Exposicion Gps

No Slide TitleGENERALIDADES
Es un sistema de radio navegación que cubre todo el planeta, conformado por 24 satélites artificiales distribuidos en 6 orbitas y 4 satélites por orbita.
Creado y desarrollado por el Ministerio de Defensa y la Marina de Guerra de los EE.UU.
Con el objeto de determinar la posición de un punto en cualquier lugar del Globo Terrestre.
Sistema concebido con fines bélicos.
Cobertura Mundial las 24 Hrs. en cualquier condición atmosférica.
GPS Manejo y Aplicación
Usado en muchas aplicaciones
Es una nueva tecnología que permite el Posicionamiento y ubicación de puntos en el terreno de manera rápida y precisa, siendo muy amplia e importante su aplicación en las diferentes áreas de trabajo, especialmente en MINERIA.
Importancia
DEFINICIONES GENERALES
FORMA DE LA TIERRA.- La forma de la tierra es un geoide, es decir no tiene una representación matemática.
ELIPSOIDE DE REVOLUCION.- Es una figura geométrica que tiene una representación matemática, que mas se aproxima a la forma de la tierra.
a2
b2
b
a
DATUM DE GEODESIA CLASICA
DATUM es un punto de intersección entre el geoide y el elipsoide de revolución.
Estos puntos se denominan DATUM locales, donde los puntos son los mas tangentes a una determinada región o continente.
Cada punto del DATUM es el centro del elipsoide, actualmente existen mas de 100 DATUM locales a nivel mundial.
DATUM GEODESICOS SATELITALES
Los DATUM satelitales están definidos mediante las orbitas de los satélites, los DATUM satelitales son geocéntricos donde el centro del elipsoide es el centro de la tierra, existen elipsoides geocéntricos.
WGS 60
WGS 66
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Como saber donde se encuentra un satelite en el espacio
Retrasos ionosféricos y atmosféricos.
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3
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Calculando la distancia desde el Satélite a algún punto de la Tierra, construimos una esfera y determinamos que nos podemos encontrar en una determinada franja de lugares de nuestro planeta.
Medición de distancia con un satélite
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La segunda medición nos da la intersección de las dos esferas.
Por lo tanto se reduce aún más el lugar en el cual nos podemos encontrar, ya que solo puede ser en la intersección de estas dos esferas.
Medición de distancia con dos satélites
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La intersección de 3 esferas nos dan 2 puntos
Uno de los puntos no se encuentra cerca de la tierra.
En conclusión 3 mediciones son suficientes si rechazamos las soluciones absurdas.
Medición de distancias con tres satélites
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Una cuarta medida eliminará cualquier error de medición y nos determinará una posición exacta.
Medición de distancias con cuatro satélites
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Precise Positioning is a general category that includes construction and mining applications requiring fast update rate, low latency (real-time), and centimeter accuracy.
These applications include: pile driving, grading, shovel and loader guidance, vehicle tracking and reporting, etc...
PRINCIPIO BASICO DEL GPS
El principio básico que sustenta al GPS es la utilización de satélites como puntos de referencia precisa para triangular nuestra posición en algún lugar de la Tierra.
La posición se calcula a partir de la medición de las distancias a los satélites.
Matemáticamente necesitamos cuatro mediciones para determinar la posición exacta.
Tres mediciones son suficientes sí rechazamos las soluciones absurdas.
Por razones técnicas que se comentan más adelante, se necesita otra medición.
Resumen:
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Vieja Ecuación para hallar la Distancia
Velocidad de la Luz = 186,000 Millas/Segundo
Velocidad de la Luz = 300,000 Km/Segundo
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Sincronizando los satélites y receptores para que ellos esten generando el mismo código en el mismo momento
En el gráfico se observa el código entrante del satélite y vemos cuánto tiempo hace que nuestro receptor generó el mismo código
Como sabemos cuando la señal ha partido del Satélite
la diferencia de tiempo , nos dará el tiempo que tarda la señal en llegar a nosotros.
Del satélite
Del Receptor
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Conjunto de códigos digitales muy complejos.
Su aspecto es el de una larga serie de pulsos aleatorios.
Pero estos pulsos no son realmente aleatorios.
La distancia a un satélite se determina midiendo cuanto tarda una señal de radio en llegar a nosotros desde un satélite.
Se supone que tanto el satélite como nuestro receptor están generando el mismo código pseudoaleatorio al mismo tiempo.
Sabemos cuánto tarda la señal del satélite en llegar hasta nosotros comparando lo que este código pseudoaleatorio se retrasa respecto al nuestro.
Resumen:
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El sistema depende de los relojes muy exactos.
Los satélites tienen cuatro relojes atómicos
los cuales son exactos pero caros.
Los relojes atómicos no funcionan con energía atómica, sino que emplea las oscilaciones de un átomo particular denominado metrónomo.
Los receptores móviles apenas necesitan los relojes consistentes.
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Si nosotros estamos mirando las diapositivas anteriores en 3d entonces nosotros necesitamos:
4 satélites para 3d posición (el X, Y, Z, tiempo)
3 satélites para 2d posición (el X, Y, tiempo)
el usuario debe ingresar en el valor de la Z
Se necesitan 4 satélites para mediciones 3D
La necesidad de cuatro mediciones afecta el diseño de los receptores
Si se desean mediciones continuas de la posición en tiempo real se necesitará un receptor con por lo menos cuatro canales.
Los receptores con un solo canal son los más económicos, pero desafortunadamente este tipo de receptor no realizan un buen trabajo midiendo la velocidad, y también cuando los satélites transmiten mensajes de datos tardan aprox. 30 seg. por lo que se debe interrumpir la navegación.
Los receptores más recomendables son los receptores con tres canales, ya que mientras un canal ejecuta los cálculos de medida de tiempo, los otros dos establecen enlace de radio con el satélite próximo a ser medido.
Una sincronización exacta es la clave para la medición de la distancia a los satélites.
Los satélites son precisos porque llevan a bordo relojes atómicos.
Los relojes de los receptores no tienen que ser perfectos porque un recurso trigonométrico permite cancelar los errores de los relojes de los receptores.
Este recurso consiste en efectuar la medición de distancia a un cuarto satélite.
La necesidad de cuatro mediciones afecta el diseño de los receptores.
Resumen:
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Receptor GPS
Estacion Monitoreo
Diego Garcia
Ascension Island
GPS Control
Colorado Springs
Ephemeris
The position information broadcast from the satellite is referred to as the ephemeris.
The ephemeris contains precise information about the satellite’s orbit. Each satellite has an ephemeris.
Los Satélites se controlan constantemente.
Para calcular nuestra posición, no solo necesitaremos la distancia, también necesitaremos saber dónde están los satélites en el espacio.
Los satélites GPS están tan altos que las órbitas de los mismos son muy predecibles.
El Ministerio de Defensa mide constantemente las pequeñas variaciones en las órbitas y dichos datos se retransmiten a partir de los mismos satélites.
Resumen:
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Correcciones Diferenciales
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Atmospheric conditions can affect the accuracy of positions. GPS does not operate in a vacuum. When the signal travels through any real medium, like air or water, it slows down.
The GPS signals are affected by the ionosphere - a band of charged particles. Signals bounce around when traveling through charged particles. As the signal bounces, the amount of time it takes to reach the earth becomes longer. This can alter the calculated position. Ionospheric error is the greatest during the heat of the day.
The GPS receiver takes these delays into account before it calculates a position.
Our weather occurs in the troposphere. The tropospheric effects are only significant if the rover and base are greater than 300 miles apart.
Yes, GPS works in the rain.
Las Fuentes de Error
La lluvia no afecta a la señal GPS.
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El Multipath o Error por Trayectoria Múltiple
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G D O P
Se refiere al hecho de que las mediciones pueden ser mejores o peores según el satélite que se utiliza para efectuar una medición de la posición.
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Precisión del GPS
La precisión del GPS se determina por la suma de varias fuentes de error.
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La ionosfera y la atmósfera terrestre causa retrasos en la señal GPS que se traducen en errores de la posición.
Algunos de estos errores se pueden reducir mediante las matemáticas y los modelos.
Otras fuentes de error son los relojes de los satélites, los receptores y la recepción con trayectoria múltiple.
Algunas configuraciones de los satélites en el espacio pueden magnificar los demás errores del sistema.
Resumen:
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Componentes
El Segmento de Control, que es el Departamento de Defensa de EE.UU. El cual lo opera y controla.
El Segmento Espacial, son la constelación de satélites que emiten señales.
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Diseño de receptor GPS
Método de posicionamiento
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Replanteo de torres de alta tensión.
Establecimiento de Redes Geodésicas.
Operaciones Periciales, etc
Servicios con GPS
Error humano
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Pictures of a number of the products that will be covered in the presentation.
Trimble’s range of GPS Pathfinder mapping systems for GPS mapping and data capture, suit a wide variety of GIS applications and budgets. The GPS Pathfinder systems enable you to effectively and easily collect data and create maps. They are complete solutions, each including:
GPS receiver
Office software for planning, postprocessing and exporting
Note - This slide should be tailored to show only the products that are important to the customer at your talk.
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It is important to note that Trimble makes many types of GPS receivers, and this presentation will discuss applications that have a need for centimeter level accuracy. Some of the applications shown will have obvious crossover to the “mapping” product line, and these should be pointed out.
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Surveyors, geologists, mine workers, landfill coordinators, engineers, and many other mapping professionals require information about planimetric and topographic features on the ground. With GPS, data capture of this type is tremendously more efficient and productive. The Kinematic methods, either post processed or real time, are typically the best way to collect such data with GPS.
With TRIMMAP mapping software, data that is collected and tagged with a “feature code” can be included in an automated map. Just collect and code the data in the field, and the features will be drawn automatically. The user can make a plot of this map or export it to his/her favorite CAD package*. Contours can be created by the use of TRIMCONTOUR.
* via DXF conversion
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Su aparición ha causado el crecimiento explosivo de una diversidad de adaptaciones comerciales, para muchas empresas que elaboran productos y servicios especiales.
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The following slides describe each type of GPS Survey, with respect to the hardware configuration of the user. Advantages and disadvantages of each type are shown. These slides can be used to determine what type of system configuration the user might need based on specific applications.
The following methods/configurations are shown:
STATIC, L1 ONLY
REAL TIME KINEMATIC, L1 ONLY
REAL TIME KINEMATIC, L1/L2 (W/OTF)
Notes pages are not provided for the rest of this presentation.
GPS es una herramienta de medición
Las alturas GPS deberán ser modeladas para obtener precisión de Alturas Ortonométricas
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