Post on 16-Jun-2015
TECNOLOGIAS DE TECNOLOGIAS DE LEVANTAMIENTO DE LEVANTAMIENTO DE INFORMACION GPSINFORMACION GPS
Iquitos, 21 - 22 de Enero 2010Iquitos, 21 - 22 de Enero 2010
GOBIERNO REGIONALGOBIERNO REGIONAL DE LORETODE LORETO
PROGRAMA REGIONAL DE CREDITO AGRARIOPROGRAMA REGIONAL DE CREDITO AGRARIO
Ing. William D. Pacci SalazarIng. William D. Pacci Salazar
SIEMPRE ESIMPORTANTESABEREN QUE LUGARDEL MUNDONOSENCONTRAMOS
ASICOMO
TAMBIENCUAL ES
NUESTRAFRONTERAO CUANTO
MIDENUESTRO
TERRITORIO
GPS es el acrónimo de Global Positioning System (sistema global de posicionamiento), un sistema formado por una constelación de 24 satélites, llamados NAVSTAR, y 5 estaciones repartidas por la superficie terrestre.
Estos satélites se encuentran en órbitas situadas a 10.900 millas náuticas (20.200 km aproximadamente) y realizan una circunvalación a la Tierra cada 12 horas. De los 24 en funcionamiento, 21 se encuentran en servicio, mientras que los otros 3 están de reserva. Cada uno de estos satélites emite de manera continua una señal indicando su posición y la hora de sus relojes atómicos.
¿QUÉ ES EL GPS?¿QUÉ ES EL GPS?
Las estaciones de tierra se encuentran repartidas en cinco puntos del globo: Hawai, Isla de Ascensión, Diego García, Atolón de Kwajalein y Colorado Springs. Estas estaciones se encargan de vigilar el estado operativo de los satélites y su correcta posición en el espacio. Una de las estaciones cumple las funciones de estación principal y transmite las correcciones a los satélites.
Gracias a este sistema, un usuario puede determinar con muy poco margen de error su posición en la esfera terrestre y la altitud sobre el nivel del mar en la que se encuentra.
A comienzos de los años 60, la armada y la fuerza aérea norteamericanas decidieron crear un sistema de localización para su armamento,, especialmente el nuclear. Este sistema debía ser muy preciso, estar disponible de manera continua, no verse afectado por las condiciones atmosféricas, funcionar en cualquier lugar del globo y de coste bajo.
Tras realizar inversiones multimillonarias (14.000 millones de dólares hasta 1994), investigar diversos proyectos previos y diseñar los satélites que integrarían el sistema, en 1989 se lanzaron los primeros satélites que formaban el sistema. El lanzamiento de los satélites originales prosiguió hasta 1994, cuando se lanzó el 24º satélite del sistema. Estos primeros satélites fueron fabricados por la empresa norteamericana Rockwell.
Como sistema diseñado para la guerra, no fue hasta la guerra del Golfo Pérsico, en 1991 cuando el sistema se sometió a situación de combate. El GPS cumplió su papel a la perfección. De hecho, en alguna ocasión algún general llegó a comentar que, junto con la visión nocturna, el GPS fue el elemento de equipamiento relevante en esta guerra.
ALGO DE HISTORIAALGO DE HISTORIA
Afortunadamente, el uso del GPS no es exclusivo del ejército norteamericano. Tras un incidente internacional ocasionado en 1983, el entonces presidente de los EE.UU., Ronald Reagan, anunció que el GPS también estaría disponible para la comunidad civil internacional, si bien el sistema tendría una precisión inferior a la que gozaba el ejército norteamericano.
El año 2000, Bill Clinton eliminó esta restricción y actualmente se logran precisiones de hasta 15 metros en usos civiles. A pesar de ello, y dado que el sistema está bajo el control, entre otros, del Departamento de Defensa norteamericano, los receptores no pueden ser capaces de funcionar a más de 18.000 metros de altitud ni a más de 900 nudos (1.667 km/hora) de velocidad. Además, el servicio puede verse sometido a restricciones temporales.
Como ya se ha mencionado en la primera parte, el sistema está formado por 24 satélites y cinco estaciones terrestres, además del receptor del usuario. Estos satélites, a partir de la información incluida en ellos y la que reciben de las estaciones, generan una señal que transmiten a los receptores. Una vez los receptores reciben esta señal, calculan la posición.
La base para determinar la posición de un receptor GPS es la trilateración a partir de la referencia proporcionada por los satélites en el espacio. Para llevar a cabo el proceso de trilateración, el receptor GPS calcula la distancia hasta el satélite midiendo el tiempo que tarda la señal en llegar hasta él.
Para ello, el GPS necesita un sistema muy preciso para medir el tiempo. Además, es preciso conocer la posición exacta del satélite. Finalmente, la señal recibida debe corregirse para eliminar los retardos ocasionados.
Una vez que el receptor GPS recibe la posición de al menos cuatro satélites y conoce su distancia hasta cada uno de ellos, puede determinar su posición superponiendo las esferas imaginarias que generan.
COMO FUNCIONA EL GPS (Trilateración)COMO FUNCIONA EL GPS (Trilateración)
Calculando su posición (I)Calculando su posición (I)
Una medida nos pone en cualquier punto sobre una esferaUna medida nos pone en cualquier punto sobre una esfera
4 incognitas4 incognitas
LatitudLatitud LongitudLongitud AlturaAltura TiempoTiempo
Se necesitan 4Se necesitan 4ecuacionesecuaciones
Estamos en cualquierEstamos en cualquierpunto sobre estapunto sobre estaesferaesfera
11,000 miles
Una segunda medida nos reduce a la intersección entre dos esferas Una segunda medida nos reduce a la intersección entre dos esferas
11,00011,000 MilesMiles
12,00012,000 MilesMiles
Intersección de dosIntersección de dosesferas es un círculoesferas es un círculo
Tercera medida nos reduce a dos puntos Tercera medida nos reduce a dos puntos
En la práctica tresEn la práctica tresmedidas son suficientesmedidas son suficientes..
Cuarta medida elimina el desfase en los relojesCuarta medida elimina el desfase en los relojes
Cuarta medida nos lleva a Cuarta medida nos lleva a uno solo de los dos uno solo de los dos puntospuntos
La cuarta medida La cuarta medida nos soluciona el nos soluciona el desfase en los desfase en los relojesrelojes
Pero, ¿cómo mide el receptor GPS el tiempo que tardan las señales en llegar hasta él? Todos sabemos que la distancia resulta de multiplicar la velocidad por el tiempo (100 km/hora x 3 horas = 300 km). Dado que en el GPS estamos midiendo señales de radio, la velocidad que emplearemos en nuestros cálculos será la de la luz, es decir, 300.000 km/s.
SEGMENTOS DEL SISTEMA GPSSEGMENTOS DEL SISTEMA GPS
Segmento Espacial
Segmento Terrestre
• Diego Garcia• Ascension Island• Kwajalein • Hawaii
GPS Control Colorado Springs
Usuario
Hemos visto que podemos calcular nuestra posición a partir de la posición conocida de cuatro o más satélites, pero, ¿cómo podemos conocer la posición de un satélite que se encuentra a más de 20.000 km de distancia y que da una vuelta a la tierra cada 12 horas?
Dado que en el espacio no hay atmósfera, podemos introducir satélites en órbitas invariables que seguirán modelos matemáticos previamente calculados. De este modo, siempre podremos conocer la posición de cada uno de los satélites en un momento dado.
Se usa la Distanciaa los satélites1
4
Correcciones por atmósfera e ionósfera5
Se requierenrelojes precisos2
3 Hay que saber laposic. del satélite
Hay que saber laDistancia entre los relojes del satélite
Ya hemos visto cómo funciona el GPS y cuál es su función principal: conocer nuestra posición.
Aunque conocer nuestra posición pueda parecer algo trivial, cada vez más se está convirtiendo en un aspecto casi imprescindible en muchos campos, ya sean profesionales o lúdicos. A grandes rasgos, podemos dividir los campos de aplicación en cinco.
Posicionamiento: la aplicación más obvia del GPS es la de determinar una posición o localización. El GPS es el primer sistema que permite determinar con un error mínimo nuestra posición en cualquier lugar del planeta y bajo cualquier circunstancia.
Navegación: dado que podemos calcular posiciones en cualquier momento y de manera repetida, conocidos dos puntos podemos determinar un recorrido o, a partir de dos puntos conocidos, determinar la mejor ruta entre ellos dos.
APLICACIONES DEL GPSAPLICACIONES DEL GPS
Seguimiento: mediante la adaptación del GPS a sistemas de comunicación, un vehículo o persona puede comunicar su posición a una central de seguimiento.
Topografía: gracias a la precisión del sistema, los topógrafos cuentan con una herramienta muy útil para la determinación de puntos de referencia, accidentes geográficos o infraestructuras, entre otros, lo que permite disponer de información topográfica precisa, sin errores y fácilmente actualizable.
Sincronización: dada la característica adicional de medición del tiempo de que disponen los receptores GPS, podemos emplear este sistema para determinar momentos en los que suceden o sucederán determinados eventos, sincronizarlos, unificar horarios...
Posición precisa en 3DPosición precisa en 3D
Disponible 24 horasDisponible 24 horas
Cobertura mundialCobertura mundial
Opera en cualquier Opera en cualquier climaclima
Ilimitado número de Ilimitado número de usuariosusuarios
No línea de vistaNo línea de vista
Posicionamiento Posicionamiento dinámicodinámico
GratisGratis
CARACTERISTICAS DE TECNOLOGIA GPSCARACTERISTICAS DE TECNOLOGIA GPS
Características :
• Error en distancias 15 – 50 m. diametro. (< 15 m.Hoy)
• Escalas de Trabajos : 1/50,000 – 1/100,000
• Almacenan 1024 – 2048 Ptos.
• Software Map Source
• Captación de 8 Satélites Máximo
GPS NAVEGADORGPS NAVEGADOR
Características :
• Error 1 – 5 m. (<1 m. Hoy)
• Se trabaja en pareja Un Rover y Una Base
• Almacena 4000 puntos ( 2 MB)
• Utiliza Software Turbo G1
• Captación Máxima de 8 Canales
• Escala de trabajo 1/5,000 – 1/25,000
GPS DIFERENCIALESGPS DIFERENCIALES
Características :
Error en el Vertical 5mm + 1ppm por la longitud de la Base (Estático) <10 Km.
• Error en la Horizontal 10 mm + 2 ppm por la longitud de la Base (Estático)
•Error en la Horizontal 20 mm + 2 ppm por la longitud de la Base (Stop & Go)
• Memoria Interna de 1MB
• Utiliza 2 Baterías duración mayor a 64 Horas
• Escalas que se trabaja 1/500 – 1/1000
• Utiliza un Software de procesar datos TGPSX1
GPS GEODESICOGPS GEODESICO
CARTOGRAFIACARTOGRAFIA
La cartografía se sintetiza en el arte, ciencia y
tecnología de hacer y usar mapas, el uso de mapas
como herramienta de investigación y como
recurso de información así como el estudio de mapas
como documentos históricos.
Es la ciencia encargada de la determinación de las dimensiones exactas y de la forma de la tierra así como de la localización precisa de puntos sobre la superficie terrestre.
Para poder realizar cálculos de posición, de distancias o direcciones, sobre la superficie de la tierra se debe tener un marco de referencia matemático y este es el Elipsoide achatado
GEODESIAGEODESIA
•Son transformaciones sistemáticas que nos permiten representar la superficie de la Tierra en un plano.
•Matemáticamente, las proyecciones son transformaciones de coordenadas geográficas (latitud, longitud) en sistemas cartesianos (x,y).
• Todos son más que aproximaciones de la superficie terrestre
• Según el método de proyección los mapas presentarán cierto tipo de características favorables y otras desfavorables.
PROYECCION PROYECCION CARTOGRAFICACARTOGRAFICA
SISTEMAS DE COORDENADAS
•Coordenadas Angulares
Coordenadas Planas
Es una manera de identificar la posición de un punto sobre un plano con relación a dos rectas perpendiculares llamados ejes. El
eje horizontal también se llama eje de x y el eje vertical se llama eje de y.
Es una unidad cartográfica expresado en grados, minutos y segundos,
usado para definir una posición en la tierra
COORDENADAS UTM
COORDENADA UTM.- Es una unidad cartográfica expresada
en metros UniversalTransversal Mercator). Es una
forma más exacta de indicar una posición en la tierra.
ZONA GEOGRÁFICA.- Es un área determinada para
trabajar con coordenadas. 60 Zonas a partir del meridiano
de Greenwich de 6º cada uno
UTM. Cada zona ocupa 6 grados y Perú se encuentra en tres zonas geográficas: 17, 18
y 19 (hemisferio sur)
DATUM
DATUM : Punto de partida. Origen de un sistema de coordenadas.
DATUM VERTICAL: Referencia para la elevaciones (nivel medio del mar)
DATUM HORIZONTAL: Punto de referencia geodésico para los levantamientos de control horizontal, del cual se conocen los valores: latitud, longitud y azimut de una línea a partir de
este punto y los parámetros del elipsoide de referencia. Mientras que el uso del elipsoide como referencia para
alturas es impráctico, para las coordenadas horizontales, latitud y longitud, es amplio.
EXPRESANDO LA CARTOGRAFIA
Mapas : Son representaciones gráficas de
grandes extensiones del territorio
Planos : Son representaciones gráficas de una
pequeña extensión de territorio.
Croquis : El concepto de croquis lo utilizaremos para referirnos a una representación gráfica simple, hecha a mano y sin pretender rigor.
NAVEGACION (IR A...)
ENCENDIDO Y APAGADO
3 SEGUNDOS, LUZ
RETORNA UNA PAGINA
ANTENA INTERNA 12 CANALES – 8 SATELITES
AVANZAR PAGINA
CAPTURA PUNTOS EN
CUALQUIER PAGINA
CONFIRMA LOS DATOS
PATALLA LIQUIDA LCDCURSOR DE OPERACION
GPS NAVEGADORGPS NAVEGADOROPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – GarminOPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – Garmin
5 Páginas primarias de información utilizadas por el GPS 12
GPS NAVEGADORGPS NAVEGADOR
OPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – GarminOPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – Garmin
M
PANTALLA INFORMACION SATELITAL
PANTALLA INFORMACION SATELITAL
Controla la Recepción y la fuerza de la Señal
Números de los Satélites posición en el espacio
Estado de la Batería
Precisión Horizontal
Campo de Estado
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OPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – GarminOPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – Garmin
PANTALLA POSICION SATELITAL
PANTALLA POSICION SATELITAL
Posición en coordenadas Norte y Este, o Latitudes y Longitudes
Distancia Vertical con respecto
al nivel del mar
Brújula mientras avanza
Velocidad de navegación MMarcador Numérico de la brújula
Distancia Total recorrida desde el Reset
Reloj de 12/24 Horas del lugar de posición
GPS NAVEGADORGPS NAVEGADOR
OPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – GarminOPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – Garmin
PANTALLA MAPA
PANTALLA MAPA
Icono en forma de diamante muestra nuestra posición actual
Campos de Pan y OpcionesZoom desde 0.3 Km. a 800 Km.
Distancia a un punto
Contexto del Punto hasta 6 Caracteres
Simbología de los puntos
Marcador numérico de la
Brújula
Orientación relativa a la tierra (Rumbo)
Velocidad en Km./h
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OPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – GarminOPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – Garmin
ETE : 20:05
PANTALLA DE NAVEGACION O COMPAS
PANTALLA DE NAVEGACION O COMPAS
Puntero indicador hacia el punto
Punto de Destino
Distancia al punto de
destino
Brújula grafica de avance
Tiempo estimado de llegada al punto
Rumbo hacia el punto
Velocidad en Km./hOrientación relativa a la Tierra
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OPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – GarminOPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – Garmin
ETE : 20:05
PANTALLA DE NAVEGACION AUTOPISTA
PANTALLA DE NAVEGACION AUTOPISTA
Punto de destino
Velocidad de Avance
Distancia al punto de
destino
Autopista gráfica de avance
Tiempo estimado de llegada al punto
Rumbo hacia el punto
Posición actual Ancho de pista o rango de navegación
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OPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – GarminOPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – Garmin
PANTALLA CONFIGURACION
PANTALLA CONFIGURACION
Determinar un puntos, borrar o nuevo
Renombrar un puntoMenú principal
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OPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – GarminOPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – Garmin
PANTALLA CONFIGURACION
PANTALLA CONFIGURACION
Determinación de RutasSimbología de identificación del punto
Puntos más cercanos
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OPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – GarminOPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – Garmin
PANTALLA CONFIGURACION
PANTALLA CONFIGURACION
Sistema Cálculo de Distancia y Sol
Menú Ajustes
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OPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – GarminOPERACIÓN DEL NAVEGADOR GPS 12 – Garmin
PANTALLA CONFIGURACION
PANTALLA CONFIGURACION
Internase o comunicación
Sistema de Navegación Alarmas de Ciudad o punto
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ENCENDIDO Y APAGADO 3 SEGUNDOS, LUZMENU / BUSCAR
ANTENA INTERNA 24 CANALES – 12 SATELITES
AVANZAR PAGINA
CAPTURA PUNTOS EN CUALQUIER PAGINA / DIRECCION
PANTALLA LIQUIDA LCD
RETORNAR PAGINA
SALIR PAGINA
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