INTRODUCCION

El GPS (Global PositioningSystem: sistema de posicionamiento global)

es un equipo que permite determinar en todo el mundo la posición de

un objeto, una persona o un vehículo con una precisión hasta de

centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos

pocos metros de precisión.

En este siguiente trabajo tuvimos que utilizar el GPS en el campo de

la Ing. Civil para hacer un levantamiento topográfico al frente la

UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO.

Para después de obtener los datos procesarlos en el programa civil 3D

y obtener el plano planímetro con sus curvas de nivel de dicha área

tomada por el GPS.

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO CON EL GPS

El siguiente trabajo el equipo principal a utilizar fue el GPS a través de

esto hallábamos las coordenadas de los punto en el este, norte y z

(altura).

Nuestro campo de trabajo fue las afueras de la UNIVERSIDAD

PRIVADA ANTENOR ORREGO es ahí donde tomamos 159 puntos

con el GPS hallando sus respectivas coordenadas de cada uno.

Para mayor seguridad y no tener problema alguno nosotros optamos

por anotar los puntos y pasarlos a una hoja de Excel; y no

descargarlos a la computadora.

Después de obtener la hoja de Excel exportamos al programa CIVIL

3D y así podemos encontrar el perímetro de todos los puntos con sus

coordenadas y su interpolación respectiva.

Durante este trabajo estos son las coordenadas de los puntos

tomados:

PUNTO ESTE NORTE ALTURA (Z) m2

1 716887 9101140 40

2 716890 9101140 40

3 716872 9101145 40

4 716867 9101149 40

5 716859 9101150 39

6 716845 9101148 39

7 716827 9101152 40

8 716829 9101151 39

9 716817 9101151 40

10 716813 9101152 40

11 716799 9101159 40

12 716800 9101160 39

13 716799 9101163 40

14 716797 9101165 38

15 716798 9101184 39

16 716800 9101184 39

17 716801 9101184 39

18 716802 9101189 39

19 716800 9101189 39

20 716801 9101192 39

21 716798 9101189 39

22 716794 9101185 39

23 716797 9101188 39

24 716806 9101200 39

25 716808 9101198 39

26 716804 9101203 39

27 716799 9101204 39

28 716810 9101184 38

29 716812 9101186 38

30 716819 9101184 39

31 716818 9101184 39

32 716825 9101181 39

33 716827 9101184 38

34 716835 9101179 38

35 716837 9101179 38

36 716845 9101177 39

37 716845 9101177 38

38 716854 9101178 37

39 716859 9101178 37

40 716859 9101178 37

41 716860 9101178 38

42 716861 9101176 38

43 716862 9101179 38

44 716864 9101181 37

45 716870 9101191 38

46 716865 9101194 37

47 716873 9101222 37

48 716874 9101232 37

49 716840 9101241 36

50 716844 9101247 37

51 716827 9101249 37

52 716817 9101247 37

53 716824 9101248 37

54 716825 9101246 37

55 716793 9101287 36

56 716792 9101288 35

57 716832 9101278 36

58 716835 9101277 35

59 716832 9101279 36

60 716831 9101278 36

61 716850 9101258 38

62 716850 9101260 37

63 716853 9101260 37

64 716851 9101241 37

65 716859 9101235 38

66 716874 9101257 37

67 716892 9101252 36

68 716895 9101251 37

69 716909 9101258 37

70 716909 9101247 37

71 716930 9101242 37

72 716932 9101241 38

73 716935 9101241 38

74 716936 9101242 38

75 716937 9101243 50

76 716947 9101248 50

77 716941 9101226 49

78 716948 9101231 50

79 716979 9101238 49

80 716979 9101250 49

81 716979 9101249 49

82 716999 9101242 48

83 716000 9101241 48

84 716981 9101240 48

85 716980 9101235 48

86 716977 9101234 48

87 716977 9101235 48

88 716967 9101219 48

89 716963 9101218 48

90 716976 9101213 48

91 716973 9101216 48

92 716962 9101220 47

93 716958 9101214 46

94 716949 9101205 46

95 716953 9101204 46

96 716956 9101215 45

97 716951 9101217 45

98 716947 9101226 44

99 716944 9101225 44

100 716933 9101237 44

101 716914 9101192 43

102 716921 9101190 43

103 716919 9101179 44

104 716916 9101177 43

105 716913 9101177 43

106 716913 9101178 42

107 716911 9101178 42

108 716904 9101179 42

109 716894 9101170 42

110 716886 9101181 41

111 716876 9101184 41

112 716869 9101183 41

113 716930 9101199 40

114 716931 9101200 41

115 716979 9101183 41

116 716982 9101179 40

117 716982 9101173 40

118 716971 9101183 39

119 716969 9101185 39

120 716958 9101181 39

121 716959 9101182 39

122 716933 9101176 39

123 716929 9101178 39

124 716922 9101180 39

125 716918 9101179 39

126 716925 9101180 38

127 716924 9101181 38

128 716927 9101179 39

129 716925 9101180 39

130 716915 9101153 38

131 716918 9101154 38

132 716927 9101153 37

133 716927 9101147 38

134 716941 9101149 38

135 716937 9101147 39

136 716956 9101149 38

137 716957 9101149 37

138 716968 9101150 36

139 716969 9101155 36

140 716968 9101162 37

141 716971 9101163 38

142 716973 9101156 36

143 716973 9101154 36

144 716975 9101152 36

145 716976 9101166 35

146 716957 9101171 36

147 716957 9101160 35

148 716933 9101169 34

149 716926 9101168 34

150 716929 9101168 36

151 716929 9101166 33

152 716927 9101166 35

153 716913 9101161 32

154 716917 9101169 33

155 716917 9101168 33

156 716915 9101164 34

157 716914 9101162 32

158 716882 9101163 35

159 716882 9101169 36

A continuación les presento información adicional del GPS:

Funcionamiento

La situación de los satélites puede ser determinada de antemano por

el receptor con la información del llamado almanaque (un conjunto de

valores con 5 elementos orbitales), parámetros que son transmitidos

por los propios satélites. La colección de los almanaques de toda la

constelación se completa cada 12-20 minutos y se guarda en el

receptor GPS.

La información que es útil al receptor GPS para determinar su posición

se llama efemérides. En este caso cada satélite emite sus propias

efemérides, en la que se incluye la salud del satélite (si debe o no ser

considerado para la toma de la posición), su posición en el espacio, su

hora atómica, información doppler, etc.

El receptor GPS utiliza la información enviada por los satélites como la

hora en la que emitieron las señales, y la localización de los mismos, y

trata de sincronizar su reloj interno con el reloj atómico que poseen los

satélites. La sincronización es un proceso de prueba y error que en un

receptor portátil ocurre una vez cada segundo. Una vez sincronizado

el reloj, puede determinar su distancia hasta los satélites, y usa esa

información para calcular su posición en la tierra.

Cada satélite indica que el receptor se encuentra en un punto en la

superficie de la esfera, con centro en el propio satélite y de radio la

distancia total hasta el receptor.

Obteniendo información de dos satélites queda determinada una

circunferencia que resulta cuando se intersecan las dos esferas en

algún punto de la cual se encuentra el receptor.

Si adquirimos la misma información de un tercer satélite se determina

una nueva esfera, la cual sólo corta la circunferencia anterior en dos

puntos. Uno de ellos se puede descartar porque ofrece una posición

absurda, fuera del globo terráqueo, sobre las órbitas de los satélites.

De esta manera se obtiene la posición en 3D. Sin embargo, dado que

el reloj que incorporan los receptores GPS no está sincronizado con

los relojes atómicos de los satélites GPS, los dos puntos determinados

no son precisos.

Teniendo información de un cuarto satélite, se elimina el inconveniente

de la falta de sincronización entre los relojes de los receptores GPS y

los relojes de los satélites. Y es en este momento cuando el receptor

GPS puede determinar una posición 3D exacta (latitud, longitud y

altitud). Al no estar sincronizados los relojes entre el receptor y los

satélites, la intersección de las cuatro esferas con centro en estos

satélites es un pequeño volumen en vez de ser un punto. La

corrección consiste en ajustar la hora del receptor de tal forma que

este volumen se transforme en un punto.

Fuentes de error

La posición calculada por un receptor GPS requiere en el instante

actual, la posición del satélite y el retraso medido de la señal recibida.

La precisión es dependiente de la posición y el retraso de la señal.

Al introducir el atraso, el receptor compara una serie de bits (unidad

binaria) recibida del satélite con una versión interna. Cuando se

comparan los límites de la serie, las electrónicas pueden meter la

diferencia a 1% de un tiempo BIT, o aproximadamente 10

nanosegundos por el código C/A. Desde entonces las señales GPS se

propagan a la velocidad de luz, que representa un error de 3 metros.

Este es el error mínimo posible usando solamente la señal GPS C/A.

La precisión de la posición se mejora con una señal P(Y). Al presumir

la misma precisión de 1% de tiempo BIT, la señal P(Y) (alta

frecuencia) resulta en una precisión de más o menos 30 centímetros.

Los errores en las electrónicas son una de las varias razones que

perjudican la precisión (ver la tabla).

Fuente Efecto

Ionosfera ± 3 m

Efemérides ± 2,5 m

Reloj satelital ± 2 m

Distorsión multibandas ± 1 m

Troposfera ± 0,5 m

Errores numéricos ± 1 m o menos

Retraso de la señal en la ionosfera y la troposfera.

Señal multirruta, producida por el rebote de la señal en edificios y

montañas cercanos.

Errores de orbitales, donde los datos de la órbita del satélite no son

completamente precisos.

Número de satélites visibles.

Geometría de los satélites visibles.

Errores locales en el reloj del GPS.

TIPOS DE GPS:

GPS de mano:

Son receptores que registran el recorrido, permiten seguir rutas

premarcadas, y se pueden conectar a un ordenador para descargar o

programar las rutas. Este tipo de GPS se puede encontrar con y sin

cartografía y resultan ideales para el uso al aire libre, senderismo,

montaña, etc. Algunos modelos incluyen una brújula y/o un barómetro

electrónico. Su sistema operativo y software es totalmente cerrado, no

se puede modificar ni añadir nada.

Navegadores:

Este tipo de GPS son similares a los de mano, pero orientados a su

uso en ciudad y carretera. Además son más modernos, permiten

introducir un destino sobre la marcha y el Navegador calcula la ruta,

basándose en su cartografía. Estos GPS generalmente no graban el

recorrido ni se conectan a un PC. En teoría son sistemas cerrados

aunque en la práctica algunos modelos se pueden modificar

GPS integrados:

Últimamente muchos dispositivos móviles, PocketPc o teléfonos

móviles, llevan ya un GPS integrado, son modelos de gama alta (es

decir, caros). Para quien pueda permitírselo, es una buena opción. Sin

embargo la misma funcionalidad se obtiene con un PocketPc o un

móvil más popular, añadiendole un GPS Bluettoth.

Otro tipo son los GPS básicos que se usan con conexión a un

ordenador.

Objetivos:

El principal objetivo fue comprobar que si se puede hacer

un levantamiento topográfico con GPS solo tomando las

coordenadas respectivas de cada punto.

Conocer que no solo con un teodolito o una estación se

puede hacer un levantamiento también con un GPS.

Poner en práctica los conceptos básicos del profesor dicho

en clase.