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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA

CATEDRA : TOPOGRAFIA I

ALUMNOS: • Barrios G. Laura R. V-22986627. • Rondón B. Franklin E. V-21367279.

PROF. DELGADO EUGENIA

Concepto

Historia

Descripción del sistema

Señal del GPS

Fundamentos

Fuentes de Error

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CONCEPTO:

El Sistema de Posicionamiento Global o

GPS, aunque su nombre correcto es NAVSTAR-GPS1, es

un sistema global de navegación por satélite que permite

determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una

nave. Podemos alcanzar una precisión hasta de Centímetros.

El GPS funciona mediante una red de 24 satélites (21 operativos y 3 de respaldo) en órbita a 20.200 km sobre el globo terráqueo, con trayectorias sincronizadas para

cubrir toda la superficie de la Tierra.

HISTORIA

1957

Todo comenzó cuando la Unión Soviética lanzó el satélite Sputnik

I. Era monitorizado por Efecto Doppler de la señal que

transmitía.

Se comenzó a pensar que, de igual modo,

la posición de un observador podría ser

establecida.

1960-1970 La Fuerza Armada EEUU. aplico

esta tecnología y así surgió el sistema TRANSIT.

se diseñó una constelación de satélites, portando cada

uno de ellos un reloj anatómico.

1974

La Fuerza Aérea de los EEUU. Desarrollo un proyecto el cual

consiste en una técnica de señal modulada, la cual provee datos

mas precisos.

Los proyectos de la fuerza Armada y la Aérea, en

conjunto dieron al desarrollo del sistema

NAVSTAR.

1999 actualidad

EEUU ofreció el servicio para apoyar las necesidades de la

Organización de Aviación Civil Internacional.

Actualmente utilizado por los civiles, de manera

comercial, pero se mantiene el carácter militar.

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Componente Espacial

El componente espacial está

constituido por una constelación de 24 satélites en órbita

terrestre aproximadamente a

20200 km, distribuidos en 6 planos orbitales.

Componente de control

Esta constituido por 5 estaciones de rastreo distribuidas a lo largo

del globo y una estación de control

principal. Este componente rastrea los satélites, actualiza sus posiciones orbitales y calibra y sincroniza sus

relojes.

Componente del usuario

Incluye todos aquellos que usan

receptores para recibir y convertir la señal GPS en posición, velocidad y tiempo. Incluye además

todos los elementos necesarios en este

proceso, como las antenas y el

software de procesamiento.

DESCRIPCION DEL SISTEMA

SEÑAL DEL GPS SENAL DEL

GPS

Ondas portadoras

LI:

frecuencia de 1575.42 MHz

L2:

una frecuencia de 1277.60 MHz

Códigos Seudo-Aleatorios

código "C/A" (Coarse

Acquisition) modula la onda

L1

Se repite cada 1023 bits y

modula en un ratio de 1 Mhz

Es la base para lo civiles

Código "P" (Preciso) modula la onda L1 Y L2

a un ratio de 10 MHz

Uso militar

Estado de la Señal

señal de baja frecuencia

añadida a L1

Información sobre las orbitas

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FUNDAMENTOS:

• TRILATERACIÓN SATELITAL

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• MEDICION DE DISTACIA ENTRE LOS SATELITES

3 • PRECISION EN LA MEDIDA DEL TIEMPO

4 • POSICIONAMIENTO DEL SATELITE

Fundamentos

Luego a un segundo satélite

Se calcula la distancia entre un

satélite

A un tercer satélite

cuarta medición para encontrar las incógnitas x,y,z y tiempo

1. TRILATERACION SATELITAL

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Fundamentos 2. Medición de distancia entre los satélites

El GPS mide el tiempo en que tarda en llegar la señal a la

tierra.

D=V*T • DONDE: • D= distancia desde el satélite al punto en km. • V≈ 300.000 𝑘𝑚

𝑠𝑔 • t=tiempo de viaje de la señal en segundos

Para calcular el t. se generan códigos pseudoaleatorios.

SATELITE

RECEPTOR

Se sincronizan para que generen el mismo código al mismo tiempo

Se mide la diferencia del tiempo del mismo patrón

Fundamentos

3. Precisión en la medida del tiempo

El tiempo promedio que tarda en llegar

una señal orbitando a

20,200 km es de 0.067 s.

Los satélites portan relojes

anatómicos con una muy buena precisión lo cual

seria muy costoso colocarlos en los

receptores .

4. Posicionamiento del satélite

Debemos conocer exactamente donde están el satélite en cada momento.

Los satélites se ubican a tal altura que sus órbitas son muy

predecibles.

El Departamento de Defensa controla y mide variaciones menores en sus órbitas.

La información sobre errores es enviada a los satélites para

que estos a su vez retransmitan su posición corregida.

El error en los receptores se

corrigen con la

4ta medición.

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CORRECION DE ERRORES:

1. • ERRORES PROPIOS DEL SATELITE

2 • ERRORES ORIGINADOS POR EL MEDIO DE PROPAGACION

3 • ERRORES EN LA RECEPCION

Corrección de errores 1. ERRORES PROPIOS DEL SATELITE

ORBITALES Afectan la determinación

de la posición del satélite.

Se originan debido a que no se conocen con

exactitud necesaria las órbitas de los satélites.

DE RELOJ

Los relojes atómicos pueden presentar

variaciones debido a la apreciación propia del

instrumento.

Son de muy poca magnitud, y son

corregidos por el departamento de defensa

de los EEUU.

CONFIGURACION GEOMETRICA

La ubicación esta expresada en

parámetros de dilatación de la

precisión geométrica (DPG).

PDOP: Posición:

HDOP: Horizontal

VDOP: Vertical

TDOP: Tiempo

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Corrección de errores 2. ERRORES ORIGINADOS POR EL MEDIO DE PROPAGACION

Cuando la señal penetra a la ionosfera y troposfera, debido al cambio de

densidades, reduciendo así la velocidad de la señal.

REFRACCIONES IONOSFERICA.

REFRACIONES TROPOSFERICA.

ERROR POR RUTA MULTIPLE

Se origina debido a la posibilidad que una señal

llegue al receptor por dos o mas trayectorias.

3. ERROR EN LA RECEPCION:

El ruido.

Centro de fase de la antena.

Del error oscilador.

De disponibilidad selectiva (S/A)

Degradación de la señal. Causada intencionalmente por el dpto. de defensa de EEUU.

Se corrige mediante la técnica de CORRECCION

DIFERENCIAL.

Se usa una estación cuya posición sea conocida, y un receptor en el punto donde

se desea ubicar.

Corrección de errores

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REFERENCIAS Casanova L. (2002), Topografía plana, Mérida-Venezuela, Universidad de los Andes, Facultad de Ingeniería.

PAGINAS WEB

ANONIMO. Definición, funcionamiento y funciones de un GPS [En línea] Disponible en: http://desevillaasantiagodecompostela.blogspot.com/2008/04/definicin-funcionamiento-y-funciones-de.html (consultado el 17 de junio del 2014)

ANONIMO. El GPS [En línea] Disponible en: http://www.alsitel.com/tecnico/gps/index.htm

(consultado el 17 de junio del 2014) Moreno Sergio, Rodríguez José, Gayete Raquel, Martínez David. G.P.S.: GLOBAL

POSITIONING SYSTEM [En línea] Disponible en: http://www.upv.es/satelite/trabajos/pracGrupo4/errors.htm (consultado el 18 de junio del 2014)

ANONIMO. GPS explined [En línea] Disponible en: http://eu.mio.com/es_es/global-positioning-system_4977.htm (consultado el 18 de junio del 2014)