SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (gps) Y DATUM

SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (gps) Y DATUM

SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS)Para llevar a cabo levantamientos de alta precisin geodsico-topogrficos es necesario utilizar equipos de medicin de la tecnologa ms avanzada, tales como el GPS (Sistema de Posicionamiento Global), con l es posible determinar las coordenadas que permiten ubicar puntos sobre la superficie de la Tierra.

El GPS es un sistema de posicionamiento por satlites desarrollado por el Departamento de la Defensa de los E.U., diseado para apoyar los requerimientos de navegacin y posicionamiento precisos con fines militares. En la actualidad es una herramienta importante para aplicaciones de navegacin, posicionamientos de puntos en tierra, mar y aire.

El GPS est integrado por tres segmentos o componentes de un sistema, que a continuacin se describen:a) Segmento espacial El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es una constelacin de satlites de navegacin que orbitan la Tierra a una altitud de cerca de 12.000 millas (20.000 kilmetros). A esta altitud, los satlites completan dos rbitas en un poco menos de un da. Aunque originalmente diseado por el Departamento de Defensa de EE.UU. para aplicaciones militares, su gobierno federal hizo el sistema disponible para usos civiles y levant las medidas de seguridad diseadas para restringir la precisin hasta 10 metros.

La constelacin ptima consiste en 21 satlites operativos con 3 de "repuesto". A partir de julio de 2006, haba 29 satlites operacionales de la constelacin.

Seales GPS

Los satlites del GPS transmiten dos seales de radio de baja potencia, llamadas "L1" y "L2". Cada seal GPS contiene tres componentes de informacin: un cdigo pseudoaleatorio, los datos de efemrides de satlite y datos de almanaque. El cdigo pseudoaleatorio identifica al satlite que transmite su seal. Los datos de efemrides de satlite proporcionan informacin sobre la ubicacin del satlite en cualquier momento. El almanaque contiene informacin sobre el estado del satlite y la fecha y hora actuales. Para cada satlite, el tiempo es controlado por los relojes atmicos a bordo que son cruciales para conocer su posicin exacta.

Determinacin de Posiciones del GPS

Las posiciones se obtienen mediante la determinacin de las distancias a los satlites visibles. Este proceso se conoce como "trilateracin". El momento de la transmisin de la seal en el satlite se compara con el momento de la recepcin en el receptor. La diferencia de estos dos tiempos nos dice cunto tiempo tom para que la seal viajara desde el satlite al receptor. Si se multiplica el tiempo de viaje por la velocidad de la luz, podemos obtener el rango, o de distancia, con el satlite. La repeticin del proceso desde tres satlites permite determinar una posicin de dos dimensiones en la Tierra (es decir, la longitud y latitud). Un cuarto satlite es necesario para determinar la tercera dimensin, es decir la altura. Cuantos ms satlites son visibles, ms precisa es la posicin del punto a determinar. Las rbitas de los satlites GPS estn inclinadas respecto al ecuador de la Tierra en alrededor de 55. La distribucin espacial de la constelacin de satlites permite al usuario disponer de 5 a 8 satlites visibles en cualquier momento. El sistema est diseado para asegurar que al menos cuatro satlites estarn visibles con una recepcin configurada de la seal de 15 sobre el horizonte en un momento dado, en cualquier parte del mundo.

Aunque el GPS puede dar posiciones muy precisas, an hay fuentes de error. Estos incluyen los errores del reloj, los retrasos atmosfricos, sin saber exactamente dnde estn los satlites en sus rbitas, las seales que se refleja de los objetos en la superficie de la Tierra, e incluso la degradacin intencionada de la seal del satlite.

Satlite GPS de constelacin NAVSTARb) Segmento de controlEs una serie de estaciones de rastreo, distribuidas en la superficie terrestre que continuamente monitorea a cada satlite analizando las seales emitidas por estos y a su vez, actualiza los datos de los elementos y mensajes de navegacin, as como las correcciones de reloj de los satlites.

Las estaciones se ubican estratgicamente cercanas al plano ecuatorial y en todas se cuenta con receptores con relojes de muy alta precisin.

Posicin de las estaciones de seguimiento y la estacin principal de control

c) Segmento usuarioLo integran los receptores GPS que registran la seal emitida por los satlites para el clculo de su posicin tomando como base la velocidad de la luz y el tiempo de viaje de la seal, as se obtienen las pseudodistancias entre cada satlite y el receptor en un tiempo determinado, observando al menos cuatro satlites en tiempo comn; el receptor calcula las coordenadas X, Y, Z y el tiempo.

DATUMPara poder definir un DATUM primero debemos conocer los conceptos de geoide y elipsoide.ELIPSOIDE DE REVOLUCION: Es la figura generada por la rotacin alrededor del eje menor de la tierra (P, P). Esta se aproxima ms a la forma de la tierra porque es achatada en los polos y abultada cerca del ecuador (plano ecuatorial EA EA. El elipse gira sobre su eje menor P, P.Cada pas ha escogido un elipsoide de referencia. Es decir como la figura de dimensiones y orientacin fija con respecto a la tierra y cuya superficie puede ser empleada como superficie de referencia para sus trabajos topogrficos.

GEOIDE: Es una figura cuya forma es la de la superficie equipotencial. Es decir en donde la gravedad terrestre es la misma en cada uno de los puntos que la forman y esta gravedad es perpendicular al geoide. Esta superficie es ms lisa que la superficie de la tierra pero presenta irregularidades a diferencia del elipsoide como podemos observar en el grfico.Entonces las caractersticas ms importantes del geoide son: Gravedad terrestre es la misma en cualquier punto. La direccin de la gravedad es perpendicular al geoide.

1. Datum de geodesia clsicaSon puntos de coincidencia del geoide con el elipsoide.

Existen dos tipos de Datum:a) Datum horizontales locales: Cuando los puntos son ms tangentes posibles a una determinada regin o continente. Se toman para una parte muy pequea de la superficie de la Tierra.

b) Datum verticales: Cuando los puntos son lo ms tangente posible al nivel medio del mar.

Para pasar de una referencia a otra es necesario usar como origen un punto de coincidencia del elipsoide con el geoide Datum horizontal. De acuerdo al Datum que se adopte implica la adopcin de un determinado elipsoide de referencia que ms convenga al territorio del pas.

2. Datum de geodesia satelitalesEstn definidos mediante las orbitas de los satlites, se basan en las coordenadas.Los Datums satelitales son geocntricos y se les llama los elipsoides GPS:

Word Geodetic System 1960 (WGS60)Word Geodetic System 1966 (WGS66)Word Geodetic System 1973 (WGS73)Word Geodetic System 1984 (WGS84)Llamado tambin Elipsoide GPSActualmente el Datum con el cual trabaja el Per en las cartas nacionales 1/100.000 es el WGS84.

Recursos: Instituto Nacional de Estadstica y Geografa de Mxico (INEDI) Manual de ArcGIS Basico 10- Universidad Nacional Agraria de la Selva.Facultad de ingenieria ambiental y sanitaria -unica5