6 ##"-##!#"% "'#! "##" 6 )5" 6 ##"#3 #

Transcripción

1

2 !""#$ "#%" $#&!'! #("&##!#"#!&% #"(#!"#$ )"#%" $# *#+ $, %" $#-##!.&%/ &%-##!#0 "#1#"!#$'+2# #" 3#* $#"&% )-##!&%4 3#* $#"5 3#* $#"55( 3#* $##$5 6 3#* $#7 6 ##"-##!#"% "'#! "##" 6 )5" 6 ##"#3 #

3 6 333 %9 6 5!""###(" $#-##!+.:/"51 5$; 6 5!""###(" $##! *0 "# 3#* $#7< 6 #"! "15!""6 < 036= 4 3&0>88?%" $#&%+:<?%" $#&%+:?" <=?%" $#-##!0 "#&?" 4?%" $#-##!0 "#? #!).!@A/4,?%" $#-##!0 "#? "! B&C? "!,?%" $#-##!0 "#? D #&$#E,;?%" $#-##!0 "#3?" ;?%" $#-##!0 "#&C?" ;4?%" $#-##!0 "#?" =8?#"! "%"(#" $##%" #"=6

4 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. 1. RESUMEN Noresultanovedosodecirqueenlosúltimosañoslatecnologíahacrecidoycreceapasosagigantadosen todoslosaspectosdelavidacotidiana.estecrecimientotambiénsevereflejandoenelcampodela Agrimensuraconlaaparicióndenuevosinstrumentosdemedición,quehancambiadoconsiderablemente lastécnicasymétodosdemediciónparaelejerciciodelaprofesión.ejemplodeestoscambiosesla tecnologíasatelital.eldesarrollodelgps(globalpositioningsystem)ofrecemejoresymayoresprestaciones, porloquesuusosehahechodecarácterpermanente. DebidoalgranincrementodelacapacidaddeInternet,sehancreadoaplicacionesquesoncapacesde transferircontinuosflujosdedatosmediantepaquetesip(intenetprotocol).estasaplicacionesnospermiten introducirunavariantealusodelgpsen TiempoReal (RTK),ensuconfiguraciónconvencionalde transmisióndecorreccionesvíaradiouhf. Enelpresentetrabajo,sedesarrollaráelfuncionamiento,sedescribiránlascaracterísticasyseexpondrán losresultadosobtenidosendistintasexperienciasrealizadas,utilizandoestesistemallamado Ntrip. 1 P á g i n a

5 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. 2. OBJETIVOS AnalizarlascaracterísticasdelsistemaNtrip. Determinarventajas,desventajasylimitacionesenelusodelsistemaNtripenlastareasrelacionadas alejerciciodelaprofesión. 2 P á g i n a

6 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. 3. INTRODUCCIONTEORICA 3.1.IntroducciónalosSistemasdePosicionamientoGlobal ConceptosGeneralesdelGPS. GPSeslaabreviaturadeNAVSTARGPS.ÉsteeselacrónimoeninglésdeNAVigationSystemwithTime AndRangingGlobalPositioningSystem,(queenespañolsignificaSistemadePosicionamientoGlobalcon SistemadeNavegaciónporTiempoyDistancia).GPSeslasoluciónparaunadelasincógnitasmásantiguas quesehaplanteadoelhombre:elpreguntarse" EnquélugardelaTierrameencuentro?"Unopuede pensarqueestaesunapreguntasencilladeresponder.nospodemosubicarfácilmenteobservandolos objetosquenosrodean,locualnosdaunaciertaposiciónenrelaciónalosmismos.pero, quésucede cuandonohayobjetosanuestroalrededor? Yquéocurresinosencontramosenmediodeldesiertoodel océano?durantemuchossiglos,esteproblemafueresueltoempleandoalsolylasestrellasparanavegar. Asimismo,entierra,lostopógrafosylosexploradoresutilizabanpuntosconocidosrespectoaloscuales hacíanreferenciaparasusmedicionesoparaencontrarsucamino.estosmétodoscumplíansucometido dentrodeciertoslímites,pueselsolylasestrellasnopuedenserobservadoscuandoelcieloestánublado. Además,aúnefectuandolasmedicioneslomásprecisasposibles,laposiciónnopodíaserdeterminadaen formamuyprecisa.luegodelasegundaguerramundial,sellevaronacabomuydiversosproyectosy experimentosconelfindedeterminarunaposicióndeformaprecisa,entrelosquesecuentanlossistemas Transit,Timation,Loran,Deccaetc.Todosellospermitíandeterminarposiciones,perocontinuabansiendo muylimitadosenprecisiónyfuncionalidad.aprincipiosdelosaños70sepropusounnuevoproyectoel GPS.EsteconceptoprometíasatisfacertodoslosrequerimientosdelgobiernodelosEstadosUnidos, principalmenteelpoderdeterminar(encualquiermomentoybajocualquiercondiciónatmosférica),una posiciónprecisaencualquierpuntodelasuperficieterrestre.elgpsesunsistemabasadoensatélites artificiales,dispuestosenunaconstelaciónde24deellos,parabrindaralusuariounaposiciónprecisa. ElGPSfuediseñadooriginalmenteparaemplearseconfinesmilitares,encualquiermomentoysobre cualquierpuntodelasuperficieterrestre.pocotiempodespuésdepresentarselaspropuestasoriginalesde estesistema,resultabaclaroqueelgpstambiénpodíaserutilizadoenaplicacionescivilesynoúnicamente paraobtenerelposicionamientoparalosfinesmilitares.lasaplicacionesprincipalesdetipocivilfueronpara navegación,topografía,agrimensuraygeodesia.hoyendía,elrangodeaplicacionesvadesdelanavegación deautomóvilesolaadministracióndeunaflotadecamiones,hastalaautomatizacióndemaquinariade construcción DescripcióndelSistema: ElsistemaGPScomprendetressegmentosdiferentes: ElsegmentoEspacialsatélitesquegiranenórbitasalrededordelaTierra. ElsegmentodeControlformadoporestacionesubicadascercadelecuadorterrestrepara controlaralossatélites. ElsegmentodeUsuarios TodoslosquerecibayutilicelasseñalesGPS. 3 P á g i n a

7 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. ElSegmentoEspacial: ElsegmentoEspacialestácompuestoactualmentepor32satélitesquegiranenórbitasubicadas aproximadamentea20.200kmcada12horas.elsegmentoespacialestádiseñadodetalformaquesepueda contarconunmínimode4satélitesvisiblesporencimadeunángulodeelevaciónde15ºencualquierpunto delasuperficieterrestre,durantelas24horasdeldía.paralamayoríadelasaplicaciones,elnúmeromínimo desatélitesvisiblesdeberáserdecuatro.laexperienciahademostradoquelamayorpartedeltiempohay porlomenos5satélitesvisiblesporencimadelos15º,ymuyamenudohay6o7satélitesvisibles.cada satélitegpsllevaabordorelojesatómicosmuyprecisos.estosrelojesoperanenunafrecuenciafundamental de10.23mhz,lacualseempleaparagenerarlasseñalestransmitidasporelsatélite. ConstelaciondeSatelitesGPS. SatelitesGPS. Lossatélitestransmitenconstantementeendosondasportadoras.Estasondasportadorasseencuentran enlabandal(utilizadaparatransmisionesderadio)ysepropaganalavelocidaddelaluz.dichasondas portadorassederivandelafrecuenciafundamental,generadaporunrelojatómicomuypreciso.la portadoral1estransmitidaa mhz(10.23x154).laportadoral2estransmitidaa mhz (10.23x120).LaportadoraL1esmoduladapordoscódigos.ElCódigoC/AoCódigodeAdquisiciónGruesa modulaa1.023mhz(10.23/10)yelcódigopocódigodeprecisiónmodulaa10.23mhz.l2esmoduladapor uncódigosolamente.elcódigopenl2modulaa10.23mhz.losreceptoresgpsutilizanlosdiferentes códigosparadistinguirlossatélites.loscódigostambiénpuedenserempleadoscomobasepararealizarlas medicionesdeseudodistanciayapartirdeahí,calcularunaposición. 4 P á g i n a

8 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. EstructuradelaseñalGPS. ElSegmentodeControl: Elsegmentodecontrolconsisteenunaestacióndecontrolmaestro,distribuidasenpuntosmuycercanos alecuadorterrestre.elsegmentodecontrolrastrealossatélitesgps,actualizasuposiciónorbitalycalibray sincronizasusrelojes.estainformaciónescargadaacadasatéliteyposteriormentetransmitidadesdeallí. EstopermitealreceptorGPSconocerlaubicacióndecadasatélite.Lasseñalesdelossatélitessonleídas desdelasestaciones:ascensión,diegogarcíaykwajalein.estasmedicionessonentoncesenviadasala EstacióndeControlMaestroenColoradoSprings,dondesonprocesadasparadeterminarcualquiererroren cadasatélite.lainformaciónesenviadaposteriormentealascuatroestacionesdeobservaciónequipadas conantenasdetierraydeallícargadasalossatélites. LocalizacióndelasEstacionesdelSegmentodeControl. 5 P á g i n a

9 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. ElSegmentodeUsuarios: ElsegmentodeUsuarioscomprendeacualquieraquerecibalasseñalesGPSconunreceptor, determinandosuposicióny/olahora.algunasaplicacionestípicasdentrodelsegmentousuariosson:la navegaciónentierraparaexcursionistas,ubicacióndevehículos,topografía,navegaciónmarítimayaérea, controldemaquinaria,etc. (Fuente:IntroducciónalSistemaGPS Leica) 6 P á g i n a

10 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES MétodosdePosicionamiento. ExistendiferentesmétodosparaobtenerunaposiciónempleandoelGPS.Elmétodoautilizardependede laprecisiónrequeridaporelusuarioyeltipodereceptordisponible.enunsentidoampliodelapalabra, estastécnicaspuedenserclasificadasbásicamenteentresclases: NavegaciónAutónomaempleandosólounreceptorsimple.Utilizadoporexcursionistas,barcosenalta marylasfuerzasarmadas. PosicionamientoDiferencialconCodigoC/A.MáscomúnmenteconocidocomoDGPS,elcual proporcionaprecisionesdelordende0.55m.utilizadoparanavegacióncostera,adquisicióndedatospara SIG(SistemasdeInformaciónGeográficaGIS),agriculturaautomatizada,etc. PosicionamientoDiferencialdeFase.Ofreceunaprecisiónde0.520mm.Utilizadoparadiversostrabajos detopografía,controldemaquinaria,etc. (Fuente:IntroduccionalSistemaGPSLeica) NavegaciónAutónoma EstaeslatécnicamássencillaempleadaporlosreceptoresGPSparaproporcionarinstantáneamenteal usuario,laposiciónyalturay/otiempo.laprecisiónobtenidaesmejorque10m(porlogeneralentre1y5m) parausuariosciviles. Losreceptoresutilizadosparaestetipodeaplicación,sonporlogeneralunidadespequeñas,portátilesy debajocosto. Medicióndeladistanciaalossatélites TodaslasposicionesGPSestánbasadasenlamedicióndeladistanciadesdelossatéliteshastaelreceptor GPSenTierra.EstadistanciahaciacadasatélitepuedeserdeterminadaporelreceptorGPS.Laideabásicaes ladeunainterseccióninversa,lacualesutilizadageneralmenteporlostopógrafos.siseconoceladistancia haciatrespuntosenrelaciónaunaposición,entoncessepuededeterminarlaposiciónrelativaaesostres puntos.apartirdeladistanciahaciaunsatélite,sabemosquelaposicióndelreceptordebeestarenalgún puntosobrelasuperficiedeunaesferaimaginariacuyoorigeneselsatélitemismoysuradioladistancia.la posicióndelreceptorsepodrádeterminaralintersectartresesferasimaginarias. InterseccióndetresEsferasImaginarias. 7 P á g i n a

11 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. ElproblemaconelGPSesquesólosepuedendeterminarlasseudodistanciasyeltiempoalmomentoque lleganlasseñalesalreceptor. Deestemodoexistencuatroincógnitasadeterminar:posición(X,Y,Z)yelerrordelrelojdelreceptor. Observandoacuatrosatélitessegenerancuatroecuacionesquesecancelan. CálculodelTiempoydelaDistanciaalSatélite Paracalcularladistanciaacadasatélite,seutilizaunadelasleyesdelmovimiento ElGPSrequierequeelreceptorcalculeladistanciadelreceptoralsatélite. LaVelocidadeslavelocidaddelasseñalesderadio.Lasseñalesderadioviajanalavelocidaddelaluz,a Kmporsegundo. EltiempoesaquelqueletomaaunaseñalderadioenviajardesdeelsatélitealreceptorGPS. Estoesunpocodifícildecalcular,yaquesenecesitaconocerelmomentoenquelaseñalderadiosalió delsatéliteyelmomentoenquellegóalreceptor. CadareceptortienealmacenadasensumemorialasréplicasdetodoslosPRN.Asícuandorecibela emisiónsatelitalpuedeefectuarelreconocimientodelsatélitecorrespondiente.acontinuación,procesando laseñal,recuperaelcódigoconelquefuemoduladay,alavez,generainteriormenteunaréplicadelcódigo recibido,peroobviamentedesfasado,puestoqueelrecibidodebió viajar porelespacio,siendorecibido conun retardo. Laoperaciónsiguienteconsisteencorrelacionarloscódigos(recibidoyautogeneradoo local ),loque permitemedireltiempoyporlotantoladistancia(considerandoconocidalavelocidaddelaluzenel espacio). FuentesdeError Hastaestemomento,hemosasumidoquelaposiciónobtenidadelGPSesmuyprecisaylibredeerrores, peroexistendiferentesfuentesdeerrorquedegradanlaposicióngpsdesdealgunosmetros,enteoría, hastaalgunasdecenasdemetros.estasfuentesdeerrorson: 1. Retrasosionosféricosyatmosféricos 2. ErroresenelrelojdelSatéliteydelReceptor 3. EfectoMultitrayectoria 8 P á g i n a

12 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. Existeunfactorqueindicacómosedegradaelcálculodelaposiciónenfuncióndeladistribucióndelos satélites.estefactorsedenomina: 4. DilucióndelaPrecisión Retrasosionosféricosyatmosféricos Alpasarlaseñaldelsatéliteatravésdelaionosfera,suvelocidadpuededisminuir,esteefectoessimilara larefracciónproducidaalatravesarlaluzunbloquedevidrio.estosretrasosatmosféricospuedenintroducir unerrorenelcálculodeladistancia,yaquelavelocidaddelaseñalseveafectada.(laluzsólotieneuna velocidadconstanteenelvacío). Laionosferanosintroduceunretrasoconstanteenlaseñal.Existendiversosfactoresqueinfluyenenel retrasoproducidoporlaionosfera. a. Elevacióndelsatélite.Lasseñalesdesatélitesqueseencuentranenunángulodeelevaciónbajose veránmásafectadasquelasseñalesdesatélitesqueseencuentranenunángulodeelevación mayor.estoesdebidoalamayordistanciaquelaseñaltienequeviajaratravésdelaatmósfera. b. LadensidaddelaionosferaestáafectadaporelSol. Durantelanoche,lainfluenciaionosféricaes mínima.duranteeldía,elefectodelaionosferaseincrementaydisminuyelavelocidaddelaseñal. Ladensidaddelaionosferavaríaconlosciclossolares(actividaddelasmanchassolares).La actividaddelasmanchassolaresllegaasumáximocada11años.ademásdeesto,lasllamaradas solarespuedenocurrirdemaneraaleatoria,locualtambiéntieneunefectosobrelaionosfera.los erroresdebidosalaionosferapuedensermitigadosempleandounodeestostresmétodos: Elprimermétodosuponelatomadeunpromediodelefectodelareduccióndelavelocidad delaluzcausadaporlaionosfera.estefactordecorrecciónpuedeserentoncesaplicadoaunaserie decálculos.sinembargo,estodependedeunpromedioyobviamenteestacondiciónpromediono ocurretodoeltiempo.porlotanto,estemétodonoeslasoluciónóptimaparalamitigacióndelerror Ionosférico. Elsegundo,apartirdedatosprovenientesdeestacionespermanentesGPSesposible calcularcorreccionesionosféricasregionalesyponerlasadisposicióndelosusuariosparaaplicarlasa 9 P á g i n a

13 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. lasobservaciones.estetipodecorreccionestienegranimportanciacuandoseutilizanreceptoresl1 yaquedeestamanerapermitenampliarelrangodemedición Elúltimométodosuponeelempleodelosreceptoresde"doblefrecuencia". TalesreceptoresmidenlasfrecuenciasL1yL2delaseñalGPS.Essabidoquecuandounaseñalde radioviajaatravésdelaionosfera,éstareducesuvelocidadenunarelacióninversamente proporcionalasufrecuencia.porlotanto,sisecomparanlostiemposdearribodelasdosseñales,se puedeestimarelretrasoconprecisión.nótesequeestoesposibleúnicamenteconreceptoresgps dedoblefrecuencia.lamayoríadelosreceptoresfabricadosparalanavegaciónsondeuna frecuencia. c. ElVapordeaguatambiénafectalaseñalGPS.Elvapordeaguacontenidoenlaatmósferatambién puedeafectarlasseñalesgps.esteefecto,elcualpuederesultarenunadegradacióndelaposición, puedeserreducidoutilizandomodelosatmosféricos. Erroresenlosrelojesdelossatélitesydelreceptor Aunquelosrelojesenlossatélitessontienenunaprecisióncercanaalos3nanosegundos,algunasveces presentanunapequeñavariaciónenlavelocidaddemarchayproducenpequeñoserrores,afectandola exactituddelaposición.eldepartamentodedefensadelosestadosunidos,observapermanentementelos relojesdelossatélitesmedianteelsegmentodecontrolypuedecorregircualquierderivaquepueda encontrar. ErroresdeMultitrayectoria Elerrordemultitrayectoriasepresentacuandoelreceptorestáubicadocercadeunagransuperficie reflectora,talcomounlagoounedificio.laseñaldelsatélitenoviajadirectamentealaantena,sinoque llegaprimeroalobjetocercanoyluegoesreflejadaalaantena,provocandounamediciónfalsa.estetipode errorespuedenserreducidosutilizandoantenasgpsespecialesqueincorporanunplanodetierra(undisco circularmetálicodeaproximadamente50cmdediámetro),elcualevitaquelasseñalesconpocaelevación lleguenalaantena. 10 P á g i n a

14 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. Paraobtenerlamásaltaexactitud,lasoluciónpreferidaeslaantenadebobinaanular(chokering antenna).unaantenadebobinaanulartiene4ocincoanillosconcéntricosalrededordelaantenaque atrapancualquierseñalindirecta. Elefectomultitrayectoriatieneinfluenciaúnicamentealasmedicionesdealtaprecisión. Losreceptoresdenavegaciónmanualesnoutilizanestastécnicas. DilucióndelaPrecisión LaDilucióndelaPrecisión(DOP)esunamedidadelafortalezadelageometríadelossatélitesyestá relacionadaconladistanciaentreestosysuposiciónenelcielo.eldoppuededisminuirlaprecisióndelas medicionesduranteunlevantamientocongps. Esteprincipiopuedeserilustradomediantelossiguientesdiagramas: Satélitesconbuenadistribución pocaincertidumbreensuposición. Satélitesconmaladistribución altaincertidumbreensuposición. Ladistanciahacialossatélitesseveafectadaporloserroresenladistanciapreviamentedescriptos. Cuandolossatélitesestánbiendistribuidos,laposiciónsepuededeterminardentrodeláreasombreadadel diagramayelmargendeerrorposibleesmínimo. Cuandolossatélitesestánmuycercaunosdeotros,eláreasombreadaaumentasutamaño, incrementandotambiénlaincertidumbreenlaposición.dependiendodeladimensión,sepuedencalcular diferentestiposdedilucióndelaprecisión. VDOP DiluciónVerticaldelaPrecisión.Proporcionaladegradacióndelaexactitudenladirección vertical. HDOP DiluciónHorizontaldelaPrecisión.Proporcionaladegradacióndelaexactitudenladirección horizontal. PDOP DilucióndelaPrecisiónenPosición.Proporcionaladegradacióndelaexactitudenposición3D. GDOP DilucióndelaPrecisiónGeométrica.Proporcionaladegradacióndelaexactitudenposición3Dy entiempo.elvalordopmásútilaconocereselgdop,yaqueesunacombinacióndetodoslosfactores.sin 11 P á g i n a

15 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. embargo,algunosreceptorescalculanelpdopohdop,valoresquenotomanenconsideraciónal componentedetiempo. LamejormanerademinimizarelefectodelPDOPesobservartantossatélitescomoseanposibles. Recuerde,sinembargo,quelasseñalesdesatélitesconpocaelevacióngeneralmentetienenunagran influenciadelasfuentesdeerror.comoreglageneral,cuandoseutiliceelgpsparatopografía,lomejores observarsatélitesconunángulodeelevaciónmayoralos10ºsobreelhorizonte.lasposicionesmásprecisas seráncalculadasporlogeneralcuandoelpdoptieneunvalorbajo. Porquésonmásprecisoslosreceptoresmilitares? LosreceptoresmilitaressonmásprecisosporquenoutilizanelcódigoC/Aparacalculareltiempoque tardaenllegarlaseñaldesdeelsatélitealreceptorgps.únicamenteempleanelcódigop. ElcódigoPmodulaalaportadoraconunafrecuenciade10.23Hz.,mientrasqueelcódigoC/Alohacea 1.023Hz.LasdistanciassepuedencalcularconmayorprecisiónempleandoelcódigoP,yaqueestese transmite10vecesmásporsegundoqueelcódigoc/a. Únicamentelasfuerzasmilitares(equipadasconreceptoresGPSespeciales),puedendescifrarelcódigoP encriptado,tambiénconocidocomocódigoy. (Fuente:IntroduccionalSistemaGPSLeica) PosicionamientoDiferencial(DGPS) Muchosdeloserroresqueafectanlamedicióndedistanciaalossatélites,puedensercompletamente eliminadosoreducidossignificativamenteutilizandotécnicasdemedicióndiferenciales. ReceptorBase Laantenadelreceptorbaseesmontadaenunpuntodecoordenadasconocidas.Alreceptorquese colocaenestepuntoseleconocecomoreceptordereferenciaoestaciónbase. Seenciendeelreceptorycomienzaarastrearsatélites.Debidoaqueelreceptorseencuentraenun puntoconocido,elreceptorbasepuedeestimarenformamuyprecisaladistanciaacadaunodelos satélites. Deestaforma,estereceptorpuedecalculardeformasencillacualesladiferenciaentreladistancia calculadayladistanciamedida.estasdiferenciassonconocidascomocorrecciones. Elmétodoconvencionaldetransmisióndecorreccionesmásutilizadoennuestropaís,esatravésdeun equipoderadiouhf.enestetrabajoanalizaremoslatransmisióndelascorreccionesatravésdeinternet. EstatecnologíaseconocecomoSistemaNrtip,lacualdesarrollaremosmasadelante. ReceptorMóvil Elreceptormóvilestáalotroladodeestascorrecciones.Elreceptormóvilcuentaconunradioenlacede datosconectadopararecibirlascorreccionestransmitidasporelreceptordereferencia. Duranteeldesarrollodeltrabajo,veremosquesicontamosconunaconexiónaInternetpodremosrecibir lascorreccionesentiemporealpormediodelatecnologíantrip. Elreceptormóviltambiéncalculalasdistanciashacialossatélites.Luegoaplicalascorreccionesde distanciarecibidasdelabase.estolepermitecalcularunaposiciónmuchomásprecisadeloquesería posiblesiseutilizaranlasdistanciasnocorregidas. 12 P á g i n a

16 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. Utilizandoestatécnica,todaslasfuentesdeerrordescritasanteriormentesonminimizadas,deaquíque seobtieneunaposiciónmásprecisa. CabemencionarquemúltiplesreceptoresmóvilespuedenrecibircorreccionesdeunasolaBase GPSDiferencialdeFaseyResolucióndeAmbigüedades ElGPSDiferencialdeFaseesutilizadoprincipalmenteenlaAgrimensuraytrabajosrelacionadospara alcanzarprecisionesenposicióndelordende550mm. ComotécnicadiferencialsignificaqueunmínimodedosreceptoresGPSdebensersiempreutilizadosen formasimultánea.estaesunadelassimilitudesconelmétododecorreccióndiferencialdecódigo. ElreceptorBaseestásiempreubicadoenunpuntofijoodecoordenadasconocidas.Elotro(olosotros) receptoresestánlibresparamoversealrededor.estossonconocidoscomoreceptoresmóviles.secalcula, entonces,la(s)línea(s)baseentrelabaseylosmóviles. FasePortadora,códigosC/AyP Enestepunto,esimportantedefinirlosdiversoscomponentesdelaseñalGPS. FasePortadora.EslaondasinusoidaldelaseñaldeL1oL2creadaporelsatélite.LaportadoraL1es generadaa mhz,laportadoradel2a1227.6mhz. CódigoC/A.EselCódigodeAdquisiciónGruesa.ModulalaportadoraL1a1.023MHz. CódigoP.Elcódigopreciso.ModulaalasportadorasL1yL2a10.23MHz. Quésignificamodulación? LasondasportadorasestándiseñadasparallevarloscódigosbinariosC/AyPenunprocesoconocido comomodulación.modulaciónsignificaqueloscódigosestánsuperpuestossobrelaondaportadora.los códigossoncódigosbinarios.estosignificaquesólopuedentenerdosvalores1y+1.cadavezqueelvalor cambia,hayuncambioenlafasedelaportadora. ModulacióndelaPortadora. 13 P á g i n a

17 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. PorquéutilizarlaFasePortadora? Seutilizalafaseportadoraporqueestapuedeproporcionarunamedidahaciaelsatélitemuchomás precisaquelaqueseconsigueutilizandoelcódigoc/aoelcódigop.laondaportadoradel1tieneuna longitudde19.4cm.sisepudieramedirelnúmerodelongitudesdeonda(completasyfraccionarias)que existenentreelsatéliteyelreceptor,seobtendríaunadistanciamuyprecisaalsatélite. SimpleDiferenciadeFase. Enestacombinaciónlinealseconsiderandosreceptores,unsatéliteyunaépoca. Lassimplesdiferenciasdefaseposibilitancancelarlosefectosdeloserroresasociadosalrelojdelsatélite. Unaimportantereduccióndeloserroresorbitalesyporrefracciónatmosférica(tropósferaeionósfera),yen casosenqueladistanciaentrelosreceptoresespequeñaencomparaciónconlos20000kmdealturadelos satélites,losefectoscausadosporloserroresmencionadosseránmuypequeño. Peroapareceelproblemadelasambigüedadescuyaresoluciónrequerirádetiemposdeobservación muchomásprolongadosydeprocedimientosdemediciónydecálculoconsiderablementemáscomplejos. Esimportanteenestepuntotenerencuentaquelaambigüedadinicialinherentealamediciónconfase esunnúmeroenteroydependedelparreceptorsatélite.nohabrádependenciadeltiemposiemprequeno hayapérdidadeseñaldurantelasesión. DobleDiferenciadeFase. Aplicamoslaecuacióndesimplesdiferenciasparaunaépocacorrespondientesadosreceptores,yados satélites. Enestemodelosehanremovidoloserroresprovenientesdelosrelojesdelosreceptores. Teniendoencuentaquelasdoblesdiferenciasseconstruyenapartirdesimplesdiferenciasdefase,debe considerarsequeyasehaneliminadoloserroresenlosrelojesdelossatélitesyreducidolosefectos causadosporlarefracciónatmosféricayloserroresdelosparámetrosorbitales,pudiendoconsiderarseque parabasespequeñas(porejemplo:<25km),loserroresmencionadossonvirtualmenteeliminados. TripleDiferenciadeFase. Enestacombinaciónlinealseconsiderandosreceptores,dossatélitesydosépocas. Enelmodelodetriplesdiferenciasseeliminanlasincógnitasdeambigüedadytambiénestáexentodelos errorespreviamentesuprimidosenlassimplesydoblesdiferencias.laúnicainformaciónquequedaeneste modeloeslarelativaalasposicionesdelossatélitesydelosreceptores,porloqueelsistemadeecuaciones tendrásolo3incógnitas. Diferenciasdefase Asumiendoentoncesqueserealizanobservacionessimultáneasendospuntosadossatélites,sepueden formarnuevasecuacionescomocombinaciónlinealdelasanteriores.aestascombinacioneslinealesselas denominasimplesdiferencias,doblesdiferenciasytriplesdiferenciasdefase. Loserroressistemáticosincluidosenlaecuacióndeobservaciónoriginalpresentanunafuertecorrelación conlasseñalesrecibidassimultáneamentepordiferentesreceptoresdesdedistintossatélites. 14 P á g i n a

18 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. (Fuente:IntroduccionalSistemaGPSLeica) Laresolucióndeambigüedades. Enresumen,sepuededecirquecuandoseutilizaelobservabledefaselaprecisiónquesepuedelograres muchomejorquelaqueselograconelusodecódigos. Dependiendo del tipo de ecuación de observación utilizada, en primer término, las incógnitas (coordenadas,parámetrosdelosrelojes,erroresorbitales,etc.)sonestimadasjuntoconlasambigüedades enunajustecomún.enestaaproximaciónloserroresnoconsideradosodefectuosamentemodelados afectanatodaslasincógnitascalculadas.poresoesqueenlaprimeraaproximaciónlasambigüedades resultantesnoseránnúmerosenterossinoqueresultaránnúmerosreales,porlotantolascoordenadas obtenidasconstituyenloquesedenominasoluciónflotante. A modo de ejemplo mencionamos un conjunto de pasos sucesivos necesarios para resolver ambigüedades: 1) Siapriorisedeterminanlosvaloresaproximadosdelascoordenadasdelpunto(triples diferencias,códigop,etc.),sepodrádefinirunaesferaalrededordelmismocuyoradiosetratade determinardetalmaneradegarantizarquetodaslassolucionesposiblescaigandentrodeella. 2) Paralograrsolucionesbasadasenambigüedadesenterasseránecesariorealizar ajustes secuencialestendientesalograrestimacionescadavezmáscercanasanúmerosenteros. 3) Asítodoslosgruposdeambigüedadesenterasqueproporcionensolucionesquecaendentro delaesferaseránválidos.seobtendráentoncesunconjuntodesolucionesposiblesdenominadas solucionescandidatasentrelascualesseeligelamejor. Teniendoencuentaquelaslongitudesdeondasdelasportadorassondelordendelos20cm,sepodrá llegaradefinirelmejorgrupodeambigüedadessiselograreducirelradiodelaesferahastaqueseamenor quelalongituddeondadelaportadora.enlevantamientosestáticosestoesposiblereuniendosuficiente cantidaddeobservaciones,esdecir,consesionessuficientementelargas. Ademásessencillointuirquesilalongituddeondafueramayor,menorseráeltiemponecesariopara resolverambigüedadesyaqueparalamismaregióndeincertidumbrelacantidaddesolucionescandidatas serámenor. (Fuente:GPS.PosicionamientoSatelital E.Huerta;A.Magiaterra;G.Noguera) 15 P á g i n a

19 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. 3.3.LevantamientosconGPS MétodoDiferencialGPS Existendiferentestécnicasdemediciónquepuedenserutilizadasporlamayoríadereceptores geodésicosgps.elusuariodebeelegirlatécnicaapropiadaparacadaaplicación. EstáticoUtilizadoparalíneaslargas,redesgeodésicas,estudiosdetectónicadeplacas,etc. Ofreceprecisiónaltaendistanciaslargas,peroescomparativamentelento. EstáticoRápidoUsadoparaestablecerredesdecontrollocales,incrementarladensidadderedes existentes,etc.ofrecealtaprecisiónenlíneasbasedehasta20km.yesmuchomásrápidoquelatécnica estática. CinemáticoEmpleadoparalevantamientosdedetallesyparalamedicióndemuchospuntosdesucesión corta.esunatécnicamuyeficienteparamedirmuchospuntosqueestánmuycercaunodeotro.sin embargo,siexistenobstruccioneshaciaelcielo,talescomopuentes,árboles,edificiosaltos,etc.,yse rastreanmenosde4satélites,elequipodeberávolverseainiciar,locualtomaentre5y10minutos. UnatécnicadeprocesoconocidacomoOntheFly(OTF),minimizaestarestricción. RTKCinemáticoenTiempoReal(porsussiglaseninglésRealTimeKinematic).Utilizaunradioenlacede datosparatransmitirlosdatosdecorreccionesdesdelabasehaciaelmóvil.estopermitecalcularlas coordenadasymostrarlasentiemporeal,mientrassellevaacaboellevantamiento.seutilizapara aplicacionessimilaresalcinemáticoyparaelreplanteodepuntos.unaformamuyefectivademedirdetalles, yaquelosresultadossonpresentadosmientrassellevaacaboeltrabajo.estatécnicasinembargonecesita deunradioenlace,elcualestápropensoarecibirinterferenciadeotrasfuentesderadioasícomoalbloqueo delalíneadevista LevantamientoEstático EstefueelprimermétodoenserdesarrolladoparalevantamientosconGPS.Puedeserutilizadoparala medicióndelíneasbaseslargas(generalmente20kmomás). Secolocaunreceptorenunpuntocuyascoordenadassonconocidasconprecisiónenelsistemade coordenadaswgs84.esteesconocidocomoelreceptordereferencia.elotroreceptorescolocadoenel otroextremodelalíneabaseyesconocidocomoelreceptormóvil. Losdatossonregistradosenambasestacionesenformasimultánea.Esimportantequelosdatossean registradosconlamismafrecuenciaencadaestación.elintervaloderegistrodedatospuedeserestablecido en15,30ó60segundos. Losreceptoresdebenregistrardatosduranteunciertoperiododetiempo.Eltiempodeobservación dependerádelalongituddelalínea,elnúmerodesatélitesobservadosylageometría(dilucióndela PrecisiónoDOP).Comoreglageneral,eltiempodeobservacióndeberáserporlomenosdeunahorapara unalíneade20km.con5satélites.líneasmáslargasrequierentiemposdeobservaciónmáslargos. Unavezqueseharegistradosuficienteinformación,losreceptoresseapagan.ElMóvilsepuede desplazarparamedirlasiguientelíneabaseyvolveracomenzarlamedición. Esmuyimportantequeexistaredundanciaenlaredqueestásiendomedida.Estosignificaquelospuntos sedebenmedirporlomenosdosveces,conlocualsepuedenrevisarparaevitarproblemasquedeotra manera,pasaríandesapercibidos.ungranincrementoenlaproductividadsepuedeconseguirañadiendoun 16 P á g i n a

20 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. receptormóviladicional.senecesitaunabuenacoordinaciónentrelasdiferentesbrigadasdetopografía paraaprovecharladisponibilidaddetresreceptores LevantamientoEstáticoRápido EnloslevantamientosEstáticoRápidos,seeligeunpuntodeReferenciayunoomásMóvilesoperancon respectoaél.típicamenteseutilizaelmétodoestáticorápidoparaaumentarladensidadderedes existentes,paraestablecercontrol,etc.cuandoseiniciaeltrabajodondenosehallevadoacaboningún levantamientocongps,laprimertareaesladeobservarunciertonúmerodepuntoscuyascoordenadas seanconocidasconprecisiónenelsistemadecoordenadaslocales.elreceptordereferenciaseubicaporlo generalsobreunpuntoconocidoypuedeserincluidoenloscálculosdelosparámetrosdetransformación.si noseconoceningúnpunto,puedeserubicadoencualquierlugardelared.elreceptor(olosreceptores) Móvil(es),seráncolocadosentoncesencadapuntoconocido.ElperiododetiempoquelosMóvilesdeberán observarencadapunto,dependedelalongituddelalíneabasedesdelareferenciaydelgdop. Losdatossonregistradosyluegosonprocesadosenlaoficina. Sedebenefectuarverificacionesparaasegurarsequenosepresentanerroresgruesosenlasmediciones. Estosepuedehacermidiendolospuntosnuevamenteenunmomentodiferentedeldía.Cuandosetrabaja condosomásmóviles,esnecesarioasegurarsequetodoslosreceptoresestánoperandosimultáneamente sobrecadapuntoocupado.estopermitequelosdatosdecadaestaciónpuedanserutilizadoscomo ReferenciaocomoMóvil.Estaeslamaneramáseficientedetrabajar,perotambiénlamásdifícilde sincronizar. Otramaneradeconseguirredundanciaescolocandodosestacionesdereferenciayutilizarunmóvilpara ocuparlospuntos,talcomosemuestraenelejemplosiguiente.cabeaclararqueelgráficoqueseexponea continuaciónesunejemploparaunareddepuntosfijos,ynoparauncasopuntual. (Fuente:IntroduccionalSistemaGPSLeica) 17 P á g i n a

21 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES LevantamientoCinemático Latécnicacinemáticaseutilizageneralmenteparalevantamientodedetalle,registrodetrayectorias,etc. LatécnicainvolucraunMóvilquesedesplazaycuyaposiciónpuedesercalculadaenrelaciónconla Referencia.Primero,elMóviltienequerealizarelprocedimientoconocidocomoinicialización.Este procedimientopermitecalcularlasambigüedadesinicialesantesdecomenzarconellevamiento.estoes esencialmentelomismoquemedirunpuntoconestáticorápidoypermitealprogramadepostproceso resolverlasambigüedadescuandoseregresaalaoficina.labaseyelmóvilseactivanypermanecen absolutamenteestáticospor520minutos,registrandodatos.(eltiempodependedelalongituddelalínea basedesdelareferenciaydelnúmerodesatélitesobservados). Despuésdeesteperiodo,elMóvilsepuedemoverlibremente.Elusuariopuederegistrarposicionescon unintervalodetiempopredeterminado,puederegistrarotrasposiciones,ounacombinacióndelasdos.esta partedelamediciónseconocecomúnmentecomolacadenacinemática. (Fuente:IntroduccionalSistemaGPSLeica) Unaadvertenciaimportantecuandoseoperaenlevantamientoscinemáticosesquehayqueevitar moversemuycercadeobjetosquepudieranbloquearlasseñalesdelossatélitesdelreceptormóvil.sien algúnpuntoelmóvilrastreamenosde4satélites,hayquedetenerse,desplazarseaunaposicióndondese registren4omássatélitesyrealizarnuevamentelainicializaciónantesdecontinuar. CinemáticoOTF(OnTheFly)Esunavariabledelatécnicacinemática,enlacualnoesnecesariala iniciaciónylainiciaciónsubsecuentecuandoelnúmerodesatélitesobservadosdesciendeamenosde cuatro.elmétodocinemáticootfesunmétododeprocesamientoqueseaplicaalamediciónduranteel postproceso.aliniciodelamedicióneloperadorpuedecomenzaracaminarconelreceptormóvily registrardatos.sicaminabajounárbolypierdelaseñaldelossatélites,elsistemasevolveráainiciar automáticamentealmomentodetenersuficientecoberturadesatélites LevantamientoRTK CinemáticoenTiempoReal(porsussiglaseninglésRealTimeKinematic).Esuntipodelevantamiento cinemáticoefectuadoentiemporeal. LaBasetieneunradioenlaceconectadoyretransmitelosdatosquerecibedelossatélites.ElMóvil tambiéntieneunradioenlaceyrecibelaseñaltransmitidadelabase.estereceptortambiénrecibelosdatos delossatélitesdirectamentedesdesupropiaantena.estosdosconjuntosdedatospuedenserprocesados juntosenelmóvilpararesolverlasambigüedadesyobtenerunaposiciónmuyprecisaenrelaciónconel ReceptorBase.UnavezqueelReceptordeBasesehainicializadoyestátransmitiendodatosmedianteel radioenlace,sepuedeactivarelreceptormóvil.cuandoestárastreandosatélitesyrecibiendodatosdela 18 P á g i n a

22 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. Base,puedeempezarconelprocesodeinicio.Estoessimilaralprocesodeiniciorealizadoenun levantamientocinemáticootfconpostproceso,ladiferenciaprincipalesqueelprocesoserealizaen tiemporeal.unavezquesehacompletadoelinicio,lasambigüedadessonresueltasyelmóvilpuede registrarpuntosysuscoordenadas.enestepunto,lasprecisionesdelaslíneasbaseserándelordende1 5cm.EsindispensablemantenercontactoconelReceptorBase,deotramaneraelMóvilpierdela ambigüedad. Siestosucedelaposicióncalculadaesmuchomenosprecisa.Además,sepuedenpresentarproblemas cuandosemidecercadeobstruccionestalescomoedificiosaltos,árboles,etc.yaquelaseñaldelossatélites puedeserbloqueada.elrtkeselmétodomáscomúnpararealizarlevantamientosgpsenáreaspequeñasy puedeserutilizadoenaplicacionesdondeseutilizanlasestacionestotalesconvencionales.estoincluye levantamientosdedetalles,estaqueo,replanteo,aplicacionescogo,etc. TransmisióndeCorrecciones. LamayoríadelossistemasRTKGPSempleanpequeñosradiomódemsUHF.Muchosdelosusuarios experimentanproblemasconlaradiocomunicacióndelsistemartk.porlotanto,valelapenaconsiderarlos siguientesfactoresaltratardeoptimizareldesempeñodelaradio. 1. Lapotenciadelradiotransmisor.Entérminosgenerales,amayorpotenciamayorrendimiento. Sinembargo,lamayoríadelospaísesrestringelegalmentelapotenciadesalidaentre0.52W. 2. Laalturadelaantenadeltransmisor.Lascomunicacionesporradiosepuedenverafectadaspor lafaltadelíneadevisibilidad.cuantomásaltosepuedainstalarlaantena,menoresseránlos problemasporlafaltadelíneadevisibilidadyaumentaráelalcancedelascomunicacionespor radio.elmismoprincipioseaplicaparalaantenareceptora. Otrosfactoresqueafectanelrendimientoincluyenlalongituddelcabledeantena,yaquecuanto máslargoseaeste,sepresentaránmáspérdidas.asimismo,eltipodeantenatambiéninfluyeen elalcance. 3. Elalcancedelaradiodependerádelascondicionesdondeserealizaellevantamiento,estoes,si entrelabaseyelmóvilnohayinterferencias(arboles,edificios,etc)ladistanciadisminuirá considerablemente;encambiosilalíneaentreambosestádespejadasepodráaprovecharal máximolapotenciadelaradio.sinembargo,hoydíasepuedenutilizarlasradiouhfcomo repetidoras,ampliandoasíelradiodealcancedelossistemasrtkgps. OtraalternativaenlaquesepuedeconseguirlatransmisióndeinformacióndesdelaestaciónBaseal receptormóvilesatravésdelsistemantrip. NtripeselacrónimodeNetworkedTransportofRTCMvíaInternetProtocoly,comosunombreloindica, setratadeunprotocolobasadoenelprotocolodetransferenciadehipertextohttp,desarrolladopara distribuirflujosdedatosgnssareceptoresmóvilesoestáticosatravésdeinternet. 19 P á g i n a

23 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. 3.4.CORRECCIONESDIFERENCIALES NTRIP Introducción ElSistemaNTRIPfuedesarrolladoenAlemaniademaneraconjuntaporlaAgenciaFederaldeCartografía ygeodesia(bundesamtfürkartographieundgeodäsie,bkg)ylauniversidaddedortmund,yconsisteenla transmisióndecorreccionesdiferencialesydatosgnss,originalmenteenformatoestándarrtcm,através delprotocolodetransferenciadehipertexto(http),lascualessonobtenidasenunaestacióndereferenciay ofrecidasalosusuariosvíainternet. DentrodelmarcodeEUREF(EuropeanReferenceOrganisationforQualityAssuredBreastScreeningand DiagnosticServices)elBKGhadesarrolladounanuevatécnicaderegistroeintercambiodedatosGNSSasí comoladifusióndeproductosderivadoscomolatransmisióndecorreccionesdiferencialesentiemporeal, todoellohasidorealizadoutilizandocomopartidacódigoabiertodegnu.lamayorpartedelaactividaden este campo es llevada a cabo a través de la diseminación de datos GPS (DGPS) y RTK en forma de correccionesdiferencialesparaposicionamientoprecisoynavegación.enestetrabajosedescribelatécnica basadaenunaconexióntipo"http"paralatransmisióndedatosgnssalosusuariosmóvilesconectadosa Internetmedianteredestipo:GSM,GPRS,EDGEoUTMS.EstatécnicautilizaunprotocolodenominadoNTRIP (NetworkedTransportofRTCMviaInternetProtocol). GSM:GlobalSystemforMobileCommunications EDGE:EnhancedDatarateforGlobalEvolution GPRS:GeneralPacketRadioServices UTMS:UniversalMobileTelecommunicationsService Eldesarrollodeestatécnicaestuvomarcadapordoscuestionesfundamentales:porunaparte,existían unamultituddeformatosdetransmisiónrtkatalpuntoquecadafabricanteteníaelsuyopropio,hechoque generólanecesidaddecrearunestándar;yporlaotra,presentarunaalternativaeficienteyeconómica frentealosserviciosdecorrecciónentiemporealtradicionalesprovistosatravésdetransmisionesderadio UHF,VHF,etc.Essabidoquelasseñalesderadiosedegradanfácilmenteenzonasdondelatopografíadel terrenoesmuyonduladaomontañosaoantelapresenciadeotrotipodeobstruccionesnaturaleso artificiales,ademáscuantomáslargoeselenlaceatravésderadios,mayoreselcostodelosequipos. NTRIPconstituyelacapadetransporteylosdatostransmitidosestánenelformatoRTCM,generalmente enversiones2.3y3.0.ambascontienendentrodesusmensajestodosobservablesgpsyglonass, definiciónytipodeantena,coordenadasdelaestacióndereferencia,correccionesdecódigoyfasey,enel casodelaversión3.0,transmiteadicionalmenteunmensajedesolucióndered,conformadoporlas correccionesdiferencialesdevariasestacionespermanentes,locualaumentalaconsistenciaycalidaddelas solucionesdeposicionamientoentiemporeal. Tecnología DebidoalaumentodelacapacidaddeInternet,sehancreadoaplicacionesquesoncapacesdetransferir flujoscontinuosdedatosmediantepaquetesip(internetprotocol)comoporejemplointernetradio. LadifusióndecorreccionesGPSmedianteInternetyredesdetelefoníamóvilIPesunaalternativaaluso delasredesclásicasterrestresderadiodifusión.elaccesomóvilainternetestádisponiblehoyendíaen muchasregionesapreciosaccesibles.además,losflujosdedatosdelasestacionesdereferenciaydelas grandesbasesdedatossigpuedenserutilizadasdeformasimultáneaatravésdeunúnicocanalde 20 P á g i n a

24 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. comunicaciónhttp.hoyendíaesposibleintegrarenequiposextraordinariamentepequeñostecnologías procedentesdediferentesnaturalezas:gprs,gps,dgps/rtk,gis. PrincipiosBásicos LageneracióndecorreccionesdiferencialesGPSserealizageneralmentedirectamenteenunreceptor GPSomedianteunconjuntodeobservacionesprocedentesdeunaredyobtenidasatravésdeunaestación permanente.lospaquetesdedatossonenviadosaunservidorquehaceposibleelaccesoalosmismosa travésdeinternet.pormediodelprotocoloadecuadounusuariomóvilpuedeaccederaestosmediante InternetatravésdeunteléfonomóvilutilizandounprogramaqueaccedealadirecciónIPdelservidorpara proporcionarleéstosalreceptorgps. Ladistanciaentrelaestacióndereferenciayelclienteseparteendos,unaqueconectalaestaciónGPS conelservidorylaotraqueconectaésteconelusuario;estaúltimaesposiblerealizarlamediantetecnología móvil. (Fuente:TraduccióndeDatosGPSatravésdeInternetTraduccióndeDistributionofGPSdataviaInternetMartinPeterzen) DistribucióndeDatosyCorrecciones MétodoBásico. InternetconsuprotocoloTCP/IP,sehaconvertidoenelestándardelasRedes,ysumadoaestola proliferacióndelossistemasdeteléfonoscelulares,contecnologíasquenospermitennavegarenlared,y recuperarcualquierinformaciónomensajesqueesténinsertadoenlamisma,cambiacompletamenteel panoramaparaelintercambiodeinformación,yesaquídondesecreantrip,ónetworktransmisiónof RTCMvíaIP,queenformaprácticalopodemosdefinir"comolarecepciónenundispositivodelas correccionesrtcmquelabasegpsestáinsertandoeninternet". (Fuente:TraduccióndeDatosGPSatravésdeInternetTraduccióndeDistributionofGPSdataviaInternetMartinPeterzen) Formatodetransmisióndedatos:RTCM. AntesdecomenzaradescribircomoserealizaeltransporteesnecesariodescribirqueeselRTCMy algunasdesuscaracterísticasgenerales. EstándarRTCM. En1983elU.S.InstituteofNavigation(ION)solicitóeldesarrolloporpartedelaRadioTechnical CommissionforMaritimeServices(RTCM)deunconjuntoderecomendacionesparalatransmisiónde correccionesdiferencialesalosusuariosdelsistemagps.rtcmestablecióelspecialcommiteeno.104(sc 104)conelnombredeDifferentialNavstarGPSService.Elprimerborradorconunconjuntode recomendacionessobreprotocolos,intervalosdetransmisiónydefiniciónsobrelainformaciónquedebería sertransmitidaaparecióennoviembrede1985.posteriormentesehanefectuadoligerasmodificacionesde losformatosdetransmisiónapareciendolaversión2.0enenerode1990,mientrasqueenenerode1994 apareciólaversión2.1,luegola2.3yactualmentetambiénseutilizalaversión3.0.enlatablasiguiente aparecenlosdiferentestiposdemensajesdefinidosenlaversión2.1.actualmenteseestátrabajandopara definirmensajesquecontengancorreccionesdiferencialesparalossatélitesdelaconstelaciónglonass (sistemarusosimilaralgps). 21 P á g i n a

25 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. ElformatodedatosRTCMSC104(osimplementeRTCM)paralatransmisióndecorrecciones diferencialesgpssehaconstituidocomounestándarentodalacomunidaddereceptoresgps,demanera quelaprácticatotalidaddereceptoresgpsquepuedentrabajarenmododiferencialaceptancorrecciones diferencialesenformatortcm. Número Estado Titulo 1 Fijo CorreccionesDGPSconCódigoC/A 2 Fijo CorreccionesDGPSconCódigoC/ADelta 3 Fijo ParámetrosdelaEstacióndeReferencia 4 Retirado Superficie 5 Fijo EstadodeConstelación 6 Fijo MensajeNulo 7 Fijo AlmanaquesdeFaros 8 Tentativo AlmanaquesdepseudoSatélites 9 Fijo ConjuntodeCorreccionesDiferencialesdeSatélitesParciales 10 Reservado CorreccionesDiferencialesdeCódigoP(todos) 11 Reservado CorreccionesCódigoC/A,L1,L2Delta 12 Reservado ParámetrosdeEstacionesdepseudoSatélites 13 Tentativo ParámetrosdeTransmisióndeSuelo 14 Reservado MensajeAuxiliardeSuperficie 15 Reservado MensajedeIonosfera(Troposfera) 16 Fijo MensajeEspecial 17 Tentativo AlmanaquedeEfemérides 18 Tentativo MedidadelaPortadoradeFasenoCorregida 19 Tentativo MedidadelaPseudodistancianoCorregida 20 Tentativo CorreccionesdelaPortadoradefaseRTK 21 Tentativo CorreccionesdePseudodistanciaRTK 2258 Indefinido 59 Tentativo MensajePropio 6063 Reservado UsoMultipropósito Fuente:SERVIDOR/GENERADORDECORRECCIONESDEGPSDIFERENCIAL UniversidadPolitécnicadeMadrid Antonio FernándezMorón. LasEstacionesPermanentesdelaredRAMSACtransmitenlascorreccionesenlosformatosRTCMensus versiones2.3yalgunasdeellas,comounroyucordtambiénlohacenenlaversión3.0. LaversióndeRTCM2.3incluyelossiguientesmensajes: Mensaje Titulo 1 CorreccióndiferencialdeCodigoC/A 3 ParámetrosdelaEstacióndeReferencia,comocoordenadas,tipodeantena,etc. 18 InformacióndelaportadoradefaseRTKsincorregir,paracadasatéliteycadafrecuencia 19 InformacióndecódigosdepseudodistanciaRTKsincorregirdecadasatélite 23 ModelosdelaantenadelaEstacióndeReferencia 24 ParámetroalARPdelaantena Fuente:EnvíodeCorreccionesDiferencialesenTiempoRealatravésdeInternetInstitutoGeográficoNacionaldeArgentina; RAMSACNtrip DiegoPiñón,SergioCimbaro. 22 P á g i n a

26 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. Mientrasquelaversión3.0incluyelossiguientesmensajes: Mensaje Título 1004 ObservacionesGPSL1+L2,informaciónextendidasobreelnivelseñal/ruidoytiempoenmilisegundosparalas observacionesdecódigo 1006 CoordenadasdeARPdelaEstacióndeReferenciaeinformaciónsobrelaalturadelaantena 1008 Informaciónextendidadeltipodeantena;informaciónextendidasobreelnumerodeseriadelaantena Fuente:EnvíodeCorreccionesDiferencialesenTiempoRealatravésdeInternetInstitutoGeográficoNacionaldeArgentina; RAMSACNtrip DiegoPiñón,SergioCimbaro. TransportededatosRTCMatravésdeIP(ProtocolodeInternet). Lafigura1describecomotrabajalacomunicaciónNtrip.ElusuarioqueeselNtripClientrecibelosdatos decorreccióndesdeelcentrodecorrecciónvíainternet,porejemplodesdeunaconexióndeteléfonomóvil congprs(servicioderadiodepaquetesgenerales)alequipodemedición.losdatosseenvíanenformato NtripatravésdeInternet,quehaceposiblerecibirlascorreccionescasientiemporealdesdelasEstaciones Permanentesdisponibles.Lacomunicaciónentreelcentrodecontrol(NtripCaster)ylaEstaciónPermanente (NtripServer)puedetambiénllevarseacabousandoelprotocoloNtrip.Ambos,elusuarioylasestacionesde referenciarecibenlosdatosgpsdelossatélitescomodecostumbre. Figura1.VistaesquemáticadelacomunicaciónNtrip. ElproveedordelascorreccionesesresponsabledelNtripCasterenloscentrosdecontrol.Sedistribuyen losdatosatodoslosusuariosyobtienelosdatosdesdetodaslasestacionespermanentes.estosignifica, desdeelpuntodevistadelusuario,quelaúnicadiferenciacomparadoconelactualsistemadereddebería sereltipodedispositivoporelcualserecibenlascorrecciones.enlugardeutilizargsm,lacomunicacióncon elcentrodecontrolsemanejaatravésdentripeinternet. 23 P á g i n a

27 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. LosmensajesNtripseenvíanconelHTTP(ProtocolodeTransferenciadeHipertexto)versión1.1,queesel protocolodeniveldeaplicaciónqueseutilizaenwww(worldwideweb).cualquiersistemadereceptor GPScapazdeasimilarestostiposdedatosquetieneunaconexiónaInternet/WWW,puedeporlotantoser configuradopararecibirporejemplodatosrtcmconntrip. Acontinuaciónsigueunabrevedescripcióndelprotocolo.Vamosasuponerqueseutilizaelformato RTCM,aunquesonposiblesotrosformatosdedatosGNSS. DescripciónGeneraldelSistema. TodoslosmensajestransmitidosconNtripsonenviadosobienrecibidoporelNtripCasterelcentrode comunicaciónenelsistemantrip(figura2).paraelntripcasterunopuedeconectarntripserverquebusca informacióndesdeunntripsourceunafuentequeproveemensajesrtcmylasenvíaalntripcaster.el NtripClientspuedeluegoaccederaunflujoRTCMdeunNtripSourcesolicitándolaalaNtripCaster.Todoslos NtripClientsyNtripServersseconectanalamismadireccióndeIP,dejandoqueelNtripCasterdistribuyalos datosdeflujo. NtripCaster Figura2.ArquitecturadelsistemaNtrip. ElNtripCastereselcentrodecomunicacióndeunsistemaNtrip,esterecogelosdatosylosdistribuye. CientosdedispositivospuedenconectarsealmismotiempousandoelmismoprotocoloTCP/IP,ytodosellos tienenelmismopuntodeaccesoalsistema.medianteelenvíodelascorreccionesopedidodelas correccionesenelformatocorrectoaunnumerodeipyunpuertoreservado(usualmenteelpuerto80que tradicionalmentesereservaparaeltráficohttp),elntripcasterpuedemanejarelpedidoyhacerlas accionespropias.tambiénesposiblelaautenticacióndelosusuarios. 24 P á g i n a

28 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. UnareddefinidaenlatabladefuenteesunaredvirtualquecontieneNtripSources.Dividiendolas fuentesendiferentesredesnosolosehacemásfácilparaelusuariovisualizarelsistema,sinotambién proporcionaunmétodoparalaautenticación.unadministradorpuedepermitirelaccesode unusuarioatodoslosntripsourcesenunared.unntripsourcesolopuedeperteneceraunared. Uncasterdefinidoenunatablafuentedeotrocasteresunamerareferencia,hablandodesudirecciónde IP,elnúmerodepuertoyalgunaotrainformaciónútil.Nopuedehaberunaconexióndirectaentredos NtripCasters,aunquepodríaserposiblecrearunNtripClientquepuedamanejarvariasNtripCasters diferentesalmismotiempo,haciéndolovisibleparalosusuarioscomosilosntripcastersfueran cooperantes. TécnicamenteunNtripCasteresenvariosaspectosunservidorHTTPsoportandounsubconjuntode requerimientohttpyrespuestasajustadasdetransmisióndedatos.entérminosdelestándarde terminologíasdecliente/servidorunntripcasterfuncionacomounservidor,mientrastantoelntripclienty elntripserverfuncionancomoclientes.estosignificaqueelnrtipcasteressiempreundispositivopasivoen laconexión,elqueescontactado. NtripSource ElNtripSourceesunpuntogeográficamenteestacionarioqueproporcionacontinuosflujodedatosRTCM. Estosdatos,luego,seenvíanalNtripServer,queseocupadelatransferenciaalNtripClient. ElNtripSourcesedefineporunúnicopuntofijoenlatablafuentedelNrtipCaster.Esporestospuntos fijosqueelntripclientpuedeteneraccesoalafuente.elpuntofijoesloúnicoqueidentificalafuenteyesel valorclavecuandoseestableceunflujortcmatravésdelntripcaster.latablafuentetambiénespecificael formatortcmyalgunasotrascaracterísticas. NtripServer ElNtripServerrecibedatosRTCMdelNtripSourceylosenvíaalNtripCaster.Cuandoseconfigurael NtripServerunonecesitasaberun mountponit yunacontraseña;ambaslasproporcionaeladministrador delnrtipcaster.estainformaciónnopuedeserenviadaatravésdelsistemantrip,perotienenqueser entregadosporalgúnotromedio,porejemplo . DebidoaqueTCPescapazdedetectarconexionesrotas,elNrtipServerpuedeprogramarseparahacer frentealevento,porejemploparaintentarreconectar.tcptambiénhaceposiblequelosdatosqueviajana travésdelamayorpartedeinternetsinquelosfirewallinterrumpaneltráfico. UnejemplodeimplementacióndeNtripServerenWindowsesproporcionadoporBKGenAlemania. NtripClient ElNtripClienteselcomponentequeseinstalaenelusuarioGPSquerecibeeldispositivodelsistema,por ejemploenunapcdebolsillo.solicitalosdatosdelntripcasterpidiendounflujodeun mountpoint específico,propuestaporlatablafuentequeharecibidodesdeelntripcaster.dependiendodela implementacióndelntripclientesteflujopuedesermanejadoendiferentesformas.porejemplopodrían 25 P á g i n a

29 2011 SISTEMANTRIP CARACTERISTICASPRINCIPALESYANALISISDEPRESICIONES. transferirseconuncableserieaunreceptogpsuobservarloenunacomputadoradirectamenteusandola aplicacióndeinterpretaciónrtcm. AligualqueconelNtripServer,elNtripClientpuedeprogramarseparatratarconlasconexionesrotas usandoelsoporteaesteentcp. ParaalgunastécnicasGPS,comoVRS,elNtripClienttienequesercapazdeenviarsuposiciónal NtripCaster.EstoseapoyaenNtripconlaposibilidaddeenviarcadenasNMEACGAatadasalosmensajes HTTP.SeespecificaenlatablafuentesielNtripSourceutilizaonomensajesNMEA. Mensajes Figura3.NtripClientBKGcuandoelusuarioeligelaestacióndereferencia. LosmensajesseenvíanenconexionesTPC/IPusandoelprotocoloHTTP1.1.Hayciertosmensajesparalas comunicacionesdelntripclientntripcasterydelntripserverntripcaster.lacomunicaciónes,aveces, bidireccional. LosmensajesdelservidorseocupandelatareadeestablecerlaconexiónentreelNtripServeryel NtripClient,haciendoposiblelatransferenciadedatosRTCM.ElNtripServerenvíaunmensajeconel mount ponit ycontraseña(quelaproveeeladministradoranterior).siel mountponit ylacontraseñacoinciden, elntripcasterestablecelaconexión,porotraparteseenvíaunmensajedeerror. Losmensajesdelclientesolicitandatosdeun mountponit específico.sinosetransmiteningún mount ponit noesválidoel mountponit,elntripcasterrespondeconlatablafuente,yporotraseabrenlos flujosrtcm. Laautenticaciónpuedeusarseenelmensajedelcliente.Seadjuntajuntoconelpedidodelacontraseña paraesafuenteoredespecifica.puedenusarsedoscapasdeseguridaddiferentes;régimendeautenticación básicayrégimendeautenticaciónresumido.esteúltimoeselalgoritmodeautenticaciónmásseguro, porquenotienequeenviarlacontraseñaenunmensajeexplicito. 26 P á g i n a