Syllabus-Sistemas de Posicionamiento Geodesico

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DE INGENIERIA
Maestría en Ciencias de la Información y
las Comunicaciones con énfasis en Geomática
SYLLABUS
NOMBRE DEL DOCENTE: Andrés Cárdenas Contreras
ESPACIO ACADÉMICO (Asignatura):
SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO GEODESICO
Obligatorio (
Electivo (
) : Básico ( ) Complementario (
) : Intrínsecas ( ) Extrínsecas (
)
CÓDIGO:
)
NUMERO DE ESTUDIANTES:
GRUPO:
NÚMERO DE CREDITOS: 4
TIPO DE CURSO:
TEÓRICO
PRACTICO
Alternativas metodológicas:
Clase Magistral ( X ), Seminario ( ), Seminario – Taller ( x ), Taller (
tutoriados ( ), Otro: _____________________
TEO-PRAC: x
), Prácticas (
), Proyectos
HORARIO: Martes y Jueves de 6:00 p.m a 8:00 p.m.
DIA
SALON
HORAS
Martes
6 pm: 2 horas
Jueves
6 pm: 2 horas
I. JUSTIFICACIÓN DEL ESPACIO ACADÉMICO (El Por Qué?)
Las infrestructuras de datos espaciales en el ámbito nacional e internacional, demandan grandes
volúmenes de información y es a través de los sistemas de posicionamiento satelital GNSS, (Global
Navigation Satellite System) que garantizan la localización espacial con altísima precisión de los
fenómenos y procesos de la naturaleza que se estudian en Geomática.
Las aplicaciones de Geodesia Satelital son innumerables: Cartografía básica, Cartografía Temática,
Navegación Área, Marítima y Terrestre, Estudios Forestales, Agrícolas, Catastrales, Meteorológicos,
Geofísicos, Energéticos, en fin son innumerables las ciencias de la tierra que demandan de la necesidad
de una localización adecuada de los fenómenos presentes en la naturaleza.
II. PROGRAMACION DEL CONTENIDO (El Qué? Enseñar)
OBJETIVO GENERAL
Garantizar que el estudiante de la Maestría en Ciencias de la Información y Comunicaciones utilice
correctamente la tecnología de los Sistemas de Posicionamiento Geodésico en cada uno de sus
proyectos de Geomática.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1. Realizar la fundamentación teórica rigurosa de Sistemas de Posicionamiento Geodésico GNSS.
2. Desarrollar aplicaciones de los sistemas GNSS en las áreas de las Ciencias de la Tierra que se
relacionan con la Geomática
COMPETENCIAS DE FORMACIÓN:
Profesionales:
1. Entender los conceptos teóricos que permiten analizar las señales GPS para cada una de las
aplicaciones GNSS en Geomática
2. Determinar los errores y ajustes necesarios para un correcto posicionamiento de los datos GNSS
según las necesidades de los usuarios
PROGRAMA SINTÉTICO:
•
•
•
•
•
Fundamentos Teóricos de GNSS
Estimación de la Posición, Velocidad y Tiempo
Señales GPS
Receptores
Aplicaciones de GNSS
PROGRAMA ANALÍTICO
SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO GEODESICO
1. Fundamentos Teoricos de GNSS
1.1. Historia
1.2. Arquitectura del sistema
1.2.1. Segmento de Control
1.2.2. Segmento de Usuario
1.2.3. Segmento Espacial
1.3. GNSS
1.3.1. GPS
1.3.2. GLONASS
1.3.3. GALILEO
1.3.4. Otros Sistemas
1.4. Sistemas de Coordenadas y Marcos de Referencia
1.5. Sistemas de Referencia en Geodesia
1.5.1. Coordenadas Geodesicas
1.5.2. Coordenadas Cartesianas
1.5.3. Coordenadas Locales
1.6. Sistemas y Marcos de Referencia de Coordenadas Globales
1.6.1. Sistemas y Marcos de Referencia Inercial y Terrestre
1.6.2. Geoide, Datum
1.6.3. WGS84, GRS80
2. Tiempo GPS y Tiempo de Referencia y Orbitas
2.1. Escalas de Tiempo
2.1.1. Astronomico y Atómico
2.1.2. Tiempos Local y Sideral
2.1.3. Medidas de Fuentes de frecuencia estables
2.1.4. Tiempo GPS
2.2. Orbitas GPS y determinación de la Posición Satelital
2.2.1. Leyes de kepler
2.2.2. Elementos Keplerianos
2.2.3. Posición del satélite y velocidad
2.2.4. Parametros GPS orbitales
2.2.5. Efemerides precisas
2.2.6. Mensaje de Navegación GPS
3. Estimación de la posición, velocidad y tiempo
3.1. Medidas GPS y Errores
3.1.1. Formato RINEX
3.1.2. Medidas de fase
3.1.3. Medidas de la portadora
3.1.4. Errores de la fuente y modelos
3.2. Errores del segmento de control
3.3. Errores de la propagación de la señal
3.3.1. Refracción de la señal
3.3.2. Retraso inosférico
3.3.3. Retraso troposférico
3.4. Errores de la medida
3.4.1. Error receptor
3.4.2. Multipath
3.4.3. Medidas de Errores y Modelos
3.5. GPS diferencial
3.5.1. Mitigación de los errores
3.5.2. Posicionamiento de área local
3.5.3. Posicionamiento Relativo
4. Señales GPS
4.1. Señales y sistemas lineales
4.2. Convolución
4.3. Funciones de Transferencia
4.4. Series y Transformadas de Fourier
4.5. Señales Aleatorias
4.6. Trasnformadas de Laplace
5. Aplicaciones
5.1. Redes GNSS
5.1.1. IGS
5.1.2. Red SIRGAS
5.1.3. Red GEORED
5.1.4. Red MAGNA
5.1.5. Otras Redes
5.2. Modelos de Geodinámica y deformación
5.3. Aplicaciones en Meteorología
5.4. Aplicaciones Oceanografía
5.5. Aplicaciones Geofísica
5.6. Otras Aplicaciones
III. ESTRATEGIAS (El Cómo?)
Metodología Pedagógica y Didáctica:
Se privilegiará la enseñanza magistral clásica para cada uno de los temas del núcleo
programático, la cual será complementada con el desarrollo de talleres y trabajo final de curso,
que garanticen la asimilación de los conocimientos impartidos así como de los casos de
estudio, así como la importancia del tratamiento riguroso de las conceptos geodésicos, calidad
de los datos y métodos de captura de información.
Hora
s
Horas
profesor/seman
Horas
Total Horas
Créditos
Estudiante/seman Estudiante/semest
a
a
re
Tipo de
Curso
TD
TC
TA
(TD + TC)
(TD + TC +TA)
X 16 semanas
TeóricoPráctico
3
1
3
4
7
112
4
Trabajo Presencial Directo (TD):
Trabajo Mediado_Cooperativo (TC):
Trabajo Autónomo (TA):
IV. RECURSOS (Con Qué?)
Medios y Ayudas:
•
•
•
•
•
Clase magistral
Talleres dirigidos y asignados
Análisis de casos de estudio
Ayudas audiovisuales (video-beam)
Pagina de internet de la clase:
BIBLIOGRAFÍA
TEXTOS GUÍAS
Misra P., Egne P. (2012). Global Positioning System. Signal, Measurements and Performance. GangaJamuna Press, 2nd Edition
Groves P.D. (2007) Principles of GNSS, Inertial, and Multi-sensor Integrated Navigation Systems (GNSS
Technology and Applications). Artech Print on Demand.
Günter Seeber. Satellite Geodesy. 2nd completely revised and extended edition. Walter de Gruyter ·
Berlin · New York 2003, 589 p
Hoffmann-Wellenhof B., H. Litchtenegger and E. Wasle, (2008), GNSS: Global Navigation Satellite
Systems, Springer, 516 p.
Wolfgang Torge (2001)Geodesy Walter de Gruyter - New York 2001, 434 p
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
IGAC, (2004), Adopción del Marco Geocéntrico Nacional de Referencia MAGNA-SIRGAS como datum
oficial de Colombia, DANE, Instituto Geográfico Agustín Codazzi, 33 p.
Jing-xiang G. and Hong H., (2009), Advanced GNSS technology of mining deformation monitoring, The
6th International Conference on Mining Science & Technology, Procedia Earth and Planetary
Science 1, 1081–1088
Lorimer R. and G. Roberts, (2010), Mining Boom Spurs New Positioning Solutions, In: GPS World, May
19, 2010.
Malys S., J. Slater, R. Smith, L. Kunz and S. Kenyon, 1997, Refinements to the World Geodetic System
1984, Proc. of the 10th ION Technical Meeting, Kansas City, Missouri
NIMA, (2000), World Geodetic System 1984, Its Definition and relationships with Local geodetic Systems,
DoD, NIMA TR835202, 3d. Ed., Amendment 1,
REVISTAS
Coordinates http://mycoordinates.org/
Geoinformatics http://www.geoinformatics.com/
Geospatial World http://www.geospatialworld.net/
Geoworld http://www.geoplace.com
GIM International http://www.gim-international.com/
GPS World http://www.gpsworld.com/
Inside GNSS http://www.insidegnss.com/magazine
International Journal of Geoinformatics http://www.geoconnexion.com
MundoGeo http://mundogeo.com
Professional Surveyor http://www.profsurv.com
DIRECCIONES DE INTERNET
International GNSS Service - http://igscb.jpl.nasa.gov/
The International Terrestrial Reference Frame ITRF, Web site: http://itrf.ensg.ign.fr/
SIRGAS: Sistema de Referencia para las Américas, Web site: http:// http://www.sirgas.org
Proyecto GEORED, Servicio Geológico Colombiano http://geored.sgc.gov.co
V. ORGANIZACIÓN / TIEMPOS (De Qué Forma?)
Espacios, Tiempos, Agrupamientos:
VI. EVALUACIÓN (Qué, Cuándo, Cómo?)
PRIMERA
NOTA
SEGUNDA
NOTA
TIPO DE EVALUACIÓN
EXAM.
FINAL
PORCENTAJE
Pruebas Escritas
30%
Talleres asignados
40%
Trabajo final
30%
ASPECTOS A EVALUAR DEL CURSO
1.
2.
3.
4.
FECHA
Asimilación de conocimientos
Análisis de casos de uso
Iniciativa
Interés exploratorio
DATOS DEL DOCENTE
NOMBRE : Andrés Cárdenas Contreras
PREGRADO : Ingeniero Catastral y Geodesta
POSTGRADO : Magister en Ciencias. Geofísica. Universidad Nacional de Colombia
ASESORIAS: FIRMA DE ESTUDIANTES
FIRMA
NOMBRE
1.
2.
3.
FIRMA DEL DOCENTE
_________________________________
FECHA DE ENTREGA: Junio 3 de 2014.
CÓDIGO
FECHA