(SISTEMA DE POSICIONAMIENTO

GLOBAL ) GPSTOPOGRÁFIA

GPS

GPS

GPS o Global Positioning System, es un sistema de posicionamiento global. Este sistema de origen norteamericano, cuyo nombre completo es NAVSTAR (NAVigation System with Time And Ranging) GPS, nos permite responder la pregunta: ¿Dónde estoy parado en la Tierra?, determinando la posición con una precisión de aproximadamente 15 metros en cualquier punto sobre la superficie terrestre, en cualquier momento y ante cualquier condición climática

FUNCIONAMIENTO

Los GPS se basan en la medida simultánea de la distancia entre el receptor y al menos 3 o 4 satélites.

La base del GPS es la “triangulación” desde los satélites

TRIANGULO:

DISTANCIA :

TIEMPO:

Para “triangular”, el receptor de GPS mide distancias utilizando el tiempo de viaje de señales de radio.

Para medir el tiempo de viaje de estas señales, el GPS necesita un control muy estricto del tiempo

FUNCIONAMIENTO

POSICION:

Finalmente el GPS debe corregir cualquier demora en el tiempo de viaje de la señal que esta pueda sufrir mientras atraviesa la atmósfera.

Además de la distancia, el GPS necesita conocer exactamente donde se encuentran los satélites en el espacio

CORRECCIÓN :

FUENTES DE ERROR:

FUNCIONAMIENTO

CONSTELACIONES SATELITALES

¿QUÉ ES UNA CONSTELACION SATELITAL?

• Una constelación de satélites es un conjunto de satélites idénticos, distribuidos en varios planos orbitales, cuyas órbitas generalmente tienen la misma altitud. 

• Los satélites se mueven en sincronía con sus trayectorias relativas a la tierra que son idénticamente repetidas después de un tiempo determinado.

• Las más grandes compañías que planean ofrecer servicios satelitales globales basados en teléfonos portátiles, están involucradas en negociaciones para obtención de permisos para operar en cualquier parte del mundo. La premisa básica de su oferta es un teléfono que funcione globalmente. Las constelaciones ICO (Inmarsat), Iridium, GlobalStar y Odissey -por mencionar solo algunas-, difieren en algunos aspectos, pero todas, sino la gran mayoría, ofrecen una cobertura total del planeta.

LA CONSTELACIÓN DEL SISTEMA IRIDIUM

• consta de 66 satélites de órbita baja (LEO) situados a una altura de unos 780 km sobre la superficie terrestre describiendo órbitas circulares. Los 66 satélites se distribuyen en 6 planos orbitales equiángulamente espaciados de 11 satélites cada uno, con una inclinación de 86 grados respecto al plano ecuatorial.. Los satélites de dos planos orbitales contiguos se encuentran desfasados para minimizar el solape de zonas de cobertura de cada satélite.

Características satélites LEOs :

• Órbita baja, menor distancia de la tierra

• Pérdidas menores

• Satélite en movimiento, uso temporal

• Requiere de varios satélites por plano para servicio continuo

• Requiere de varios planos para una cobertura global

MÉTODO ESTÁTICO

Método Estático

Método clásico para grandes distancias y el que ofrece mayor precisión: 5 mm + 1 ppm en la longitud de la baselinea o vector GPS

• Medida baselinea a baselinea con observaciones de una o más horas, cerrando figuras geométricas

• El t de observación es proporcional a la longitud de la línea

Aplicaciones:• Controles geodésicos en zonas amplias• Redes nacionales o continentales• Movimientos tectónicos – Geodinámica• Ajustes de redes de la máxima precisión

Estático Rápido

Observación en periodos cortos de tiempo (minutos) sin exceder una cierta longitud máxima de baselinea (20 Km)

Utiliza unos algoritmos simplificados de resolución de la ambigüedad inicil.

Precisión 10mm + 1ppm

AplicacionesLevantamiento de control, inventarios, GIS, levantamientos de detalle. Reemplaza a las poligonales y las pequeña riangulaciones locales.

Ventajas: Rapidez, facilidad, eficiencia.Ideal para pequeñas distancias

LEVANTAMIENTO CINEMÁTICO

LEVANTAMIENTO CINEMÁTICO

Empleado para levantamientos de detalles y para la medición de muchos puntos de sucesión corta. Se trata de un método muy eficiente para medir muchos puntos que están muy cerca uno de otro. Este levantamiento involucra un Móvil que se desplaza y cuya posición puede ser calculada en relación con la Referencia.

Primero, el Móvil tiene que realizar el procedimiento conocido como iniciación. La Referencia y el Móvil se activan y permanecen absolutamente estáticos por 5-20 minutos, registrando datos.

Tras este periodo, el Móvil puede moverse libremente, de manera que se pueden registrar posiciones con un intervalo de tiempo predeterminado, puede registrar otras posiciones, o una combinación de las dos. Esto es lo que se conoce como cadena cinemática.

LEVANTAMIENTO CINEMÁTICO

Sin embargo, cuando se opera en levantamientos cinemáticos debemos evitar movernos cerca de objetos que pudieran bloquear las señales de los satélites, produciendo obstrucciones en el cielo, como arboles, edificios altos, etc. ya que si en algún punto el Móvil rastrea menos de 4 satélites, hay que detenerse, desplazarse a una posición donde se registren 4 o más satélites y realizar nuevamente la iniciación antes de continuar.

Una técnica de proceso conocida como On-the-Fly (OTF), minimiza esta restricción. Se trata de un método de procesamiento que se aplica a la medición durante el post-proceso. Al inicio de la medición el operador puede comenzar a caminar con el receptor móvil y registrar datos. Si camina bajo un árbol y pierde la señal de los satélites, el sistema se volverá a iniciar automáticamente al momento de tener suficiente cobertura de satélites.

LEVANTAMIENTO CINEMÁTICO

 LEVANTAMIENTO RTK

Se trata de un tipo de levantamiento cinemático que resuelve las coordenadas de los puntos medidos en tiempo real.En este método, se necesita un Receptor de Referencia y uno Móvil. Ambos estarán conectados a través de un enlace de radio, de manera que la Estación de Referencia retransmite los datos que recibe de los satélites al Móvil, que a su vez recibe también los datos directamente de los satélites a través de su propia antena.

A partir de estos dos conjuntos de datos, es posible la resolución de las ambigüedades y obtener una posición bastante precisa con respecto al Receptor (Estación) de Referencia. Estas coordenadas serán diferenciales respecto de la Referencia, alcanzando precisiones entre 1 y 5 centímetros.

 LEVANTAMIENTO RTK

El contacto entre ambos receptores debe existir siempre para alcanzar estas precisiones. Si el algún momento esta conexión se pierde (interferencia de árboles o edificios), debe establecerse para seguir midiendo, ya que de otra manera, la precisión bajaría mucho en calidad.

El RTK se está convirtiendo en el método más común para realizar levantamientos GPS de alta precisión en áreas pequeñas y puede ser utilizado en aplicaciones donde se utilizan las estaciones totales convencionales.

WAYPOINTS

Los waypoints

Los waypoints son coordenadas para ubicar puntos de referencia tridimensionales utilizados en la navegación fundamentada en GPS (Global Positioning System).

La palabra viene compuesta del inglés way (camino) y point (punto), en realidad se emplean para trazar rutas mediante agregación secuencial de puntos.

Aplicaciones Waypoints

En los receptores GPS se pueden almacenar las coordenadas geográficas: (latitud y longitud) de un punto específico, ya sea de destino o intermedio en la ruta, para posterior referencia. Con este tipo de aplicación es posible seguir una serie de waypoints mediante una unidad.

Visto de otra manera, los Waypoints son puntos que el usuario de un GPS marca en cualquier momento para referencia futura, así puede crear sus propios sitios de interés, lugares visitados o simplemente para recordar que estuvo en ese lugar. Una de los usos prácticos de estos puntos es que posteriormente se pueden revisar, descargar a un computador para ser usados en mapas o simplemente para poder llegar nuevamente al lugar marcado, esto llega a ser muy práctico cuando se visita lugares con poco o ningún punto de referencia, tales como puntos de pesca en un lago, ubicación de cuevas en montañas, etc.

Información Detallada

Habitualmente a cada uno de los waypoints se le asocia un conjunto de símbolos que por lo general incluyen información como:

Nombre del Waypoint Dirección escrita del lugar y posibles teléfonos Punto distintivo sobre el mapa

TIPOS DE GPS

GPS DE MANO

Son receptores que registran el recorrido, permiten seguir rutas premarcadas, y se pueden conectar a un ordenador para descargar o programar las rutas. Este tipo de GPS se puede encontrar con y sin cartografía y resultan ideales para el uso al aire libre, senderismo, montaña, etc. Algunos modelos incluyen una brújula y/o un barómetro electrónico. Su sistema operativo y software es totalmente cerrado, no se puede modificar ni añadir nada.

NAVEGADORES

Este tipo de GPS son similares a los de mano, pero orientados a su uso en ciudad y carretera. Además son más modernos, permiten introducir un destino sobre la marcha y el Navegador calcula la ruta, basándose en su cartografía. Estos GPS generalmente no graban el recorrido ni se conectan a un PC. En teoría son sistemas cerrados aunque en la práctica algunos modelos se pueden modificar.

GPS INTEGRADOS

Últimamente muchos dispositivos móviles, PocketPc o teléfonos móviles, llevan ya un GPS integrado, son modelos de gama alta (es decir, caros). Para quien pueda permitírselo, es una buena opción. Sin embargo la misma funcionalidad se obtiene con un PocketPc o un móvil más popular, añadiendole un GPS Bluettoth.

Otro tipo son los GPS básicos que se usan con conexión a un ordenador.