Tecnología GPS

7/17/2019 Tecnologa GPS

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JUNO 3B

Tecnologa GPS aplicada al SIG


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Sistemas Globales de Navegacin por Satlite


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GNSS - (Global Navigation Satellite System), serefiere al conjunto de tecnologas de sistemas denavegacin por satlite que proveen de

posicionamiento con cobertura global. ( GPS,GLONASS y el recienteGalileo).

GPS Global Positioning System (Departamento deDefensa de los Estados Unidos).

GLONASS GLObalNAvigationSatellite System(Sistema Ruso).

Qu significa GNSS y GPS?


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Segmentos del GPS

Contro l

Espacio

Usuario


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Subsistema Satelitario Constelacin

NAVSTAR

(NAVigationSystem with Timing And Ranging)21 Satlites Operativos y 3 de

respaldo.

6 Planos Orbtales.

4 Satlites en cada plano.

Inclinacin de planos orbtales: 55.

Radio Orbital: 26,560 Km. a partir

del centro de masas de la Tierra.

Perodo Orbital: 11hrs 58min.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:ConstellationGPS.gif


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Monitorean las orbitas satelitales.

Recibe informacin, transmite informacin.

Qu funcin realiza el Subsistema de Control?

Las estaciones de control registran las sealesde los satlites.

Transmiten efemrides, correcciones ionosfricas

y de reloj.


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Retraso atmosfrico

Las seales GPS se retrasan cuando ingresan en laatmsfera

Ionsfera

Tropsfera

BaseRoverBase

< 10 km > 10 km


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Dnde se encuentran las estaciones?


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USUARIOS CIVILES

Tipo de Servicio: Estndar

Frecuencias: L1 y L2

Cdigo C/A

Subsistema del usuario

USUARIOS MILITARES

Tipo de Servicio: Preciso

Frecuencias: L1 y L2

Cdigo P y Cdigo P Encriptado Y


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Seales GPS

L2 1227.6 MHz

CDIGO P 10.23 MHz MENSAJE DE NAVEGACIN 50 BPS ALMANAQUE CDIGO Y (P ENCRIPTADO)AS

ANTI SPOOF

L1 1575.42 MHz CDIGO CA 1.023 MHz CDIGO P 10.23 MHz

MENSAJE DE NAVEGACIN 50 BPS

ALMANAQUE DISPONIBILIDAD SELECTIVA SA CDIGO Y (P ENCRIPTADO)AS

ANTI SPOOF


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MENSAJES DE NAVEGACIN

1.- Almanaque de los Satlites.

2.- Efemrides Precisas.

3.- Parmetros de las Orbitas Satelitales.

4.- Datos de la Correccin Ionosfrica.

5.- Datos de Correccin del Reloj.

6.- Estado de Salud de los Satlites.


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Qu es el almanaque?

Provee una ubicacin general de todos los satlites yotros mensajes de navegacin.

Almacenado en el receptor GPS. El receptor GPS descarga un nuevoalmanaque cada 12 minutos (grabadocontinuo).

til para:-Planeo de proyecto.-Rpida adquisicinstelital.


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Efemrides

Transmitido en la seal GPS.Informacin orbital exacta de cada satlite.Requerido para determinar el rango de los satelites.

Tu ubicacin es:

19 23.323 N

99 17.162 W


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La resolucin de la observacin es de aproximadamente 1% de la

longitud de onda de la seal.

Seal GPS Longitud

de Onda

1% de la Longitud

de Onda

Cdigo C/A 300 m 3 m

Cdigo P 30 m 30 cm

Portadora 20 cm 2 mm

Error de la seal


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Cmo funciona el GPS?

Se calcula la distancia entre el satlite y el receptor

segn el tiempo que tardan las ondas en llegar del

Espacio a Tierra.

Las seales de radio viajan a la velocidad de la luz.

Distancia D= velocidad de la luz x

Tiempo


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Cada satlite transmite un codigo diferente. Los receptores generan un acoplamiento del mismo

codigo recibido.

El receptor compara el cdigo del satlite y del equipo

para poder determinar

el

tiempo de viaje

. Este

cdigo es utilizado para calcular la distancia entre el

satlite y el GPS.

Del satlite

Del receptor

Clculo entre las diferencias en

tiempo del mismo cdigo


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Trilateracin por GPS

El GPS no provee 3 medidas perfectas.

Un 4to satlite es utilizado para obtener un mejor

resultado.


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Cul es nuestra posicin?

O podemos

estar aqu

Podemos

estar aqu

?

?

SV1

SV2

Y

X

Solo conocemos la distancia hacia dos puntos de referencia

Existen dos posibilidades .

d1

d2


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Diferencias en tiempos

La

seal

GPS de

las tres esfras no hay interseccin

3 milliseconds out

5 milliseconds out

Se requiere de un cuarto satlite para minimizar el error

en los relojes


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En resumen

1. La seal GPS

es rastreada

por el

receptor, el

tiempo en el

que viaja la

seal se

utiliza para

realizar el

clculo de la

distancia

entre el

satlite y el

equipo.

2. La

trilateracin

es utilizada

para calcular

la posicin,

sin embargo

tres satelites

no son

suficientes

para una

buena

interseccin

3. Cuatro

satlites se

requieren para

obtener una

posicin en 3D.


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Sistema de Referencia WGS84 Datum

WGS84

Semieje mayor a = 6,378,137.0 m

Semieje menor b = 6,356,752.3 m


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Cules son las coordenadas del usuario ?

El receptor transformar las coordenadas del punto P(Xu,Yu,Zu)

en Coordenadas Geodsicas, Latitud, Longitud y Altitud (sobre el

elipsoide).

Lat

Lon

Alt h


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Tranformacin a UTM

Lat

Lon

Alt h

Los receptores tienen algoritmos para transformar las coordenadas

geodsicas en mtricas o UTM


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Elipsoide local y Mundial

M X I C O ( INEGI )

DATUM: ITRF08 ELIPSOIDE: GRS80


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Determinacin de alturas

H = Altura Ortomtrica N = Altura Geoidal

h = Altura Elipsoidal


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Mscara de elevacin

Los satlites por debajo de la mscara de elevacin no

son utilizados en el clculo de la posicin GPS.

5

5


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Buena geometra satelital

Position Dilution of Precision (PDOP)

Deficiente geometra satelital


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Posicionamiento Autnomo

Ionsfera

Tropsfera

~10 m~10 m


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SBAS - Satellite-Based Augmentation System


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Herramienta prctica

y eficiente para la

incorporacin de

informacin geogrfica

hacia el SIG


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Captura de elementos

con exactitudes de 3 a 10 m.

Escalas 1 : 10,000 o menor


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Ventanas de Navegacin


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Captura de puntos


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Cartografa digital que facilita la ubicacin de

trabajos


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Captura de rutas

de evacuacin


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Navegacin terrestre,

martima y area


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Captura de elementos con exactitudes de 2 a 5 m.

Escalas

1 : 10,000 o menor

Con DGPS WAAS


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Aplicaciones con

exactitudes de 2 a 5 m.

Reconocimientos generales.

Navegacin.

Levantamiento de infraestructura urbana aescalas pequeas.

Establecimiento de puntos.

Rutas de baja exactitud.


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Terminales GPS/SIG

Escalas

1 : 1,000 a 1 : 10,000

Captura de elementos con

exactitudes submtricas.


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Terminales GPS / SIG


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Aplicaciones con

exactitudes SUBMTRICAS

Levantamiento de equipamiento.

Vas de comunicacin.

Sealamiento de caminos.

Infraestructura urbana y agrcola.


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Captura de elementos con

exactitudes

de hasta

1 cm.

Escalas 1 : 200

1 : 1,000

Distancias de hasta 40km.


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Aplicaciones con

exactitudes de hasta 1cm.

Levantamientos topogrficos de parcelasagrcolas, ejidos, puntos de exactitud paracontrol topogrfico.

Catastro, etc.


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Captura de elementos con exactitudes menores a

2 mm.

Escalas mayores a 1 : 200

Distancias de hasta 350

km.


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Aplicaciones con

exactitudes menores a 2 mm.

Establecimiento de redes geodsicas.

Mediciones para detectar movimiento de placas tectnicas.

Levantamientos topogrficos conexactitudes milimtrica.


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Receptores GPS con correccin diferencial satelital


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Tecnologas de captura de informacin incorporadas

al GPS

Geo foto.

Geo video.

Receptores GPS con sistemas decomunicacin integrados.

GPS + SIG MVIL + PDA = MAPA MVIL.


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Toma de fotografas digitales asociadas a

coordenadas GPS

G e o f o t o


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Geo video

Sistema que permite la sincronizacin de coordenadasobtenidas por el receptor GPScon el cuadro de la imagen obtenida de una cmara de video.


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Receptores GPS con sistemas de comunicacin

integrados

Sistemas de

comunicacin va

radio con GPS.

Telfono Celular

AGPS GPS.

Sistemas de gua en

tiempo real.


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Computadora de bolsillo con programa

SIG y GPS integrado


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Creacin de un proyecto

- Es necesario reconocer el rea de estudiodelimitndola en planos a escalas mayores.

- Determinar las necesidades de exactitud del

proyecto.- Establecer los parmetros de configuracin.

a) La proyeccin cartogrfica a trabajar.

b)El datum de referencia.c) Las unidades de trabajo horizontales y verticales.

d)Los directorios de trabajo.


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Base de datos SIG

Conjunto de datos queestn diseados para actuarcoordinada y lgicamente,

para transformar ypresentar toda lainformacin geogrfica y susatributos con el fin desatisfacer mltiplespropsitos.


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Base de datos con

ArcPad

Es Importante:

-Conocer todos los elementos

geogrficos a levantar, as comosus atributos.

-Definir los tipos de datosespaciales a capturar (puntos,lneas o polgonos), el nombreque llevarn los campos enfuncin a sus atributos y lalongitud de c/u de ellos.


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ID MATERIAL DEPENDENCIA CONDICIONES FECHA FOTO

- 01

- 02

- 03

- 04

- 05

- CONCRETO

- METAL

- MADERA

- OTRO

- GDF

- TELMEX

- CFE

- OTRAS

-BUENAS ( V )

-MALAS (

F )

ID CARCTERISTICAS FOTO

MANZANA

FUENTE

ID CARCTERISTICAS FOTO

ANDADOR

SENDERO

OTRO

Elaboracin de una base de datos para ArcPad.

Postes puntos)

Manzana polgono)

Camino polilnea)


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Salvar el ejercicio como

proyecto de ArcPad (.apm)

Proyecto


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Juno

3B


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Comunicacin Juno a la PC

Para transferir archivos al dispositivo de mano, o para instalar software en

el dispositivo, debe conectar el dispositivo:

la computadora. Si sta ejecuta:

Instale ActiveSync o Windows Mobile Device Center en la computadora de

oficina.

Conecte el colector de mano a un puerto USB en la computadora de

oficina utilizando el cable de datos USB que se entrega.


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SINCRONIZANDO el JUNO SB a la PC

Conectar el Juno a la PC

Aceptar una sociacin como

nvitado

Nota: Para copiar archivos de la PC al Juno y viceversa es necesario utilizar el

Explorador del ActiveSync ya que de lo contrario existe la posibilidad de que los

archivos no sean convertidos


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Transferencia del proyecto al

JUNO.

Configuracin del receptor

GPS.

EJERCICIO 2

Proyecto


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Captura de los tres elementos de un SIG

Av Jurez

A

R

o

m

a

Puntos.

Lneas.

Polgonos.


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PRACTICA 1.- LEVANTAMIENTO DE CAMPO

Captura de informacin con el Juno de Trimble.ACTIVIDADES DE CAMPO

1. Acceder al programa Arc Pad desde el Juno2. Activar el GPS.3. Capturar los siguientes elementos geogrfico:

Postes CaminoManzana

Parque Hundido

A v. I n s u r g e n t e s S u r


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Activacin del GPS

Hacer clic sobre el icono de Satlite.

Emerger una nueva ventana con la opcin

The GPS is not

active. Would you like to active now

?

seleccionaremos

YES

Icono satlite


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GPS Position Window

Una vez activado el GPS hacer clic sobre la flecha y seleccionar la

opcin GPS Position Window


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Dentro de la ventana

GPS

Position

Windows

se podrn visualizar

los satlites (Skyplot) que el equipo capta y/o obtiene seal

satelital.


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Descarga de los archivos

*shp, *shx y *dbf hacia la PC

a travs de Activesync

Visualizacin del

levantamiento en Arc Pad.

EJERCICIO 3

Proyecto


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Manipulacin y visualizacin del levantamiento capturada con el

receptor Juno en ArcView.

1.- Agregar los shapesfiles capturados en campo mediante la herramienta(add)

2.- Mediante las herramientas de ArcView se agregarn las coordenadas de cadauno de los postes capturados en su base de datos.

3.- Abrir la tabla de atributos correspondiente a los postes.4.- Agregar un nuevo campo a la tabla de atributos.5.- Con los siguientes datos:

EJERCICIO 4


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6.- Una vez agregado el campo, acceder a la opcin de CalculateGeometry.

7.- Aceptar el mensaje emergente.8.- En la ventana seleccionar los siguientesopciones:


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9.- Presionar OK, se agregarn las coordenadas de los puntos en elcampo X. (verificar datos)

10.- Para obtener las coordenadas en Y se repetir la mismasecuencia a partir del punto 4 al 9.11.- Slo cambiaremos la letra X por Y en el campo.

Obtener Longitud y rea.

12.- Abrir la tabla de atributos correspondiente al shapefile de polilinea.

13.- Agregar un nuevo campo a la tabla de atributos con los siguientesdatos:


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14.- Una vez agregado el campo, acceder a la opcin de CalculateGeometry.

15.- Aceptar el mensaje emergente.16.- En la ventana seleccionar los siguientes opciones:

17.- Presionar OK se agregar la longitud de cada una de las lneascapturadas en campo. (verificar datos)


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18.- Abrir la tabla de Atributos correspondiente al shapefile poligonal.19.- Agregar dos nuevos campos a la tabla de atributos con los

siguientes datos:

20.- Una vez agregados los campos, acceder a la opcin de CalculateGeometry.21.- Aceptar el mensaje emergente.22.- Presionar OK, se agregar la rea / permetro de cada uno de los

polgonos capturadas en campo. (verificar datos).


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N O T A S


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Tecnología GPS

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