Introducción al Sistema de Posicionamiento Global (GPS)

Introducción al
Sistema de
Posicionamiento
Global (GPS)
Prosis S.A.
QUE
QUE ES
ES GPS?
GPS?
En
En dónde
dónde estoy
estoy ubicado
ubicado sobre
sobre la
la tierra?
tierra?
Observador
Prosis S.A.
Componentes del Sistema
Segmento del Espacio
Segmento del
Usuario
Estaciones de
Monitoreo
• Diego Garcia
• Isla Ascensión
• Kwajalein
• Hawaii
Control GPS
Colorado Springs
Prosis S.A.
QUE
QUE ES
ES GPS?
GPS?
SEGMENTO DE CONTROL/MONITOREO
ƒ 5 Estaciones en todo el mundo monitoreadas por el
Ministerio de Defensa de E.U
ƒ Todas desarrollan funciones de Monitoreo
z
z
z
Reciben las señales de los satélites
Capturan Datos Meteorológicos
Transmiten Datos a Estación Maestra de
Control
Prosis S.A.
QUE
QUE ES
ES GPS?
GPS?
SEGMENTO DE ESPACIO
ƒ 30 Satélites en constelación:
z 6 planos con rotación de 55° en c/u
z 4 Satélites por cada plano
ƒ Orbitas muy elevadas:
z 20,183 Km. Aprox.
z Una revolución cada 12 horas
Prosis S.A.
QUE
QUE ES
ES GPS?
GPS?
SEGMENTO
SEGMENTO DEL
DEL USUARIO
USUARIO
Receptores
Receptores Civiles
Civiles yy
Militares
Militares localizados
localizados en
en
tierra,
tierra, mar
mar óó aire.
aire.
La
La utilización
utilización en
en
aplicaciones
aplicaciones civiles
civiles
es
es cada
cada día
día más
más extensa
extensa
yy con
con mayores
mayores precisiones
precisiones..
Prosis S.A.
Trilateración
ƒ Midiendo la distancia desde varios satélites se
puede tener la posición
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22
Medida de la Velocidad de la
Luz
Cuánto se demora la Señal GPS en llegar hasta
nosotros
ƒ Multiplique el Tiempo por 300,000 km/seg
z
Tiempo (seg) x 300,000 km/seg = km
ƒ Si se tiene un buen reloj en el receptor lo único
que se necesita es saber cuándo partió la señal
del Satélite.
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33
Se Necesitan 4 Satélites para
Posiciones en 3D
ƒ 4 satélites para posiciones 3D (X, Y, Z, tiempo)
ƒ 3 satélites para pos 2D (X, Y, tiempo) - el
usuario debe introducir el valor de Z
z
Problema: si el usuario entra un Z incorrecto,
entonces X y Y serán incorrectos!
z
Solución: trabajar en 3D
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Correcciones Atmosféricas
Ionosfera
ƒ Las señales son demoradas
Troposfera
por las condiciones de la
ionósfera y la tropósfera
ƒ El receptor aplica las
correcciones estimadas
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CONCEPTOS DE GPS
ƒ Tipos de errores, Precisión
ƒ Dilución de Precisión (DOP)
ƒ Corrección Diferencial
z
Post-proceso
z
Tiempo Real
ƒ Manejo de Coordenadas
Prosis S.A.
TIPOS DE ERRORES GPS
ƒ Errores generales - Corregibles con DGPS
Relojes Satélites
Efemérides
Atmosféricos
S/A
0
20
40
60
Metros
80
100
Prosis S.A.
Disponibilidad Selectiva
(S/A)
Degradación de la Señal
ƒ Mayor fuente de error en GPS
ƒ El gobierno de E.U puede introducir errores
ƒ Para prevenir usos militares
ƒ Las correcciones diferenciales eliminan este
error
z
z
Post-proceso
RTCM-Tiempo real
Prosis S.A.
DILUCIÓN DE PRECISIÓN
(DOP)
ƒ Una medida de la Geometría de los Satélites
ƒ Indica la calidad de la posición.
ƒ Puede ser expresada en varias dimensiones:
z
z
PDOP, HDOP, VDOP, TDOP
PDOP <= 6
Prosis S.A.
Prosis S.A.
MANEJO DE COORDENADAS
Pueden
Pueden ser
ser expresadas
expresadas de
de muchas
muchas formas
formas
ƒƒ Latitud,
Latitud, Longitud,
Longitud, Altura
Altura sobre
sobre el
el elipsoide
elipsoide
(LLH,
(LLH, WGS-84)
WGS-84)
ƒƒ Este,
Este, Norte,
Norte, Altura
Altura sobre
sobre el
el nivel
nivel del
del mar
mar
(NEE,
(NEE, ENE,
ENE, XYZ)
XYZ)
Prosis S.A.
Datums &
Transformación de Datums
Los
Los elipsoides
elipsoides se
se utilizan
utilizan para
para producir
producir el
el
mejor
mejor acomodamiento
acomodamiento en
en áreas
áreas específicas
específicas
sobre
sobre la
la tierra
tierra
ƒƒ El
El Datum
Datum es
es un
un elipsoide
elipsoide de
de referencia
referencia fijo.
fijo. (Bogota
(Bogota
Observatory)
Observatory)
ƒƒ Las
Las transformaciones
transformaciones de
de Datum
Datum describen
describen la
la
localización
localización relativa
relativa entre
entre ellos.
ellos.
Geoide
Elipsoide
acomodado a
Colombia
Elipsoide
acomodado a
Norte América
Prosis S.A.
Proyecciones
Conversión
Conversión de
de superficie
superficie curva
curva aa plana
plana
ƒƒ Muchos
Muchos métodos
métodos que
que usan
usan diferentes
diferentes
formas
formas
Mercator
Mercator
Lambert
Lambert
Prosis S.A.
Geoide,
Geoide, Separación
Separación del
del Elipsoide
Elipsoide yy
Modelos
Modelos Geoidales
Geoidales
El
El geoide
geoide es
es una
una superficie
superficie no
no uniforme
uniforme
h
Terreno
Geoide
Datum
N
h: Altura
Ortométrica
N: Separación
Geoideelipsoide
ƒƒ El
El modelo
modelo Geoidal
Geoidal brinda
brinda valores
valores N
N en
en un
un área
área
determinada
determinada
ƒƒ En
En pendientes
pendientes planas
planas es
es similar
similar la
la separación
separación
geoidal
geoidal
Prosis S.A.
Diagrama Completo
Diagrama
Diagrama de
de flujo
flujo GPS
GPS Típico
Típico
Elipsoide
GPS
WGS-84: Latitud,
Longitud, y
Altura Elipsoidal
Coord.
Locales
Norte, Este
Altura
Coord.
Local
Altura
Ortométrica
Transformación
de Datum
Elipsoide
Local
Latitud Local ,
Longitud, y
Altura Elipsoidal
Proyección
Transformación
plana
Ajuste de
Alturas
Coord.
Locales
Norte, Este y
altura
Elipsoidal
El cálculo se puede hacer en cualquier
sentido
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Resumen
ƒƒ Conozca
Conozca el
el Sistema
Sistema de
de Coordenadas
Coordenadas yy el
el
Datum
Datum local
local
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PREGUNTAS
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Captura de Datos
ƒ Posiciones precisas para puntos, líneas y
polígonos
ƒ Permiten la captura de datos:
z
z
Espaciales (posiciones)
Atributos
ƒ Las posiciones y atributos son capturados y
asociados en campo
ƒ Son almacenados en formatos compatibles con
SIG y CAD
Prosis S.A.
Elementos
ƒ Puntos
z
Promedio de todas las posiciones asociadas a ese
Elemento
Prosis S.A.
Prosis S.A.
Elementos
ƒ Puntos
z
Promedio de todas las posiciones asociadas a ese
punto.
ƒ Líneas
z
Unión de todas las posiciones GPS secuencialmente,
resultando la longitud
Prosis S.A.
Prosis S.A.
Elementos
ƒ Puntos
z
Promedio de todas las posiciones GPS asociadas al
Elemento.
ƒ Líneas
z
Unión de todas las posiciones GPS secuencialmente,
resultando la longitud.
ƒ Areas
z
Unión de las posiciones GPS secuencialmente,
uninendo la última posición con la primera, y
calculando el área
Prosis S.A.
Prosis S.A.
Captura de Datos
ƒ La información topográfica/cartográfica y sus
códigos/atributos puede ser exportada
posteriormente a múltiples formatos CAD o
SIG
ƒ Estos datos pueden ser luego importados en el
SIG.
ƒ Pueden generarse mapas
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Consulta y Análisis de datos
en un SIG
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PREGUNTAS
FIN
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