2. SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO POR
SATÉLITE
Importancia del sistema
Definición, ventajas e inconvenientes.
Principio
Componentes
Sistemas existentes
Fuentes de error.
Métodos de observación GPS
Tipos de receptores
3. IMPORTANCIA DEL SISTEMA
Hoy en día tiende a sustituir a las técnicas de topografía clásica, por su
fácil utilización y optimización de tiempos.
Está generalizado en todo tipo de dispositivos. (Celulares, carros…)
Pero no todo el mundo sabe en que consiste realmente.
4. DEFINICIÓN
Todo comenzó con el lanzamiento del SPUTNIK por parte de la URSS.
Hasta el momento se han enviado al espacio unos 11,000 satélites
artificiales de los que se han aprovechado los geodestas, topógrafos y
medidores en general, aunque no estuviera en sus planes.
5. VENTAJAS
Posibilidad de encontrar cualquier dispositivo GPS dentro de laTierra,
que es de mucha utilidad en viajes a lugares desconocidos.
Precios razonables si no se requiere grandes precisiones.
Al alcance de la mano.
Gran versatilidad, fácil utilización.
Mediciones más rápidas que en topografía clásica.
6. DESVENTAJAS
Altos precios si necesitamos grandes precisiones.
Limitación de la cobertura si nos encontramos en zonas arboladas o en
una ciudad de edificios altos.
Dependencia del gobierno de un país (Por ahora).
7. PRINCIPIO
El posicionamiento por satélite se basa en la medición de distancias (o
mejor dicho pseudodistancias) desde satélites al receptor a través de la
medición del tiempo. Una trilateración inversa en el espacio, conociendo
las coordenadas de al menos 3 satélites permite obtener las
coordenadas en tierra.
Distancia =Tiempo empleado xVelocidad de la luz
8. PRINCIPIO
Reloj atómico
Para alimentar su contador utiliza una frecuencia de resonancia atómica normal
10E-9 segundos al día desfase por norma
Tiempo atómico internacional (TAI)
Escala de tiempo continua y estable
El tiempo universal coordenado (UTC) no.
Átomos de Cesio (Antiguamente Amonio)
9. COMPONENTES
El sistema GPS está constituido por tres sectores fundamentales: El
sector espacial, el de Control y de Usuario.
10. SEGMENTO ESPACIAL
Está constituido por la constelación de satélites NAVSTAR. Esta pensada para dar
cobertura a cualquier hora del día y en cualquier parte del mundo.
Proporciona cobertura con 4 a 8 satélites por encima de cualquier horizonte de
cualquier lugar de la Tierra. Si la máscara de elevación en la observación se
reduce a 10º, se puede llegar a observar hasta 10 satélites. Si se reduce a 0º hasta 12
satélites.
Máscara de elevación: Ángulo con el que se limitan la obtención de datos GPS de los
satélites más próximo al horizonte.
13. SEGMENTO USUARIO
Segmento de usuario:
Está constituido por todos los receptores GPS y sus
programas de procesos de datos.
Hace unos 30 años la oferta era escasísima, hoy en día
abundan.
Los factores a tener en cuenta para elegir equipo son el
tipo de observables que es capaz de registrar, la
capacidad de la memoria, el peso, tamaño, consumo de
batería.
14. SEGMENTO USUARIO
Los elementos comunes de un receptor GPS son:
Antena
Sección RF (Radio Frecuencia)
Microprocesador
Oscilador
Fuente de alimentación
Dispositivo de control
Dispositivo de alimentamiento
Los accesorios son:
Interfaz de usuario
Memoria
Dispositivos de puesta en estación
Puertos
15. SISTEMAS EXISTENTES
Sistema GLONASS (Global Orbiting Navigation Satellite System) es el
sistema ruso de navegación por satélite.
Surge como sustitución del Sistema DopplerTSIKADA, está
administrado por las fuerzas espaciales Rusas y consta de 24 satélites en
3 órbitas de 64,8º de inclinación a 19100 Km. de altitud.Tienen vida útil
de 3 años.
Transmite con 2 frecuencias.
Puede combinarse con GPS pero tienen problemas de coordinación en
sus tiempos y en sistema de referencia (WGS84 y PZ90)
16. SISTEMAS EXISTENTES
GALILEO
Desarrollado por Unión Europea a través de la Agencia Espacial Europea (ESA).
Tiene finalidad civil, pero compatible e interoperable con GPS y GLONASS, de
cobertura mundial y nivel de prestaciones similar al GPS.
Se quiere eliminar la dependencia de los sistemas norteamericano y ruso.
17. FUENTES DE ERROR
Como toda observación topográfica, las observaciones de
GPS también están sujetas a errores. Lo importante de ello
son dos aspectos:
Saber las causas y la forma de minimizar esos errores
Si no se puede minimizar, conocer sus magnitudes.
19. FUENTES DE ERROR
Errores en el oscilador (reloj):
Desfase del reloj del satélite respecto al Tiempo GPS.A pesar de ser atómicos con
osciladores de Cesio o Rubidio, NO SON PERFECTOS.
Se corrigen con 10 relojes calibrados en Tierra muy precisos en tierra.
Si no se corrigiera, se estima que el podría alcanzar una magnitud de 1m.
20. FUENTES DE ERROR
Disponibilidad selectiva
Degradación introducida deliberadamente por el gobierno de Estados Unidos para
no “meterse en problemas” con sus enemigos.
Se hace oscilar al reloj del satélite
Se truncan los datos enviados por las efemérides.
Los errores típicos estaban +- 35 m. (Según algunos autros hasta 100m.)
21. FUENTES DE ERROR
Disponibilidad selectiva
Desactivación de la SA en altimetría
22. FUENTES DE ERROR
Disponibilidad selectiva
Desactivación de la SA en planimetría
23. FUENTES DE ERROR
Ionosfera.
Región de la atmosfera comprendida entre los 100 y los 1000 km.
Las radiaciones solares ionizan algunas moléculas gaseosas, liberando electrones que
interfieren en la propagación de la ondas de radio.
Puede producir hasta un error de 100 m., pero normalmente es de 10m.
Utilizando dos señales de diferentes frecuencias y aplicando modelos matemáticos se
puede reducir este error.
Por la noche es menor.
Subiendo la máscara de observación a 15º se minimiza también.
24. FUENTES DE ERROR
Troposfera
Es la capa más baja de la atmosfera, contiene vapor de agua con lo que su índice de
refracción varía.
La temperatura decrece con la altura.
Entre los 0 y los 80 km.
Los retardos de señal son significativos en los últimos 40 k.¡m.
Para solucinar este problema
Causa un error de 1,9 – 2,5 m. en dirección cenital. Si variamos e ángulo 5º puede
llegar ya de 20-28 m.
25. FUENTES DE ERROR
Pérdidas de ciclo
Es un salto en el registro de las medidas de fase.
Puede ser debida a:
Interrupción de la señal enviada por el satélite (edificios, montañas…)
Baja calidad de la señal
Mal funcionamiento del oscilador
Fallo del Software
Fácil solución si el salto de ciclo no es muy grande.
Se utilizan algoritmos.
26. MÉTODOS DE OBSERVACIÓN GPS
Se puede hacer una división en tres técnicas básicas de observación
GPS:
Navegación autónoma = Posicionamiento absoluto por código
Utiliza un receptor simple, se utiliza en navegación y da precisiones de entre 4-10 metros.
GPS Diferencial por Código = DGPS
Exige corrección de pseudodistancias. Se pueden conseguir precisiones de entre 0,5 y 5m.
Se utiliza para navegación costera,ADQUISICIÓN DE DATOS SIG, inventarios
georreferenciados, revisión cartográfica de escalas medias, agricultura de precisión,
movimientos de maquinaria en obra civil…
Posicionamiento Diferencial de Fase
Precisión entre 0,5 m. y 5 mm. Se aplica a topografía, geodesia, geodinámica, control de
deformaciones, control preciso de maquinaria automática
27. MÉTODOS DE OBSERVACIÓN GPS
Navegación autónoma = Posicionamiento absoluto por código
Es el método más sencillo
Utiliza receptores simples, pequeños, portátiles y de bajo coste.
Se obtienen resultados en tiempo real.
Precisiones de 4-10 m.
28. MÉTODOS DE OBSERVACIÓN GPS
Posicionamiento Relativo o Diferencial con fase
Estático
Estático rápido
Stop and Go
Cinemático puro
RTK
+ rapidez + precisión
29. TIPOS DE RECEPTORES
Receptor geodésico
Doble frecuencia (L1, L2) con los que se obtienen alta precisión.
Mas de 25. 000dólares
Precisión milimétrica.
Receptor topográfico
Una frecuencia
Unos 5.000 dólares
Menos precisión >10 cm.
Receptor para navegación personal
Hasta 3 metros de precisión
Posicionamiento absoluto
Desde 50 $
31. ELEMENTOS CARTOGRÁFICOS
Definición:
Son elementos cartográficos todos aquellos gráficos
auxiliares que aparecen en un mapa y que nos ayudan a su
interpretación.
Son fundamentales para interpretar correctamente un
mapa o un plano, sobre todo si no somos expertos en la
materia.
32. CURVAS DE NIVEL
Curvas de Nivel
Son líneas que une puntos que tienen la misma
cota/altitud.
Las curvas se dibujan en el plano a intervalo de desnivel
contante. Este intervalo recibe el nombre
EQUIDISTANCIA. (1, 5, 10, 20 m.)
En el plano se supone que entre dos curvas no hay
accidentes. ES SOLO UNA APROXIMACIÓN AL
RELIEVE REAL
40. ELEMENTOS CARTOGRÁFICOS
Título
Nos da información de lo que vamos a ver en el mapa.
Topográfico: Da información del lugar representado
Temático: Da información de la variable a representar y del
lugar.
Debe ser lo primero que resalte en el mapa
41. ELEMENTOS CARTOGRÁFICOS
Escala gráfica
Es una barra de colores blancos y negros (normalmente)
que nos da una idea aproximada de las dimensiones en el
mapa.
Escala numérica
Es la representación literal de la escala: 1: 1000
42. ELEMENTOS CARTOGRÁFICOS
Mapa de ubicación
Es un mapa de pequeñas dimensiones que tiene como
objetivo situarnos en un ámbito geográfico superior al
representado en el mapa.
44. ELEMENTOS CARTOGRÁFICOS
Cajetilla
Es un recuadro en el que debe aparecer información como:
Autor
Institución
Nombre del plano
Nombre del proyecto
Escala numérica
Firma
Fecha
Número de hoja
46. ELEMENTOS CARTOGRÁFICOS
Marco
Obtener latitud- longitud en Carta topográfica:
https://www.youtube.com/watch?v=GZ6YtWLbGnQ
Elementos cartográficos
https://www.youtube.com/watch?v=XyyHmPsvIhA
Localización de puntos:
https://www.youtube.com/watch?v=GjE0bXrq6qc