MODULO III: GNSS Facultad de Humanidades · 2014. 6. 9. · La Historia de los Sistema GNSS Avances...

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MODULO III: GNSS

CARRERA DE ESPECIALIZACION TECNOLOGIAS DE LA INFORMACION GEOGRAFICA (TIG)

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MODULO III: GNSS

Sistema Global de Navegación por SatéliteGlobal Navigation Satellite System (GNSS)

GPS es la solución para una de las incógnitas más antiguas

que se planteó el hombre: ¿en

Laboratorio de Tecnologías de la Información Geográfica (LabTIG) UNNE-CONICET

que se planteó el hombre: ¿en qué lugar de la Tierra me

encuentro?

¿Qué es un Sistema GNSS?

Un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS, en su acrónimo inglés) es una constelación de satélites que transmite rangos de

señales utilizados para el posicionamiento y localización en cualquier parte del globo terrestre, ya sea en tierra, mar o aire.

Estos permiten determinar las coordenadas geográficas y la altitud de un punto dado sobre la Tierra , como resultado de la recepción de

señales provenientes de los satélites artificiales para fines de navegación, transporte, geodésicos, hidrográficos, agrícolas, y otras

actividades.

Sistemas en Funcionamiento o Desarrollo

GLONASS (Rusia)

NAVSTAR-GPS (USA)

GNSS

Otros sistemas de navegación satelital están en

proceso de desarrollo son:

Otros sistemas de navegación satelital están en

proceso de desarrollo son:


GALILEO (Europa)

Beidou

(China)

GNSS

QZSS (Quasi-ZenithSatellite System) de

Japón

IRNSS (IndianRegional NavigationSatellite System) de

India.

La Historia de los Sistema GNSS

Avances en cohetería (bombas volantes alemanas V-1 y V-2) y radio comunicaciones (radar) durante la Segunda Guerra

Mundial.

Es innegable el claro origen militar de esta tecnología…


En 1957 la URSS lanza el satélite Sputnik, monitoreado por efecto Doppler

En 1964 la Armada estadounidense provee a su flota un sistema de navegación para observaciones de posiciones actualizadas y

precisas (sistema TRANSIT).

En 1973 se fusionan desarrollos de la Armada y fuerza Aérea estadounidenses y adoptan una señal modulada con un código

de ruido pseudo-aleatorio (PRN = Pseudo-Random Noise)

La Historia de los Sistema GNSS

Entre 1978 y 1985 se desarrollaron y lanzaron once satélites del sistema NAVSTAR-GPS.

… pero su desarrollo actual es mayor en el campo de las aplicaciones civiles.


En 1982 la URSS comienza a lanzar los satélites de su constelación GLONASS.

El sistema NAVSTAR-GPS toma «capacidad operacional inicial» en 1993 y adquiere «capacidad operacional total» en 1995.

En 2002 se elimina la disponibilidad selectiva (error inducido)

NAVigation Systemand Ranging -

Global Position El sistema es

Entre 1978 y 1985 se desarrollaron y

lanzaron once satélites prototipo

El Sistema NAVSTAR-GPS


Global Position System, es un

sistema de radionavegación

basado en satélites que utiliza

mediciones de distancia precisas de satélites GPS

para determinar la posición

(coordenadas geográficas) y la

hora en cualquier parte del mundo.

El sistema es operado por el

Departamento de Defensa del

Gobierno de los Estados Unidos, y

es el único sistema de navegación por

satélite completamente

operativo a fecha actual.

Está formado por una constelación

de 27 (24 operativos y 3 de reserva) satélites

que se mueven en órbita a 20.000 km aproximadamente, alrededor de seis planos con una

inclinación de 55°.

satélites prototipo experimentales

NAVSTAR, a los que siguieron otras

generaciones de satélites, hasta

completar la constelación actual Fue declarada con

«capacidad operacional inicial»

en diciembre de 1993 y con «capacidad

operacional total» en abril de 1995.

El Sistema GLONASS


Es un Sistema Global de

Navegación por Satélite (GNSS)

desarrollado por Rusia y que

representa la contrapartida al

GPS estadounidense. El primer satélite se lanzó en 1982 y

operativo en 1996.

Consta de una constelación de 24

satélites (21 en activo y 3 satélites

de repuesto) situados en tres planos orbitales

con 8 satélites cada uno y siguiendo

una órbita inclinada de 64,8°.

La constelación de GLONASS se mueve en órbita alrededor de la tierra con una

altitud de 19.100 kilómetros y tarda aproximadamente

11 horas y 15 minutos en

completar una órbita.

El sistema está a cargo del

Ministerio de Defensa de la

Federación Rusa y los satélites son lanzados desde

Kazajistán.

El Sistema GALILEO

Es la iniciativa de la Comprende una

Galileo será


Es la iniciativa de la Unión Europea y la

Agencia Espacial Europea, que

acordaron desarrollar un

sistema de última generación y

alcance mundial propio, que brindara un servicio de

ubicación preciso y garantizado, bajo

control civil.

Comprende una constelación de 30 satélites divididos

en tres órbitas circulares, a una

altitud de aproximadamente

24.000 Km, que cubren toda la superficie del planeta. Éstos

estarán apoyados por una red mundial de estaciones terrestres.

El primer satélite fue lanzado en

2005 y se espera que el sistema esté

completamente operativo a partir

de 2011. Cada plano tiene un

satélite de reserva activo, capaz de

reemplazar a cualquier satélite que falle en ese

plano.

Galileo será compatible con la

próxima generación de

NAVSTAR-GPS que estará operativa

antes del 2012. Los receptores podrán

combinar las señales de 30

satélites de Galileo y 28 del GPS,

aumentando la precisión de las

medidas.

Ofrecerá dos tipos de servicios: el

A diferencia de los sistemas GPS,

El Sistema BEIDOU/COMPASS


Es un proyecto desarrollado por

la República Popular de China para obtener un

sistema de navegación por

satélite. "Beidou" es el nombre chino para la

constelación de la Osa Mayor.

de servicios: el primero será

abierto y podrá dar una posición con un

margen de 10 metros de distancia;

el segundo será autorizado solo

para determinados clientes y ofrecerá

servicios más precisos y con

mayores medidas de seguridad.

sistemas GPS, GLONASS y GALILEO utilizan satélites en

órbitas bajas y ofrecen servicio

global, Beidou usa satélites en órbita

geoestacionaria. Esto implica que el sistema no requiera una gran

constelación de satélites, pero limita su cobertura sobre la tierra a los satélites

que son visibles.

China está también

asociada con el proyecto

Galileo de la Unión Europea.

¿Qué es GPS?

El Sistema de Posicionamiento Global (GPS): esuna Constelación de Satélites orbitando laTierra mantenidos por el Gobierno de losEstados Unidos con el propósito de definirposiciones geográficas sobre la superficie de laTierra.


Tierra.

Se compone de tres segmentos:

Segmento del Usuario

Segmento de Control

Segmento Espacial

Los Vehículos Satelitales del GPS

• El primer satélite GPS es enviado en 1978

• La constelación se completó en 1994

• Vida útil de los Satélites: unos 10 años


• Vida útil de los Satélites: unos 10 años

• Pesan aproximadamente 2000 libras y tienen 17 pies de largo

• El poder de transmisión es de solamente 50 watts o menos

Segmento Espacial

• Satélites 24 + 3 de repuesto – Forman 6 planos orbitales– Las órbitas poseen 55° de

inclinación

– Cada plano tiene 4-5 satélites– Transmisión y tiempo de


– Transmisión y tiempo de información sobre 2 frequencias.

– La Constelación tiene repuestos

• Orbita muy alta• 20,200 km• 1 revolución en aprox. 12 hrs• Viaja aprox. 7,000mph

• Transmiten señales unidireccionales • Proporcionan la posición y la hora de

cada satélite.

Segmento de Control

• El segmento de control estáformado por estaciones deseguimiento y control.• Se hallan distribuidas por todo elmundo.

• Su misión es mantener lossatélites en la órbita apropiadamediante maniobras de mando yajustar los relojes satelitales.


Corrige errores de órbita y relojCrea nuevo mensaje de

Segmento de Control


5 Estaciones Monitoras

Crea nuevo mensaje de

navegación

Observación

Efímera y reloj

Falcon AFB

Estación de envío


Consiste en el equipo receptor de las señales de los satélites del sistemaGNSS, las procesa para calcular la posición tridimensional y la hora precisa.

Existe una amplia y variada gama de receptoresen función al tipo de aplicación al que serádestinado y el medio donde actuará:


destinado y el medio donde actuará:

Terrestre

Marítimo

Aéreo

Geodesia/Topogra

fía

Operaciones

militares

Salvamento y

Rescate

Recreación/depo

rte

Transporte y Logística

Navegación

Segmento

Espacial

La efímera actual es

transmitida a los

usuarios

Aplicaciones de los GNSS


usuarios

Estaciones MonitorasDiego García

Islas Ascención

Kwajalein

Hawaii

Colorado Springs

Control de GPSColorado Springs

Usuario

Final


Marítimo

Aéreo


Terrestre

Aéreo

http://www.gps.gov/spanish.html

¿Dónde leer más sobre GPS?



Son muy diversas (desde las catastrales hasta recreación)

Requieren de diferentes grados de precisión (+/- 20 metros a precisiones submétricas)


Predominan las de tipo “civil” frente a las de uso “militar”

Tendencia a ofrecer mayor y mejores prestaciones en el campo civil


Navegación terrestre (vehicular y peatonal), marítima y aérea

Teléfonos móviles

Topografía , Cartografía y Geodesia

Agricultura de precisión

Localización de fauna en riesgo


Localización de fauna en riesgo

Operaciones de Salvamento y Rescate

Deporte, campamento y turismo (Geocaching)

Trabajos de campo en actividades científicas

Rastreo y recuperación de vehículos

Deportes Aéreos: Parapente, Ala delta, Planeadores, etc.

Sistemas de gestión y seguridad de flotas

Inventarios y relevamientos en campo

Algunas de las más comunes son ….

Militares


Agricultura


Obras /Infraestructura


Recreativos


Navegación


Trabajos de campo y científicos


Transporte


Software’s para Tratamiento de Datos GPS

Productos con licencia

No Profesionales

- Compe GPS Land- Ozi Explorer- Touratech Quo-Vadis- ExpertGPS

Profesionales

- Pathfinder GPS (TRIMBLE)


–

- Pathfinder GPS (TRIMBLE)- GPS Analyst for ArcGIS (TRIMBLE)- MobileMapper 6 Office (MAGELLAN)- Map Source (GARMIN)

Productos libres/gratuitos

EasyGPS –OkMap –

DNR Garmin –GPS Babel –GPS Utility –

TrackMaker –

Software’s para Tratamiento de Datos GPS

Para buscar más en …

- http://www.maps-gps-info.com/gp.html


- http://www.gisdevelopment.net/downloads/gps/index.htm

- http://www.elgps.com/

- http://gpsinformation.net/

- http://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/gps/gps_f.html

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