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Introducción al Sistema de

Posicionamiento Global (GPS)

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QUE ES GPS?QUE ES GPS?

En dónde estoy ubicado sobre la tierra?En dónde estoy ubicado sobre la tierra?

Observador

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Componentes del Sistema

Segmento del Usuario

Estaciones de Monitoreo• Diego Garcia• Isla Ascensión • Kwajalein• Hawaii

Segmento del Espacio

Control GPSColorado Springs

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QUE ES GPS?QUE ES GPS?

SEGMENTO DE CONTROL/MONITOREO

5 Estaciones en todo el mundo monitoreadas por el Ministerio de Defensa de E.UTodas desarrollan funciones de Monitoreo

Reciben las señales de los satélitesCapturan Datos MeteorológicosTransmiten Datos a Estación Maestra de Control

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QUE ES GPS?QUE ES GPS?

SEGMENTO DE ESPACIO

30 Sat30 Satéélites en constelacilites en constelacióónn::

6 planos con rotaci6 planos con rotacióón de 55n de 55°° en c/uen c/u4 Sat4 Satéélites por cada planolites por cada plano

Orbitas muy elevadasOrbitas muy elevadas::

20,183 Km. Aprox.20,183 Km. Aprox.Una revoluciUna revolucióón cada 12 horasn cada 12 horas

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QUE ES GPS?QUE ES GPS?

SEGMENTO DEL USUARIO

Receptores Civiles y Militares localizados entierra, mar ó aire.La utilización enaplicaciones civileses cada día más extensa

y con mayores precisiones.

SEGMENTO DEL USUARIO

Receptores Civiles y Militares localizados entierra, mar ó aire.La utilización enaplicaciones civileses cada día más extensa

y con mayores precisiones.

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Midiendo la distancia desde varios satélites se puede tener la posición

Trilateración

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Medida de la Velocidad de la Luz

Cuánto se demora la Señal GPS en llegar hasta nosotrosMultiplique el Tiempo por 300,000 km/seg

Tiempo (seg) x 300,000 km/seg = km

Si se tiene un buen reloj en el receptor lo único que se necesita es saber cuándo partió la señal del Satélite.

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Se Necesitan 4 Satélites para Posiciones en 3D

4 satélites para posiciones 3D (X, Y, Z, tiempo)

3 satélites para pos 2D (X, Y, tiempo) - el usuario debe introducir el valor de Z

Problema: si el usuario entra un Z incorrecto, entonces X y Y serán incorrectos!

Solución: trabajar en 3D

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Correcciones Atmosféricas

Las señales son demoradas por las condiciones de la ionósfera y la tropósfera

El receptor aplica las correcciones estimadas

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IonosferaTroposfera

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CONCEPTOS DE GPS

Tipos de errores, Precisión

Dilución de Precisión (DOP)

Corrección DiferencialPost-proceso

Tiempo Real

Manejo de Coordenadas

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TIPOS DE ERRORES GPS

Metros

Errores generales - Corregibles con DGPS

S/A

Atmosféricos

Efemérides

Relojes Satélites

0 20 40 60 80 100

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Disponibilidad Selectiva (S/A)

Degradación de la Señal

Mayor fuente de error en GPS

El gobierno de E.U puede introducir errores

Para prevenir usos militaresLas correcciones diferenciales eliminan este error

Post-procesoRTCM-Tiempo real

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DILUCIÓN DE PRECISIÓN (DOP)

Una medida de la Geometría de los SatélitesIndica la calidad de la posición.Puede ser expresada en varias dimensiones:

PDOP, HDOP, VDOP, TDOPPDOP <= 6

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MANEJO DE COORDENADASMANEJO DE COORDENADAS

Pueden ser expresadas de muchas formas

Latitud, Longitud, Altura sobre el elipsoide (LLH, WGS-84)Este, Norte, Altura sobre el nivel del mar (NEE, ENE, XYZ)

Pueden ser expresadas de muchas formas

Latitud, Longitud, Altura sobre el elipsoide (LLH, WGS-84)Este, Norte, Altura sobre el nivel del mar (NEE, ENE, XYZ)

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Datums &Transformación de DatumsDatums &Transformación de Datums

Los elipsoides se utilizan para producir el mejor acomodamiento en áreas específicas sobre la tierraEl Datum es un elipsoide de referencia fijo. (Bogota Observatory)Las transformaciones de Datum describen la localización relativa entre ellos.

Los elipsoides se utilizan para producir el mejor acomodamiento en áreas específicas sobre la tierraEl Datum es un elipsoide de referencia fijo. (Bogota Observatory)Las transformaciones de Datum describen la localización relativa entre ellos.

Elipsoide Elipsoide acomodado a acomodado a ColombiaColombia

Elipsoide Elipsoide acomodado a acomodado a Norte AmNorte Amééricarica

GeoideGeoide

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ProyeccionesProyecciones

Conversión de superficie curva a plana

Muchos métodos que usan diferentes formasMercator Lambert

Conversión de superficie curva a plana

Muchos métodos que usan diferentes formasMercator Lambert

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Geoide, Separación del Elipsoide y Modelos GeoidalesGeoide, Separación del Elipsoide y Modelos Geoidales

El geoide es una superficie no uniforme

El modelo Geoidal brinda valores N en un área determinadaEn pendientes planas es similar la separación geoidal

El geoide es una superficie no uniforme

El modelo Geoidal brinda valores N en un área determinadaEn pendientes planas es similar la separación geoidal

hh

NN

TerrenoTerreno

GeoideGeoideDatumDatum

h: Altura h: Altura OrtomOrtoméétricatricaN: SeparaciN: Separacióón n GeoideGeoide--elipsoideelipsoide

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Diagrama CompletoDiagrama Completo

Diagrama de flujo GPS TípicoDiagrama de flujo GPS Típico

Elipsoide Elipsoide GPSGPSWGSWGS--84: Latitud, 84: Latitud, Longitud, y Longitud, y Altura ElipsoidalAltura Elipsoidal

TransformaciTransformacióón n de de DatumDatum

Elipsoide Elipsoide LocalLocalLatitud Local , Latitud Local , Longitud, y Longitud, y Altura ElipsoidalAltura Elipsoidal

ProyecciProyeccióónn

Coord. Coord. LocalesLocalesNorte, Este y Norte, Este y altura altura ElipsoidalElipsoidal

TransformaciTransformacióón n plana plana

Ajuste de Ajuste de AlturasAlturas

Coord. Coord. Locales Locales Norte, Este Norte, Este

Altura Altura Coord. Coord. LocalLocalAltura Altura OrtomOrtoméétricatrica El cEl cáálculo se puede hacer en cualquier lculo se puede hacer en cualquier

sentidosentido

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ResumenResumen

Conozca el Sistema de Coordenadas y el Datum localConozca el Sistema de Coordenadas y el Datum local

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PREGUNTASPREGUNTAS

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Captura de Datos

Posiciones precisas para puntos, líneas y polígonosPermiten la captura de datos:

Espaciales (posiciones)Atributos

Las posiciones y atributos son capturados y asociados en campoSon almacenados en formatos compatibles con SIG y CAD

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Elementos

PuntosPromedio de todas las posiciones asociadas a ese Elemento

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Elementos

PuntosPromedio de todas las posiciones asociadas a ese punto.

LíneasUnión de todas las posiciones GPS secuencialmente, resultando la longitud

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Elementos

PuntosPromedio de todas las posiciones GPS asociadas al Elemento.

LíneasUnión de todas las posiciones GPS secuencialmente, resultando la longitud.

AreasUnión de las posiciones GPS secuencialmente, uninendo la última posición con la primera, y calculando el área

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Captura de Datos

La información topográfica/cartográfica y sus códigos/atributos puede ser exportada posteriormente a múltiples formatos CAD o SIG

Estos datos pueden ser luego importados en el SIG.

Pueden generarse mapas

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Consulta y Análisis de datos en un SIG

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PREGUNTASPREGUNTAS

FIN