Post on 20-Apr-2015
GPS diferencial (simple y doble frecuencia) Receptores Topográficos y geodésicos
Facultad de Ingeniería Universidad J.A. Maza
Mendoza
María Virginia Mackern
7mo Taller Nacional de estaciones permanentes GNSS28 al 30 de octubre de 2009, San Luis, Argentina
RESUMEN
1.1.¿Qué es posicionamiento?¿Qué es posicionamiento?
2.2.¿Qué es posicionamiento diferencial?¿Qué es posicionamiento diferencial?
3.3.Posicionamiento Diferencial con CódigosPosicionamiento Diferencial con Códigos
4.4.Posicionamiento Diferencial con fasePosicionamiento Diferencial con fase
5.5.Simple y Doble frecuencia. DISTANCIAS. Simple y Doble frecuencia. DISTANCIAS.
PRECISIONESPRECISIONES
¿Qué es el Posicionamiento?¿Qué es el Posicionamiento?
LA SEÑAL GPSLA SEÑAL GPS
Posicionamiento Instantáneo Absoluto- NAVEGACION
Posicionamiento Diferencial
POSPROCESO
¿Qué ERRORES INTERVIENEN ?¿Qué ERRORES INTERVIENEN ?
1. Disponibilidad Selectiva
2. Retardo ionosférico3. Retardo troposférico4. Relojes de los
receptores5. Multicamino6. Error propio del
observable
Disponibilidad Selectiva S/A Disponibilidad Selectiva S/A
Antes del año 2000 HOYAntes del año 2000 HOY
Principal causal de los avances en posicionamiento diferencialPrincipal causal de los avances en posicionamiento diferencial
Antes del 1 de Mayo del 2000 100 m en latitud y longitud (2) 130 m en altura (2)
Limitaciones del Limitaciones del posicionamiento absolutoposicionamiento absoluto
HOY 10 m en latitud y longitud (2) 15 a 20 m en altura (2)
¿Qué es el Posicionamiento Diferencial ?¿Qué es el Posicionamiento Diferencial ?
PUNTOS DE PUNTOS DE COORDENADACOORDENADAS CONOCIDASS CONOCIDAS
¿Qué necesita el ¿Qué necesita el Posicionamiento Posicionamiento Diferencial ?Diferencial ?
Posicionamiento Diferencial con CódigosPosicionamiento Diferencial con Códigos
La Disponibilidad Selectiva es prácticamente eliminada
Otros efectos no deseados son fuertemente atenuados
La precisión alcanzable es de unos pocos metros
El procesamiento de las observaciones es muy sencillo y robusto
Es una técnica altamente productiva y de bajo costo
VENTAJASVENTAJAS del Posicionamiento Diferencial el Posicionamiento Diferencial
La observación de códigos y su expresión aproximadaLa observación de códigos y su expresión aproximada
Observación calculada a priori:
Aproximación lineal de la diferencia
P x x y y z z c t c t I T dmrs s
rs
rs
rs
r rs
2 2 2. .
P x x y y z z c trs s
rs
rs
r r, , , , ,.0 0 02
0 02
0 02
0
srrr
srr
srr
sr
sr
sr
sr dmTItcSAdzCdyBdxAPPP .... 0,0,0,
sssssssss
rsss
rTrItczryrxr
sr
srdmtcrzrryrrxrPPP
)0cos0cos0(cos
)0cos0cos0(cosr,0ss
rs
r
P P P A dx B dy C dz SA c t I T dmBs
Bs
Bs
Bs
B Bs
B Bs
B B Bs
Bs
Bs
Bs , , ,. . . .0 0 0
DIFERENCIAL- Simples diferenciasDIFERENCIAL- Simples diferencias
(Base- Remoto)
P P P A dx B dy C dz SA c t I T dmrs
rs
rs
rs
r rs
r rs
r r rs
rs
rs
rs , , ,. . . .0 0 0
P c t I T dmBrs
Br Br Brs
Brs
Brs
Brs Termino geometrico . d x .
. P - PrsPBr
sBs
¿Cuál es nuestra incógnita ahora?¿Cuál es nuestra incógnita ahora?
Componentes del vector entre las estaciones BASE y REMOTOComponentes del vector entre las estaciones BASE y REMOTO
Errores que afectanErrores que afectan
Efectos del multicamino y del error de observación
Implican entre 1 y varios metros según:• la calidad del receptor y • las condiciones del sitio de observación
Combinados definen el Combinados definen el límite de precisión límite de precisión paraparael posicionamiento diferencial con códigosel posicionamiento diferencial con códigos
No se pueden eliminarNo se pueden eliminar
P c t I T dmBrs
Br Br Brs
Brs
Brs
Brs Termino geometrico . d x .
dmBrs
Brs
Errores que afectanErrores que afectan
Efecto de la combinación de errores de reloj locales:
• Implica muchos metros• Varía con el tiempo
Requiere ser estimada con las coordenadas relativaso eliminada en un paso posterior
P c t I T dmBrs
Br Br Brs
Brs
Brs
Brs Termino geometrico . d x .
tBr
Errores que afectan el posicionamiento relativoErrores que afectan el posicionamiento relativo
Efectos diferenciales de la Ionósfera y Tropósfera
Sus efectos crecen con la distancia entreestaciones y pueden llegar a varios dm para vectores de cientos de km
P c t I T dmBrs
Br Br Brs
Brs
Brs
Brs Termino geometrico . d x .
Pueden ser ignorados siempre si trabajamos con códigos
I TBrs
Brs
El posicionamiento diferencial con códigosEl posicionamiento diferencial con códigos
usando simples diferenciasusando simples diferencias
¿Cómo ha quedado el problema?
Con Con una época una época de observación de observación simultánea a los mismos 4 simultánea a los mismos 4 satélitessatélites para ambas estaciones podemos calcular el vector para ambas estaciones podemos calcular el vector
P = cos + cos + cos + c . Brs
rs
rs
rs . .dx dy . dz DdtBr Br Br Br
P = cos + cos + cos + c . Br rl
rl
rll . .dx dy . dz DdtBr Br Br Br
P = cos + cos + cos + c . Brk
rk
rk
rk . .dx dy . dz DdtBr Br Br Br
P = cos + cos + cos + c . Brm
rm
rm
rm . .dx dy . dz DdtBr Br Br Br
s
l
k
m
Estación rEstación B
DoblesDobles diferenciasdiferencias
Satélite k
Satélite l
El concepto de dobles diferencias con códigosEl concepto de dobles diferencias con códigos
Las incógnitas son las componentes del vectorLas incógnitas son las componentes del vectorSe han cancelado los errores de reloj localesSe han cancelado los errores de reloj localesLos demás términos pueden despreciarseLos demás términos pueden despreciarse
El multicamino y error de observación aumentanEl multicamino y error de observación aumentan
P = cos + cos + cos + c . Brs
rs
rs
rs . .dx dy . dz DdtBr Br Br Br
P = cos + cos + cos + c . Br rl
rl
rll . .dx dy . dz DdtBr Br Br Br
P = Brs
rsll dxBr
( Término geométrico )
Con una época de observación simultánea a los mismos 4 Con una época de observación simultánea a los mismos 4 satélites para ambas estaciones podemos calcular el vectorsatélites para ambas estaciones podemos calcular el vector
Requerimientos de posicionamiento diferencialRequerimientos de posicionamiento diferencial
Se obtiene el vector entre los receptores con unos pocos metros de error Alta productividad
Al menos dos receptores midiendo simultáneamente código C/Aa por lo menos 4 satélites comunes. Al menos una época de observación común
PrestacionesPrestaciones
Métodos de posicionamiento diferencial con códigosMétodos de posicionamiento diferencial con códigos
Diferencias de observaciones
Aplicación de correcciones diferenciales
Son métodos rigurosos
Exigen que el receptor guarde sus observaciones para ser corregidas a posteriori
Posicionamiento Diferencial con fasePosicionamiento Diferencial con fase
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
¿Cómo obtener precisiones submétricas a ¿Cómo obtener precisiones submétricas a milimétricas con GPS?milimétricas con GPS?
La observación GPS de faseLa observación GPS de fase
Tiene una precisión milimétricaPermite aprovechar todo el potencial del GPS
Es ambigua
El cálculo de las observaciones es complejo
Tiene una precisión mas que 1000 veces mayorque la del código
Fase y códigoFase y código
Expresiones similares con importantes diferenciasExpresiones similares con importantes diferencias
ki
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kii
k2
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i NdmTItctczzyyxx
ki
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kii
k2
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ik2
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i dmTItctczzyyxxP
La ambigüedad: Un entero desconocidoLa ambigüedad: Un entero desconocido
=19 cm
Solución candidata
Entorno de soluciones posibles
Se necesita Se necesita Medir un tiempoMedir un tiempoPara poder Para poder resolver las resolver las ambigüedades aambigüedades a los satéliteslos satélites
Muchas gracias Muchas gracias
por su atención!!!por su atención!!!
7mo Taller Nacional de estaciones permanentes GNSS28 al 30 de octubre de 2009, San Luis, Argentina