Introducción a GPS Club Litera Montaña - Abril 2013

Transcripción

1 Introducción a GPS

2 Qué es el sistema GPS? NAVSTAR-GPS (NAVigation SysTem And Ranging - Global Positioning System), o abreviadamente GPS, es un sistema global de navegación por satélite que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con unos pocos metros de precisión.

3 GPS está operativo desde 1995 y nació con finalidades militares. El sistema fue desarrollado e instalado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, que también lo administra. Las aplicaciones militares, y las civiles con técnicas de corrección de errores (DGPS, d de diferencial), llegan hasta centímetros de precisión. (Señal L1 y Señal L2 codificada). Para su uso civil está permitida la recepción de una versión degradada (con errores) de las señales GPS que conceden una precisión de hasta varios metros. (Señal L1).

4 Qué elementos forman GPS? El sistema GPS está compuesto por los siguientes elementos: Sistema de satélites: Está formado por 24 unidades con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo terráqueo. Están 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: Envían información de control a los satélites para controlar las órbitas y realizar el mantenimiento de toda el conjunto de satélites. Terminales receptores: Indican la posición en la que están; conocidas también como unidades GPS, sería nuestra Garmin etrex Vista HCx.

5 Estaciones terrestres Sistema de Satélites Terminal Receptor GPS

6 Cómo funciona el sistema GPS? La situación de los satélites puede ser determinada de antemano por el receptor con la información del llamado almanaque. Esta información es transmitida por los satélites y guardada en el receptor. La información que es útil al receptor GPS para determinar su posición se llama efeméride. Cada satélite emite sus propias efemérides, en la que se incluye la salud del satélite (si debe o no ser considerado para la toma de la posición), su posición en el espacio, su hora atómica, entre otros datos.

7 Triangulación del Sistema GPS 1. El receptor recibe de los satélites el almanaque, que le permite conocer la ubicación de los satélites. 2. De cada satélite recibe su efeméride. 3. A partir de los datos de la hora de la efeméride, el receptor puede determinar su distancia al satélite. 4. Cuando ha conseguido ubicar exactamente al menos cuatro satélites, el receptor puede determinar su posición (coordenadas y altitud). 5. Cuantos más efemérides de satélites distintos reciba, más exacta será la localización. Satélite A Satélite B Satélite C La unidad Garmin etrex Vista HCx puede adquirir las efemérides de hasta 12 satélites a la vez.

8 Qué precisión tiene GPS? La precisión intrínseca del sistema GPS depende del número de satélites visibles en un momento y posición determinados. Con un elevado número de satélites siendo captados (7, 8 o 9 satélites), y si éstos tienen una geometría adecuada (están dispersos), pueden obtenerse precisiones inferiores a 2,5 metros en el 95% del tiempo. (Todo el Mundo).

9 Si se activa el sistema DGPS (diferential GPS) llamado SBAS (Satellite Based Augmentation System) disponible en algunas áreas del mundo, la precisión mejora siendo inferior a un metro en el 97% de los casos. En Europa está disponible el sistema DGPS denominado EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service), gestionado por la ESA, la Comisión Europea y Eurocontrol. Nuestra Garmin etrex Vista HCx es compatible con EGNOS, proporcionando así una precisión de 3 m. el 95% del tiempo, 10 m. sin corrección.

10 Algunos factores que disminuyen la precisión pueden ser: Los rebotes de señal en objetos o relieves. La ocultación de la señal por obstáculos. (Montañas, vegetación ) La ionosfera. Que los satélites que tengamos visibles estén muy juntos. Nuestra Garmin etrex Vista HCx posee un receptor GPS de alta sensibilidad que evita algunos de estos problemas.

11 Es GPS el único sistema de navegación? La URSS proyectó y construyó GLONASS, que actualmente está al cargo de Rusia. Su finalidad también es militar. Europa también dispondrá de su propio sistema, GALILEO, del cual ya se han lanzado los primeros satélites. Su finalidad es civil y complementaria a GPS. China está desarrollando su sistema BEIDOU.

12 GPS: uno barato o uno caro? Podemos considerar todas las unidades GPS destinadas al consumo particular como baratas, aunque sus precios varíen entre los 100 y los Cualquier unidad nos ofrecerá una precisión adecuada, siempre que tenga un receptor de alta sensibilidad y al menos 12 canales, como nuestra Garmin Etrex Vista Hcx. Los precios varían en función de capacidades, almacenamiento, cámara de fotos, reproductor de música, mapas incorporados, etc pero no por precisión. Los equipos profesionales (que reciben y descodifican las señales L1 y L2) son capaces de hacer correcciones. Esos equipos valen miles de euros y tienen una precisión de menos de 1 cm. Están diseñados para profesionales como topógrafos, ingenieros, etc

13 No debemos confiar sólo en el GPS! El GPS no sustituye al mapa y la brújula: los complementa. Siempre debemos llevar con nosotros un mapa de la zona, una brújula y saberlos utilizar. El GPS, como cualquier aparato electrónico, puede estropearse, fallar, quedarse sin pilas, mojarse, caerse

14 Conceptos Básicos Escala La escala es la relación que hay entre el mapa y la realidad y sirve para indicarnos cual es el nivel de detalle que alcanza un mapa. Se escribe dando esta relación separada por dos puntos, así 1: significa que cada centímetro del mapa (en papel o digital) representa metros de la realidad. Cuanto menor sea el segundo número mayor cantidad de detalle tendremos. Los típicos mapas de carretera suelen estar entre 1: y 1: y la escala recomendada para el uso off road es la 1:50.000, 1: y como mucho 1:

15 Datum El Datum es una construcción matemática que nos permite representar en una superficie plana (mapa) la superficie curvada de la Tierra. En los mapas españoles se usa el Europeo de 1950 o de El sistema GPS usa internamente el datum WGS84, pero el receptor convierte al vuelo los datos recibidos al datum en el que lo tengamos configurado. Debemos asegurarnos de tener configurado nuestro GPS con el datum correcto si queremos trasladar nuestra posición del GPS a un mapa o a la inversa.

16 Coordenadas Son los datos que permiten distinguir un punto de otro en un mapa. Hay muchos sistemas de coordenadas distintos. Los más habituales son las coordenadas geográficas, expresadas en grados, minutos y segundos, y UTM (Universal Transversal de Mercator) que se expresa en metros. El sistema GPS utiliza UTM como sistema de coordenadas basado en el datum WGS84, pero el receptor convierte al vuelo los datos recibidos al sistema de coordenadas en el que lo tengamos configurado. Debemos asegurarnos de tener configurado nuestro GPS con el sistema de coordenadas correcto si queremos trasladar nuestra posición del GPS a un mapa o a la inversa.

17 Waypoint Los Waypoints son puntos que el usuario de un GPS marca en cualquier momento para referencia futura, así puede crear sus propios sitios de interés, lugares visitados o simplemente para recordar que estuvo en ese lugar. Posteriormente estos puntos se pueden revisar, descargar a un ordenador o simplemente usar para poder llegar nuevamente al lugar marcado. Esto llega a ser muy práctico cuando se visita lugares con poco o ningún punto de referencia. Los Waypoints deben tener un nombre identificativo asignado por el usuario, y almacenan las coordenadas del punto, la fecha y hora e incluso comentarios. El receptor Garmin etrex Vista HCx puede almacenar en su memoria hasta 1000 waypoints.

18 Track Un Track no es más que un montón de waypoints sin nombre (que llamamos puntos de track) que están concatenados unos detrás de otros para definir un recorrido. Cada unidad receptora tiene un límite para almacenar Tracks. En nuestro caso, la Garmin etrex Vista HCx puede almacenar hasta puntos en el Track activo, y puede almacenar tantos Tracks como permita la tarjeta de memoria. El receptor GPS suele introducir en cada uno de los puntos de track la posición, la altitud y la fecha y hora de creación. Con estos datos, hay programas que pueden crear perfiles y estadísticas de nuestros recorridos.

19 Trackback Función que tiene un receptor GPS de poder seguir un Track hacia atrás en lugar de hacia delante. Útil para volver al último lugar conocido cuando intentas ir al siguiente punto y no lo consigues por la circunstancias que sea (niebla, te has perdido, una emergencia )

20 Tracklog Es la función utilizada cuando un receptor GPS graba según unos parámetros de tiempo el Track por el que vamos transitando y en cualquier momento podemos guardarlo con un nombre para posteriormente volverlo a repetir. Hay que acordarse de que esta función debe estar activada, si no no podremos utilizarla.

21 Ruta Sucesión de Waypoints que definen un camino. Los GPS s pueden navegar por una ruta, dirigiéndose desde el primer Waypoint (punto de origen) hasta el último (destino) de una forma ordenada, pasando por todos y cada uno de los Waypoints que la constituyen, pero teniendo en cuenta que la navegación propuesta de punto a punto es en línea recta. No es lo mismo que seguir un Track.

22 Usted está aquí La función básica de un GPS es saber dónde estamos y ser útil para guiarnos hasta el punto al que queremos llegar. El GPS nos indica nuestra posición mediante unas coordenadas y visualmente mediante un punto sobre un croquis o mapa. Ya tenemos nuestro GPS configurado con el datum europeo de 1950 y coordenadas UTM.

23 Las coordenadas UTM se componen de varios valores: Huso o Zona: Se divide el globo terráqueo en 60 husos verticales. Banda: Cada uno de esos Husos se divide en 20 segmentos horizontales. Easting: Distancia hacia el este desde el margen izquierdo del Huso o Zona, en metros. Northing: Distancia al ecuador mirando desde el Norte, en metros.

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25 Las coordenadas UTM no representan un punto, representan cuadrados. Estos cuadrados pueden ser tan pequeños como queramos según la precisión. Las coordenadas UTM identifican la esquina inferior izquierda del cuadrado que representan. Nuestro GPS puede alcanzar a representar un cuadrado de un metro de lado, por lo que se representa el Easting con seis dígitos y el Northing con siete dígitos.

26 Nuestro GPS nos indicará lo siguiente si consultamos nuestra ubicación, por ejemplo: Huso o Zona Banda Easting 30 T UTM Northing Club Litera Montaña - Abril 2013

27 España está incluida en: Las zonas/husos: 28 (Islas Canarias), 29 (Galicia), 30 (Centro de España y España occidental), y 31 (España oriental e Islas Baleares). Las bandas S y T para la Península y Baleares y R para Canarias

28 Descripción Garmin Etrex Vista Hcx

29 Puerto USB Tarjeta de memoria Tapa trasera Pilas

30 Bibliografía y enlaces Manual completo de GPS, Ediciones Desnivel, Carlos Puch, 2008, 2ª Edición, ISBN try=es