Sistema de Posicionamiento Global GPS

Sistema de Posicionamiento Global GPSTopografa IMara Jos Rivas DvilaC.I: 20.199.925

ContenidoConceptoHistoriaDescripcin del SistemaFundamentosFuentes del ErrorSistema de Posicionamiento Global GPSConceptoEs un sistema de radionavegacin basado en la emisin de seales desde una constelacin artificial de 24 satlites orbitando alrededor de la tierra. Esta constelacin recibe el nombre de NAVSTAR (Navigation satellite timing and ranging)

El sistema GPS fue desarrollado por el departamento de defensa de los estados unidos con fines militares en 1978.

Sistema NAVSTARActualmente este sistema consta de 24 satlites artificiales (21 regulares mas 3 de respaldo) y sus respectivas estaciones en tierra.

Sistema de Posicionamiento Global GPSConceptoEn el campo de la ingeniera civil el GPS se ha convertido en una herramienta indispensable para la determinacin de posiciones y realizacin de levantamientos topogrficos con rapidez y precisin.Actualmente la tecnologa permite manejar los datos obtenidos por medio de GPS con programas de aplicacin de las ramas de ingeniera y geodesia.Sistema de Posicionamiento Global GPSHistoriaEn 1957, la Unin Sovitica lanz al espacio Sputnik I, que era monitorizado mediante la observacin del efecto Doppler.

La armada estadounidense rpidamente aplic esta tecnologa para proveer a los sistemas de navegacin de sus flotas. As surgi el sistema TRANSIT, que qued operativo en 1964 y hacia 1967 estuvo disponible adems para uso comercial.

Sistema de Posicionamiento Global GPSHistoriaLas actualizaciones de posicin en ese entonces se encontraban disponibles cada 40 minutos y el observador deba permanecer casi esttico para poder obtener informacin adecuada.Posteriormente en esa misma dcada y gracias al desarrollo de los relojes atmicos se diseo una constelacin de satlites portando cada uno de ellos uno de estos relojes y estando todos sincronizados con base en una referencia de tiempo determinado.

Sistema de Posicionamiento Global GPSHistoriaEn 1973 se combinaron los programas de la Armada y el de la Fuerza Area de los Estados Unidos (consiste en una tcnica de transmisin codificada que provea datos precisos usando una seal modulada con un cdigo de PRN (Pseudo-Random Noise: ruido pseudo-aleatorio), en lo que se conoci como Navegation Technology Program (programa de tecnologa de navegacin), posteriormente renombrado como NAVSTAR GPS.Entre 1978 y 1985 se desarrollaron y lanzaron once satlites prototipo NAVSTAR, a los que siguieron otras generaciones de satlites hasta completar la de 1993 operando hasta abril de 1995. Sistema de Posicionamiento Global GPSDescripcin del sistemaEl sistema GPS calcula con gran precisin y en tiempo real los siguientes parmetros:Sistema de Posicionamiento Global GPSEl sistema GPS ofrece dos sistemas de posicionamientoDescripcin del sistemaSistema de Posicionamiento Global GPSFundamentosLos fundamentos involucrados en las mediciones con GPSSistema de Posicionamiento Global GPSFundamentosSupongamos que un receptor en la tierra capta la seal de un primer satlite determinando la distancia entre ambos. Esto solamente nos indica que el receptor puede estar ubicado en un punto cualquiera.

Sistema de Posicionamiento Global GPSFundamentos

Circulo resultante de la interseccin de dos esferasSistema de Posicionamiento Global GPSFundamentos

Uno de estos dos puntos puede ser descartado por ser una respuesta incorrecta, bien sea por estar fuera de espacio o por moverse a una velocidad muy elevada.Sistema de Posicionamiento Global GPSFundamentos

Sistema de Posicionamiento Global GPSFundamentosD = v.tSiendo: D= distancia en kilmetros desde el satlite al punto.V= Velocidad de la seal de radio, aproximadamente la velocidad de la luz.T= Tiempo de viaje de la seal en segundos.

Sistema de Posicionamiento Global GPSFundamentosEl tiempo promedio que una seal tarda en viajar de un satlite orbitando a 20.200 km a la tierra es de 0.067seg.

Sistema de Posicionamiento Global GPSFundamentosSistema de Posicionamiento Global GPSFundamentosErrores de Reloj: Aunque sumamente precisos, los relojes atmicos pueden presentar variaciones debido a la deriva propia del instrumento y a la accin de los efectos que originan iun diferencial del tiempo entre el sistema de satlite y del sistema de GPS.Errores de configuracin geomtrica: El efecto de la geometra en la ubicacin de los satlites utilizados en la determinacin de un posicionamiento queda expresado por los parmetros.Sistema de Posicionamiento Global GPSFuentes del errorEl error por ruta mltiple (multi path).

Seal BloqueadaSistema de Posicionamiento Global GPSFuentes del error

Datos para correccinEstacin base o de referenciaRecibidor diferencialEl RuidoCentro de fase de la antenaErrores del reloj osciladorError de disponibilidad selectiva (Correccin diferencial)Sistema de Posicionamiento Global GPSFuentes del errorEl error de disponibilidad selectiva (S/A), es una degradacin de la seal del satlite causada en forma intencional por el departamento de defensa de los estados unidos.

El error de disponibilidad selectiva se corrige mediante la tcnica de la Correccin Diferencial en la cual se usa un receptor en una estacin base cuya posicin sea conocida con precisin y un receptor en el punto que se desea ubicar, recolectando datos simultneamente,