El Sistema de Posicionamiento Global ( Global Positioning System - GPS)

Transcripción

1 República Bolivariana de Venezuela Universidad de Los Andes Facultad de Ingeniería Topografia I El Sistema de Posicionamiento Global ( Global Positioning System - GPS) Rosana Ochoa Oballos. C.I: Jorge E. Castillo Parada. C.I:

2 Contenido Concepto Historia Descripción del sistema Señal del GPS Fundamentos Fuentes de error Bibliografía

3 Concepto Sistema que permite calcular las coordenadas de cualquier punto de la superficie terrestre a partir de la recepción de señales emitidas desde una constelación de satélites en órbita. Permite al usuario conocer, mediante un receptor, su posición (latitud y longitud) en cualquier parte del planeta.

4 Historia Sistema TRANSIT 1965 Creado por la Marina de Estados Unidos para tener un sistema de navegación fiable para submarinos que podían mantenerse sumergidos por semanas y meses Compuesto de seis satélites en órbitas polares Posición determinada usando el corrimiento Doppler Se podía determinar la posición en dos dimensiones en 6 a 10 min con una precisión de 25 m Sistema NAVSTAR 1973 Sistema GPS ACTUAL 1995 Producto de la unificación de trabajos Depende de satélites que llevaban relojes atómicos a bordo Estaciones terrestres que controlan el sistema Posicionadores (receptores) para el usuario que no dependen de relojes atómicos 1978 se lanzo el primer satélite de GPS 1989 la segunda generación de satélites (Satélites de Bloque II) fue puesta en servicio En marzo de 1994 se completó la constelación de 24 satélites 1995 el sistema fue declarado operacional por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos de América

5 Descripción del sistema Tres Segmentos Espacial (satélites) De control (estaciones de seguimiento) El usuario (receptores)

6 Descripción del sistema: Segmento espacial (constelación de satélites) Constelación de 24 satélites que transmiten señales unidireccionales que proporcionan la posición y la hora de cada satélite del GPS 6 órbitas circulares de 12 horas (4 satélites por orbita) Block IIR: 12 Block IIR(M): 7 Inclinación de 55⁰ con respecto al ecuador Ubicados a una distancia de km de la Tierra Velocidad de aproximadamente 4km/s Block IIA: 6 Block IIF: 5

7 Descripción del sistema: Segmento de control (estaciones de seguimiento) Serie de estaciones de rastreo automáticas distribuidas globalmente Monitorean las orbitas y señales de cada satélite y envían correcciones Activan y desactivan los satélites según las necesidades de mantenimiento

8 Descripción del sistema: Segmento usuario (receptores) Equipo receptor del GPS Recibe las señales de los satélites del GPS Procesa las señales Calcula la posición tridimensional y la hora precisa

9 Señal del GPS Cada satélite transmite continuamente una señal utilizando dos frecuencias en la banda L.

10 Fundamentos Trilateración satelital El receptor GPS recibe la posición de al menos cuatro satélites y la distancia hasta cada uno de ellos. Determina su posición superponiendo las esferas imaginarias que generan cada uno de ellos. Medición de distancia desde los satélites La distancia de un satélite a un receptor es calculada midiendo el tiempo de viaje de la señal de radio desde el satélite al receptor. Precisión en la medida del tiempo El tiempo de viaje de una señal desde un satélite a la Tierra es extremadamente corto. Los relojes atómicos con precisión de nanosegundos y los receptores corrigen los errores de medición mediante la utilización de un cuarto satélite. Posicionamiento del satélite Una estación de control en Tierra calcula, con datos de las estaciones de seguimiento la posición de los satélites en las órbitas, los coeficientes para las correcciones de los tiempos y transmiten la información a los satélites.

11 Fuentes de error Satélites Relojes atómicos. Error: 2,1m. Posición o ubicación de los satélites en el espacio. Error órbitas del satélite: 2,1 m. Atmósfera La señal de radio reduce su velocidad al pasar por la sección de partículas cargadas de la ionósfera y luego al entrar en contacto con el vapor de agua de la tropósfera. Error atribuible a la ionosfera: 4m aprox. Rutas múltiples La señal directa llega primero al receptor (requiere de menos tiempo) y luego las que proceden de rutas múltiples. El efecto de rutas múltiples es típico de ambientes forestales o de áreas urbanas. El error atribuible a las rutas múltiples es de 1 m.

12 Fuentes de error Receptor Equipados con relojes de cuarzo para medir el tiempo menos precisos que los atómicos. Dependen de la calidad del receptor. Error aproximado 0,5m. Disponibilidad selectiva(sa) Fuente histórica en la degradación de la señal Constituye la mayor fuente de error y es introducida deliberadamente por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Procesamiento de los datos Errores diversos en el manejo de datos

13 Bibliografía Documentos PDF: Fallas, J Sistema de posicionamiento global. Laboratorio de Teledetección y Sistemas de Información Geográfica. Universidad Nacional. Heredia. Costa Rica. Teoría de los GPS.pdf Pozo-Ruz, A., A. Ribeiro, M.C. García-Alegre, L. García, D. Guinea y F. Sandoval. s/a. SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS): Descripción, análisis de errores, aplicaciones y futuro. Instituto de Automática Industrial. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Arganda. Madrid. gps5.pdf Rey, J. R. s/a. El Sistema de Posicionamiento Global GPS. Universidad de Florida. USA. IN65700.pdf Paginas Web: Sitio web de la Universidad de Florida IFAS extension. Sitio web del gobierno de los Estados Unidos. Oficina de coordinación nacional de posicionamiento, navegación y cronometría por satélite. Libro: Casanova M., L Topografia plana. Capitulo 10. Departamento de Ingeniería. ULA. Mérida. Venezuela.

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