NTRIP HERRAMIENTA INDISPENSABLE PARA LA CARTOGRAFIA Y EL CATASTRO NTRIP El nuevo Estandar 3 al 5 de...

NTRIP HERRAMIENTA INDISPENSABLE PARA LA CARTOGRAFIA Y EL

CATASTRO

NTRIP El nuevo Estandar

3 al 5 de Octubre 2007 - Caracas, Venezuela

PDVSACVPIGVSB DIGECAFA MECINCA

Ministerio del Poder Popular para la Ciencia y Tecnología

Mediciones Cientificas e Industriales C.A. MECINCA

Ing. A.Marquez

BSEE Computer Science. Columbia University N.Y.

MSEE Sistemas Digitales UCV


INDICE DE LA INDICE DE LA PRESENTACIONPRESENTACION

Precedentes del NTRIPPrecedentes del NTRIP Formatos de Datos RTK -- El estándar Formatos de Datos RTK -- El estándar

RTCMRTCM Aparición de Internet y la Transmision IPAparición de Internet y la Transmision IP Fundamentos del NTRIPFundamentos del NTRIP El Experimento RTK NTRIPEl Experimento RTK NTRIP Evaluación de resultadosEvaluación de resultados Repaso a las precisiones --- Las Repaso a las precisiones --- Las

necesidades de los Catastrosnecesidades de los Catastros Consideraciones FinalesConsideraciones Finales

Inicio del RTK en VenezuelaInicio del RTK en VenezuelaLos pioneros : Los pioneros : LUZ, Empresas PETROLERAS y sus contratistas.LUZ, Empresas PETROLERAS y sus contratistas.Desarrollo: Desarrollo: LentoLento, sin Red Moderna de Control. No compatibilidad de RTK entre , sin Red Moderna de Control. No compatibilidad de RTK entre

marcas de equipos.marcas de equipos.Debilidades:Debilidades: Multitud de Formatos en la Transmision de RTK:Multitud de Formatos en la Transmision de RTK: Cada marca de receptor, tenia su propio formato RTKCada marca de receptor, tenia su propio formato RTK DBEN....Ashtech, actualmente Magellan ProfessionalDBEN....Ashtech, actualmente Magellan Professional CMR y CMR++ de Trimble Corp. CMR y CMR++ de Trimble Corp. RTCA usado por Novatel, Leica y SokkiaRTCA usado por Novatel, Leica y Sokkia

Conclusión:Conclusión: Una verdadera Torre de Babel Una verdadera Torre de Babel Necesidad de un Necesidad de un EstandarEstandar

Sólo MARAVEN en el Lago de Maracaibo adoptó desde elSólo MARAVEN en el Lago de Maracaibo adoptó desde el principio el formato RTCM SC-104 DGPS, con mensajes 1, 3, y 9 para principio el formato RTCM SC-104 DGPS, con mensajes 1, 3, y 9 para

obtenerobtener precisiones submétricas en buenas condiciones.precisiones submétricas en buenas condiciones.

Limitaciones:Limitaciones: Comunicación por UHF y fue difícil cubrir distancias Comunicación por UHF y fue difícil cubrir distancias mayores a 15 Km, lo cual obligó a la búsqueda de nuevos métodos mayores a 15 Km, lo cual obligó a la búsqueda de nuevos métodos que permitieran cubrir grandes distancias: RASANT, OMNISTAR HP, que permitieran cubrir grandes distancias: RASANT, OMNISTAR HP, etc. etc.

Fundada en 1947 como un grupo asesor, es ahora independiente y Fundada en 1947 como un grupo asesor, es ahora independiente y

soporta el desarrollo de los estándares y regulaciones:soporta el desarrollo de los estándares y regulaciones:

IMO, ITU, IEC, ISOIMO, ITU, IEC, ISO

Soporta varios comités especiales y Grupos de Trabajo:Soporta varios comités especiales y Grupos de Trabajo:

SC-104 “Differential Global Navigation Satellite Systems”SC-104 “Differential Global Navigation Satellite Systems”

Working Group “Internet Protocol” Working Group “Internet Protocol”

Otros comités especiales: SC-109, 101, 110, 112, 117, 119 Otros comités especiales: SC-109, 101, 110, 112, 117, 119

Radio Technical Commissionfor Maritime ServicesComisión Radio Técnica para los Servicios Marítimos


• RTCM 2.0: Correcciones de Pseudo Rango, DGPS

Mensajes Tipo 1, 3, 9, Precisión sub métrica

RTCM 2.1 y 2.2: Datos de Fase Portadora, RTK

Mensajes Tipo 18, 19, 20, 21, Precisión Centimétrica

RTCM 2.3: con GLONASS, RTK ( el actual)

Mensajes tipo 18, 19, 20, 21, Precisión Centimétrica

• Aparece Internet, se crea el Protocolo NTRIP y se

acondiciona un grupo de mensajes adecuado:

RTCM 3.0: Reducción del ancho de banda, RTK

Mensajes Tipo 1004,1005…. Precisión Centimétrica

Se impone el formato RTCM para Correcciones de Código y Fase


Transporte Datos

NTRIPRTCMv3

Una vez establecido el estandar para la corrección, la capa de transporte de Internet conjuntamente con GPRS son las bases para crear el protocolo NTRIP


NTRIP NTRIP N Network TTransportacion deRRTCM en IInternet PProtocolo

- Basado en HTTP - Maneja Metadata

CasterReferencia

Rovers

NTRIP SERVER

NTRIP CASTER NTRIP USER

GNSS Internet Radio / IP-Streaming

CasterDivisorServidor

Estacion de Referencia

NtripSERVER

NtripCASTER

NtripUSER

Celular

Cliente

Los tres segmentos de NTRIP


• Compatible con redes VRS, FKP y MAC

• Disponibilidad de posición al centímetro bajo condiciones específicas:

– Distancia de la Estación (<40km)

– Topología Network (<50 km inter-estación distancia)

GPRS

GPRS vía celular

Estación GPS RTK

CASTER CENTRAL

Centro de Control

RTK network

IP

IP

IP

IP

Base de Datos

Estación GPS RTKProtocol

o NTRIP

Bluetooth

El NTRIP EN FORMA PRACTICA


Septiembre 2004 Ntrip Vers. 1.0 se convierte en el Standard RTCM

Seleccion de dispositivos que trabajan en Ntrip

Escenarios Tipicos de Tiempo Escenarios Tipicos de Tiempo RealReal

Multi Estacion

Red de Estaciones

Estaciones Virtuales

Nuestro Experimento RTK Nuestro Experimento RTK NTRIPNTRIP

Proposito del experimento:Proposito del experimento: Demostrar la fiabilidad Demostrar la fiabilidad del RTK-NTRIP dentro del marco de especificaciones del RTK-NTRIP dentro del marco de especificaciones exigidas para el CATASTRO Rural y Urbano. exigidas para el CATASTRO Rural y Urbano.

Equipos utilizados:Equipos utilizados: --Estacion Permanente SOKKIA de Doble frecuencia, --Estacion Permanente SOKKIA de Doble frecuencia,

con generacion de RTK-NTRIP, instalada en MECINCA-con generacion de RTK-NTRIP, instalada en MECINCA-Chacao Chacao

-- Receptor ROVER Z-MAX de Magellan Professional-- Receptor ROVER Z-MAX de Magellan Professional -- Programa NTRIP-Server, corriendo sobre Sony-VAIO-- Programa NTRIP-Server, corriendo sobre Sony-VAIO -- Receptor milimetrico de una sola frecuencia Promark -- Receptor milimetrico de una sola frecuencia Promark

33 -- Celular MOVISTAR con GPRS conectado a un puerto -- Celular MOVISTAR con GPRS conectado a un puerto

USB de la VAIOUSB de la VAIO -- Programa de pos proceso GNSS version 2.50 de -- Programa de pos proceso GNSS version 2.50 de

Magellan ProfessionalMagellan Professional -- Un Machito TOYOTA, y mi perro guardian GALILEO -- Un Machito TOYOTA, y mi perro guardian GALILEO

Ruta del experimento RTK-NTRIPRuta del experimento RTK-NTRIPRuta Levantada: Desde Chacao, subiendo por la Castellana hasta la Cota Mil, parando en el punto REGVEN Terraza 2, continuando hasta Guarenas, Guatire, terminando después del Tunel, con regreso por la misma via hasta el distribuidor la Carlota para experimentar en el Punto REGVEN Carlota.Modalidad de Medición: Muestreo de puntos en Estatico y RTK sobre el mismo lugar. Levantamiento en RTK dinamico en toda la via.

Se cubrieron distancias hasta de 40 Km.


ProcedimientosProcedimientos Se detuvo el vehiculo, se espero a su Se detuvo el vehiculo, se espero a su

estabilizaciòn ( 1 minuto) y se procedió:estabilizaciòn ( 1 minuto) y se procedió:

a) Observación Estática hasta que el a) Observación Estática hasta que el indicador del Z-Max mostrara indicador del Z-Max mostrara ambigüedad resuelta para esa distancia.ambigüedad resuelta para esa distancia.

b) Observacion RTK-NTRIP en el mismo b) Observacion RTK-NTRIP en el mismo lugar.lugar.

c) Parada del Z-MAX sobre tripode en c) Parada del Z-MAX sobre tripode en puntos conocidos en la misma forma a) y puntos conocidos en la misma forma a) y b) b)


Proceso de los resultadosProceso de los resultados

Se descargaron lo datos Estáticos y se Se descargaron lo datos Estáticos y se procesaron con GNSS Solutions, software procesaron con GNSS Solutions, software de calidad geodesica. A continuación se de calidad geodesica. A continuación se descargaron del Z-MAX las observaciones descargaron del Z-MAX las observaciones RTK-NTRIP y se separaron las que se RTK-NTRIP y se separaron las que se realizaron conjuntamente con la realizaron conjuntamente con la modalidad Estática.modalidad Estática.

El Software GNSS Solutions permite mezclar coordenadas El Software GNSS Solutions permite mezclar coordenadas estáticas y RTK, sin ningún problema, incluso permite estáticas y RTK, sin ningún problema, incluso permite importar valores de coordenadas de referencia o de puntos importar valores de coordenadas de referencia o de puntos fijos.fijos.


Comparacion entre Posproceso y RTK-Comparacion entre Posproceso y RTK-NTRIPNTRIP

Observacion RTK-NTRIP Chacao-Guatire

00.005

0.010.015

0.020.025

0.030.035

0.04

1 3 5 10 20 30 40

Distancia desde la BASE en Km.

Pre

cis

ion

m

m

1 0.005 0.003

3 0.007 0.005

5 0.01 0.006

10 0.015 0.01

20 0.027 0.015

30 0.035 0.018

40 0.038 0.02

Km. Err RTK Err Estatico

Distancia entre la Base y el Rover y errores:


Muestra de soluciones Muestra de soluciones

660 7/11 21:58:03 35323.921 0.119 X 32284.578 0.056660 7/11 21:58:03 35323.921 0.119 X 32284.578 0.056 Y 13750.255 0.067Y 13750.255 0.067 Z -4051.651 0.082Z -4051.651 0.082661 7/11 21:58:04 35323.919 0.119 X 32284.571 0.056661 7/11 21:58:04 35323.919 0.119 X 32284.571 0.056 Y 13750.264 0.067Y 13750.264 0.067 Z -4051.654 0.082Z -4051.654 0.082662 7/11 21:58:05 35323.918 0.119 X 32284.572 0.056662 7/11 21:58:05 35323.918 0.119 X 32284.572 0.056 Y 3750.262 0.067 Y 3750.262 0.067 Z -4051.654 0.082Z -4051.654 0.082

Nr Fecha/Hora Distancia Edist Cartesianas Error

El vehiculo parado a más de 35 Km de la Base usando el Caster de FrankfurtLatencia 3 a 4 seg.


Consideraciones en el Tiempo de LATENCIA

Precisiones típicas a 20 Km de la BASE experimento de Zuchs

Discusión de los resultados y su Discusión de los resultados y su íntegración a las Leyes de Catastro de íntegración a las Leyes de Catastro de la Republica Bolivariana de Venezuelala Republica Bolivariana de Venezuela

Precisiones requeridas para Redes Geodésicas Precisiones requeridas para Redes Geodésicas Municipales:Municipales:

++- 10 cm vinculado a REGVEN- 10 cm vinculado a REGVEN Precisiones requeridas en el Catastro Rural:Precisiones requeridas en el Catastro Rural: ++- 50 cm vinculado a REGVEN- 50 cm vinculado a REGVEN Las precisiones con RTK-NTRIP, hasta 40 km de distancia Las precisiones con RTK-NTRIP, hasta 40 km de distancia

de la BASE siempre estuvieron por debajo de de la BASE siempre estuvieron por debajo de ++- 5 cm, lo - 5 cm, lo que indica que cualquier gran ciudad de Venezuela con que indica que cualquier gran ciudad de Venezuela con una Estación Permanente dotada de NTRIP, y telefonía una Estación Permanente dotada de NTRIP, y telefonía celular, puede disfrutar de los servicios de CATASTRO celular, puede disfrutar de los servicios de CATASTRO Urbano y Rural utilizando RTK-NTRIP, Urbano y Rural utilizando RTK-NTRIP, con un solo con un solo Receptor GPSReceptor GPS apto para este trabajo, y en esta forma se apto para este trabajo, y en esta forma se puede habilitar una cuadrilla para labores de Catastro. puede habilitar una cuadrilla para labores de Catastro.

Sin NTRIP +- 4m

Con NTRIP +- 1m

Usando DGPS en Navegadores económicos:

Usando Equipos DGPS de calidad, se obtienen precisiones de 0.3 m hasta 100 km y más de la base.

Aplicaciones en GIS y Catastro de Aplicaciones en GIS y Catastro de Bienes y ServiciosBienes y Servicios

Las soluciones de SIG bien sea para Las soluciones de SIG bien sea para anteproyectos, o en el inventario de bienes y anteproyectos, o en el inventario de bienes y servicios de orden Submetrico, se obtienen con servicios de orden Submetrico, se obtienen con solo encender el receptor y aplicar la señal solo encender el receptor y aplicar la señal correctiva DGPS por código, es decir la solución correctiva DGPS por código, es decir la solución submétrica es instantánea donde se puedan submétrica es instantánea donde se puedan recibir los satélites.recibir los satélites.

Las pruebas realizadas con Promark3, arrojaron Las pruebas realizadas con Promark3, arrojaron soluciones típicas de 0.7 m con solo encender el soluciones típicas de 0.7 m con solo encender el receptor y recibir mas de cuatro satélites con la receptor y recibir mas de cuatro satélites con la señal Ntrip. Con este receptor, a menos de 8 km. señal Ntrip. Con este receptor, a menos de 8 km. de la base se obtuvieron soluciones centimétricas de la base se obtuvieron soluciones centimétricas en RTK. en RTK.


Aplicaciones en Ingenieria Civil Aplicaciones en Ingenieria Civil Replanteo de Propiedades y Replanteo de Propiedades y

Construcción.Construcción. RTK-NTRIP trabaja también con Coordenadas RTK-NTRIP trabaja también con Coordenadas

Relativas y control de escala unitario, lo que Relativas y control de escala unitario, lo que posibilita que RTK-NTRIP sea la herramienta de posibilita que RTK-NTRIP sea la herramienta de control perfecta para las obras civiles, con sus control perfecta para las obras civiles, con sus Coordenadas Locales Planas para evitar Coordenadas Locales Planas para evitar distorsion planimétrica. distorsion planimétrica.

Carga modelo geoidal local, lo que nos garantiza Carga modelo geoidal local, lo que nos garantiza una cota con precision centimetrica. una cota con precision centimetrica.

RTCM 3.0 enviará coeficientes polinomicos de la RTCM 3.0 enviará coeficientes polinomicos de la superficie vertical de referencia, para calcular la superficie vertical de referencia, para calcular la cota de forma exacta y precisa. cota de forma exacta y precisa.


Aspectos Economicos y prácticos del RTK NTRIP comparado a un sistema clásico RTK con enlace UHF

• Las GSM con poca cobertura, por ahora….

• Cargos por celular todavía relativamente altos.

• Multitud de operadores, sin intercambio.

SIN EMBARGO

• Debido al alto desarrollo de nuestra economía, y a la creación de redes ferrocarrileras y proyectos endógenos en nuevas áreas:

La masificación y extensión de nuevas redes GSM GPRS, se hace notoria que ocurrirá en toda Venezuela.

ALGUNAS DEBILIDADES DE LAS REDES CELULARES en VENEZUELA

África

Asia

Todo el mundo

Europa

América

Oceanía

58% (87%)

34% (31%)

29% (46%)

23% (45%)

21% (48%) (Prepago)

26% (62%)

Crecimiento anual de usuarios de celular

Fuente: ITU Statistics, 1999 – 2004

Receptores de Doble Frecuencia

2005

Pos-Proceso

0

2006 2007 2008

Perspectivas

Real-TimeReal-Time

?

50.000

?

Tiempo Real


Relación de pos proceso / Tiempo Real en el centro de Relación de pos proceso / Tiempo Real en el centro de

EuropaEuropa

Fuentes de Ntrip en Europe

Recomendaciones para el futuro del NTRIP

Establecer nuevas Estaciones de Referencia con capacidad comunicacional en lo que sea posible • Actualizar las nuevas estaciones a Tiempo Real• Soportar formatos comunes a los usuarios• Generar flujos de datos de alta velocidad• Conectar las Estaciones con el CASTER Ntrip mas cercano• Monitorear la calidad de las estaciones y su contenido• Asistir al usuario con servicios de Tiempo Real• Participar en el intercambio global de Estaciones de Referencia


El envío de correcciones Diferenciales sobre INTERNET y teléfonos celulares es completamente factible

No hay perdida significante de rendimiento, cuando se compara con los métodos clásicos de comunicación ( UHF)

Crea ventajas para los usuarios y también para los proveedores de servicios de telefonía celular

Incentiva el desarrollo de otros productos: software, hardware

Promete grandes cambios en los SIG y en los sistemas de CATASTRO

Todos los usuarios disfrutan de la misma plataforma y Sistema Nacional de Coordenadas.

Conclusiones FinalesConclusiones Finales


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