12 Reserved Pseudolite Station Parameters medidas, y sirven por tanto, 13 Tentative Ground Transmitter Parameters para RTK. 14 Reserved Surveying Auxiliary Message 15 Reserved Ionosphere (Troposphere) Message • Los mensajes 1 y 2 son los 16 Fixed Special Message que se utilizan en DGPS 17 Tentative Ephemeris Almanac Uncorrected Carrier Phase (código). 18 Tentative Measurements Uncorrected Pseudorange 19 Tentative Measurements 20 Tentative RTK Carrier Phase Corrections 21 Tentative RTK Pseudorange Corrections 22-58 Undefined 59 Tentative Proprietary Message 60-63 Reserved Multipurpose Usage VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 71
  • Formas de transmisión de correcciones diferenciales enDGPS. Ejemplos en el Instituto Geográfico Nacional.Las instituciones públicas deben suministrar servicios públicos de DGPSen diferentes modalidades y medios de transmisión.1. DGPS sobre radio analógica (RDS): proyecto RECORD.El proyecto RECORD (Red Española de CORrecciones Diferenciales)consiste en la difusión de correcciones diferenciales GPS a través de lasubportadora no audible RDS (Radio Data System, Sistema de Datos enRadio) de las emisoras de Radio Nacional de España (RNE).La corrección diferencial GPS de código, obtenida a partir del observablede pseudodistancia suavizada con fase, se dispone en formato RTCMSC104.A continuación, es comprimida en formato RASANT 2.6 (Radio AidedSatellite Navigation Technique).En este formato se envía a RNE y lo incorpora a la señal FM.Un receptor FM/RDS/RASANT descomprime y proporciona lascorrecciones originales RTCM SC04 integrables en la gran mayoría dereceptores GPS. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 72
  • • El sistema tiene monitorización integrada. Para ello se ha instalado enel IGN un triple equipo GPS (2RS+IM) asegurando la fiabilidad,continuidad e integridad de las correcciones.• Las correcciones diferenciales en formato RTCM se generan ycomprimen en el IGN, donde son enviadas a RNE.• En RNE se integran en el servidor RDS encargado de transmitir ymezclar las distintas tramas RDS.• Desde RNE se inyectan en el satélite Hispasat y se difunden a loscentros emisores.• Las distintas emisoras FM difunden las correcciones diferenciales quereciben de Hispasat según el esquema de la figura. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 73
  • Los potenciales usuarios para la explotación del sistema necesitan unreceptor FM/RDS/RASANT.Este receptor sintoniza la emisora más adecuada, eligiéndola entre todala banda o de una tabla programable residente en el receptor y, realizala decodificación de RASANT a formato RTCM utilizable por la mayoríade los receptores o sensores GPS.VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 74
  • 2. DGPS sobre radio digital (DBS).Se han realizado con éxito pruebas de transmisión de correccionesdiferenciales mediante radio digital DAB (Digital Audio Broadcasting)utilizando el canal de datos no asociado al audio (NPAD), enviandomensajes RTCM de código (Tipo 1) y de fase RTK (tipos 18 al 21).Los test realizados con baselínea cero y equipos de doble frecuenciacon capacidad de determinar ambigüedades sin inicialización (OTF)muestran una calidad centimétrica en el posicionamiento. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 75
  • La gran incógnita en esta forma de transmisión es saber el éxito de laradio digital en los usuarios. La tecnología está disponible, pero no se hanlanzado al mercado masivamente los equipos receptores de radio digital.Ventajas de este sistema: • Calidad de audio comparable a la de un CD. • La señal no sufre atenuación. • No sufre interferencias debido al multipath. • Equipos de radio más amigables. • Los programas tienen más información integrada,no solo audio. • Es posible añadir información de terceros.El protocolo de transferencia MOT (Multimedia Object Transfer protocol)permite difundir: • Datos generales: MIME/HTTP • Imágenes: JPG,GIF,JFIF y BMP • Texto (ASCII, ISO 646,ISO 8859-1) • HTML (ISO 8859-1) • Multimedia: MPEG (ISO/IEC 13522), Java • Archivos genéricos (TDC Transparent Data Channel) VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 76
  • Las aplicaciones dentro de nuestro campo son innumerables: • transmisión de cartografía en tiempo real. • transmisión de correcciones diferenciales en fase (permitiendo el posicionamiento centimétrico) • levantamientos y replanteos en tiempo real apoyados en cartografía o en SIG interactivamente, • datos de alerta, como información sísmica incluyendo cartografía, información de prensa, parámetros del sismo, etc. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 77
  • 3. DGPS sobre Internet (DGPSIP): proyecto EUREF-IP.(http://igs.ifag.de/euref_realtime.htm)Con el incremento de capacidad de transmisión de Internet se handesarrollado aplicaciones para la transmisión continua de datos.Las aplicaciones DGPS sobre Internet, aunque requieren un flujo continuode datos, no necesitan un ancho de banda muy grande.La subcomisión EUREF de la AIG ha puesto en marcha el proyectoEUREF-IP: transmisión de datos brutos GPS y correcciones diferencialesde código y fase en formato RTCM.La recepción de correcciones diferenciales se realiza a través de cualquierequipo que tenga acceso a Internet: ordenador, PDA con GPRS, etc.El ancho de banda requerido para aplicaciones de código se cifra en unos50 bytes/segundo mientras que en fase (RTK) unos 500 bytes/segundo.(las aplicaciones usuales de teleconferencia o Internet-Radio necesitanunos 5-20Kbit/segundo). VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 78
  • • Diseminación de datos GPS (DGPS) en forma de correccionesdiferenciales para posicionamiento preciso y navegación RTCM conmensajes 1-3 para DGPS y 18/19 o 20/21 para RTK.• Es posible difundir cualquier “stream” de datos sin limitación alguna; enla actualidad se están transmitiendo tanto correcciones GPS comoEGNOS, datos brutos, efemérides ultra-rápidas o incluso datos sísmicos.• NTRIP es la tecnología para transferir datos GNSS (por ejemplocorrecciones RTCM) mediante redes de Internet o de telefonía móvil.• Los test realizados no muestran una pérdida significativa deprestaciones comparado con el uso de otros medios de transporte.• El software NTRIP se ha desarrollado dentro de EUREF bajo licenciaGNU y en la actualidad existe un grupo de trabajo dentro del comité 104de RTCM entre cuyos fines se encuentra hacer de NTRIP un estándarinternacional.• En el mercado hay multitud de software (libre o comercial) para latransmisión de correcciones a través de Internet. VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 79
  • En las pruebas, se resolvieron ambigüedades, en tan sólo 18 segundos.Muchos receptores ya incorporan en sus menús el protocolo NTRIP.15 Estaciones de la ERGPS tienen implementado EUREF-IP.Existe un caster en el IGN de dirección 80.38.104.84.Programa cliente en http://igs.ifag.de/ntrip_down.htm (GNSS Internet Radio). VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 80
  • Más información: http://igs.ifag.de Proyecto NTRIPVII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 81
  • Para acceder a los datos se puede descargar el programa cliente disponible para varias plataformas (Linux, Windows o Windows CE) en http://igs.ifag.de/ntrip_down.htm y escoger de la lista de servidores. Existen multitud de implementaciones comerciales en receptores GPS que ya incorporan NTRIP en el propio menú del receptor. Se han realizado diversos test, tanto en modo dinámico como estático, con excelentes resultados. Ejemplo significativo: se fijaron ambigüedades estando a 22 km de la referencia y en tan solo 18 segundos, utilizando un receptor GPS de doble frecuencia conectado a un teléfono móvil GPRS.DistRef E Dif N Dif h Dif #SV Tiempo E Dif N Dif h Dif #SV Tiempo Punto5015 -0.008 0.006 0.028 10 429 -0.020 -0.111 0.197 10 51 BM510403 0.003 0.008 0.046 6 105 0.247 0.299 0.768 6 541 BM1010403 0.014 0.023 0.022 8 357 0.147 -0.369 0.036 8 82 BM1014649 -0.014 0.055 0.008 5 460 0.286 0.051 1.000 5 192 BM1514649 -0.041 0.034 0.010 9 374 -0.009 0.073 0.442 9 8 BM1520493 0.010 -0.008 0.020 7 362 -0.464 -0.304 -3.164 7 11 VILLE20640 0.007 0.021 0.021 9 134 -0.745 0.283 -0.163 8 89 VILLT27568 Nofix 0.156 -0.493 0.342 8 600 Lomo Solución fija Solución flotante VII Curso GPS en Geodesia y Cartografía - AECI - Cartagena de Indias, Colombia - 5 - 16 Junio 2006 82