7/17/2019 Tecnologa GPS
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JUNO 3B
Tecnologa GPS aplicada al SIG
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Sistemas Globales de Navegacin por Satlite
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GNSS - (Global Navigation Satellite System), serefiere al conjunto de tecnologas de sistemas denavegacin por satlite que proveen de
posicionamiento con cobertura global. ( GPS,GLONASS y el recienteGalileo).
GPS Global Positioning System (Departamento deDefensa de los Estados Unidos).
GLONASS GLObalNAvigationSatellite System(Sistema Ruso).
Qu significa GNSS y GPS?
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Segmentos del GPS
Contro l
Espacio
Usuario
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Subsistema Satelitario Constelacin
NAVSTAR
(NAVigationSystem with Timing And Ranging)21 Satlites Operativos y 3 de
respaldo.
6 Planos Orbtales.
4 Satlites en cada plano.
Inclinacin de planos orbtales: 55.
Radio Orbital: 26,560 Km. a partir
del centro de masas de la Tierra.
Perodo Orbital: 11hrs 58min.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:ConstellationGPS.gif7/17/2019 Tecnologa GPS
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Monitorean las orbitas satelitales.
Recibe informacin, transmite informacin.
Qu funcin realiza el Subsistema de Control?
Las estaciones de control registran las sealesde los satlites.
Transmiten efemrides, correcciones ionosfricas
y de reloj.
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Retraso atmosfrico
Las seales GPS se retrasan cuando ingresan en laatmsfera
Ionsfera
Tropsfera
BaseRoverBase
< 10 km > 10 km
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Dnde se encuentran las estaciones?
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USUARIOS CIVILES
Tipo de Servicio: Estndar
Frecuencias: L1 y L2
Cdigo C/A
Subsistema del usuario
USUARIOS MILITARES
Tipo de Servicio: Preciso
Frecuencias: L1 y L2
Cdigo P y Cdigo P Encriptado Y
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Seales GPS
L2 1227.6 MHz
CDIGO P 10.23 MHz MENSAJE DE NAVEGACIN 50 BPS ALMANAQUE CDIGO Y (P ENCRIPTADO)AS
ANTI SPOOF
L1 1575.42 MHz CDIGO CA 1.023 MHz CDIGO P 10.23 MHz
MENSAJE DE NAVEGACIN 50 BPS
ALMANAQUE DISPONIBILIDAD SELECTIVA SA CDIGO Y (P ENCRIPTADO)AS
ANTI SPOOF
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MENSAJES DE NAVEGACIN
1.- Almanaque de los Satlites.
2.- Efemrides Precisas.
3.- Parmetros de las Orbitas Satelitales.
4.- Datos de la Correccin Ionosfrica.
5.- Datos de Correccin del Reloj.
6.- Estado de Salud de los Satlites.
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Qu es el almanaque?
Provee una ubicacin general de todos los satlites yotros mensajes de navegacin.
Almacenado en el receptor GPS. El receptor GPS descarga un nuevoalmanaque cada 12 minutos (grabadocontinuo).
til para:-Planeo de proyecto.-Rpida adquisicinstelital.
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Efemrides
Transmitido en la seal GPS.Informacin orbital exacta de cada satlite.Requerido para determinar el rango de los satelites.
Tu ubicacin es:
19 23.323 N
99 17.162 W
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La resolucin de la observacin es de aproximadamente 1% de la
longitud de onda de la seal.
Seal GPS Longitud
de Onda
1% de la Longitud
de Onda
Cdigo C/A 300 m 3 m
Cdigo P 30 m 30 cm
Portadora 20 cm 2 mm
Error de la seal
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Cmo funciona el GPS?
Se calcula la distancia entre el satlite y el receptor
segn el tiempo que tardan las ondas en llegar del
Espacio a Tierra.
Las seales de radio viajan a la velocidad de la luz.
Distancia D= velocidad de la luz x
Tiempo
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Cada satlite transmite un codigo diferente. Los receptores generan un acoplamiento del mismo
codigo recibido.
El receptor compara el cdigo del satlite y del equipo
para poder determinar
el
tiempo de viaje
. Este
cdigo es utilizado para calcular la distancia entre el
satlite y el GPS.
Del satlite
Del receptor
Clculo entre las diferencias en
tiempo del mismo cdigo
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Trilateracin por GPS
El GPS no provee 3 medidas perfectas.
Un 4to satlite es utilizado para obtener un mejor
resultado.
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Cul es nuestra posicin?
O podemos
estar aqu
Podemos
estar aqu
?
?
SV1
SV2
Y
X
Solo conocemos la distancia hacia dos puntos de referencia
Existen dos posibilidades .
d1
d2
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Diferencias en tiempos
La
seal
GPS de
las tres esfras no hay interseccin
3 milliseconds out
5 milliseconds out
Se requiere de un cuarto satlite para minimizar el error
en los relojes
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En resumen
1. La seal GPS
es rastreada
por el
receptor, el
tiempo en el
que viaja la
seal se
utiliza para
realizar el
clculo de la
distancia
entre el
satlite y el
equipo.
2. La
trilateracin
es utilizada
para calcular
la posicin,
sin embargo
tres satelites
no son
suficientes
para una
buena
interseccin
3. Cuatro
satlites se
requieren para
obtener una
posicin en 3D.
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Sistema de Referencia WGS84 Datum
WGS84
Semieje mayor a = 6,378,137.0 m
Semieje menor b = 6,356,752.3 m
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Cules son las coordenadas del usuario ?
El receptor transformar las coordenadas del punto P(Xu,Yu,Zu)
en Coordenadas Geodsicas, Latitud, Longitud y Altitud (sobre el
elipsoide).
Lat
Lon
Alt h
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Tranformacin a UTM
Lat
Lon
Alt h
Los receptores tienen algoritmos para transformar las coordenadas
geodsicas en mtricas o UTM
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Elipsoide local y Mundial
M X I C O ( INEGI )
DATUM: ITRF08 ELIPSOIDE: GRS80
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Determinacin de alturas
H = Altura Ortomtrica N = Altura Geoidal
h = Altura Elipsoidal
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Mscara de elevacin
Los satlites por debajo de la mscara de elevacin no
son utilizados en el clculo de la posicin GPS.
5
5
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Buena geometra satelital
Position Dilution of Precision (PDOP)
Deficiente geometra satelital
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Posicionamiento Autnomo
Ionsfera
Tropsfera
~10 m~10 m
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SBAS - Satellite-Based Augmentation System
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Herramienta prctica
y eficiente para la
incorporacin de
informacin geogrfica
hacia el SIG
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Captura de elementos
con exactitudes de 3 a 10 m.
Escalas 1 : 10,000 o menor
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Ventanas de Navegacin
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Captura de puntos
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Cartografa digital que facilita la ubicacin de
trabajos
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Captura de rutas
de evacuacin
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Navegacin terrestre,
martima y area
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Captura de elementos con exactitudes de 2 a 5 m.
Escalas
1 : 10,000 o menor
Con DGPS WAAS
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Aplicaciones con
exactitudes de 2 a 5 m.
Reconocimientos generales.
Navegacin.
Levantamiento de infraestructura urbana aescalas pequeas.
Establecimiento de puntos.
Rutas de baja exactitud.
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Terminales GPS/SIG
Escalas
1 : 1,000 a 1 : 10,000
Captura de elementos con
exactitudes submtricas.
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Terminales GPS / SIG
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Aplicaciones con
exactitudes SUBMTRICAS
Levantamiento de equipamiento.
Vas de comunicacin.
Sealamiento de caminos.
Infraestructura urbana y agrcola.
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Captura de elementos con
exactitudes
de hasta
1 cm.
Escalas 1 : 200
1 : 1,000
Distancias de hasta 40km.
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Aplicaciones con
exactitudes de hasta 1cm.
Levantamientos topogrficos de parcelasagrcolas, ejidos, puntos de exactitud paracontrol topogrfico.
Catastro, etc.
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Captura de elementos con exactitudes menores a
2 mm.
Escalas mayores a 1 : 200
Distancias de hasta 350
km.
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Aplicaciones con
exactitudes menores a 2 mm.
Establecimiento de redes geodsicas.
Mediciones para detectar movimiento de placas tectnicas.
Levantamientos topogrficos conexactitudes milimtrica.
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Receptores GPS con correccin diferencial satelital
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Tecnologas de captura de informacin incorporadas
al GPS
Geo foto.
Geo video.
Receptores GPS con sistemas decomunicacin integrados.
GPS + SIG MVIL + PDA = MAPA MVIL.
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Toma de fotografas digitales asociadas a
coordenadas GPS
G e o f o t o
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Geo video
Sistema que permite la sincronizacin de coordenadasobtenidas por el receptor GPScon el cuadro de la imagen obtenida de una cmara de video.
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Receptores GPS con sistemas de comunicacin
integrados
Sistemas de
comunicacin va
radio con GPS.
Telfono Celular
AGPS GPS.
Sistemas de gua en
tiempo real.
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Computadora de bolsillo con programa
SIG y GPS integrado
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Creacin de un proyecto
- Es necesario reconocer el rea de estudiodelimitndola en planos a escalas mayores.
- Determinar las necesidades de exactitud del
proyecto.- Establecer los parmetros de configuracin.
a) La proyeccin cartogrfica a trabajar.
b)El datum de referencia.c) Las unidades de trabajo horizontales y verticales.
d)Los directorios de trabajo.
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Base de datos SIG
Conjunto de datos queestn diseados para actuarcoordinada y lgicamente,
para transformar ypresentar toda lainformacin geogrfica y susatributos con el fin desatisfacer mltiplespropsitos.
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Base de datos con
ArcPad
Es Importante:
-Conocer todos los elementos
geogrficos a levantar, as comosus atributos.
-Definir los tipos de datosespaciales a capturar (puntos,lneas o polgonos), el nombreque llevarn los campos enfuncin a sus atributos y lalongitud de c/u de ellos.
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ID MATERIAL DEPENDENCIA CONDICIONES FECHA FOTO
- 01
- 02
- 03
- 04
- 05
- CONCRETO
- METAL
- MADERA
- OTRO
- GDF
- TELMEX
- CFE
- OTRAS
-BUENAS ( V )
-MALAS (
F )
ID CARCTERISTICAS FOTO
MANZANA
FUENTE
ID CARCTERISTICAS FOTO
ANDADOR
SENDERO
OTRO
Elaboracin de una base de datos para ArcPad.
Postes puntos)
Manzana polgono)
Camino polilnea)
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Salvar el ejercicio como
proyecto de ArcPad (.apm)
Proyecto
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Juno
3B
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Comunicacin Juno a la PC
Para transferir archivos al dispositivo de mano, o para instalar software en
el dispositivo, debe conectar el dispositivo:
la computadora. Si sta ejecuta:
Instale ActiveSync o Windows Mobile Device Center en la computadora de
oficina.
Conecte el colector de mano a un puerto USB en la computadora de
oficina utilizando el cable de datos USB que se entrega.
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SINCRONIZANDO el JUNO SB a la PC
Conectar el Juno a la PC
Aceptar una sociacin como
nvitado
Nota: Para copiar archivos de la PC al Juno y viceversa es necesario utilizar el
Explorador del ActiveSync ya que de lo contrario existe la posibilidad de que los
archivos no sean convertidos
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Transferencia del proyecto al
JUNO.
Configuracin del receptor
GPS.
EJERCICIO 2
Proyecto
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Captura de los tres elementos de un SIG
Av Jurez
A
R
o
m
a
Puntos.
Lneas.
Polgonos.
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PRACTICA 1.- LEVANTAMIENTO DE CAMPO
Captura de informacin con el Juno de Trimble.ACTIVIDADES DE CAMPO
1. Acceder al programa Arc Pad desde el Juno2. Activar el GPS.3. Capturar los siguientes elementos geogrfico:
Postes CaminoManzana
Parque Hundido
A v. I n s u r g e n t e s S u r
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Activacin del GPS
Hacer clic sobre el icono de Satlite.
Emerger una nueva ventana con la opcin
The GPS is not
active. Would you like to active now
?
seleccionaremos
YES
Icono satlite
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GPS Position Window
Una vez activado el GPS hacer clic sobre la flecha y seleccionar la
opcin GPS Position Window
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Dentro de la ventana
GPS
Position
Windows
se podrn visualizar
los satlites (Skyplot) que el equipo capta y/o obtiene seal
satelital.
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Descarga de los archivos
*shp, *shx y *dbf hacia la PC
a travs de Activesync
Visualizacin del
levantamiento en Arc Pad.
EJERCICIO 3
Proyecto
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Manipulacin y visualizacin del levantamiento capturada con el
receptor Juno en ArcView.
1.- Agregar los shapesfiles capturados en campo mediante la herramienta(add)
2.- Mediante las herramientas de ArcView se agregarn las coordenadas de cadauno de los postes capturados en su base de datos.
3.- Abrir la tabla de atributos correspondiente a los postes.4.- Agregar un nuevo campo a la tabla de atributos.5.- Con los siguientes datos:
EJERCICIO 4
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6.- Una vez agregado el campo, acceder a la opcin de CalculateGeometry.
7.- Aceptar el mensaje emergente.8.- En la ventana seleccionar los siguientesopciones:
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9.- Presionar OK, se agregarn las coordenadas de los puntos en elcampo X. (verificar datos)
10.- Para obtener las coordenadas en Y se repetir la mismasecuencia a partir del punto 4 al 9.11.- Slo cambiaremos la letra X por Y en el campo.
Obtener Longitud y rea.
12.- Abrir la tabla de atributos correspondiente al shapefile de polilinea.
13.- Agregar un nuevo campo a la tabla de atributos con los siguientesdatos:
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14.- Una vez agregado el campo, acceder a la opcin de CalculateGeometry.
15.- Aceptar el mensaje emergente.16.- En la ventana seleccionar los siguientes opciones:
17.- Presionar OK se agregar la longitud de cada una de las lneascapturadas en campo. (verificar datos)
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18.- Abrir la tabla de Atributos correspondiente al shapefile poligonal.19.- Agregar dos nuevos campos a la tabla de atributos con los
siguientes datos:
20.- Una vez agregados los campos, acceder a la opcin de CalculateGeometry.21.- Aceptar el mensaje emergente.22.- Presionar OK, se agregar la rea / permetro de cada uno de los
polgonos capturadas en campo. (verificar datos).
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N O T A S
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