Bases teóricas-sobre-proyecciones -Gps -Drones

1. BASES TEÓRICAS SOBRE
PROYECCIONES.
SISTEMAS DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA
Por: Angélica Beatriz Sánchez Miguel
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE ARQUITECTURA
LICENCIATURA EN URBANISMO

2. TEORÍA DEL GPS
Sistema de posicionamiento global (Global Position System - GPS): GPS es un sistema de navegación que cuenta con una red de 24 satélites que están
en 6 trayectorias orbitales diferentes. Los satélites están en continuo movimiento, dando 2 vueltas completas al mundo en 24 horas. Los satélites GPS
son conocidos como satélites NAVSTAR.
Características de los satélites GPS:
- La energía de transmisión es de 50w o menor.
- Cada satélite transmite en 3 frecuencias. Los equipos GPS civiles usan la frecuencia L1 de 1575.42 MHz
- El tiempo de vida de los satélites es de 10 años. Continuamente se están construyendo satélites nuevos y poniéndolos en órbita.
Los órbita que siguen los satélites están estudiadas para que se pueda recibir sus señales desde cualquier punto del planeta. El sistema GPS está
preparado para funcionar aún en las peores condiciones atmosféricas.

3. La señal que transmite un satélite GPS consta de los siguientes conjuntos de datos:
1) un código pseudo aleatorio ('pseudo-random code'),
2) unos datos denominados ephemeris
3) datos posicionales.
El código indica que satélite está transmitiendo, es un código de identificación del
satélite.
La referencia a los satélites se hace por su PRN (pseudo-random number) o número
pseudo aleatorio, que va de 1 a 32, y es el número que se visualiza en el receptor GPS
indicando el satélite que está transmitiendo en esa posición geográfica. La red de
satélites GPS suman un número de 24 satélites; pero la razón de que los PRN lleguen
hasta el número 32 es que facilita el mantenimiento de los propios satélites: antes de que
un satélite comience a fallar, ya hay otro que cubre su zona con un PRN distinto.
Los datos ephemeris son constantemente enviados por cada satélite con información
sobre el estado del propio satélite y datos sobre la fecha y la hora.
Los datos posicionales dicen al receptor GPS la posición de cada satélite en cada
momento del día. Cada satélite transmite sus datos posicionales y los del resto de los
satélites.
De forma resumida lo que un satélite transmite es: "Soy el satélite #X, mi posición es Y, y
este mensaje fue enviado a la hora Z". La forma en la cual un receptor determina la
posición es comparando la hora en la cual transmitió la señal el satélite, con la hora de
recepción en el equipo de tierra. La diferencia horaria dice al receptor GPS la distancia a
la cual está del satélite. Además con las medidas de distancias de otros satélites
cercanos se triangula exactamente la posición. Con estos datos tenemos determinada la
posición de latitud y longitud. Si además vamos añadiendo información de más satélites y
comparando su evolución en el tiempo podemos obtener la latitud, la longitud, la altura y
la velocidad.

4. Otro factor que influye en la exactitud de las mediciones GPS es la geometría de los satélites.
Un receptor GPS obtiene su información según la comparación de sus posiciones, relativas a los satélites más cercanos.
La exactitud de los datos dependen de esta posición relativa, que es variable, y puede darse el caso que un receptor GPS esté en una localización cuya
triangulación no sea totalmente correcta (ej: uno de los peores casos, es que los satélites más cercanos estén en línea con el receptor). Además la señal
de algunos satélites puede ser bloqueada por montañas o edificios de gran altura con lo que se dispone de menos puntos de referencia para la
triangulación.
Otra causa de error es el camino múltiple. El camino múltiple es ocasionado por el reflejo de la señal en varios objetos, ocasionando que la señal tarde
más tiempo del que debiera en alcanzar el receptor, y los cálculos que se basan en el tiempo del viaje de la señal se verán afectados.
Hay otras factores de error como pueden ser las derivadas por efectos atmosféricos, por errores de los sitemas que intervienen en la comunicación, ...
La exactitud que un sistema GPS civil típico proporciona es de 18,29 a 68,59 metros dependiendo de las condiciones del momento. Sistemas más
sofisticados y caros pueden proporcionar mediciones a nivel de centímetros, usando más de una frecuencia GPS. De todas formas un equipo GPS civil
puede alcanzar una exactitud de 4,57 m o superior usando un sistema llamado Differential GPS (DGPS)..
A grandes rasgos este es el funcionamiento de los sistemas GPS que se venden actualmente.
Hay diversos aspectos que pueden introducir un nivel de error a las mediciones realizadas por un receptor GPS. La primera y más importante es el
llamado "Selective Avialability" (SA). SA es una limitación intencionadamente impuesta por el departamento de Defensa de las Estados Unidos en la
precisión de los sistemas GPS civiles. Bajo La SA los sistemas GPS pueden ser limitados a un error máximo de 100 m. Normalmente no se llega a ese
nivel de limitación, pero se suele trabajar con un posible error de 30 m.

5. TIPOS DE DRONES
 Drones de Ala Fija
Son aquellos drones en los cuales las alas se encuentran unidas/encastradas con el resto de elementos de la aeronave, y no poseen
movimiento propio. Estas aeronaves generan la sustentación básicamente por los planos, cuyo perfil aerodinámico está diseñado específicamente
para crear diferencia de presión entre el intradós (parte inferior) y el extradós (parte superior).
Los drones de ala fija dependiendo de la ubicación del ala pueden subdividirse en:
 Ala alta
Drones con el ala ubicada en la parte superior del fuselaje. Este tipo de ala proporciona una gran estabilidad a la aeronave, en detrimento de su
maniobrabilidad.
 Ala media
Drone con el ala ubicada en la parte media del fuselaje. Esta disposición del ala aporta a la aeronave un equilibrio entre estabilidad y
maniobrabilidad.
• Ala baja
Drone con el ala ubicada en la parte inferior del fuselaje. Este tipo de ala facilita la maniobrabilidad.
• Ala volante
En este tipo de drone el ala conforma la mayor parte del fuselaje (en algunos casos carece totalmente de un fuselaje diferenciado). Estas aeronaves
presentan una baja resistencia aerodinámica y una elevada maniobrabilidad.
En su conjunto, los tipos de drones de ala fija se caracterizan por poseer una estructura simple, con una elevada eficiencia aerodinámica, lo que
permite a estas aeronaves poseer un alto rendimiento energético. Estas características les permiten presentar tiempos de vuelo relativamente
elevados.
Sin embargo, estas aeronaves requieren de elementos y/o infraestructuras externas para poder realizar el despegue y el posterior aterrizaje, lo cual
eleva el nivel de complejidad en la ejecución de la misión de vuelo. El nivel de maniobrabilidad es mucho menor al que poseen las aeronaves de ala
rotatoria, lo que les impide ser utilizados en espacios de alta complejidad y de poca extensión.

6. • Drone de Ala Rotatoria
Es aquel drone en el que las alas, en este caso también denominadas “palas”, giran alrededor de un eje, consiguiendo de este
modo la sustentación. Dependiendo del número de rotores y/o de su configuración, los drones de ala rotatoria pueden subdividirse en los
siguientes tipos:
• Drone con un único rotor o singlecopter
Este tipo de drones posee un único rotor para generar la sustentación y un arreglo de alerones para compensar el torque del rotor. Tienen una
estructura mecánica relativamente simple, sin embargo son dificiles de controlar aún para pilotos experimentados.
Dones con un único rotor o Singlecopter
• Drone con dos rotores en configuración coaxial
Esta configuración posee dos rotores colocados uno encima del otro. Ambos rotores giran en direcciones opuestas, consiguiendo el
emprender el vuelo a partir de la diferencia generada de la velocidad angular de ambos rotores. La configuración coaxial permite la fabricación
de aeronaves compactas, pero tiene como desventaja que una cantidad significativa de la energía se pierde debido a que los rotores
interfieren entre sí.
Drones con dos rotores en configuracion coaxial

7. • Drones con dos rotores en configuración tándem
Este tipo de aeronaves poseen dos rotores ubicados en la parte superior del aparato en configuración tándem. Ambos
rotores giran en direcciones opuestas lo cual neutraliza el torque generado. La estructura mecánica de estos drones es
extremadamente compleja.
Drones con rotores en configuración tándem
• Drones Híbridos
 Este tipo de RPAs son capaces de despegar y aterrizar de forma vertical, como las aeronaves de ala rotatoria, y de
realizar vuelos a alta velocidad, como un ala fija tradicional.
 Estas aeronaves poseen redundancia de mecanismos de sustentación, lo que convierte a esta solución en una opción
robusta ante fallos inesperados. Sin embargo, su estructura mecánica y de control es compleja. Fruto de esta
complejidad, actualmente existen muy pocas ofertas comerciales de este tipo de drones, y las aeronaves que ya se
encuentran en el mercado poseen precios sumamente elevados.

8. CLASIFICACIÓN

9. EJEMPLOS DE DRONES

10. USO

11. LEYES SOBRE EL USO DE DRONES
Las aeronaves pilotadas a distancia, conocidas comúnmente como drones, en el caso de México, habían estado en el vacío legal.
Pero por fín, la Secretaría de Comunicaciones y Transportes, publicó un Circular Obligatorio, el 8 de abril de 2015, en donde se
define una serie de requerimientos para operar un Sistema de Aeronave Pilotada a Distancia (RPAS), a través de la Dirección
General de Aeronáutica Civil. La justificación de esta ley es evitar accidentes y proteger a terceras personas y propiedades en tierra y
en vuelo, comparado con una categoría de aeronave tripulada.
La Circular Obligatoria aplicará para toda persona física o moral que opere o pretenda operar un RPAS, así como para la intención de
obtener una autorización de operación para los RPAS de tipo comercial.
Clasificación de los RPAS
Los RPAS según la SCT, los clasifica en
3 categorías de acuerdo a su peso, micro,
ligero y pesado, tanto para uso recreativo,
así como para uso comercial.

13. Requerimientos y limitaciones
Existen varios requerimientos para los drones para todas las categorías y tipos de uso. Por ejemplo, no se deben de dejar caer, aún si tienen paracaídas. Los
drones no deben volarse cerca de áreas prohibidas, restringidas o peligrosas. Tampoco deben de transportar mercancías peligrosas y/o sustancias prohibidas por
la ley, como es el caso de drogas, armas o explosivos. El operador del dron será el responsable de su operación, uso y en caso de accidente, de los daños
causados. El operador deberá respetar todas las Leyes, Reglamentos y Normas de índole federal o local, relacionadas con seguridad nacional, seguridad pública,
protección de la privacidad y propiedad intelectual. Se no deben volar los drones de manera negligente o temeraria de manera que ponga en peligro la vida o la
propiedad de terceros. Los drones deberán operarse durante el día, a menos de que se obtenga un permiso especial por parte de la autoridad aeronáutica para
vuelos nocturnos.
Para los drones micro, ya sea para uso recreativo y comercial, no requieren de ninguna autorización, siempre y cuando se cumplan ciertas limitaciones, tales
como: la altitud de vuelo no debe ser mayor a 122 metros y no debe alejarse a más de 457 metros de distancia horizontal del piloto. Deberá operarse a una
distancia mayor de 9.2 km de cualquier aeropuerto, mayor de 3.7 km de cualquier aeródromo y a 0.9 km de cualquier helipuerto. La velocidad de despegue y
operacional también estará limitada de acuerdo a su peso. Los drones también deben de volarse a cuando menos 46 metros sobre las personas. Los drones
micro deberán contar con una póliza de seguro de responsabilidad civil por daños a terceros.
 Los drones ligeros para uso recreativo, tampoco requieren de autorización, debiendo acatar las siguientes limitaciones: deberán operar dentro de Clubes de
aeromodelismo autorizados por la autoridad de aeronaútica, son exceder los 161 km/hr y se deberá operar a una altura mayor de 152 metros sobre
personas. Los drones para uso comercial deberán tener un registro y placa de identificación.
 Los drones pesados para uso recreativo deberán cumplir los mismos requisitos que los drones ligeros para uso recreativo. Los drones pesados deberán
tener registro ante la Dirección General Adjunta de Transporte y Control Aeronáutico de la autoridad aeronáutica y una aprobación de Tipo RPAS la cual
cubre varios requisitos.

16. ALGUNOS USOS