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Departamento de Tecnologas de la Informacin y las Comunicaciones

PROXECTO DE FIN DE CARREIRA DE ENXEERA TCNICA EN

INFORMTICA DE XESTIN

Desarrollo de un Sistema Gestor de Rutas de

Posicionamiento Global por Satlite

Autor: Miguel Penn lvarez Tutor: Antonino Santos del Riego

A Corua, 24 de Enero de 2002

SISTEMA GESTOR DE RUTAS DE POSICIONAMIENTO GLOBAL POR SATLITE

I

RESUMEN ............................................................................................................. 3

1. INTRODUCCIN...................................................................................... 4 2. DOMINIO DE LA APLICACIN. SISTEMAS GPS.............................. 5 2.1.

EL SISTEMA NAVSTAR GPS ............................................................................ 6

2.2. SERVICIOS GPS .................................................................................................... 12

2.3.

CARACTERSTICAS DE LA SEAL DE LOS SATLITES GPS ................. 13

2.4. TIPOS DE RECEPTORES GPS ........................................................................... 15

2.5.

GARMIN ETREX................................................................................................... 19

3. ESTADO DEL ARTE............................................................................... 35

4. METODOLOGA DE DESARROLLO .................................................. 39 4.1. MODELADO........................................................................................................... 40

4.2. BASE DE DATOS DEL SISTEMA....................................................................... 59

4.3. LENGUAJES Y HERRAMIENTAS..................................................................... 64

5. ARQUITECTURA GENERAL DE SISTEMA....................................... 86

6. VALIDACIN DEL SISTEMA............................................................... 90 7. CONCLUSIONES .................................................................................... 92

8. GLOSARIO DE TRMINOS.................................................................. 93 BIBLIOGRAFA.................................................................................................. 94 REFERENCIAS................................................................................................... 96

ANEXO I - ENTORNO DEL USUARIO............................................................ 97


II

NDICE DE FIGURAS Figura 1- Segmentos del sistema de satlites ............................................................ 6 Figura 2- Constelacin de satlites ........................................................................... 7 Figura 3 - Segmento de control................................................................................. 8

Figura 4- Posicionamiento mediante esferoides ........................................................ 9 Figura 5- Composicin de la seal L1 y L2 ............................................................ 15 Figura 6- Funcionamiento DGPS............................................................................ 18 Figura 7- Garmin eTrex.......................................................................................... 19 Figura 8- Conector GPS - PC mediante puerto serie ............................................... 21 Figura 9- Imagen FUGAWI ................................................................................... 36 Figura 10- Imagen OziExplorer.............................................................................. 37 Figura 11- Imagen Trackmaker .............................................................................. 37

Figura 12- Imagen Waypoint +............................................................................... 38 Figura 13- Sistema de servidores DNA................................................................... 39 Figura 14- Actor..................................................................................................... 41

Figura 15- Casos de uso ......................................................................................... 42 Figura 16- Diagrama de clases ............................................................................... 43 Figura 19- Diagrama de secuencia del caso de uso identificarse ............................. 44 Figura 20- Diagrama de secuencia del caso de uso iniciar GPS............................... 45 Figura 21- Diagrama de secuencia del caso de uso parar GPS ................................ 46 Figura 22- Diagrama de secuencia del caso de uso introducir waypoints ............. 48 Figura 23- Diagrama de secuencia del caso de uso introducir rutas......................... 50 Figura 24- Diagrama de secuencia del caso de uso ver waypoints comunes......... 52 Figura 25- Diagrama de secuencia del caso de uso ver waypoints propios........... 53 Figura 26- Diagrama de secuencia del caso de uso ver rutas comunes .................... 55 Figura 27- Diagrama de secuencia del caso de uso ver rutas propias....................... 56 Figura 28- Diagrama de secuencia del caso de modificar waypoint ..................... 57 Figura 29- Diagrama de transicin de estados del objeto GPS ................................ 59 Figura 30- Representacin lgica de la Base de Datos ............................................ 62 Figura 31- Representacin fsica de la Base de Datos ............................................. 63


III

Figura 32- Mdulos del sistema.............................................................................. 87 Figura 33- Men herramientas, opciones de internet............................................... 97 Figura 34- Opciones de internet, Sitios de confianza .............................................. 97 Figura 35- Agregar nuevo web a los sitios de confianza ...................................... 98 Figura 36- Pgina de entrada a la aplicacin........................................................... 99 Figura 37- Pgina de inicio de un usuario registrado............................................. 100 Figura 38- Mensaje con los datos del receptor ...................................................... 100 Figura 39- Pantalla con las rutas recogidas ........................................................... 101 Figura 40- Waypoints almacenados en el receptor GPS ........................................ 102 Figura 41- Modificar el smbolo de un waypoint .................................................. 102

Figura 42- Visualizacin de un waypoint.............................................................. 103 Figura 43- Visualizacin de una ruta .................................................................... 103

NDICE DE TABLAS Tabla 1- Comparacin entre NAVSTAR y GLONASS............................................. 7 Tabla 2- Comparacin receptores ........................................................................... 20 Tabla 3- Ejemplo protocolo NMEA........................................................................ 23 Tabla 4-Estructura paquete de conexin ................................................................. 25 Tabla 5- Paquetes bsicos del protocolo Garmin..................................................... 27 Tabla 6-Protocolo de transmisin de datos ............................................................ 27 Tabla 7- Protocolo de transmisin de comandos ..................................................... 29 Tabla 8- Comandos permitidos............................................................................... 29 Tabla 9- Protocolo de transmisin de waypoints ................................................. 30 Tabla 10-Protocolo de transferencia de puntos GPS ............................................... 32 Tabla 11- Protocolo de transferencia de fecha ....................................................... 33

Tabla 12- Protocolo de transmisin de datos en tiempo real.................................... 34 Tabla 13-Objeto Application .................................................................................. 70 Tabla 14- Objeto ASPError .................................................................................... 71 Tabla 15- Objeto Session ....................................................................................... 72 Tabla 16- Objeto Request....................................................................................... 73 Tabla 17- Objeto Request....................................................................................... 75


IV

Tabla 18- Objeto server.......................................................................................... 76 Tabla 19- Caractersticas de un OCX sobre HTML ................................................ 83 Tabla 20- Propiedades y mtodos del OCX gps_garmin ......................................... 88 Tabla 21- Propiedades y mtodos del OCX control_FTP........................................ 89 Tabla 22-Propiedades y mtodos OCX visor .......................................................... 90


1


2

D. ANTONINO SANTOS DEL RIEGO, Profesor Titular de la Universidade da Corua.

HACE CONSTAR QUE: La memoria titulada Sistema Gestor de Rutas de Posicionamiento Global por Satlite ha sido realizada por D. MIGUEL PENN LVAREZ, bajo mi direccin, en el departamento de Tecnologas de la Informacin y las Comunicaciones de la Universidad de La Corua, y constituye su proyecto que presenta para optar al Grado de INGENIERO TCNICO en Informtica de la UDC.

A Corua, 23 de Enero de 2002

Fdo: Prof. D. Antonino Santos Del Riego.


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RESUMEN

En este proyecto se aborda el diseo y desarrollo de un Sistema Gestor de Posicionamiento Global por Satlite, en la forma de una aplicacin clienteservidor, que proporcione acceso al mayor nmero de usuarios posibles. Adems, tambin se incluir la posibilidad de funcionamiento en la forma de aplicacin centralizada, sin un entorno cliente.

En todos los desarrollos o antecedentes analizados en este proyecto, la idea predominante es la de disponer de una aplicacin y nicamente compartir los datos entre usuarios mediante ficheros, generados con la informacin de posicionamiento para su transmisin. Por otro lado, las Bases de Datos (en adelante BD) con puntos o rutas de posicionamiento global por satlite, en ingls Global Positioning System (en adelante GPS) consultadas, no permiten una transferencia de la informacin directamente desde el receptor GPS. Las herramientas ms completas nicamente permiten la transferencia de ficheros generados a partir de otros programas.

El sistema resultante de este proyecto, desarrollado bajo una interfaz web usando tecnologa Distributed interNet Aplications (en adelante DNA), permite un acceso directo del receptor GPS a una BD compartida entre todos los usuarios de la aplicacin. La tecnologa DNA proporciona en todo momento un servidor virtual de web, otro de aplicacin y un tercero de datos, aun cuando los tres sean el mismo fsicamente o, por ejemplo, el servidor de datos est distribuido entre varias mquinas para balancear la carga de trabajo.

Por tanto, el desarrollo del presente proyecto aporta, de una forma conjunta y consistente, justamente lo carente en el resto de las aplicaciones analizadas, es decir, el acceso a una BD centralizada de puntos y rutas GPS que permita la comunicacin directa con el receptor y que proporcione un alto grado de integridad, ciertos niveles de seguridad, y, entre otros, un adecuado entorno de visualizacin, tanto en 2D como en 3D.

PALABRAS CLAVE

GPS (Global Positioning System), NAVSTAR (NAVigation SysTem And Ranging), servicios SPS (Simple Positioning System) y servicios PPS (Precise Positioning System), UTC (Universal Time Coordinated), DNA (Distributed interNet Aplications), Com +


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1. INTRODUCCIN Las tcnicas de posicionamiento y navegacin por satlite y por GPS, han

evolucionado de manera vertiginosa desde su aparicin, traspasando los fines para los que en un principio fueron diseadas y llegando a utilizarse en aplicaciones que

ni se imaginaron en el momento de su desarrollo. Los avances en el mundo de las comunicaciones y de los sistemas electrnicos, los que han permitido que estas tcnicas lleguen a todo tipo de usuarios, traspasando la pequea comunidad militar o cientfica para las que fueron diseadas. Aunque el posicionamiento global por satlite naci con fines militares, continuamente se le estn encontrando nuevos usos civiles.

La tecnologa GPS puede ser utilizada en cualquier lugar, menos en aquellos en los cuales es imposible recibir seal, como por ejemplo dentro de edificios, subterrneos o bajo el agua. En el aire, los GPS son utilizados para la navegacin area, tanto en aeronutica militar como en aviacin comercial y general. En el mar, los GPS tambin son utilizados por aficionados a la nutica, pescadores y marinos profesionales. Las aplicaciones terrestres en cambio estn ms diversificadas. La

comunidad cientfica, por ejemplo, utiliza la tecnologa GPS para obtener datos de posicin y tiempo muy precisos.

Los usos recreativos del GPS son casi tan numerosos como el nmero de deportes. Para citar algunos, podemos decir que las unidades GPS son bastante populares entre los ciclistas, escaladores, cazadores, motociclistas, etc. Cualquiera que precise mantener un registro o control de su ubicacin o posicin geogrfica, encontrar su

camino quizs en medio de condiciones hostiles o saber la direccin y velocidad en que se desplaza puede sacar provecho de los beneficios del Sistema de

Posicionamiento Global. La aplicacin presentada abordar el diseo de un sistema para tratar y procesar los datos proporcionados por los actuales sistemas de posicionamiento global, mejorando considerablemente las posibilidades de este campo. El desarrollo de este tipo de sistemas es altamente complejo, al integrar, en un mismo desarrollo,


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equipamiento hardware (GPS), protocolo de comunicaciones, cableado y el propio desarrollo software sobre una arquitectura clienteservidor. Este tipo de entornos

proporcionan acceso a un gran numero de usuarios, y permiten la introduccin de la aplicacin en el mundo Internet. En todo momento se pens en una interfaz acorde a

los posibles usuarios, intentando siempre disearla sobre una plataforma web.

Con esto en mente, el presente proyecto se centrar en el estudio e integracin de los distintos sistemas:

Sistemas de entrada / salida de datos

Sistemas de almacenamiento centralizado de datos en bases de datos, lo que proporciona integridad, consistencia y un cierto nivel de seguridad.

Gestin de puntos GPS

Desarrollo de un sistema de visualizacin en 2D de rutas creadas a partir de

los puntos GPS.

Desarrollo de un sistema de visualizacin 3D Adems, se abordar el diseo y la construccin de una aplicacin en el dominio del

posicionamiento global por satlite. De esta manera, los usuarios podrn disponer de una avanzada herramienta que les sirva de ayuda a la hora de recolectar o tratar la

informacin.

2. DOMINIO DE LA APLICACIN. SISTEMAS GPS El GPS es un sistema mundial de localizacin constituido por una constelacin de satlites, cada uno de ellos dotado con relojes atmicos, computadoras, emisores y receptores de radio y por estaciones terrestres que monitorizan constantemente a cada

uno de los satlites. Los receptores de GPS utilizan a estos satlites como puntos de referencia para calcular la latitud, longitud, altitud, velocidad y tiempo exacto.

Para ello, cada satlite transmite a la Tierra su posicin y tiempo exacto 1000 veces por segundo, donde cada milisegundo un receptor computerizado puede calcular la distancia con el satlite, multiplicando la velocidad de la luz por el tiempo


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transcurrido en la transmisin de la seal entre el satlite y el receptor GPS. Al combinar las seales de varios satlites, el receptor puede establecer con exactitud

su propia posicin.

2.1. EL SISTEMA NAVSTAR GPS

El sistema NAVSTAR GPS, al igual que cualquier otro sistema de satlites, est constituido por tres segmentos: 1. Segmento espacial 2. Segmento de control

3. Segmento de usuario

Figura 1- Segmentos del sistema de satlites


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El segmento espacial NAVSTAR GPS est constituido por una constelacin de 24 satlites,

localizados a 20200 Km de la superficie de la Tierra. Los satlites son la parte fundamental, ya

que se encargan de emitir constantemente las seales hacia los receptores GPS, cubriendo todo el globo terrestre. Actualmente los dos sistemas de satlites ms conocidos son el NAVSTAR GPS y el GLONASS ruso (GLObal NAvigation Satellite System) con unas caractersticas y operatoria muy similares.

Caractersticas de las constelaciones NAVSTAR Y GLONASS

Caracterstica NAVSTAR GPS GLONASS

Compaa Impulsora

Departamento de Defensa

de los Estados Unidos de Amrica por medio de la NAVSTAR System Ltd

Gobierno Ruso

Numero de satlites 24 en 6 planos orbitales 24 en 6 planos orbitales

Tipo de rbita Media ( 20,200 Km) Inclinacin 63 Periodo de 12h

Media ( 19,200 Km) Inclinacin 64.8 Periodo de 11h 15min

Frecuencias

Banda L

L1 = 1.57542 GHz L2 = 1.2276 GHz

Banda L

L1 = 1.609 GHz L2 = 1.251 GHz

Mtodo de acceso CDMA ( Espectro Esparcido)

CDMA ( Espectro Esparcido)

Vida til Aprox. 7,5 aos 7,5 aos Tabla 1- Comparacin entre NAVSTAR y GLONASS

Figura 2- Constelacin de satlites


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El segmento de control consta de cinco estaciones de monitorizacin localizadas en

Hawai, Kwajelein, Isla Ascensin, Diego Garca y Colorado Springs; tres estaciones terrestres con antenas en Isla Ascensin, Diego Garca y Kwajelein, y una Estacin Maestra de Control, en ingls Master control Station (MCS), localizada en la base area de Falcon Colorado, la cual mantiene los satlites en posicin orbital y su respectiva regulacin. Las estaciones de monitorizacin rastrean todos los satlites que se encuentran a la vista, acumulando la informacin monitorizada. Esta informacin se procesa en la MCS para determinar las rbitas de los satlites y para actualizar cada uno de sus mensaje de navegacin.

Figura 3 - Segmento de control

El segmento de usuario est formado por receptores de GPS que proporcionan la

posicin, altitud, velocidad y tiempo preciso al usuario desde cualquier parte del mundo las 24 horas del da.


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El sistema NAVSTAR GPS se basa en la medida simultnea de la distancia entre el

receptor y al menos 4 satlites. A partir de cada una de las seales, el receptor GPS puede generar la

ecuacin de un esferoide. La interseccin de los esferoides generados por los cuatro satlites

proporciona la posicin

exacta del receptor GPS.

Aunque el clculo de los retardos temporales entre 3 de los satlites

y el receptor GPS proporcionan un punto

en el espacio (Xi, Yi,Zi), esta situacin exigira una precisin extraordinaria y una gran estabilidad de los relojes, tanto del satlite como del receptor. Si bien los satlites cumplen estas dos condiciones, puesto que incorporan un reloj atmico, este no es el caso de la gran mayora de los receptores. La solucin a este problema introduce una nueva incgnita en el sistema de ecuaciones debido a la diferencia existente entre el reloj del satlite y el reloj del usuario, lo que conlleva a la utilizacin de un cuarto satlite como mnimo.

La suposicin de que el sistema GPS se basa en distancias es ahora falsa , tal y como se ha visto en el clculo de la distancia. En realidad no se miden distancias sino pseudodistancias.

Figura 4- Posicionamiento mediante esferoides


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Supongamos:

[0] Ri = Distancia (Satlitei, Receptor)

entonces

[1] iR = cT Donde Ri es la distancia real (sin error en los relojes) [2] iR = cTmedido Donde Ri es la pseudodistancia

Siendo T el tiempo transcurrido entre que la seal parte del satlite hasta que

llega al receptor, medidoT la diferencia de tiempo entre el reloj atmico del satlite y el reloj del receptor; y c la constante de la velocidad de la luz.

Suponiendo que:

[3] medidoT = T +

Siendo el error derivado de la desviacin de los relojes.

Entonces a partir de las ecuaciones [2] y [3] se tiene:

[4] iR = ( T + ) c iR = ( T c ) + ( c )

por [1] entonces

[5] iR = iR + ( c )


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o lo que es lo mismo, la distancia real es:

[6] iR = iR - ( c )

Como las coordenadas de cada satlite son conocidas, se tienen cuatro ecuaciones, una por satlite, de la forma siguiente:

[7] 2i2Zi2Yi2Xi c(R)U(Z)U(Y)U(X =++

Siendo i =1 ... 4, (Xi, Yi, Zi) las coordenadas reales del satlite i en el momento de enviar la seal.

Con las cuatro ecuaciones, 1 por cada satlite, se genera un sistema de ecuaciones con cuatro incgnitas que proporciona una nica solucin.Si existen mas de cuatro satlites visibles, se calculan las pseudodistancias respecto a todos ellos, obteniendo as un sistema con ms ecuaciones que incgnitas, simplificando considerablemente el clculo de la posicin.

Los satlites transmiten seales en dos frecuencias diferentes de la banda L, la seal denominada Link 1 (a partir de ahora L1) a 1575.42 MHz y la seal Link 2 (a partir de ahora L2) a 1227.6 MHz. Las seales se transmiten utilizando la tcnica de espectro ensanchado, empleando dos cdigos de seales diferentes, un cdigo de adquisicin grueso (cdigo C/A) a 1.023 MHz en la L1 y un cdigo de precisin (cdigo P) tanto en la seal L1 como en la L2.

Tanto el cdigo C/A como el cdigo P pueden ser utilizados para el clculo de las

pseudodistancias entre el satlite y el usuario; sin embargo, el cdigo P est normalmente cifrado. Cuando est cifrado, el cdigo P se denomina cdigo Y. Sobre estos dos cdigos, el cdigo C/A y el cdigo P (o Y si est cifrado), se superpone el


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mensaje de navegacin del GPS. Este mensaje proporciona informacin tal como la hora del satlite, los datos orbitales precisos de cada satlite (a partir de ahora efemrides) o los datos relacionados con los parmetros orbitales de toda la constelacin de satlites.

2.2. SERVICIOS GPS Existen dos niveles proporcionados por el sistema NAVSTAR GPS, el servicio preciso de localizacin, Precise Positioning System en ingls (PPS) y el servicio estndar de localizacin, en ingls Simple Positioning System (SPS).

El PPS es un servicio de determinacin de la posicin y tiempo con alta precisin,

accesible nicamente por usuarios autorizados. El PPS est destinado principalmente a entornos militares. El uso de dicho servicio est condicionado a la autorizacin del

Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Esta autorizacin se concede en funcin de los requerimientos de defensa interna de los EE.UU. o de los compromisos de defensa internacional. Los usuarios autorizados a utilizar el sistema PPS incluye a todos los usuarios militares de EEUU, a los usuarios militares de la

OTAN y otros usuarios militares y civiles como las Fuerzas de Defensa Australianas o la Agencia de Cartografa de los EEUU. El sistema PPS proporciona una precisin

predecible de 22 metros horizontalmente, 27.7 metros verticalmente y unos 197 nanosegundos en coordenadas UTC (Universal Time Coordinated).

El acceso al servicio PPS est controlado mediante dos sistemas que incorporan

tcnicas criptogrficas, Disponibilidad Selectiva, en ingls Selective Avaliability (a partir de ahora SA) y tcnicas de autenticacin de anti-spoofing(en adelante A-S). La tcnica SA se usa para reducir la precisin de la posicin GPS, la velocidad e incluso el tiempo a los usuarios no autorizados. El sistema A-S opera introduciendo un error pseudoaleatorio dentro de la seal del satlite y permanece activo en todos los satlites con el fin de proteger la seal de una posible intromisin o modificacin en los datos de la misma.


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Los receptores PPS pueden utilizar tanto el cdigo P como el C/A, o bien los dos a la

vez. El mayor nivel de fiabilidad se alcanza con los cdigos P de las dos seales L1 y L2 conjuntamente. Aun cuando un receptor est diseado para soportar el servicio de posicionamiento preciso, normalmente se utiliza el cdigo C/A para establecer la comunicacin con los satlites.

El SPS es un servicio de posicionamiento global de baja precisin, pero accesible desde cualquier receptor GPS. En situacin internacional normal, el nivel del SA est controlado para ofrecer un error predecible de 100 metros horizontalmente y 156 metros verticalmente. El sistema de degradacin de la seal se puede incrementar o variar en caso de crisis o guerra.

2.3. CARACTERSTICAS DE LA SEAL DE LOS SATLITES GPS Para analizar las caractersticas de las seales emitidas desde los satlites, se han de estudiar tres aspectos:

El cdigo C/A

El cdigo P(Y) Los mensajes de navegacin

El cdigo C/A est compuesto por una seal de ruido de 1023 bits pseudoaleatorios

(PRN) con una frecuencia de 1.023 MHz. La longitud corta de la secuencia del cdigo C/A est diseada para permitir al receptor una rpida adquisicin de la seal

del satlite que incluye la seal con el cdigo P. Cada satlite GPS tiene asignada una secuencia PRN diferente, seleccionada de entre un grupo de cdigos denominados Gold codes. Estos cdigos estn diseados para minimizar la probabilidad de que el receptor GPS confunda un cdigo con otro. El cdigo C/A

slo es transmitido junto con la seal L1. Este cdigo no est cifrado y est disponible para todos los receptores GPS.


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El cdigo P (o bien cdigo Y si est cifrado) es una seal PRN con una frecuencia de reloj de 10.23 MHz y un periodo de 267 das. Cada uno de los satlites GPS tiene asociado un nico segmento de 7 das, el cual se reinicia cada medianoche del domingo, asignando secuencias semanales distintas a cada satlite. El cdigo P est

normalmente cifrado con la finalidad de proteger la seal. El cdigo P es transmitido por cada satlite tanto en la seal L1 como en la L2.

La seal de datos enviada por el satlite, de una frecuencia de 50Hz, est superpuesta tanto sobre el cdigo P(Y) como sobre el cdigo C/A. El mensaje de navegacin incluye datos nicos del satlite emisor y ciertos datos comunes a todos los satlites.

Los mensajes del satelite contienen la siguiente informacin:

Momento en el que fue transmitido el mensaje. Ajuste de la transicin desde el cdigo C/A al cdigo P(Y). Modelo para corregir los errores del reloj. Una referencia a la situacin de la constelacin de satlites.

Modelo para corregir los errores producidos por la propagacin de la seal en la ionosfera y troposfera.

Informacin sobre el estado de funcionamiento del satlite emisor.

Informacin sobre el estado de funcionamiento de todos los satlites.

Parmetros orbitales de todos los satlites.

Coeficientes para el clculo de UTC

El mensaje de navegacin est formado por 25 tramas de datos, cada una compuesta de 1500 bits. A su vez, cada una de ellas est formada de 5 subtramas de 300 bits. En una seal con una frecuencia de 50 Hz, recibir una subtrama le lleva 6 segundos, 30 segundos para recibir la trama entera y 12,5 minutos en recibir todo el mensaje. Las subtramas uno, dos y tres de cada trama tienen el mismo formato, lo que permite al receptor GPS recibir la informacin crtica del satlite emisor cada 30 segundos. La


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subtrama N 1 contiene la informacin sobre el modelo para corregir los errores del reloj, as como parmetros sobre la precisin y el funcionamiento del satlite emisor. La segunda y la tercera subtramas contienen informacin precisa de la rbita del satlite emisor, parmetros necesarios para el clculo de la posicin exacta del

satlite, que se utilizan para obtener la pseudodistancia entre el satlite y el receptor. Las subtramas cuarta y quinta varan en cada uno de las 25 tramas, y contienen la informacin comn a todos los satlites y los datos menos crticos para el receptor GPS.

Figura 5- Composicin de la seal L1 y L2

2.4. TIPOS DE RECEPTORES GPS Los receptores GPS se pueden clasificar en los siguientes tipos:

Continuos

Secuenciales

Multiples

Diferenciales

2.4.1. RECEPTORES CONTINUOS

Un receptor de bsqueda continua tiene al menos cinco o ms canales hardware, cuatro para seguir los cuatro satlites simultneamente y un quinto a mayores para


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adquirir nuevos satlites. Debido principalmente a su gran complejidad, estos receptores son los ms caros, aunque tambin los que ofrecen el mejor de los servicios. Los receptores multicanal utilizan el quinto canal para leer el mensaje de navegacin de un nuevo satlite GPS, cuando el receptor GPS cambia los satlites

seleccionados. Por separado, los canales de seguimiento dedicados permiten a los receptores mantener la precisin de la localizacin bajo un movimiento extremo, proporcionan el mejor sistema anti-interferencias y poseen el tiempo ms bajo para fijar todos los satlites, en ingls time to fix first (a partir de ahora TTFF). Este tipo de receptores GPS est destinado a vehculos de gran velocidad, como puede ser un avin de combate, vehculos que requieran un TTFF bajo, como son los submarinos, o bien para aquellos usuarios que necesiten de un sistema anti-interferencias para recibir la seal.

2.4.2. RECEPTORES SECUENCIALES

Un receptor secuencial fija los satlites mediante uno o dos canales hardware. El sistema fija un satlite detrs de otro y los combina cuando la pseudodistancia a los cuatro satlites est calculada. Estos receptores GPS son los ms econmicos. En contrapartida no son capaces de operar a grandes velocidades y poseen el sistema de fijacin de satlites ms lento del mercado. Dentro de los receptores secuenciales se distinguen dos tipos:

Receptores monocanal

Receptores bicanal

Los receptores secuenciales de un canal calculan las pseudodistancias tanto en la frecuencia L1 como en la L2, con el fin de determinar la posicin y compensar el

retardo de la seal en la ionosfera. Para poder obtener un posicionamiento preciso, el receptor GPS necesita calcular por separado la posicin de cada uno de los satlites, obtener las orbitas exactas y a partir de estos datos, generar un modelo que le permita calcular la posicin de todos los satlites en el mismo momento. Cualquier movimiento del receptor durante el tiempo en que se reciben los datos de posicin de


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los satlites puede reducir sensiblemente la precisin del posicionamiento. Los receptores secuenciales monocanales tienen limitado su uso a aquellas funciones en

las que el movimiento sea mnimo.

Los receptores secuenciales bicanal estn diseados para su utilizacin en vehculos de velocidad reducida, como pueden ser automviles o helicpteros. Durante la conexin inicial con los satlites opera como un receptor secuencial monocanal, pero

en el momento en que los cuatro satlites estn fijados, el segundo canal se dedica a establecer la conexin con todos los satlites, recibiendo la posicin de cada uno, mientras que el otro se dedica a leer el mensaje de navegacin de cada uno de los satlites. Cualquiera de los dos canales est preparado para leer tanto la frecuencia L1 como la L2 con el fin de compensar el retraso provocado por la ionosfera. Un

receptor GPS bicanal mejora considerablemente el TTFF en comparacin con un receptor monocanal.

2.4.3. RECEPTORES MLTIPLES

Un receptor mltiple(o receptores MUX) conmuta de la seal de un satlite a la seal de otro a una gran frecuencia (habitualmente unas 50 veces por segundo), recogiendo continuamente datos para mantener de dos a ocho seales procesndose mediante software. Adicionalmente, el receptor lee continuamente el mensaje de navegacin de todos los satlites. En un receptor mltiple de un nico canal hardware, es un reloj el que se encarga de repartir el uso de tiempo del canal. El problema principal de

estos receptores GPS es su sensibilidad ante las interferencias, lo cual hace que los sistemas de recepcin continuos sean idneos para fines militares. No sucede lo mismo con los receptores GPS comerciales, ya que al remplazar componentes hardware por procesos software, el precio de estos receptores disminuye.


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2.4.4. RECEPTORES DIFERENCIALES

Con el fin de optimizar la precisin de la medicin GPS, se desarroll una tcnica conocida comoDifferential Global Positioning System(a partir de ahora DGPS). La precisin en el receptor GPS depende de muchos factores de entre los que destacan el

sistema SA, la desviacin de los relojes o el retraso de la seal provocado por la ionosfera.

La idea principal del sistema DGPS se basa en el hecho de que los satlites estn situados a una gran altura 20200 Km. Ante esta situacin, el tiempo que tarda la seal en llegar a dos puntos cualesquiera situados a una distancia considerable entre si, por ejemplo 200 Km, debera contener el mismo error de medicin.

El sistema DGPS utiliza

estaciones terrestres de referencia (bases pertenecientes a la Guardia Costera de los EEUU y a agencias internacionales

que establecen sus estaciones alrededor de puertos y ros navegables). La Estacin de referencia (con coordenadas exactas ya conocidas) en lugar de calcular su posicin de nuevo, establece el tiempo de travesa (TC) para cada uno de los satlites que tiene a la vista y los compara con el tiempo proporcionado por cada satlite (TS). La diferencia entre el TC y el TS se conoce como Error de correccin (EC). Cuando un receptor GPS con tecnologa DGPS fija los satlites, la estacin de referencia transmite el EC con el fin de corregir los errores en las medidas del

receptor.

Figura 6- Funcionamiento DGPS


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2.5. GARMIN ETREX

Como receptor GPS, se ha seleccionado el modelo eTrex de la empresa Garmin, por los siguientes motivos:

Garmin Ltd. es la empresa lder del mercado de receptores GPS de mano,

compitiendo con empresas como Thales Navigation o Holux Technology Inc.

La empresa Garmin ofrece una extensa documentacin sobre los protocolos que

utilizan sus productos.

El modelo bsico de la serie eTrex ofrece la mejor relacin calidad precio del mercado.

En el momento de iniciar el proyecto era el nico

disponible, cedido por el profesor Antonino Santos del Riego, director del presente proyecto.

El receptor eTrex es un receptor GPS de mano con doce canales software que incorpora una antena interna y

cinco botones de funciones. Adicionalmente a la

determinacin de la posicin del usuario, el Garmin eTrex crea, almacena y etiqueta una localizacin como

un waypoint (punto en la ruta) en su memoria, permitiendo el posicionamiento en este punto. Cuando el usuario se empieza a mover, el GPS proporciona, entre otros datos, la velocidad, la direccin del

movimiento, tiempo y distancia al destino. A partir de estos datos bsicos, el GPS eTrex puede determinar su posicin exacta, de donde viene, hacia donde se dirige, y

la ruta de regreso a un punto determinado.

Figura 7- Garmin eTrex


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La Tabla 2 muestra las principales caractersticas del receptor GPS de la empresa

Garmin eTrex y su comparativa con otros modelos de la misma compaa y de otras existentes en el mercado.

Caracterstica Blazer 12 Garmin 12 Garmin eTrex Waypoints 100 500 500

Nombres 4 caracteres 6 caracteres 6 caracteres

Batera externa S S S

Bateras 2 4 2

I/0 computadora No S S

Capacidad DGPS No S S

Tabla 2- Comparacin receptores

2.5.1. INTERFAZ ENTRADA / SALIDA

La interfaz de entrada-salida permite al receptor GPS conectarse con aparatos externos como pueden ser perifricos de la Nacional Marine Electronic Association (a partir de ahora NMEA), balizas con receptores DGPS (con el fin de mejorar la seal), una computadora, etc . El GPS Garmin eTrex posee 7 niveles diferentes de interfaz de entrada-salida:

Formato Garmin. Formato propietario que permite al usuario intercambiar waypoints, rutas y puntos entre una computadora y el receptor GPS.

Garmin DGPS. Gestiona la entrada de seales DGPS provenientes de una baliza con receptor DGPS, utilizando para la comunicacin el formato RTCM SC-104. Si la radiobaliza es de la marca Garmin, el receptor tomar las funciones de

terminal de la radiobaliza.

Salida NMEA.Este formato soporta el estndar NMEA 0183 versin 2.0.

Salida de texto. Transmisin de salida en formato ASCII con datos tales como la

localizacin o la velocidad, pero no permite ningn tipo de entrada.


21

Entrada RTCM. Soporte para la entrada de datos en formato RTMC SC-104 sin necesidad del uso de una radiobaliza.

RTMC/NMEA. Permite la entrada de datos mediante el estndar RTMC SC-104 a la vez que permite una salida de datos en formato NMEA 0183 versin 2.0.

RTMC/texto. Soporte para la entrada de datos en formato RTMC SC-104 y salida en formato texto.

2.5.2. CONEXIN HARDWARE La conexin hardware para los receptores de la compaa Garmin renen los requerimientos mnimos necesarios para establecer una conexin con un sistema

NMEA. Es tambin compatible con la mayora de los puertos serie de computadoras personales sobre el protocolo RS232. La velocidad de la interfaz se puede ajustar manualmente, aunque normalmente es el propio receptor el que establece

automticamente la mejor velocidad de transmisin adaptada a cada tipo de conexin. La interfaz de conexin solo posee una lnea de entrada de datos, una lnea

de salida y una toma de conexin a tierra. Adems de la lnea de conexin de datos, el GPS aporta una lnea de corriente externa con el fin de poder suministrar corriente al receptor en cualquier circunstancia.

Con el fin de utilizar la conexin hardware del GPS Garmin eTrex con cualquiera

de los perifricos anteriormente sealados, es necesario de un cable con los conectores apropiados. Este cable, en el caso de una conexin entre el receptor GPS

eTrex y un computadora, consta de un conector serie tipo DB9-hembra y un conector con un formato propietario de la empresa Garmin. La Figura 8 muestra el esquema de interconexin entre los dos conectores.

Figura 8- Conector GPS - PC mediante puerto serie


22

2.5.3. PROTOCOLO NMEA

La NMEA desarroll una especificacin que defina la interfaz entre varios equipamientos electrnicos marinos. El estndar permite el envi de informacin

hacia una computadora u otro componente electrnico. La comunicacin de los sistemas GPS esta definida siguiendo este estndar. La gran mayora de los

programas de posicionamiento en tiempo real requieren que la informacin tenga un formato estndar NMEA. La idea principal del formato NMEA es la de enviar paquetes de mensajes, llamados sentencias, con toda la informacin aportada por el receptor GPS, haciendo independientes unos paquetes de otros.

Todas las sentencias enviadas en formato estndar NMEA tienen dos primera letras de prefijo las cuales definen el perifrico que utilizan esa sentencia (para los receptores GPS, este prefijo es GP). Estos dos caracteres estn seguidos por tres letras que definen el contenido de la sentencia. Adicionalmente a las existentes, el

estandar NMEA permite a los fabricantes la definicin de sentencias propias. Todas las sentencias nuevas debern comenzar con el carcter p seguido de una letra que identifique al fabricante. Ademas, todas las sentencias enviadas empiezan con un $ y terminan con una secuencia de retorno de carro/fin de lnea. El formato NMEA incluye todos los datos necesarios separados mediante comas en forma ASCII.

Un ejemplo de cdigo NMEA es:

La Tabla 3 muestra la interpretacin del cdigo NMEA.

GGA Global Positioning System Fix Data

123519 Recogida a las 12:35:19 UTC

4807.038,N Latitud 48 0.738 N

GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*42


23

01131.000,E Longitud 11 31.000 E

1

Calidad de la recogida

0 = invalido

1 = GPS

2 = DGPS

08 Nmeros de satlites seguidos

0.9 Error en la medicin horizontal

545.4 Altitud en metros sobre el nivel del mar

46.9 Correccin de la altura del nivel del mar sobre el elipsoide WGS84

Vaco Tiempo en segundos desde la ultima correccin DGPS

Vaco Numero de estacin DGPS

*42 Suma de control de los datos ( Checksum )

Tabla 3- Ejemplo protocolo NMEA

Cada tipo de dato tiene su propia interpretacin en el estndar NMEA. La sentencia

del ejemplo proporciona al receptor la posicin actual del usuario. Otras sentencias pueden proporcionar la misma informacin pero con datos aadidos. En el estndar NMEA no existen comandos para hacer que el receptor suministre los datos requeridos, si un usuario desea recibir un tipo determinado de datos, simplemente deber esperar a que el paquete le llegue e ignorar el resto. Aunque varios receptores de la marca Garmin poseen la capacidad de enviar informacin al receptor mediante el sistema NMEA, esta slo es til para modificar los valores almacenados en el

receptor (datos de los waypoints o rutas), y no para enviar comandos. El sistema NMEA tampoco implementa la manera de indicar al receptor una lectura incorrecta,

por ejemplo en un error del checksum, o que reenve determinado paquete.


24

La versin actual del estndar NMEA es la llamada 0182 Versin 2. Este estndar define que la transmisin se debe hacer a 4800 baudios. Diversas versiones anteriores

del estndar NMEA requieren diferentes velocidades de transmisin, as la versin 0182 requiere 1200 baudios y la 0183 Versin 1.5, solo aceptada por algunos receptores de la marca Garmin, transmite a una velocidad de 9600 baudios.

Las principales sentencias del estndar NMEA son:

GPBOD Recorrido de origen a destino

GPGGA Datos de localizacin

GPGLL Datos de latitud / longitud

GPGSA Datos de los satlites en general

GPGSV Datos de un satlite detallado

GPRMC Datos mnimos de posicionamiento, tiempo y velocidad

GPRTE Datos de una ruta ( datos de entrada-salida ) GPWPL Datos de un waypoint (datos de entrada-salida)

Adicionalmente los receptores Garmin poseen las siguientes sentencias propietarias:

PGRME Error estimado

PGRMM Datos de mapas ( Soportado por Garmin eMap y similares ) PGRMZ Altitud

PSLIB Datos de control de las balizas

HCHDG Datos de salida del comps ( Soportado por Garmin eTrex Summit )

2.5.4. PROTOCOLO GARMIN

El protocolo Garmin est pensado para comunicarse con sistemas de la gama Garmin GPS. La interfaz con el GPS soporta una transferencia bidireccional de waypoints,

rutas, puntos GPS, waypoints de proximidad y el estado de la constelacin de


25

satlites. A continuacin se describe el protocolo de conexin del Garmin eTrex., conocido como protocolo de conexin L001

En el protocolo L001, todos los datos estn dispuestos en paquetes de bytes. Un

paquete siempre comienza con tres bytes (DLE, ID, tamao) seguidos de un nmero variable de bytes de datos, y finalizando con un grupo de tres bytes (Checksum, DLE, ETX ). La Tabla 4 muestra la estructura.

Nmero de byte Descripcin del byte Notas

0 Data Link Escape ( DLE ) Carcter 16 del cdigo ASCII

1 ID del paquete Identifica el tipo de paquete

2Tamao del paquete de

datos

Solo el tamao del

paquete de datos , es decir n-7 bytes

3 hasta n-4 Paquete de datos 0 hasta 255 bytes

n-3 Checksum

Complemento a 2 de

la suma de todos los bytes desde el byte 1

hasta el byte n-4

n-2 Data Link Escape ( DLE )

n-1 Fin de texto Carcter 3 del cdigo ASCII

Tabla 4-Estructura paquete de conexin

En el caso de que cualquier byte en el campo tamao, paquete de datos, o checksum sea igual al DLE, se insertar otro carcter DLE a continuacin. Este

carcter no se incluir ni en el tamao del paquete, ni en el clculo del checksum.


26

Con este proceso se permite que el carcter DLE se pueda utilizar como delimitador de los paquetes. A menos que se confirme lo contrario, el dispositivo que recibe un

paquete debe enviar un nuevo paquete de ACK o NAK hacia el dispositivo emisor, indicando si el paquete fue o no correctamente recibido. Normalmente el dispositivo

transmisor no emite ningn otro paquete hasta que se recibe el paquete ACK o NAK.

El paquete ACK tiene un identificador igual al carcter 6 del cdigo ASCII, mientras que el paquete NAK tiene por identificador el carcter 21. Cualquiera de los dos paquetes contiene un entero de 8 bits que determina el paquete de datos al cual referencian.

Si se recibe un paquete ACK, el paquete de datos enviado previamente habr sido

recibido correctamente y la comunicacin puede continuar. Si se recibe un paquete NAK, el paquete no se ha recibido correctamente por lo cual debe ser enviado de nuevo. Los paquetes NAK slo se utilizan para representar errores a nivel de conexin, no en los protocolos de alto nivel.

Con la finalidad de que la comunicacin no entre en interbloqueo, el GPS manda

paquetes NAK con cierta regularidad (entre 2 y 5 segundos), de esta forma, en el caso de que se pierda un paquete NAK o ACK, el transmisor volvera a enviar el ultimo paquete, con lo que la comunicacin se volvera a establecer.

La Tabla 5 muestra los paquetes bsicos definidos en el protocolo Garmin:

Nombre del paquete Carcter ASCII

Nombre del paquete Carcter ASCII

ID_Date_Time 4 ID_Rte_Wpt_Data 30 ID_ACK_Byte 6 ID_Almanac_Data 31 ID_Position_Data 7 ID_Trk_Data 34


27

ID_Command_Data 10

ID_Wpt_Data 35 ID_Xfer_Cmplt 12

ID_Pvt_Data 51 ID_Prx_Wpt_Data 19

ID_Protocol_Array 253 ID_NAK_byte 21

ID_Product_Rqst 254 ID_Records 27

ID_Product_Data 255 ID_Rte_Hdr 29

Tabla 5- Paquetes bsicos del protocolo Garmin

2.5.4.1. PROTOCOLO DE APLICACIN

Cada uno de los protocolos de aplicacin tiene un identificador nico que lo distinguen de otros. El entorno est abierto a la incorporacin de nuevos protocolos o a la mejora de los protocolos ya existentes.

A000 - Protocolo de transmisin de producto

Todos los GPS estn diseados para transmitir los datos relativos al receptor, tales

como el modelo, versin de software instalado, etc. La Tabla 6 muestra la secuencia de paquetes correspondiente al protocolo de transmisin:

N Direccin Nombre del paquete Tipo del paquete

0 Host GPS Pid_Product_Rqst 1 Host GPS Pid_Product_Data Product_data_type

Tabla 6-Protocolo de transmisin de datos

El paquete 0 (Pid_product_Rqst) es un paquete especial que incluye el identificador de paquete. El receptor devuelve el paquete 1 con los datos para identificar el

modelo.


28

El paquete de producto (Product_Data_type) consiste en dos enteros de 16 bits seguidos por una o ms cadenas de caracteres terminadas por un carcter nulo

(vbNullChar). El primer entero identifica el tipo de receptor GPS con el identificador del producto; el segundo identifica la versin multiplicada por 100, por ejemplo la versin 3.11 se indica como 311. La primera de las cadenas de caracteres contiene la descripcin del modelo de receptor en formato legible para el usuario final.

La definicin de la clase cProduct_Data es:

Option Explicit Public Product_ID As Integer

Public Software_Version As Integer Public Product_Description_1 As String Public Product_Description_2 As String

A010 - Protocolo de comandos

Esta seccin describe la manera de hacerle llegar al receptor GPS las necesidades del usuario. Todos los GPS admiten como mnimo un protocolo de comandos, sin embargo, no tienen por que responder a todos. Un comando enviado a un GPS que

no soporta el protocolo por el cual se est comunicando nicamente ser ignorado. La nica diferencia entre los distintos protocolos de comandos son los valores del

identificador de operacin.

Hay que recordar que cualquiera de los dos lados de la comunicacin (GPS o computadora) pueden hacer una peticin de transferencia de datos, por lo que la aplicacin que se est comunicando con el GPS deber considerar tambin las peticiones del receptor.


29

La secuencia de paquetes correspondiente al protocolo de transmisin de comandos es:


0 Equipo 1Equipo 2 Pid_command_Data Command_Id_Type Tabla 7- Protocolo de transmisin de comandos

El paquete 0 contiene los datos necesarios para indicar el comando requerido, esos datos estn codificados en un nico entero de 16 bits conforme a la Tabla 8

Operacin Valor Comentario CMD_Reset_Transfer 0 Cancela la transferencia de datos en curso

CMD_Transfer_Alm 1 Transferir del almanaque de los satlites

CMD_Transfer_Posn 2 Transferir la posicin

CMD_Transfer_Prx 3 Transferir los waypoint prximos al

punto actual

CMD_Transfer_Rte 4 Transferir las rutas almacenadas en el GPS

CMD_Transfer_Time 5 Transferir la hora y el da

CMD_Transfer_Trk 6 Iniciar la transferencia de todos los puntos almacenados en el receptor

CMD_Transfer_Wpt 7 Transferir waypoint almacenados en el

GPS

MD_Turn_Off_Pwr 8 Apagar el receptor GPS

CMD_Start_Pvt_Data 49 Iniciar la transmisin de la posicin en tiempo real

CMD_Stop_Pvt_Data 50 Finalizar la transmisin de la posicin en tiempo real

Tabla 8- Comandos permitidos


30

A100 - Protocolo de transferencia de Waypoints

Una vez transmitido el comando de envo de waypoints (CMD_Transfer_Wpt), se pone en funcionamiento el protocolo que enva desde el receptor GPS todos los waypoints almacenados en su BD.

La Tabla 9 muestra la secuencia de paquetes correspondiente al protocolo de transmisin de waypoints es:


0 Equipo 1Equipo 2 Pid_Records Records_type 1 Equipo 1Equipo 2 Pid_Wpt_Data D108_Wayp_Type 2 Equipo 1Equipo 2 Pid_Wpt_Data D108_Wayp_Type

n-2 Equipo 1Equipo 2 Pid_Wpt_Data D108_Wayp_Type n-1 Equipo 1Equipo 2 Pid_Xfer_Cmplt Command_Id_Type

Tabla 9- Protocolo de transmisin de waypoints

El primer y el ltimo paquete son los de inicio y fin estndar. El primero de los paquetes se compone de un nico entero de 16 bits que representa el nmero de paquetes de datos que se envan a continuacin (sin contar con el paquete Pid_Xfer_Cmplt). El ltimo de los paquetes tambin contiene un nico entero, que se corresponde con el cdigo de operacin que se acaba de completar.

El tipo de datos D108_Wayp_Type que se muestra a continuacin es el que se corresponde al modelo eTrex. Cabe destacar que existen 12 versiones a mayores utilizadas por otros modelos de receptores.


31

Private Type D108_Wpt_Type

Wpt_Class As Byte Color As Byte Dspl As Byte attr As Byte Smbl As Integer subclass(17) As Byte posn As Semicircle_Type

Alt As Single Dpth As Single Dist As Single State As String * 2

cc As String * 2 Ident As String * 51 comment As String * 51 Facility As String * 31 City As String * 25 addr As String * 51 Cross_Road As String * 51

End Type

Entre los datos suministrados por el receptor, los ms destacables son el smbolo

(Smbl), un entero que representa el icono suministrado por el receptor; la altitud (Alt), el nombre (Ident), una cadena de caracteres de hasta 51 caracteres; el comentario (comment) y la posicin del waypoint representada mediante dos enteros largos de 32 bits cada uno. Se define el tipo Semicrculo como:

Private Type Semicircle_Type Lat As Long

Lon As Long End Type

A301 Protocolo de transferencia de puntos GPS El protocolo de transferencia de puntos se utiliza para enviar entre dispositivos todos los grupos de puntos GPS almacenados en el sistema. Si el dispositivo emisor de la informacin es el receptor GPS, este los enviar como si todos los puntos GPS almacenados perteneciesen al mismo grupo, por lo tanto queda en manos de la


32

aplicacin el dividir el bloque entero de informacin en pequeos grupos con significado.

La Tabla 10 muestra la secuencia de paquetes correspondiente al protocolo de

transmisin de puntos GPS.

N Direccin Nombre del

paquete Tipo del paquete

0 Equipo 1Equipo 2 Pid_Records Records_type 1 Equipo 1Equipo 2 Pid_Trk_Data D301_Trk_Point_Type2 Equipo 1Equipo 2 Pid_Trk_Data D301_Trk_Point_Type

n-2 Equipo 1Equipo 2 Pid_Trk_Data D301_Trk_Point_Typen-1 Equipo 1Equipo 2 Pid_Xfer_Cmplt Command_Id_Type

Tabla 10-Protocolo de transferencia de puntos GPS

El primer y el ultimo paquete son los de inicio y fin estndar. El resto de los paquetes contienen datos del GPS con el formato D301_Trk_Point_Type definido a continuacin:

Private Type D301_Trk_Point_Type posn As Semicircle_Type Time As Long

Alt As Single Dpth As Single new_trk As Boolean

End Type

El waypoint y los datos de longitud y latitud de los puntos se comunican mediante el tipo Semicircle_Type. El campo new_trk informa a la aplicacin de que un grupo acaba y comienza otro.


33

A600 - Protocolo de transmisin de fecha El protocolo de transmisin de fecha est diseado para comunicar el da y la hora

entre los dispositivos. Si el receptor GPS est conectado a la constelacin de satlites, la informacin que enva es la suministrada por los satlites; en caso contrario, la informacin es la del reloj interno del receptor.

La secuencia de paquetes correspondiente al protocolo de transmisin de comandos es:


0 Equipo 1Equipo 2 Pid_Date_Time_Data D600_Date_Time_TypeTabla 11- Protocolo de transferencia de fecha

El tipo de datos D600_Date_Time_Type est definido como :

Private Type D600_Date_Time_Type month As Byte

day As Byte year As Integer hour As Integer minute As Byte second As Byte

End Type

A800 Protocolo de datos, tiempo y velocidad en tiempo real

El protocolo Position, velocity and time (en lo sucesivo PVT) se utiliza para transmitir desde el GPS a la computadora, en tiempo real, los datos de posicin,

tiempo y velocidad del receptor GPS. Esta informacin se transmite desde el receptor una media de una vez por segundo. El envo de datos en tiempo real se inicializa con

CMD_Start_Pvt_Data y se finaliza mediante el envo de un paquete de comandos con el identificador CMD_Stop_Pvt_Data.


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El envo de los paquetes ACK y NAK es opcional para cada receptor. De forma contraria a la de otros protocolos, el receptor GPS no retransmitir un paquete PVT

aunque reciba un NAK de la computadora. Este protocolo realiza esta funcin para preservar la continuidad y el orden de los datos.

La secuencia de paquetes correspondiente al protocolo de transmisin de comandos se muestra en la Tabla 12.


0 Host GPS Pid_Pvt_Data D800_Pvt_Data_TypeTabla 12- Protocolo de transmisin de datos en tiempo real

El tipo de datos D800_Pvt_Data_Type est definido como:

Private Type D800_Pvt_Data_Type alt As Single

errorposition As Single errorpositionh As Single

errorpositionv As Single pos_type As Integer tow As Long

position As Radian_Type velocity_east As Single velocity_nort As Single velocity_up As Single msl_hght As Single leap_scnds As Integer day_number As Single

End Type

La posicin del punto GPS tiene el formato definido como:

Private Type Radian_Type Lat As Single

Lon As Single End Type


35

Cabe destacar que el campo alt (altitud) representa la altitud sobre el elipsoide WGS 84. Para hallar la altura respecto al nivel del mar, se debe sumar el campo alt con el campo msl_hght (altura del elipsoide WGS 84 sobre el nivel del mar). El campo tow (time of web) informa sobre el nmero de segundos desde el comienzo de la semana actual que empieza a las 12 A.M del domingo. El campo day_number informa sobre el numero de das desde el 31 de diciembre de 1989 hasta el da de inicio de la semana actual. El campo pos_type identifica el tipo de muestra que ha sido tomada. Si el valor est entre 0 y 1 la muestra no es vlida, si est comprendido entre 2 y 3, es una muestra normal, si el valor es 4 o 5, la muestra es diferencial

3. ESTADO DEL ARTE

Desde el momento en que el precio de los receptores GPS se apart a las posibilidades del usuario medio, coincidiendo con el desarrollo de nuevas tecnologas como son los receptores MUX, la cantidad de aplicaciones existentes en el mercado para tratar los datos sufri un incremento considerablemente.

En un principio, la mayora de las aplicaciones diseadas estaban pensadas con la

nica finalidad de almacenar y a la vez proteger los datos del receptor, y permitir la captura de ms datos, como por ejemplo el GARTRIP 2.04c [GART-02]

En un segundo paso, y adaptndose al usuario medio, comenzaron a aparecer los

sistemas de posicionamiento en tiempo real. Estas aplicaciones se ejecutan en una gran diversidad de entornos:

El control de un atleta a lo largo de una carrera. Es el caso de el programa JOGMAN V1.0 [JOGM-02] que permite analizar en tiempo real, las distancias recorridas, las caloras consumidas, velocidades de aproximacin a diversos puntos, velocidades medias, etc.


36

Control de la direccin y la velocidad en los automviles. Programas como el COMPASS V1.0 [COMP-02] que muestra en todo momento la direccin del vehculo respecto al norte geogrfico, o el SPEEDTRAP BETA V1.1 [SPEE-02] que a partir de unos determinados parmetros introducidos por el usuario, avisa en el momento en el que el vehculo sobrepasa el lmite de velocidad

preestablecido para ese tipo de va.

O simplemente determinar la posicin del usuario dentro de un mapa. Programas como el FUGAWI v 3.0.2.6 [FUGA-02], uno de los programas ms completos, que proporciona una interfaz sobre la que se sita un mapa de la zona en la cual nos encontramos (en caso de que la aplicacin posea el mapa digitalizado) mostrndose todo el recorrido.

Figura 9- Imagen FUGAWI

Una tercera generacin de aplicaciones para los GPS, entre la que se incluira el

desarrollo del presente proyecto, son aquellas que permiten almacenar los datos del receptor para posteriormente tratarlos en, por ejemplo, aplicaciones topogrficas.


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De entre estas aplicaciones destacan :

OziExplorer V3.9 [OZIE-02] permite definir las rutas y los waypoints sobre un mapa y transferirlos posteriormente al receptor GPS .

Figura 10- Imagen OziExplorer

Tracmaker V11.3 [TRAK-02], que an siendo uno de los primeros programas en aparecer y sin tener una apariencia espectacular, se ha hecho con un amplio

sector de los usuarios, que adems de poder transferir sus datos a la computadora, permite aadir imgenes de fondo, proporcionando un mayor

realismo a la representacin.

Figura 11- Imagen Trackmaker


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Waypoint + [WAYP-02], aplicacin que aun siendo de las pocas que no tienen una representacin grfica de la informacin, se mantiene gracias a que el formato de almacenamiento se ha convertido en un estndar usado por la mayora

de los grandes programas de representacin grfica de los datos GPS.

Figura 12- Imagen Waypoint +

Una caracterstica comn de todas los sistemas analizados, a excepcin de FUGAWI, es que son entornos freeware o shareware, y no todos ellos acceden a suministrar un soporte contnuo de la aplicacin. Otra caracterstica que las

diferencia del sistema aqu presentado, es que son aplicaciones que necesitan de un programa ejecutndose en el cliente. Esto conlleva a que las modificaciones de la aplicacin se hagan en base a actualizaciones del producto o a nuevas libreras que el usuario tiene que reinstalar en su mquina.

La caracterstica principal de la aplicacin desarrollada, en el presente proyecto, es que no requiere de ningn cliente especifico, ya que la interfaz que necesita es nicamente un navegador que soporte el uso de objetos OCX, como es el Microsoft Internet Explorer desde su versin 4.0. Debido al propio funcionamiento del

navegador, derivado de la forma de disear la aplicacin, cualquier modificacin en los objetos de comunicacin con el GPS, o bien en el objeto de visualizacin, se actualiza automticamente al entrar en la aplicacin web, sin que el usuario tenga necesidad de reinstalar nada. En el caso de que se realice alguna modificacin en la lgica interna de la aplicacin, el usuario no ser consciente del cambio (a no ser que lo modificado sea la propia interfaz), lo nico que se podr observar es que la aplicacin est momentneamente inaccesible durante el tiempo que se tarde en dar de baja una librera y registrar la nueva, tiempo que normalmente no excede de un


39

minuto. Otro beneficio derivado de utilizar una aplicacin cliente-servidor, es que los datos son compartidos entre todos los usuarios del web, lo cual permite crear un

catlogo de rutas y waypoints disponible para cualquier usuario.

El hecho de trabajar con una metodologa basada en el sistema DNA permite distribuir la carga de trabajo en diferentes servidores fsicos, de forma que un equipo haga las funciones de servidor de web, otro de servidor de aplicacin, donde estarn instaladas las libreras y donde se ejecutaran los procesos, y un tercero, el servidor de datos, donde estar ubicada fsicamente la BD.

Figura 13- Sistema de servidores DNA

4. METODOLOGA DE DESARROLLO

Para el desarrollo de la aplicacin se seguir una metodologa clsica, adems del

Lenguaje Unificado de Modelado, en ingls Unified Modeling Language (a partir de ahora UML) Desde un principio se define un claro requisito; la necesidad de una de arquitectura cliente-servidor, ya que de esta manera se mantienen todos los datos sobre un nico servidor, evitando al usuario el tener que actualizar constantemente su cliente con nuevas modificaciones. De entre las propuestas estudiadas, realizar la aplicacin

sobre un entorno web fue la que ms beneficios ofreca. Otra ventaja es la clara

Cliente Servidor Web Servidor de aplicacin Servidor de datos


40

independencia de los clientes ante modificaciones de la aplicacin. En la peor de las situaciones, si uno de los objetos OCX de la interfaz se modifica, el propio navegador deber instalar una versin actualizada a partir de una URL prefijada.

Para poder trabajar sobre un entorno web, lo ms normal es utilizar HTML, DHTML o XHTML, combinados con distintos OCX o applets.

La principal problemtica con la que nos encontramos, son las restricciones que tanto el propio HTML (o variantes), como el navegador imponen para preservar la seguridad del propio equipo cliente.

4.1. MODELADO

El UML es un lenguaje de modelado visual que se utiliza para especificar, visualizar, construir y documentar artefactos de un sistema software. Captura decisiones y conocimientos sobre los sistemas que se deben construir. Se usa para entender,

disear, configurar, mantener y controlar la informacin sobre tales sistemas. Est pensado para usarse con todos los mtodos de desarrollo, etapas del ciclo de vida,

dominio de la aplicacin y medios.

UML capta la informacin sobre la estructura esttica y el comportamiento dinmico de un sistema. Un sistema se modela como una coleccin de objetos discretos que interactan para realizar un trabajo que finalmente beneficia a un usuario externo. La estructura esttica define los tipos de objetos importantes para un sistema y para su implementacin, as como las relaciones entre los objetos. El comportamiento dinmico define la historia de los objetos en el tiempo y la comunicacin entre objetos para cumplir sus objetivos.


41

4.1.1. ACTOR

Un actor es una idealizacin de una persona externa, de un proceso, o de cualquier cosa que interacta con un sistema, un subsistema o una clase. En tiempo de

ejecucin, un usuario fsico puede estar ligado a uno o varios actores dentro del sistema. As mismo diferentes usuarios pueden estar ligados al mismo actor.

En el sistema a desarrollar existe un nico actor, el usuario de la web que puede realizar todas las acciones disponibles en la aplicacin.

Figura 14- Actor

4.1.2. CASOS DE USO

Un caso de uso es una unidad coherente de funcionalidad, externamente visible,

proporcionada por una entidad del sistema y expresada por secuencias de mensaje intercambiados por la unidad del sistema y uno o ms actores. El propsito de un caso de uso es definir una pieza de comportamiento coherente, sin revelar la estructura interna del sistema. Los casos de uso de la aplicacin se muestran el la

Figura 15.


42

Figura 15- Casos de uso

Ver Wayp comunes

Ver rutas comunes

Visual izar Waypoints

Visual izar rutas

Ver Wayp propios

Ver rutas propias

Introducir rutas

Iniciar transmision GPS

Parar transmision GPS

Introducir Waypoints

UsuarioIdentificarse

Modificar Waypoints


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4.1.3. VISTA ESTTICA La vista esttica es la base del UML. Los elementos de la vista esttica de un modelo son los conceptos significativos en una aplicacin, incluyendo conceptos del mundo real, conceptos abstractos, conceptos de implementacin, conceptos de computacin

y todo tipo de conceptos del sistema. La vista esttica captura la estructura del objeto. Un sistema orientado a objetos unifica la estructura de datos y caractersticas del comportamiento en una sola estructura de objeto. La vista esttica incluye todo lo concerniente a las estructuras de datos tradicionales, as como la organizacin de las operaciones sobre los datos.

Figura 16- Diagrama de clases

Imagen 3D

Crear()Mostrar()

Imagen 2D

Crear Latitud-Longitud()Crear Altura()Mostrar()

Puntos GPSLatitudLongitudAlturaVelocidadTiempo

Datos inicio-f in()Datos punto()Grabar()

Imagen

sessionIdUsuario

Comprobar()

RutasNombreId_ruta

Mostrar rutas usuario()Mostrar rutas()Grabar()

1..*0..* 1..*0..*

0..1

1

0..1

1

FicheroNombreTamaoTipo

Ficheros_way point()Aadir()

GPSPuertoTipo

Download_way p()Download_tracks()Iniciar reloj()

0..*

1

0..*

1

WaypointsId_way pointNombreDescripcionSimboloComentario

Mostrar way points usuario()Mostrar way points()Grabar()Modif icar()

0..*1 0..*1

0..*1 0..*1

usuarioid usuarioNombreApellidos

Mostrar datos()

0..1

1

0..1

1

0..*

1

0..*

1

0..*

1

0..*

1


44

4.1.4. DIAGRAMAS DE SECUENCIA

Un diagrama de secuencia representa una interaccin como un grfico bidimensional. La dimensin vertical es el eje del tiempo, que avanza hacia la parte inferior de la pgina. La dimensin horizontal muestra los roles de clasificador que representan

objetos individuales en la colaboracin. Cada rol de clasificador se representa mediante una columna vertical (lnea de la vida).

4.1.4.1. DIAGRAMA DE SECUENCIA DE IDENTIFICARSE

El caso de uso comienza cuando se inicia la aplicacin y termina en el momento que el usuario queda autentificado. Al iniciar la aplicacin, el sistema espera a que el usuario introduzca un nombre de usuario y una contrasea. Una vez que el sistema obtiene los datos, se activa la funcin de autenticacin y se acta en consecuencia. Una vez obtenido el identificador de usuario, se graba en el objetos Session, y se devuelve el control al usuario.

Figura 19- Diagrama de secuencia del caso de uso identificarse

Interface Usuario Session: Usuario

login + pswdVerificar

[id_usuario]

Grabar_usuario


45

4.1.4.2. DIAGRAMA DE SECUENCIA DE INICIAR GPS

El caso de uso comienza cuando el usuario una vez autenticado, requiere que se establezca la comunicacin con el receptor GPS. El caso de uso finaliza en el

momento que el sistema recibe el primer mensaje por parte del GPS. Una vez iniciado el caso de uso, el usuario debe introducir el puerto de comunicacin , para

posteriormente inicializar la conexin con el receptor. Finalizado este proceso, la interfaz realizar la llamada al objeto GPS que activar la comunicacin a la vez que inicializa el reloj interno.

Figura 20- Diagrama de secuencia del caso de uso iniciar GPS

Interface GPS: Usuario

Seleccionar_puerto

Inicializar GPSInicializar ( puerto)

Activar Reloj


46

4.1.4.3. DIAGRAMA DE SECUENCIA PARAR GPS

El caso de uso comienza cuando el usuario determina que desea cortar la comunicacin con el receptor GPS y termina en el momento en que se devuelve el

control al usuario. Si el usuario selecciona la opcion parar la comunicacin con GPS, el interfaz le comunica al objeto GPS que la transmisin de datos va a ser detenida, este desactiva el reloj y devuelve el control.

Figura 21- Diagrama de secuencia del caso de uso parar GPS

Interface GPS: Usuario

Parar GPSStop ( puerto )

Desactivar Reloj


47

4.1.4.4. DIAGRAMA DE SECUENCIA INTRODUCIR WAYPOINTS

El caso de uso comienza cuando el usuario determina que desea transferir todos los waypoints de su receptor a la computadora. El caso de uso termina en BD. Cuando el usuario requiere al sistema que se transmitan todos los datos del receptor

al sistema, la interfaz le comunica al objeto GPS que inicialice la transmisin de todos los waypoints. Con el retorno del control al usuario, se muestran todos los

waypoint transferidos y se indica al usuario que determine cuales de ellos desea introducir en la BD. Una vez seleccionados, tras seleccionar la opcin de insertar en la BD, se comprueba cual es el usuario actualmente conectado, insertando los waypoint seleccionados. Para que un waypoint este guardado en la base de datos, hay que insertar los valores del punto GPS en si mismo y despus enlazarlo con el waypoint. Si se omite cualquiera de los dos pasos , el waypoint no se grabar correctamente.

El diagrama de secuencia de introducir waypoint se muestra en la Figura 22.


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Figura 22- Diagrama de secuencia del caso de uso introducir waypoints

Interface Waypoint Punto GPSGPS Session: Usuario

Introducir waypointsdownload_wayp

*Seleccionar wayp

Insertar en BDComprobar

[Id Usuario]*Grabar

Grabar


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4.1.4.5. DIAGRAMA DE SECUENCIA INTRODUCIR RUTAS

El caso de uso comienza cuando el usuario determina que desea transferir todos los puntos almacenados en su receptor a la computadora. El caso de uso termina en el

momento que el ltimo punto de la ultima ruta es transferido con xito y ha sido grabado en la BD.

Cuando el usuario decide introducir en la BD la totalidad o bien parte de las rutas almacenadas en el receptor, la interfaz hace la llamada al objeto GPS requiriendole el envo de todos los puntos de las rutas. Cuando el control vuelve al usuario, las rutas han sido separadas y se muestra al usuario nicamente el punto inicial y el punto final de la ruta en cuestin.

Cuando el usuario determina las rutas a insertar, se comprueba en primera instancia

el usuario conectado con la aplicacin, despus se almacenan los datos de la ruta, y por ltimo se almacenan todos los puntos que forman parte de la ruta uno por uno. Si

alguno de estos puntos no se pudiese almacenar por cualquier circunstancia, el sistema volvera a la situacin en la que se encontraba antes de haber grabado los datos de la ruta.

El diagrama de secuencia de introducir waypoint se muestra en la Figura 23


50

Figura 23- Diagrama de secuencia del caso de uso introducir rutas

Interface Rutas Punto GPSGPS Session: Usuario

Introducir rutasdownload_tracks

*Seleccionar rutas

Insertar en BDComprobar

[Id Usuario]*Grabar

*Grabar


51

4.1.4.6. DIAGRAMA DE SECUENCIA VER WAYPOINTS COMUNES

El caso de uso comienza cuando el usuario requiere visualizar todos los waypoints almacenados en la BD. El caso de uso termina cuando el usuario visualiza los datos.

Cuando se inicia el caso de uso, la interfaz muestra los datos de cada uno de los waypoints que se encuentren en la base de datos, as como los datos del punto

asociado con cada waypoint.

De forma opcional, el usuario puede requerir visualizar otros datos, lo cual hara que se mostrasen, los datos de el waypoint seleccionado, los datos del punto asociado, los datos de los ficheros asociados al waypoint seleccionado y los datos del usuario que grabo el waypoint en nuestra BD. El diagrama de secuencia se muestra en la Figura 24

4.1.4.7. DIAGRAMA DE SECUENCIA VER WAYPOINTS PROPIOS

El caso de uso comienza cuando el usuario requiere visualizar nicamente los waypoints que ha almacenado l en la BD. El caso de uso termina cuando el

usuario visualiza los datos.

Cuando se inicia el caso de uso, la interfaz muestra los datos de cada uno de los

waypoints que son propiedad del usuario actual, as como los datos del punto asociado con cada waypoint.

De forma opcional, el usuario puede requerir visualizar ms datos, lo cual hara que

se mostrasen, los datos de el waypoint seleccionado, comprobndose previamente el usuario actual, los datos del punto asociado y los datos de los ficheros asociados

al waypoint.

El diagrama de secuencia se muestra en la Figura 25


52

Figura 24- Diagrama de secuencia del caso de uso ver waypoints comunes

Interface Waypoint Punto GPS FicheroUsuario: Usuario

Ver Waypoint

*Mostrar_Waypoints Datos_punto

[opcional] mas datosMostrar_waypoints

Datos_punto

Ficheros_waypoint

Mostrar datos


53

Figura 25- Diagrama de secuencia del caso de uso ver waypoints propios

Interface Session Usuario Waypoint Punto GPS Fichero: Usuario

Ver WaypointComprobar

[id usuario]

Mostrar datos

*Mostrar_Waypoints_usuario

Datos_punto

[opcional] mas datosComprobar

[id usuario]

Mostrar datos

Mostrar_waypoints_usuarioDatos_punto

Ficheros_waypoint


54

4.1.4.8. DIAGRAMA DE SECUENCIA VER RUTAS COMNES

El caso de uso comienza cuando el usuario requiere visualizar todas las rutas almacenadas en la BD

Cuando el usuario determina que quiere ver las rutas, el objeto rutas recoge los puntos de inicio y fin de cada ruta, los datos del propietario y los muestra en la interfaz.

Opcionalmente el usuario puede visualizar en 2D y 3D la ruta seleccionada.

El diagrama de secuencia se muestra en la Figura 26

4.1.4.9. DIAGRAMA DE SECUENCIA VER RUTAS PROPIAS

El caso de uso comienza cuando el usuario requiere visualizar todas sus rutas

almacenadas en la BD.

Cuando el usuario determina que quiere ver las rutas, lo primero que se hace es

comprobar el usuario activo y luego se recogen los datos de las rutas.

Opcionalmente el usuario puede visualizar en 2D y 3D la ruta seleccionada. El diagrama de secuencia se muestra en la Figura 27.


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Figura 26- Diagrama de secuencia del caso de uso ver rutas comunes

Interface Rutas Punto GPS Imagen 3D Imagen 2DUsuario: Usuario

Ver rutasMostrar rutas

Datos inicio-fin

[opcion] Ver 2D y 3DCrear

Crear Latitud-Longitud

Crear Altura

Mostrar datos


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Figura 27- Diagrama de secuencia del caso de uso ver rutas propias

Interface Rutas Punto GPS Imagen 3D Imagen 2DSession Usuario: Usuario

Ver rutasComprobar

[id usuario]

Mostrar datos

*Mostrar rutas usuarioDatos inicio-fin

[opcion] Ver 2D y 3DCrear

Crear Latitud-Longitud

Crear Altura

Mostrar

Mostrar

Mostrar


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4.1.4.10. DIAGRAMA DE SECUENCIA DEL CASO DE USO MODIFICAR WAYPOINT

El caso de uso comienza cuando el usuario necesita modificar o ampliar los datos asociados a un waypoint, como por ejemplo aadir un fichero o darlo de baja. Cuando se requiere modificar datos, se nos muestran los datos del waypoint (caso de uso ver waypoint), y se nos proporciona la posibilidad de modificar los datos o bien aadir ficheros asociados al waypoint. Si se decide modificar, los valores actuales se graban en el objeto waypoints y se devuelve el control al usuario.

Figura 28- Diagrama de secuencia del caso de modificar waypoint

Interface Waypoints Fichero

: UsuarioModificar

[opcional] modificar datosModificar

[opcional] modificar ficherosaadir


58

4.1.5. DIAGRAMA DE TRANSICIN DE ESTADOS Un estado describe un perodo de tiempo durante la vida de un objeto de una clase. Puede ser caracterizado de tres maneras complementarias: como conjunto de valores del objeto cualitativamente similares ; como perodo de tiempo, durante el cual un objeto espera que ocurra un evento; o como perodo de tiempo durante el cual realiza una determinada actividad.

Una transicin conecta siempre dos estados. Cuando un objeto est en un estado, es sensible a los eventos correspondientes a las transiciones que salen del mismo.

Una transicin que deja un estado define la respuesta de un objeto en ese estado a la ocurrencia de un evento. En general, la transicin tiene un evento que la activa, una condicin de guarda, una accin y un estado destino.

4.1.5.1. DIAGRAMA DE TRANSICIN DE ESTADOS DEL OBJETO GPS

Se definen cuatro estados para el objeto GPS, apagado, esperando por datos, recibiendo datos o transmitiendo datos.

El estado transmitiendo datos comprende a todas las situaciones en las que el objeto est transmitiendo, siendo estas, transmitiendo el tipo de receptor, transmitiendo la hora, transmitiendo la lista de waypoints y transmitiendo la lista de puntos GPS.

Del estado transmitiendo puede pasar a si mismo nicamente si est transmitiendo

los datos de los waypoints o de los puntos, o bien si existen peticiones en cola.


59

Figura 29- Diagrama de transicin de estados del objeto GPS

4.2. BASE DE DATOS DEL SISTEMA Tras el estudio completo del dominio de la aplicacin (apartado 2) se obtiene la estructura lgica de la BD mostrada en la Figura 30 y la estructura fsica, mostrada en la Figura 31. En este desarrollo se ha utilizado el modelo entidad-relacion (en adelate E-R) y el modelo relacional La nomenglatura de las tablas est orientada a facilitar la gestion del catlogo de la

BD. Las tablas resultantes son las siguientes:

DB01TB01

Tabla con los usuarios de la aplicacin.

db010010 (Entero) Identificador del usuario. db010020 (Char(50)) Nombre del usuario. db010030 (Char(50)) Apellidos del usuario db010040 (Entero) Nmero de accesos de los usuarios. db010050 (Char(50)) Contrasea del usuario.

Apagado

Encendido

Esperando

Recibiendo Transmitendo

Esperando

Recibiendo Transmitendo


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DB02TB01 Tabla de las rutas almacenadas en la aplicacin.

db020010 (Entero) Identificador de la ruta. db020020 (dd/mm/aaaa) Fecha de toma de la ruta. db020030 (Char(50)) Nombre de la ruta. db020040 (Entero) Identificador del usuario que grab la

ruta en la DB. (Clave fornea)

DB03TB01 Tabla de relacin entre las rutas y los puntos que la componen.

db030010 (Entero) Nmero de secuencia del punto dentro de la ruta.

db030020 (Entero) Identificador de la ruta. Clave fornea db030030 (Real) Latitud del punto GPS. Clave fornea db030040 (Real) Longitud del punto GPS. (Clave

fornea)

DB04TB01 Tabla con los puntos GPS.

db040010 (Real) Latitud del punto GPS. db040020 (Real) Longitud del punto GPS. db040030 (Real) Altura del punto GPS. db040040 (Entero) Color del punto GPS. db040050 (dd/mm/aaaa hh:mm:ss) Hora en la que se tomo el punto. db040060 (Real) Profundidad del punto GPS. Es cero si

el punto GPS se encuentra por encima del nivel del mar.


61

DB05TB01 Tabla con los datos de los waypoints

db050010 (Entero) Identificador de waypoint db050020 (Char(100)) Comentario del waypoint. db050030 (Real) Latitud del punto GPS. Clave fornea db050040 (Real) Longitud del punto GPS. (Clave

fornea) db050050 (Real) Identificador del usuario que grabo el

waypoint. (Clave fornea) db050060 (Entero) Smbolo del waypoint. db050070 (char(50)) Nombre del waypoint.

DB10TB01 Tabla con los ficheros asociados a cada waypoint.

db100010 (Entero) Identificador de waypoint. (Clave fornea)

db100020 (Char(100)) Nombre real del fichero. db100030 (Entero) Nmero secuencial. db100040 (Entero) Identificador del usuario que grabo el

fichero.


62

Figura 30- Representacin lgica de la Base de Datos


63

Figura 31- Representacin fsica de la Base de Datos


64

4.3. LENGUAJES Y HERRAMIENTAS

4.3.1. LENGUAJE HTML

El HTML (Hyper Text Markup Language) es un lenguaje para estructurar documentos. Estos documentos normalmente se visualizan en los navegadores Web, como Netscape, Mosaic o Microsoft Explorer. Por el momento no existe un

estndar de HTML ya que tanto Netscape como Microsoft se empean en incluir directivas que solo funcionan con sus respectivos navegadores. De cualquier manera existen diferentes revisiones o niveles de estandarizacin, el 1.0, el 2.0 y el 3.0, lo que produce que algunos visores no "comprendan" en su totalidad el contenido de un documento.

El HTML consta de una serie de rdenes o directivas, que indican al navegador la

forma de representar los elementos (texto, grficos, etc...) que contenga el documento

Un documento escrito en HTML contendra bsicamente las siguientes directiva :

Indica el inicio del documento

Inicio de la cabecera Inicio del ttulo del documento Final del ttulo del documento Final de la cabecera del documento

Inicio del cuerpo del documento Final del cuerpo del documento

Final del documento


65

4.3.2. VBSCRIPT

Ya que el HTML puro no contiene ningn tipo de dinamismo, es necesario complementar el uso de pginas HTML con algun lenguaje de tipo Script.

Como tanto el Visual Basic Script ( en adelante VBScript) y Java Script ( en adelante JScript) son lenguajes de script totalmente vlidos, y, en a ciertos niveles, casi parejos, se decidi utilizar el VBScript, para proporcionar un aspecto de globalidad a la aplicacin. Por lo tanto, los componentes de comunicacin, el ge

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