Introducción al Sistema de Posicionamiento Satelital. SPS

Transcripción

1 9 o Curso Internacional de Agricultura de Precisión y 4 ta Expo de Maquinas Precisas Introducción al Sistema de Posicionamiento Satelital. SPS Ing. Agr. Fernando Scaramuzza agriculturadeprecision@yahoo.com.ar SPS Generalidades Los Sistemas de Posicionamiento por Satélites (SPS) permiten determinar las coordenadas geográficas de un punto dado como resultado de la recepción de señales provenientes de constelaciones de satélites artificiales de la Tierra para fines de navegación, transporte, geodesia y cartografía, hidrográficos, agrícolas y otras actividades afines. Un sistema de navegación basado en estaciones satelitales, puede proporcionar a los usuarios información sobre la posición y la hora (cuatro dimensiones) con una gran exactitud, en cualquier parte del mundo, las 24 horas del día y en todas las condiciones climatológicas.

2 SPS Constelaciones Sistema de Posicionamiento Global (GPS) de los Estados Unidos de América. Sistema Orbital Mundial de Navegación por Satélite (GLONASS) de la Federación Rusa Se espera que (GALILEO) de Europa se incorpore a los SPS antes del GPS Sistema de Posicionamiento Global En Agricultura de Precisión sólo vamos a ver el sistema GPS, que es el sistema que usamos. Decimos que es un método para: Identificar y grabar la ubicación de un objeto o persona, generalmente en forma electrónica. Base de la Agricultura de Precisión.

3 Por qué decimos que el GPS es la base de la Agricultura de Precisión? Cosecha con Monitor de Rendimiento y GPS Muestreo dirigido de suelos Análisis de datos sitio específicos Siembra Variable Fertilización Variable Sistema de Posicionamiento Global Concebido originalmente como auxiliar para la navegación de las fuerzas militares de EEUU

4 Composición del Sistema de Posicionamiento Global Sistema de satélites: Está formado por 24 unidades con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo terráqueo. Más concretamente, repartidos en 6 planos orbitales de 4 satélites cada uno. La energía eléctrica que requieren para su funcionamiento la adquieren a partir de dos paneles compuestos de celdas solares adosados a sus costados. Estaciones terrestres de control: Envían información de control a los satélites para controlar las órbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelación. Terminales receptores: Indican la posición en la que están; conocidas también como unidades GPS, son las que podemos adquirir en las tiendas especializadas. Composición del Sistema de Posicionamiento Global Sistema de satélites Sistema de control Terminales receptores

5 Importancia de la precisión y saber cual usar. Lámpara Linterna Laser Autónomo ±3 a 15m DGPS 0,3 a 2m RTK 1 a 5 cm Uso agrícola: Autónomo. Monitoreo de rendimiento Georreferenciación de muestreo de suelo Estimación de áreas No sirve para utilizar como banderillero GPS Fer satelital

6 Servicios de correcciones DGPS submétricas Corrección diferencial. Método Cobertura Precisión Waas Satelital Norteamérica Mejor de 2 m Egnos Satelital Europa Mejor de 2 m Omnistar Satelital Sudamérica Mejor de 2 m Beacon E dif Correcciones RTK Tres antenas que son bases correctoras en Argentina Corrección electrónica interna Base propia Aproximadamente 300 km de radio a la antena base Global. Todo el mundo Hasta 10 km de la base propia. Depende de la distancia a la base correctora. Resultado típico submétrico. Submétrica Centimétrica Uso agrícola: DGPS. Sirve para utilizar como banderillero satelital. Corte por sección. Piloto automático en pulverizacion. Etc, etc.

7 Uso agrícola: Sistema RTK y base correctoras. Para tareas de alta precisión como la siembra, arrancado de mani, etc. Sistema RTK y base correctoras. Posición + Error Posición + Error Error

8 Sistema de corte por sección en pulverización. CON CORTE SIN CORTE Cuánto podemos ahorrar en tareas de pulverización? Sistema de corte por sección en siembra.

9 Conclusión. Si ser preciso no paga Quiere decir que no ser preciso es rentable? John Reijstech Illinois USA Muchas Gracias. Consultas: Web: Teléfono: Te/Fax:

10 Principios de Funcionamiento de GPS. Principios de Funcionamiento del GPS Principios de Funcionamiento de GPS.

11 Principios de Funcionamiento de GPS. Principios de Funcionamiento de GPS.

12 Principios de Funcionamiento de GPS. Medición de Distancia. distancia=velocidad x tiempo Tanto el RECEPTOR como el SATELITE generan un código pseud-aleatorio sincronizado

13 Sincronización del Tiempo. Un desfasaje de 0.01 segundo significan 3000km. Sincronización del Tiempo. 3 mediciones precisas o 4 imprecisas (con relojes baratos)

14 Sincronización del Tiempo. El receptor de GPS común puede tener una precisión casi de un reloj atómico si adiciona la 4 medición. Por que detecta discrepancias y corrige el tiempo. Basicamente la computadora que posee el GPS, asume que tiene un error como se vió en el ejemplo de 1 segundo y por un sistema de 4 ecuaciones con 4 incógnitas determinan el punto justo. Conclusión. Para obtener medidas precisas en tres dimensiones se necesitan cuatro satélites. Esto afecta el diseño de los receptores ya que si se necesitan medidas de posición precisas, continuas y en tiempo real, como en la Agricultura de Precisión, los receptores deben tener por lo menos cuatro canales. Canales: cada canal tiene la posibilidad de recibir un satélite. Si un GPS posee 12 canales no quiere decir que reciba 12 satélites.

15 Fuentes de Error. Relojes de los satélites Errores de órbita Receptores de GPS Atmósfera terrestre Multitrayectoria Geometría satelital Disponibilidad selectiva Relojes Satelitales. Los relojes de los satélites son muy precisos pero no son perfectos y pequeños errores significan grandes distancias

16 Error de Orbita. Fenómenos Naturales como: Fuerzas gravitacionales de la luna y el sol Presión de la radiación solar. Generan pequeños errores en altitud, posición y velocidad de los satélites, los cuales son acumulativos. Atmósfera Terrestre. La banda L en que se transmite la señal de los satélites es de alta frecuencia y es resistente a la interferencia. Viajan a la velocidad de la luz. Ionosfera: partículas cargadas. Troposfera: vapor de agua.

17 Multitrayectoria. Geometría Satelital. La circunferencia que define la distancia no es una línea bien definida si no es una línea difusa.

18 Disponibilidad Selectiva. El departamento de defensa de los EEUU agregaba un error intencional al sistema para restringir el uso en tiempo de guerra. Esta no afecta a los receptores militares de GPS pero si a los de uso civil. Los errores introducidos cambian constantemente en magnitud y dirección. Esta era la mayor fuente de error de los receptores de uso común. Errores. Todos estos errores enunciados anteriormente reducen la precisión del GPS