Transcripción

1 Tec. José Ricardo Sánchez S Barrientos Centro Nacional de Registros (C.N.R.) Instituto Geográfico y del Catastro Nacional, I.G.C.N. Coordinación de Proyecto Especiales de Mantenimiento Catastral Jrssanchez@cnr.gob.sv Tel Ext. 8851

2 CAPACITACION PARA EVALUACIÓN N DE EDIFICACIONES POST SISMO Jueves 24, Viernes 25 y sábado s 26 de abril de 2008 San Salvador. El Salvador

3 GEOREFERENCIACIÓN DE LA INFORMACIÓN 25 DE ABRIL DE 2008

4 OBJETIVO FACILITAR LA TEORÍA BÁSICA, COMPOSICIÓN Y APLICACIÓN DEL SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (G.PS.), CON EL OBJETO DE ESTABLECER LA GEOREFERENCIA DE EDIFICACIONES POST SISMOS.

5 SISTEMA GLOBAL DE NAVEGACIÓN POR SATÉLITE (GNSS)

6 SISTEMA GLOBAL DE NAVEGACIÓN N POR SATÉLITE (GNSS) 1. G.P.S. (USA) 2. GLONAS (RUSO) HACIA LA TOPOGRAFÍA A MODERNA 3. SISTEMA DE NAVEGACIÓN POR SATÉLITE EUROPEO GALILEO (E.G.N.O.S.) COMUNIDAD (ECONOMICA EUROPEA)

7 SISTEMA DE NAVEGACIÓN N POR SATÉLITE EUROPEO GALILEO (EGNOS) Inicialmente Galileo iba a estar disponible en el 2008 aunque el proyecto acumula ya tres años de retraso y no podrá comercializar sus primeros servicios hasta 2011, entre temores de que esa fecha pueda demorarse hasta 2014, entre otros motivos, por disensiones entre los países participantes. El 28 de diciembre de 2005 se lanzó el satélite GIOVE-A (Galileo in-orbit validation element), primero de este sistema de localización por satélite, desde el cosmódromo de Baikonur, en Kazajistán. El segundo de los satélites de prueba, el GIOVE-B debería haberse lanzado en abril de 2006, pero su lanzamiento fue retrasado hasta mediados o finales de 2007 por fallos en su computador de a bordo. En abril de 2004 ha entrado en funcionamiento el sistema EGNOS, un sistema de apoyo al GPS para mejorar la precisión de las localizaciones. En otras regiones del mundo hay otros sistemas similares compatibles con EGNOS: WAAS de Estados Unidos MSAS de Japón GAGAN de la India Las fases establecidas para la implementación del sistemas son: Definición ( ) Desarrollo y validación en órbita ( ) Despliegue ( ) Explotación comercial (a partir de )

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9 RAZONES PARA GALILEO

10 TEORIA BASICA Sistema de Posicionamiento Global G.P.S.

11 G.P.S. SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL ANTECEDENTES LA ARMADA ESTADOUNIDENSE PATROCINÓ LOS PRIMEROS SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO Y NAVEGACIÓN CON BASE EN SATÉLITES A COMIENZO DE LOS AÑOS SESENTA, PERO SOLO EN LA DÉCADA DE LOS AÑOS SETENTA, SE PUSO EN FUNCIONAMIENTO LA FASE I DEL SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL NAVSTAR O G.P.S. SSSS UNA ARMA DE GUERRA O UN EQUIPO DE TRABAJO???

12 CONCEPTO BÁSICOB DEL SISTEMA G.P.S. ES UN SISTEMA DE NAVEGACIÓN, POSICIONAMIENTO Y FUENTE DE HORA UNIVERSAL COORDINADA, BASADO SOBRE EMISIONES DE RADIO SEÑALES DE SATÉLITES, DISPONIBLE EN CUALQUIER CONDICIÓN METEOROLÓGICA.

13 ESTRUCTURA DEL SISTEMA G.P.S.

14 SEGMENTO ESPACIAL

15 SEGMENTO DE CONTROL

16 SEGMENTO DEL USUARIO

17 SEGMENTO ESPACIAL Los satélites están aproximadamente a 20,200 Km. de altura, estos completan una vuelta alrededor de la tierra cada 12 horas. Período de 12 horas siderales (11 horas y 58 minutos) cada órbita completa dos vueltas cada 24 horas siderales, o sea, 23 horas 56 minutos. La constelación final, operativa desde Enero de 1994, consta de 6 orbitas con 4 satélites cada una. Estas órbitas tiene una inclinación de 55 con respecto al ecuador y separados 60 entre sí.

18 CARACTERÍSTICAS FÍSICASF DE LOS SATELITES Nombre: NAVSTAR Fabricante: Rockwell International Peso: Tamaño: Tiempo de Vida: Costo: Altitud: Período Orbital: Reloj: 900 Kilos Cinco (5) metros de ancho (con los paneles extendidos) 7.5 años U$ 40 millones Kilómetros 12 horas (dos vueltas a la tierra en el día) Tiene 4 relojes atómicos (2 de Rubidio y 2 de Cesio) con precisión de billonésimas de segundos al mes.

19 SEGMENTO DE CONTROL

20 5 ESTACIONES TERRENAS COLOCADAS ESTRATEGICAMENTE A LO LARGO DE LA FRANJA ECUATORIAL DEL GLOBO TERRESTRE.

21 SEGMENTO DE CONTROL TABLA COMPARATIVA DE LAS ESTACIONES DE CONTROL

22 SEGMENTO DEL USUARIO EMPRESA PRIVADA EN NUESTRO PAIS REDES DE AMARRE TOPOGRAFICO LEVANTAMIENTO DE DETALLES CULTURALES PROCEDIMIENTOS TOPOGRAFICOS EN PROYECTOS

23 EMPRESA DE GOBIERNO CENTRO NACIONAL DE REGISTROS (C.N.R.) Instituto Geografico y del Catastro Nacional, I.G.C.N. APLICACIONES: RED GEODÉSICA NACIONAL, G.P.S. Frecuencia Dual (L1/L2) ARCO GEODESICO BINACIONAL FRONTERIZO EL SALVADOR - HONDURAS, G.P.S. Frecuencia Dual (L1/L2) REDES GEODESICA DEPARTAMENTALES, G.P.S. Frecuencia Dual (L1/L2) UBICACIÓN DE PARCELAS (MANTENIMIENTO CATASTRAL), G.PS. Navegadores MAPEO DE RUTAS EN ZONAS NO CATASTRADAS, G.PS. Navegadores

24 RED GEODÉSICA NACIONAL, G.P.S. Frecuencia Dual (L1/L2) 16 Estaciones Geodésicas, geométricamente distribuidas a nivel nacional Establecida en 1998 Tiempo estimado de observación: 2 días

25 RED GEODÉSICA NACIONAL, G.P.S. Frecuencia Dual (L1/L2)

26 ANTECEDENTE RED ANTIGUA GEODÉSICA NACIONAL

27 ARCO GEODÉSICO BINACIONAL FRONTERIZO EL SALVADOR - HONDURAS

28 REDES GEODÉSICAS DEPARTAMENTALES G.P.S. Frecuencia Dual (L1/L2) RED GEODÉSICA USULUTAN RED GEODÉSICA SAN SALVADOR LA LIBERTAD

29 UBICACIÓN DE PARCELAS (MANTENIMIENTO CATASTRAL), G.PS. Navegadores

30 MAPEO DE RUTAS EN ZONAS NO CATASTRADAS, G.PS. Navegadores CAMINO LEVANTADO EN ZONA NO CATASTRADA CON GPS NAVEGADOR

31 MAPEO DE RUTAS EN ZONAS NO CATASTRADAS, G.PS. Navegadores CAMINO LEVANTADO EN ZONA NO CATASTRADA CON GPS NAVEGADOR

32 ESTACION TOTAL Y G.P.S. EL COMPLEMENTO IDEAL Con equipo GPS de doble frecuencia L1 /L2 y L1

33 COMO MIDE EL SISTEMA???

34 LA TRIANGULACIÓN N DESDE LOS SATÉLITES AUNQUE PUEDA PARECER IMPROBABLE, LA IDEA GENERAL DETRÁS DEL GPS ES UTILIZAR LOS SATÉLITES EN EL ESPACIO COMO PUNTOS DE REFERENCIA PARA NUESTRA UBICACIÓN AQUÍ EN LA TIERRA. ESTO SE LOGRA MEDIANTE UNA MUY, PERO MUY EXACTA, MEDICIÓN DE NUESTRA DISTANCIA HACIA AL MENOS TRES SATÉLITES, LO QUE NOS PERMITE "TRIANGULAR" NUESTRA POSICIÓN EN CUALQUIER PARTE DE LA TIERRA.

35 LA GRAN IDEA GEOMETRICA ES: SUPONGAMOS QUE MEDIMOS NUESTRA DISTANCIA AL PRIMER SATÉLITE Y RESULTA SER DE KMS. SABIENDO QUE ESTAMOS A Kms. DE UN SATÉLITE DETERMINADO, NO PODEMOS POR LO TANTO ESTAR EN CUALQUIER PUNTO DEL UNIVERSO, SINO QUE ESTO LIMITA NUESTRA POSICIÓN A LA SUPERFICIE DE UNA ESFERA QUE TIENE COMO CENTRO DICHO SATÉLITE Y CUYO RADIO ES DE Kms. SATELITE 1 D= Km.

36 SATELITE 2 D= Kms. SATELITE 1 D= Kms. MEDIMOS NUESTRA DISTANCIA A UN DESCUBRIMOS QUE ESTAMOS A Kms. SEGUNDO SATÉLITE Y ESTO NOS DICE QUE NO ESTAMOS SOLAMENTE EN LA PRIMERA ESFERA CORRESPONDIENTE AL PRIMER SATÉLITE, SINO TAMBIÉN SOBRE OTRA ESFERA QUE SE ENCUENTRA A Kms. DEL SEGUNDO SATÉLITE. EN OTRAS PALABRAS, ESTAMOS EN ALGÚN LUGAR DE LA CIRCUNFERENCIA QUE RESULTA DE LA INTERSECCIÓN DE LAS DOS ESFERAS.

37 SI AHORA MEDIMOS NUESTRA DISTANCIA A UN TERCER SATÉLITE Y DESCUBRIMOS QUE ESTAMOS A Kms. DEL MISMO, ESTO LIMITA NUESTRA POSICIÓN AÚN MAS, A LOS DOS PUNTOS EN LOS CUALES LA ESFERA DE Kms. CORTA LA CIRCUNFERENCIA QUE RESULTA DE LA INTERSECCIÓN DE LAS DOS PRIMERAS ESFERAS. SATELITE 3 D= Kms. SATELITE 2 D= Kms. SATELITE 1 D= Kms.

38 DEFINIMOS NUESTRA POSICION? POSICIÓN REDUCIDA A UN RADIO DE KMS. DESDE EL PRIMER SATÉLITE POSIBLE POSICIÓN CON LA MEDICIÓN DE LAS DISTANCIA A DOS SATÉLITES POSICIÓN CON LA MEDICIÓN DE LA DISTANCIA A UN TERCER SATÉLITE

39 CLARO QUE SI...

40 PORQUE ES NECESARIA UNA CUARTA MEDICION? SI LOS RELOJES DE NUESTROS RECEPTORES GPS FUERAN PERFECTOS, ENTONCES TODOS LAS DISTANCIAS A LOS SATÉLITES SÉ INTERCEPTARÍAN EN UN ÚNICO PUNTO, QUE INDICA NUESTRA POSICIÓN. PERO CON RELOJES IMPERFECTOS, UNA CUARTA MEDICIÓN, EFECTUADA COMO CONTROL CRUZADO, NO INTERCEPTARÁ CON LOS TRES PRIMEROS. DE ESA MANERA LA COMPUTADORA DE NUESTRO GPS DETECTARÁ LA DISCREPANCIA Y ATRIBUIRÁ LA DIFERENCIA A UNA SINCRONIZACIÓN IMPERFECTA CON LA HORA UNIVERSAL. DADO QUE CUALQUIER DISCREPANCIA CON LA HORA UNIVERSAL AFECTARÁ A LAS CUATRO MEDICIONES, EL RECEPTOR BUSCARÁ UN FACTOR DE CORRECCIÓN ÚNICO QUE SIENDO APLICADO A SUS MEDICIONES DE TIEMPO HARÁ QUE LAS DISTANCIAS COINCIDAN EN UN SOLO PUNTO. RELOJES MAL SINCRONIZADO, POSICIÓN ERRADA

41 SINCRONIZANDO RELOJES DICHA CORRECCIÓN PERMITIRÁ AL RELOJ DEL RECEPTOR AJUSTARSE NUEVAMENTE A LA HORA UNIVERSAL Y DE ESA MANERA TENEMOS UN RELOJ ATÓMICO EN LA PALMA DE NUESTRA MANO! UNA VEZ QUE EL RECEPTOR DE GPS APLICA DICHA CORRECCIÓN AL RESTO DE SUS MEDICIONES, OBTENEMOS UN POSICIONAMIENTO PRECISO. RELOJES SINCRONIZADOS, POSICION CORREGIDA

42 COMO SE MIDE LA DISTANCIA? CÓMO PODEMOS MEDIR LA DISTANCIA HACIA ALGO QUE ESTÁ FLOTANDO EN ALGÚN LUGAR EN EL ESPACIO? LO HACEMOS MIDIENDO EL TIEMPO QUE TARDA UNA SEÑAL EMITIDA POR EL SATÉLITE EN LLEGAR HASTA NUESTRO RECEPTOR DE GPS. LA GRAN IDEA MATEMÁTICAMENTE ES: TODA LA IDEA SE RELACIONA EN AQUELLOS PROBLEMAS SOBRE LA VELOCIDAD QUE RESOLVÍAMOS EN LA SECUNDARIA, RECORDEMOS QUE "SI UN AUTO VIAJA A UNA VELOCIDAD CONSTANTE DE 60 KILÓMETROS POR HORA DURANTE DOS HORAS, QUÉ DISTANCIA RECORRIÓ? Velocidad: 60 kms. /Hora Tiempo: 2 horas Distancia:? Kms. Planteamiento: Velocidad (kmts./hora) x Tiempo (horas) = Distancia (kms.) Solución: 60 km/hora x 2 horas = Distancia kms. = 120 kms.

43 LOGRAR LA PERFECTA SINCRONIZACIÓN CON LA SEÑAL QUE VIENE DEL SATÉLITE Y LA EMITIDA POR EL RECEPTOR GPS ES LA BASE PARA CALCULAR LA DISTANCIA ENTRE ELLOS. EL TIEMPO DE RETARDO NECESARIO PARA SINCRONIZAR AMBAS SEÑALES ES IGUAL AL TIEMPO DE VIAJE DE LA SEÑAL PROVENIENTE DEL SATÉLITE. CUATRO DISTANCIAS DEFINEN NUESTRA POSICIÓN

44 PLANTEAMIENTO: D (Kms.) : TR(seg.) * C (Kms/seg.) Ejemplo: (0.06 Seg.)(300,000 kms./seg.) = 18,000 Kms. Donde: TR = Tiempo de retardo (seg.) C = Velocidad de la luz (Kms./seg.) D = Distancia (Kms.)

45 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA LA OBSERVACIÓN DE DETALLES DE INTERES, USANDO ÉL SISTEMA

46 CUMPLIR CON LAS ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE OBSERVACIÓN: VENTANA DE RECEPCIÓN DE SEÑAL SATELITAL ELEVACIÓN DE LA MÁSCARA DE RECEPCIÓN SATELITAL VENTANA RECEPCIÓN DE SEÑAL SATELITAL VENTANA RECEPCIÓN DE SEÑAL SATELITAL VENTANA RECEPCIÓN DE SEÑAL SATELITAL

47 QUE DETERMINA LA CANTIDAD DE SATÉLITES DISPONIBLES AL MOMENTO DE INICIAR LA OBSERVACION DEL SISTEMA??? Mínimo de satélites para la observación (4)

48 La observación de los detalles de interés deben de estar libres de obstrucciones, evitar el Multipaso o Multirruta D (Kms( Kms.) : TR(seg seg.) * C (Kms( Kms/seg.) La longitud del vector formado del Satélite al Receptor terrestre debe de ser una línea recta, para que defina la posición del detalle

49 Debe de elegir la técnica de observación apropiada al proyecto y equipo Estática Estática Rápida Tiempo Real (RTK) Cinemática Cinemática de Reocupación Navegación

50 Además: Tiempo de observación de los detalles Intervalos de grabación en la observación al sistema Presición del punto en la observación

51 CLASES DE EQUIPO USADOS EN EL SISTEMA DOBLE FRECUENCIA Usuarios: CNR ONG S (Nacionales y Extranjeras, CARE, Ducado De Luxemburgo, COWI, etc.) Aplicaciones: Redes de amarre Geodésico de uso particular Red Geodésica de Amarre Nacional Puntos de Control Fotogramétrico (PCF) Control de Placas Tectónicas Control de Cotas para embalses de presas Hidrográficas Precisión: Milimétríca Tiempo de Observación Dos horas o más, dependerá del tipo de proyecto, la precisión requerida, distancia de líneas bases o vectores, distancia de las estaciones de amarre al proyecto Técnica disponibles: Estática Estática Rápida Tiempo Real (RTK) Cinemática

52 16 Puntos Medidos Durante 2 Días En 1998 Red Geodésica Nacional

53 MONO FRECUENCIAL O DE UNA FRECUENCIA Usuarios: ONG S Empresas de Medición Aplicaciones: Precisión: Levantamientos Catastrales Hidrantes Postes Cajas de AN. ALL, AP, etc. Centimétrica Tiempo de Observación: Técnica disponibles: Dependerá del tipo de proyecto, la precisión requerida, distancia de líneas bases o vectores, distancia de las estaciones de amarre al proyecto, etc. Estática Estática Rápida Tiempo Real (RTK) Cinemática

54 NAVEGADORES Usuarios: ONG S Empresas de Medición Empresa Gubernamentales, CNR, MARN, CEL, ETC. Aplicaciones: Navegación a Coordenadas de interés Establecimiento de rutas Levantamiento de calles para fines Cartográficos Levantamiento de elementos Culturales para fines Cartográficos Precisión: Métrica Tiempo de Observación: La que indique el equipo en el momento de la observación, esta depende de las condiciones en las que se este observando el sistema (sin obstrucción). Técnica disponibles: Establecimiento de Marcas, Waypoints (WP) Buscar Coordenadas Establecimiento de Rutas Trayectorias de recorrido, Tracks

55 FUENTES

56 Centro Nacional De Registros (C.N.R.) Instituto Geografico y del Catastro Nacional, I.G.C.N. Coordinacion de Proyecto Especiales de Mantenimiento Catastral