Sistemas de Posicionamiento por Satélite: Sistema Navstar GPS · La utilización de satélites...

UNIVERSIDAD DE OVIEDO Manuel Rico-Secades

Sistemas de Posicionamiento por Satélite:

Sistema Navstar GPS


Un poco de historia La utilización de satélites para el posicionamiento (navegación, aeronáutica) se inicia con el comienzo de la era espacial (años 50). Se observo que las señales de radio procedentes de un transmisor situado en el primer satélite tripulado (Sputnik-1, 1957) presentaba un fuerte cambio de frecuencia (efecto Doppler). Existen varios sistemas de posicionamiento por satélite, algunos en desuso y otros en estado incipiente:

US Navy Navegation Satellite System (Transit) Navstar GPS (EEUU) Tsicada (Antigua URSS) Glonass (antigua URSS) Starfix (John Chance inc) Galileo (futuro GPS europeo para el 2008 ??)


Un poco de teoría básica sobre satélites artificiales (I) - Las orbitas están contenidas en planos. El plano de la órbita se define mediante en ángulo de inclinación. Es el ángulo existente entre el plano de la órbita y el plano ecuatorial, medido desde la zona este del plano ecuatorial.

E

Inclinación cero (Orbita ecuatorial)

Inclinación 45º

Inclinación 90º Órbita polar

N

S

W


Un poco de teoría básica sobre satélites artificiales (II) - La inclinación deseada para la órbita define el lugar de lanzamiento. En la práctica es difícil conseguir inclinaciones inferiores a la latitud del lugar de lanzamiento. - Para conseguir inclinaciones cero, lo mas adecuado es realizar el lanzamiento desde algún punto del ecuador terrestre. - Es posible ahorrar combustible (y peso) utilizando la velocidad rotacional de la tierra para acelerar el cohete. Se lanza el mismo hacia el este. - La velocidad de escape hacia el este en el ecuador es de 6.89 Km/s mientras que para el oeste es de 7.82 Km/s. - En general las velocidades necesarias varían con la latitud y con la dirección de lanzamiento.


Un poco de teoría básica sobre satélites artificiales (III) - Los satélites situados en orbitas de inclinación cero y con periodo 24 horas se llaman geoestacionarios. Su posición relativa con respecto a la tierra es siempre la misma. - Los satélites situados en orbitas de inclinación 90º se llaman polares.

Satélites Polares

Satélites Geoestacionarios


Un poco de teoría básica sobre satélites artificiales (IV) Leyes de Kepler Kepler definió en el siglo XVI las leyes que rigen las orbitas planetarias. Aplicadas a satélites artificiales se reducen a: 1.- Las órbitas de los satélites son elípticas. La tierra esta situada en uno de sus focos. 2.- El área barrida por el vector de posición del satélite con origen en la tierra es proporcional al tiempo. 3.- El cuadrado del periodo de la órbita es proporcional al cubo de su altitud media sobre la superficie de la tierra. 4.- En la mayoría de los casos la órbita es prácticamente circular, y la elipse se debe a que la tierra no es una esfera perfecta.


Un poco de teoría básica sobre satélites artificiales (V) Definiciones Perigeo: Punto de la orbita mas próximo a la tierra. Apogeo: Punto de la órbita mas alejado de la tierra.

Apogeo

Perigeo


Un poco de teoría básica sobre satélites artificiales (VI) Elevación: Angulo formado entre el vector de posición del satélite con origen en el observador y la tangente a la superficie de la tierra.

45º elevación

Máxima elevación


Un poco de teoría básica sobre satélites artificiales (VII) Admitiendo órbitas circulares las Leyes de Kepler pueden simplificarse. Velocidad orbital - El satélite sólo permanecerá en la órbita si su velocidad es suficiente para que la fuerza centrifuga supere a la atracción gravitatoria. - Además la velocidad debe de ser inferior a la velocidad de escape de la atracción terrestre. - La velocidad nominal de una órbita es:

1

sKmaR

KV

a = altitud de la órbita sobre la superficie en Km R = radio medio terrestre, 6371 Km K = constante 630

Ejemplos a = 200 Km V = 7.77 Km/s a = 1075 Km V = 7.3 Km/s


Un poco de teoría básica sobre satélites artificiales (VIII) Las trayectorias orbitales pueden representarse empleando la proyección Mercator (Cartas náuticas).


Un poco de teoría básica sobre satélites artificiales (IX) Periodo orbital Es el tiempo que tarda el satélite en recorrer su órbita. Suele medirse en minutos.

min2

3

R

aRKT

a = altitud de la órbita sobre la superficie en Km R = radio medio terrestre, 6371 Km K = constante 84.49

Ejemplos a = 200 Km T = 88.45 minutos a = 1075 Km T = 106.8 minutos T = 24 horas = 1440 minutos a ≈36.000 Km (órbita geoestacionaria)


Sistema Navstar GPS

• El sistema GPS fue puesto en marcha por el departamento de defensa de EEUU en 1973.

• Los satélites del sistema GPS proporcionan señales que permiten calcular la posición (10 m militar y 100 m civil), velocidad (0.1 m/s) y tiempo (0.01 µS) en el receptor.

• Un receptor GPS emplea simultáneamente las señales de 4 satélites para calcular su posición (X, Y, Z) y la hora

Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System


Bloque Espacial del Sistema Navstar GPS

• El bloque espacial consiste en 24 satélites que completan una órbita cada 12h.

• Los satélites repiten diariamente la misma traza en tierra (se adelantan 4 minutos cada día).

• Existen 6 planos orbitales igualmente espaciados (60º) y con una inclinación de 55º respecto al plano ecuatorial.

• Dentro de cada plano orbital (6 órbitas) hay nominalmente 4 satélites con una elevación mínima de 9.5º desde cualquier punto de la tierra y en cualquier instante

• Esta constelación proporciona entre 5 y 8 satélites visibles desde cualquier lugar de la tierra y a cualquier hora


Constelación GPS

Altitud media:

11.000 millas

20.200 Km

Son orbitas elevadas para no verse afectadas por la gravedad de la tierra


Trazas en tierra de los satélites


Bloque de Control

• El bloque de control consiste en cinco estaciones terrestres situadas alrededor del mundo


• La estación central de control se encuentra situada en la base aérea de Schriever en EEUU.

• Las estaciones monitoras reciben las señales de los satélites y calculan la órbita exacta. Los errores existentes en la información orbital de cada satélite (ephemeris data) son calculados y la información corregida es enviada a cada satélite.


Bloque de Usuario

• El bloque de usuario está compuesto por receptores GPS. Empleando las señales de cuatro satélites un receptor GPS puede calcular la posición en el espacio tridimensional (X, Y, Z) y el tiempo (UTC).

• La aplicación principal del sistema GPS es la navegación en tres dimensiones (X, Y, Z).


Servicios de Posicionamiento GPS

Precise Positioning Service (PPS)

• Aplicaciones militares: uso restringido a usuarios autorizados por el gobierno de EEUU con equipos que dispongan de llaves criptográficas especiales

• Precisión del sistema PPS:

22 metros de precisión horizontal

27,7 metros de precisión vertical

100 nanosegundos de precisión en el cálculo del tiempo


Standard Positioning Service (SPS)

• Uso civil: de uso general sin restricciones ni coste adicional

•

• Precisión inferior al sistema PPS:

100 metros de precisión horizontal

156 metros de precisión vertical

340 nanosegundos de precisión en el cálculo del tiempo


Señales de los Satélites GPS

Los satélites GPS transmiten dos señales de microondas:

–Señal L1(1575,42 MHz): transmite la señal de navegación y el código SPS

–Señal L2 (1227,6 MHz): empleada para compensar las variaciones producidas por cambios en las condiciones de propagación en la ionosfera en receptores PPS

Dentro de las señales L1 y L2 se transmiten 3 códigos binarios:

–Código C/A (Coarse Acquisition)

–Código P (Precise)

–Mensaje de navegación (Navigation Message)


Código C/A

• Es la base del sistema de posicionamiento para uso civil SPS.

• El código C/A es una secuencia pseudo aleatoria de 1.023 bits (PRN Pseudo-Random Noise) que se repite cada milisegundo y que modula la señal L1 expandiendo su espectro en una banda de 1MHz.

• El código C/A es diferente para cada satélite


Código P

• El código P es una secuencia pseudo aleatoria (PRN Pseudo-Random

Noise) que se transmite a 10 Mbps y que se repite cada 10 dias

(!!!)

• El código P modula las señales L1 y L2

• En el modo de operación anti-interferencias (Anti-Spoofing) el código

P se transforma en el código Y mediante técnicas especiales de

encriptación

• El código P (Y) es la base del sistema preciso de posicionamiento

PPS


Mensaje de Navegación

El mensaje de navegación modula el código de la señal L1-C/A.

El mensaje de navegación se transmite a 50 bps y contiene información acerca de la órbita del satélite, correcciones de reloj y otros parámetros del sistema.


Datos del Mensaje de Navegación (I)

•El mensaje de navegación esta organizado en tramas y subtramas. Una trama consiste en 1500 bits organizados en 5 subtramas de 300 bits de 6 segundos de duración. Las tramas se transmiten cada 30 segundos.

•Las tres primeras subtramas contienen las correcciones horarias e información precisa de la órbita del satélite (ephemeris data parameters).

•Las restantes subtramas se emplean para transmitir información del sistema.

•El mensaje de navegación está compuesto por un total de 25 tramas y tiene una duración total de 12,5 minutos.


Datos del Mensaje de Navegación (II)


Datos del Mensaje de Navegación (III)

• Las efemérides del satélite (Ephemeris data parameters) describen la órbita del satélite con gran precisión para un intervalo corto de tiempo. Normalmente, el receptor actualiza los datos de la órbita cada hora. Pero se pueden utilizar los datos durante cuatro horas con un error pequeño.

• Los almanaques (Almanac data parameters) contienen información aproximada de la órbita de todos los satélites GPS. Describen la órbita para intervalos largos de tiempo (meses en algunos casos). El tiempo de puesta en marcha de un receptor GPS puede reducirse empleando la información de los almanaques. De esta forma se puede dar una posición inicial aproximada del receptor y estimar el corrimiento Doppler de la frecuencia de las señales de cada satélite.


Datos del Mensaje de Navegación (IV)

Ejemplo del formato de datos de almanaque: ALMANAC FOR SATELLITE 1 :

PRN number for data ............. 1

Health of SV .................... 0

Reference Week of Almanac ....... 797

Eccentricity .................... 0.00346661

Corr: inclination angle (rad) ... 0.00388718

Mean Anomaly @ ref time (rad) ... 2.79387

Argument of Perigee (rad) ....... -1.31888

Rate right ascension (rad/sec) .. -8.01176E-09

Right ascension @ ref time (rad) -0.296182

Sqrt semi-major axis (m^1/2) .... 5153.58

Clock correction term 1 ......... 0.000148773

Clock correction term 2 ......... 7.63976E-11

Reference time almanac .......... 466944

Semi-Major Axis (meters) ........ 2.65594E+07

Corrected Mean Motion (rad/sec) . 0.000145862

Inclination angle (rad) ......... 0.95469


Datos del Mensaje de Navegación (y V)

• Cada mensaje de satélite incluye un modelo de la ionosfera que permite calcular de forma aproximada el desfase introducido por la ionosfera en cualquier momento y ubicación.

• Cada satélite envía el retardo que tiene su reloj respecto a la UTC. Esta información puede ser empleada para fijar la hora del receptor de acuerdo a la UTC con un error de 100 ns.


Cálculo de Posición y Tiempo

•Supongamos que inicialmente la posición del satélite es conocida y que el reloj del receptor y el satélite están sincronizados.

•Si el satélite emite una señal y el receptor la recibe después de un tiempo t, la distancia recorrida por la señal es c·t.

•Si el receptor se encuentra en la superficie de la tierra, la intersección entre una esfera centrada en el satélite de radio c·t y la esfera terrestre es un círculo que contiene la posición del receptor.


• Empleando un segundo satélite se obtiene otro círculo que corta al del primer satélite en dos puntos. Uno de estos puntos es la posición del receptor. La distancia entre los dos puntos de intersección suele ser muy grande por lo que no existe ambigüedad.

• Aparentemente se puede calcular la latitud y longitud (2 incógnitas) empleando únicamente las señales de dos satélites. Sin embargo existe una incógnita más que es el error en el reloj del receptor. Por lo que se precisan 3 satélites para calcular la posición del receptor.

• Si la altura del receptor es otra incógnita (uso terrestre o navegación aérea) es preciso emplear un total de 4 satélites.


Para calcular la posición del receptor se deben de resolver tres problemas:

• Conocer la hora exacta en que el satélite envía el mensaje.

• Conocer la hora exacta en la que llega el mensaje al receptor.

• Determinar el error que tiene el reloj del receptor respecto al de los satélites.

Un error en la medida de tiempo de 0,1s se

traduce en un error en la posición de:

3·108 · 0,1·10-6 = 30m !!!


Relojes

• Las estaciones de control y los satélites están equipados de relojes atómicos con una estabilidad extremadamente alta. Varían no más de 2·10-13 Hz/día.

• El tiempo medido por las estaciones de control y los satélites se denomina tiempo GPS y coincide básicamente con el tiempo universal coordinado UTC. Actualmente, el tiempo GPS está adelantado 13 segundos respecto al UTC.

• El receptor GPS debe conocer el error de su reloj respecto al tiempo GPS con una precisión del orden de 0,01 s.


Distancia entre receptor y satélite

•El satélite transmite la señal en el instante tSV

•El usuario recibe la señal en el instante tU (reloj del receptor)

•Si el reloj del receptor estuviese sincronizado con el tiempo GPS la distancia recorrida sería: c·(tU-tSV)

t = 0

t = 0

ts v

tu

tu

tb i a s

t + t - tu b i a s s v

t + tu b i a s

t( t i e m p o G P S )

t( r e l o j r e c e p t o r )

Tiempo de viaje

tSV


• El tiempo total que viaja la señal es:

tu + tbias - tsv

y la distancia recorrida total es:

c·(tu + tbias - tsv) = c·(tu - tsv) + c·tbias

• En la fórmula anterior c y tbias son prácticamente constantes. La medida: c·(tu - tsv) se denomina pseudo-medida o pseudo-rango. Es necesario corregirla sumando la distancia c·tbias para corregir el error entre los relojes del satélite y del usuario.

• El reloj del satélite no sigue exactamente la hora GPS sino que también se adelanta o atrasa un valor tsv. Este valor es determinado

por las estaciones de control y transmitido a los satélites que lo almacenan en memoria para transmitirlo posteriormente a los usuarios.


Cálculo de las coordenadas del receptor

XU,YU,ZU

XSV,YSV,ZSV

•La distancia entre emisor y receptor se calcula en función de sus coordenadas:

2U1

2

U1

2

U1 ZZYYXX

•Por lo que se debe cumplir:

2U1

2

U1

2

U1biassvu ZZYYXXttt·c

•Son incógnitas:

XU, YU, ZU, tbias


•Empleando cuatro satélites se tienen cuatro ecuaciones:

2U1

2

U1

2

U1

2

biassvu

2 ZZYYXXttt·c

2U2

2

U2

2

U2

2

biassvu

2 ZZYYXXttt·c

2U3

2

U3

2

U3

2

biassvu

2 ZZYYXXttt·c

2U4

2

U4

2

U4

2

biassvu

2 ZZYYXXttt·c

Que permiten el cálculo de la posición y del error del reloj del receptor


Cálculo de la latitud, longitud y altura del receptor

La latitud, longitud y altura del receptor son calculadas empleando un geoide ( el WGS-84 ) como modelo de la tierra.


Autocorrelación (I)

• Para la determinación del tiempo exacto de llegada de los mensajes de los satélites al receptor se utiliza una técnica especial denominada AUTOCORRELACIÓN

• Cada receptor produce réplicas de los códigos C/A (y/o P). Estos códigos presentan una apariencia aleatoria pero están formados por una secuencia única para cada satélite y que se repite cada cierto tiempo (se pueden producir hasta 32 secuencias PRN distintas).

•

• El receptor desliza en el tiempo la réplica del código PRN hasta que coincide con la señal que recibe del satélite.


Autocorrelación (II)


Autocorrelación (III)


Autocorrelación (y IV)

•Si el receptor emplea una secuencia PRN distinta a la del satélite no hay correlación.

•El deslizamiento que se ha necesitado para conseguir la correlación completa entre el código PRN recibido y el de referencia del receptor permite calcular el tiempo de llegada del mensaje o TOA (Time of Arrival).

• La estimación de la distancia entre receptor y satélite obtenida de esta medida se conoce como pseudo-rango.


Cálculo de la Velocidad del Receptor

• Se mide el deslizamiento Doppler de la frecuencia portadora.

• De la información disponible de la órbita el receptor puede calcular el vector velocidad del satélite.

• Este vector se puede descomponer en dos componentes:

En la dirección del usuario (cuya posición debe ser conocida)

En una dirección perpendicular (esta componente no presenta efecto Doppler)

• El computador del receptor compara la primera componente con la medida del corrimiento Doppler. Si ambas no son iguales es debido a la velocidad del usuario en dirección al satélite.

• Empleando las señales de cuatro satélites el receptor puede calcular su velocidad en el espacio tridimensional y el error en la frecuencia


Fuentes de Error en el Sistema GPS

Existen tres fuentes básicas de error en el sistema GPS:

Ruido + Deriva (bias) + Anomalías en el sistema (blunders)

•El ruido introduce errores en la estimación de la posición de alrededor de 2m


• Los errores de deriva son debidos a la disponibilidad selectiva y a otros factores

Disponibilidad selectiva (Selective Availability SA)

La SA es una degradación intencionada de las señales SPS que introduce una deriva que varía con el tiempo. La SA es controlada por el Departamento de Defensa de EEUU para limitar la precisión de los sistemas de uso civil. La precisión potencial del código C/A es reducida de 30 m hasta 100 m.

La deriva introducida por la SA es diferente para cada satélite y varía a muy baja frecuencia (pocas horas) con lo que no puede ser promediada en tiempos inferiores a varias horas.


Otros factores que afectan a la deriva

Errores en el reloj de los satélites pueden producir errores de 1m

Errores en la información de la órbita del satélite (ephemeris): 1m

Retardos de propagación introducidos en la troposfera: 1m

Retardos no modelados introducidos por la ionosfera:10m.

El modelo de ionosfera empleado en el sistema GPS permite eliminar la mitad del error posible de 70ns dejando un error residual de 10m.

Reflexiones en las superficies situadas en las proximidades del receptor pueden suponer errores de hasta 0,5m.


• Anomalías en el sistema (blunders)

Errores en el bloque de control debidos a fallos humanos o en las computadoras pueden dar lugar a errores desde 1m a centenares de kilómetros.

Errores del usuario, incluyendo la selección errónea del modelo de geoide, pueden causar errores desde 1m hasta cientos de metros.

Errores del hardware o el software del receptor pueden causar errores de cualquier magnitud.


Efectos de la disposición relativa de satélites y receptor

La precisión de la medida obtenida depende también de la disposición relativa de los satélites respecto al receptor. La estimación de la posición del receptor se calcula mediante la intersección de cuatro esferas centradas en los satélites.

La precisión es máxima cuando las esferas se intersectan perpendicularmente y disminuye cuanto menor es el ángulo en el punto de intersección.

El parámetro empleado para estimar este efecto es el GDOP (Geometric Dilution Of Precision).

A mayor GDOP menor es la precisión de la medida.

GDOP se puede descomponer en cuatro componentes interdependientes:

PDOP = Position Dilution of Precision (o DOP esférico) HDOP = Horizontal DOP VDOP = Vertical DOP TDOP = Time DOP


GDOP elevado GDOP bajo


El GPS con Corrección Diferencial

•El sistema GPS diferencial se basa en la corrección de los errores de deriva del receptor empleando el error medido en un receptor de referencia cuya posición es conocida.

•El receptor de referencia calcula las correcciones necesarias para las señales de cada satélite. Estas correcciones son pasadas al receptor remoto que debe de ser capaz de aplicarlas individualmente a las medidas de distancia obtenidas para cada satélite (pseudo-rango).

•No se puede corregir el error del receptor restando directamente el error medido por la estación de referencia. Para ello sería necesario que ambos receptores empleasen los mismos satélites con la misma disposición relativa (igual GDOP). Es decir, que estuviesen prácticamente en la misma posición.


•Diferentes estaciones alrededor del mundo transmiten por radio correcciones diferenciales en tiempo real (Hoy se usan los satélites WAAS)

•La frecuencia de actualización de las correcciones debe ser lo bastante rápida como para eliminar los efectos de la SA (típicamente 20seg.)

Se consiguen precisiones de centímetros


WAAS una mejora del sistema GPS


Detalle de una antena GPS


Uso del GPS en náutica

- Obviamente el uso principal es obtener la posición en tiempo real y la hora actualizada (Longitud, latitud y UTC) - Aunque hoy día el GPS va asociado a un programa informático (Software) y a una cartografía (Mapa en formato digital). - Las opciones son variadas y por supuesto transcienden al mundo de la náutica. Algunos ejemplos son:

La empresa GARMIN tiene soluciones para aeronáutica, náutica y automoción: Programa (MAPSOURCE) y cartografía náutica

(BLUECHART)

En automoción: "TOM TOM navigator" es hoy muy popular


Cartas náuticas en formatos estándar (algunos ejemplos)


Un ejemplo de carta náutica vectorial (Mapsource - Bluechart de la empresa GARMIN)


Programas para trabajar con cartas digitalizadas

Por ejemplo el programa Oziexplorer Mapa de papel digitalizado


Uso del GPS en náutica

El GPS puede suele asociado a otros muchos equipos en náutica: - Asociado a radio balizas (SART)

- Asociado a los equipos de comunicaciones (DSC)

- Puede permitir la compensación del compas magnético y de la corredera - Puede utilizarse como complemento de la corredera para calcular intensidad y

dirección de corrientes marinas. (Ejemplo: Con máquinas paradas se mediriá el efecto de la corriente)

- Puede utilizarse para simular el efecto del radar (sistema AIS) enviando por VHF la posición en la que nos encontramos (y otros datos de navegación)

- Existen relojes de pulsera con GPS (p.e. CASIO)


Interconexión de un equipo GPS


Estándar NMEA (National Marine Electronics Association) NMEA is a standard protocol, use by GPS receivers to transmit data. NMEA output is EIA-422A but for most purposes you can consider it RS-232 compatible. Use 4800 bps, 8 data bits, no parity and one stop bit ( 8N1 ). NMEA 0183 sentences are all ASCII. Each sentence begins with a dollarsign ($) and ends with a carriage return linefeed (<CR><LF>). Data is comma delimited. All commas must be included as they act as markers. Some GPS do not send some of the fields. A checksum is optionally added (in a few cases it is mandatory).


$GPGGA,hhmmss.ss,llll.ll,a,yyyyy.yy,a,x,xx,x.x,x.x,M,x.x,M,x.x,xxxx*hh GGA = Global Positioning System Fix Data 1 = UTC of Position 2 = Latitude 3 = N or S 4 = Longitude 5 = E or W 6 = GPS quality indicator (0=invalid; 1=GPS fix; 2=Diff. GPS fix) 7 = Number of satellites in use [not those in view] 8 = Horizontal dilution of position 9 = Antenna altitude above/below mean sea level (geoid) 10 = Meters (Antenna height unit) 11 = Geoidal separation (Diff. between WGS-84 earth ellipsoid and mean sea level. -=geoid is below WGS-84 ellipsoid) 12 = Meters (Units of geoidal separation) 13 = Age in seconds since last update from diff. reference station 14 = Diff. reference station ID# 15 = Checksum

Un ejemplo de mensaje NMEA 0183

Siempre acaba con * y el Checksum Siempre empieza con $

Va separado por comas (,)

1

Los primeros caracteres dicen el tipo de mensaje


Un nuevo estandar NMEA esta llegando A NMEA 2000® is a combined electrical and data specification for a marine data network for communication between marine electronic devices such as depth finders, chartplotters, navigation instruments, engines, tank level sensors, and GPS receivers. It has been defined by, and is controlled by, the US based National Marine Electronics Association . NMEA 2000® connects devices using CAN(Controller Area Network) technology. NMEA 2000® is based on the SAE J1939 high-level protocol, but defines its own messages. NMEA 2000® devices and J1939 devices can be made to co-exist on the same physical network. NMEA 2000® can be considered a successor to the NMEA 0183 standard. It has a significantly higher data rate (250k bits/second vs. 4.8k bits/second for NMEA 0183). It also uses a compact binary message format as opposed to the ASCII serial communications protocol used by NMEA 0183. Another distinction between the two protocols is that NMEA 2000® is a multiple-talker, multiple-listener data network whereas NMEA 0183 is a single-talker, multiple-listener serial communications protocol.


Un nuevo estándar NMEA esta llegando (NMEA 2000)

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/b/bf/NMEA2000_Modified_motor_yacht.jpg


GPS con piloto automático

Vista lateral

Vista superior


GPS con piloto automático (estrategias del fabricante FURUNO)


En las siguientes notas, se introducen algunos términos habituales en náutica asociados al mundo del GPS.

No obstante, cada equipo GPS, empleará tu terminología e incorporará su propias prestaciones.

Es un mundo en continua evolución, en el cual es difícil dar recetas de carácter general

GPS en náutica


GPS en náutica (I)

Track Posición Actual

WAYPOINT (Algunas veces MARK)

Route

Nota: ROUTES y WAYPOINTS pueden almacenarse en el GPS. Muchas opciones del GPS están ligadas con estos 2 elementos. GOTO WAYPOINT (Ir hacia) TRACK BACK (volver por el mismo camino)

Nomenclatura según GPS de KODEN KGP-931D

Summit = Cumbre Wreck = Naufragio


GPS en náutica (II)

Posición Actual

Origen

N

(CMG) Course Made Good

(VMG) Velocity Made Good

"Distancia desde el origen dividido entre el tiempo transcurrido"

D

t

DVMG

Nota: Para tomar el origen, normalmente se considera desde que se arrancó el GPS o existe una opción de puesta a cero (por ejemplo CLR)


GPS en náutica (III)

N

Rumbo al waypoint (STG - Steering or Bearing to waypoint)

Rumbo actual (Heading)

Desviación de rumbo

(CDI - Course desviation angle)

Desviación de la ruta prevista (XTE - Cross track error)


GPS en náutica (IV)

T.DIST Total distance to final destination

DIST Distance to the next waypoint (Algunas veces RANGE)


GPS en náutica (V)

TTTG Total time to go to the final destination

TTG Time to go to the next waypoint


GPS en náutica (VI)

PROX Proximity alarm ANCW

Anchor watch alarm


BDY Boundary alarm or XTE alarm

GPS en náutica (VII)


GPS en náutica (VIII)

¡Hombre al Agua! Man Overboard!


Referencias y bibliografía:

•Global Positioning System Overview, Peter H. Dana, En la dirección:

http://wwwhost.cc.utexas.edu/ftp/pub/grg/gcraft/notes/gps/gps.html

•Standard Positioning Service Signal Specification, 2nd Edition, Junio de

1995, US Coast Guard Navigation Center, En internet:

http://www.navcen.uscg.mil/

•Understanding GPS Principles and Applications, Elliott D. Kaplan, Artech

House Publishers

•Fabricantes de sistemas GPS (GARMIN, FURUNO, KODEN, etc)

http://wwwhost.cc.utexas.edu/ftp/pub/grg/gcraft/notes/gps/gps.html

http://www.navcen.uscg.mil/

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