หลักการพื้นฐาน GPS และการใช้เครื่อง GPS · หลักการพื้นฐาน gps และการใช้เครื่อง
Sesión 1. Manejo de GPS
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1Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
Sistemas de Información Geográfica
Maestría en Estudios Urbanos y regionalesFacultad de planeación
Sesión 1. Manejo de GPS
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2Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
Objetivo
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3Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
Superficies
SuperficieSuperficiede la Tierrade la Tierra
Elipsoide
SuperficieSuperficiedel mardel mar
GeoideGeoideGeoide : nivel medio de los océanos, superficie equipotencial de gravedad que define todos los puntos en que la fuerza de la gravedad es equivalente a la existente a nivel del mar
Elipsoide o esferoide : superficie de referencia perfectamente lisa
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4Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
f = (a-b) / a(coeficiente deachatamiento)
Elipsoide o esferoide
OX
Z
Ya ab
Ellipsoide = rotación de una elipse
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5Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
Longitud y latitud
Líneas de longitud (Meridiano)
Intervalo : 180ºO - 0º - 180ºE
Líneas de latitud (Paralelo)
Intervalo : 90ºS - 0º - 90ºN
N
S
O E
N
S
O E
Ecuador y Meridiano de origen (0ºN, 0ºE)
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6Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
Coordenadas
• cartesianas geocéntricas : X, Y, Z (para formulas de cambio de proyección)
• geográficas (geodésicas, no proyectadas,) : longitud, latitud, altura elipsoidal
• proyectadas (cartesianas)
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7Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
Altura y altitud
• Altura elipsoidal (GPS) : sobre el elipsoide
• Altitud : sobre el geoide (m.s.n.m.)
• Diferencia de algunos metros
Altitud ZP z=zp
z=0
Nivel mediodel mar
(Géoïde)
SuperficieSuperficie del suelodel suelo
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8Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
Conversión de grados
• Grados decimales : ggg.ddddd• .ddddd x 60 = mm.dddd, .dddd x 60 = ss.ddd
• Grados Minutos Segundos : ggg mm ss.ddddd
• ggg.ddddd = ggg + (mm / 60) + (ss / 3600)
• Ejemplos sencillos : • -99.5 ° (.5 x 60 = 30’)• 19 °15 ’(15 / 60 = .25)
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9Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
Dominio de valores
• Sistema angular• -180° (Oeste) < grado de longitud (X) < +180°
(Este)• -90° (Polo Sur) < grado de latitud (Y) < +90°
(Polo Norte)
• Sistema sexagesimal (base 60)• 0’ < minuto < 59’• 0" < segundo < 59"
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10Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
Calculadora científica
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11Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
Definición
• GPS = acrónimo de Global Positioning System, sistema de localización global
• sistema mediante el cual es posible estimar las coordenadas actuales (X,Y,Z) de una estación en tierra mediante la recepción simultánea de señales emitidas por varios satélites (llamados en conjunto constelación GPS)
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Constelación GPS
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13Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
Red NAVSTAR• GPS o también Sistema de Navegación por satélite lo
compone la red NAVSTAR que conforman 24 satélites, a una altura de 11.000 millas náuticas, que están distribuidos en 6 órbitas distintas.
• GPS fue fundado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DOD) para uso militar. En 1980 fue autorizado para uso civil (con algunas restricciones en la exactitud).
• Estas restricciones fueron levantadas en mayo del 2000.
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Geometría
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Visibilidad, obstáculos
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16Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
Método de cálculo
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17Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
GPS del CIRA
• Garmin eTrexVista– 12 canales paralelos de recepción– 2D necesita 3 satélites con buena geometría– 3D necesita 4 satélites con buena geometría– Exactitud y precisión :
• X, Y : ± 15 metros• Z : ± 100 metros
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Funcionamiento
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19Laboratorio de HidrogeomLaboratorio de Hidrogeomááticatica
Características
– Capacidades maximales :• 12 horas con 4 pilas AA• Waypoints : 500 puntos específicos• 20 caminos (Route) de 30 puntos (Waypoints)• Track log (camino seguido) : 1024 puntos
• Instrumentos con más capacidades : precisión, almacenamiento
• Otras marcas : Magellan, Trimble
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Recomendaciones de uso
• Datos que apuntar :• Grados decimales con 5 cifras después del
símbolo decimal : hddd.ddddd ° (System Setup Page)
• Altitud (Position page)• Horizontal accuracy (Satellite Page)• Figure Of Merit, (FOM, funcción Average, Mark
Position Page) = estimated accuracy of the average position
• Fecha (hora para corrección diferencial ?)
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Consideraciones de precisión
Longitud sobre los paralelos
Latitud 1 grado en km 1 min. en km 1 s en m
20 104.649 1.744 29.069
Fracción de un grado decimal en metros
0.1 0.01 0.001 0.0001 0.00001 0.000001 0.0000001 0.00000001
10,464.900 1,046.490 104.649 10.465 1.046 0.105 0.010 0.001