Evolución de los Sistemas Globales de Navegación por Satélite GNSS aplicados a la Geomática

Transcripción

1 Evolución de los Sistemas Globales de Navegación por Satélite GNSS aplicados a la Geomática Juan F. Prieto ETSI en Topografía, Geodesia y Cartografía Universidad Politécnica de Madrid Leica Roadshow Digital Realities 2016 Madrid, 10 de junio

2 Sistema NNSS Stansell (1983) Constelación Transit - Doppler Antena Transit - Doppler

3 Sistema NNSS Observación Estática Varios pasos de satélite Post-proceso Translocación Precisión posicionamiento absoluto Usuarios expertos Imagen, GIFW

4 Sistema GPS Sin coste directo Efemérides transmitidas Posición instantánea Alta precisión Más de 24 SV s Constelación NAVSTAR Imagen, Scott Ehardt

5 Sistema GPS Primeros métodos de posicionamiento CARACTERISTICAS DE LOS METODOS DE TRABAJO CON GNSS Método Número mín. satélites Tiempo de observación Precisión típica Otras característica Estático 4 Varias horas 5 mm + 1 ppm Bifrecuencia. Sin límite. Relativo Estático-Rápido minutos 1cm + 1 ppm Límite 20 km. Relativo Cinemático 4 1 época 2 cm + 2 ppm Cinemático en tiempo real (RTK) 4 (OTF 5) 2-3 épocas 2 cm + 2 ppm Límite 15 Km. Reinicialización si hay pérdida de señal. Relativo Límite en función sistema comunicaciones. Algoritmo 40 km. Reinicialización si hay pérdida de señal. Relativo Diferencial (DGPS) 3D:4 1 posición/segundo Post-pro: cm, TR: cm Recepción de correcciones diferenciales o postproceso de las mismas. Relativo Autónomo (SPP) 3D:4 1 posición/segundo Con SA: 100 m. Sin SA: 4-10 m Sólo un receptor Prieto, 1999

6 Métodos Estáticos Geodesia y Geodinámica

7 Sistema GPS Evolución de equipos canales 555 canales Leica, 2016

8 Sistema GPS Disponibilidad de satélites con 24 SV s Prieto, 2002

9 Sistema GPS Estructura de las señales Frecuencia Fundamental 10,23 MHz 10 x 154 L1 1575,42 MHz Código C/A 1,023 MHz Código P (Y) 10,23 MHz x 120 L2 1227,60 MHz L2 Código P (Y) 1227,60 10,23 MHz MHz NAV 50 BPS Mensaje de Navegación (Almanaq., efemérides. ) Leica, 1999

10 Sistema GPS Evolución de las señales Frecuencia Fundamental 10,23 MHz 10 x 154 L1 1575,42 MHz Código C/A 1,023 MHz Código P (Y) 10,23 MHz Código M x 120 L2 1227,60 MHz Código Civil L2C (CM y CL) 1,023 MHz Código P (Y) 10,23 MHz Código M x 115 L5 1176,23 MHz Código Civil I5 10,23 MHz Código Civil Q5 10,23 MHz?? NAV 50 BPS Mensaje de Navegación (Almanaq., efemérides. ) Leica, Prieto, 2005 IIR-M IIF CNAV 25 BPS Mensaje de Navegación modernizado (no fijo en longitud)

11 Sistema GPS Sistema de Control y Monitorización Estaciones de Control y Seguimiento MCS Colorado Springs Hawaii Ascension Kwajalein Diego Garcia Nueva Zelanda Wikipedia Prieto, 1999 Estación Monitora WGS84 Antena Terrestre de subida

12 Sistema GPS Evolución del Sistema de Control Alaska Estaciones de Control y Seguimiento MCS Colorado Springs Schriever AFB Hawaii Tahiti Washington DC Cape Canaveral Hermitage Bahrain Corea del Sur Precisión efemérides Ascension transmitidas: Quito de 2,5 m a 0,5 m Kwajalein Diego Garcia Smithfield Buenos Aires Sur Africa Nueva Zelanda Wikipedia Prieto, 2005 Estación Monitora WGS84(G1150) Antena Terrestre de subida

13 Sistema GPS Evolución del Marco de Referencia Geodésico WGS84 G ITRF94 WGS84 G ITRF2000 Comparación ITRF-WGS84 35 WGS84 G ITRF91 Precisión cm WGS84 10 WGS84 G ITRF2008 Act ITRF Act WGS WGS84 G1772 Solución ITRF 2013 ITRF ?

14 Nuevos Sistemas Nuevas constelaciones Carácter GLOBAL Carácter Regional QZSS (Japón) IRNSS (Índia)..

15 Nuevos Sistemas Nuevas frecuencias Prieto, 2015

16 Sistema GLONASS Evolución del Sistema de Control Control GLONASS Control GPS Prieto, 2013 Krasnoznamensk Golitsyno Schelkovo San Petersburgo Komsomolsk Amur Yeniseisk Murmansk Yakutsk Zelenchuk Vorkuta Ulan-Ude Ussuriysk Nurek Revnivykh, 2010

17 Sistema GLONASS Evolución del Marco de Referencia Geodésico PZ ITRF2008 PZ ITRF2005 PZ-90

18 Sistema Galileo Evolución Satélites MEO (GPS, GLONASS) GEO Marco de Referencia Lookang GTRF07v00 GTRF07v01 GTRF08v01 GTRF09v01 GTRF13v01 GTRF14v01 Sobre ITRF2008

19 Sistema BeiDou Evolución Satélites GEO, geoestacionario IGSO, geoestacionario inclinado MEO, similar a GPS, GLONASS, Galileo Marco de Referencia Sistema : CGCS2000 Órbitas BeiDou IGSO Marco GEO CGS MEO Montenbruck, 2013

20 Status de constelaciones GNSS junio, Operativos Disponibles GPS GLONASS Galileo BeiDou Total 74 operativos, 84 disponibles,

21 Posicionamiento con 4 constelaciones Prieto, 2002

22 Sistemas de aumento de la precisión SBAS GEO (L1) GEO (L1) GNSS (L1,L2) Señales GNSS GNSS (L1,L2) Correcciones calculadas Estación de Control SBAS (X,Y,Z) Estación de Control SBAS (X,Y,Z)

23 Sistemas SBAS Actuales Imagen, ESA

24 Sistemas SBAS Evolución Estaciones de Control Imagen, ESA

25 Evolución en los métodos de posicionamiento Postproceso RINEX OBSERVATION DATA M RINEX VERSION / TYPE sbf2rin LCL PGM / RUN BY / DATE VILL MARKER NAME 13406M001 MARKER NUMBER AUTOMATIC ESA/ESOC OBSERVER / AGENCY SEPT POLARX REC # / TYPE / VERS 5166 SEPCHOKE_MC NONE ANT # / TYPE APPROX POSITION XYZ ANTENNA: DELTA H/E/N G 9 C1C L1C C1W C2W L2W C2L L2L C5Q L5Q SYS / # / OBS TYPES E 8 C1C L1C C5Q L5Q C7Q L7Q C8Q L8Q SYS / # / OBS TYPES S 2 C1C L1C SYS / # / OBS TYPES R 6 C1C L1C C2P L2P C2C L2C SYS / # / OBS TYPES C 4 C1I L1I C7I L7I SYS / # / OBS TYPES G L1C G L2W G L2L G L5Q E L1C E L5Q E L7Q E L8Q S L1C R L1C R L2P R L2C C L1I C L7I INTERVAL GPS TIME OF FIRST OBS o/l