SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL GPS
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20/06/2014
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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA
CATEDRA : TOPOGRAFIA I
ALUMNOS: • Barrios G. Laura R. V-22986627. • Rondón B. Franklin E. V-21367279.
PROF. DELGADO EUGENIA
Concepto
Historia
Descripción del sistema
Señal del GPS
Fundamentos
Fuentes de Error
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CONCEPTO:
El Sistema de Posicionamiento Global o
GPS, aunque su nombre correcto es NAVSTAR-GPS1, es
un sistema global de navegación por satélite que permite
determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una
nave. Podemos alcanzar una precisión hasta de Centímetros.
El GPS funciona mediante una red de 24 satélites (21 operativos y 3 de respaldo) en órbita a 20.200 km sobre el globo terráqueo, con trayectorias sincronizadas para
cubrir toda la superficie de la Tierra.
HISTORIA
1957
Todo comenzó cuando la Unión Soviética lanzó el satélite Sputnik
I. Era monitorizado por Efecto Doppler de la señal que
transmitía.
Se comenzó a pensar que, de igual modo,
la posición de un observador podría ser
establecida.
1960-1970 La Fuerza Armada EEUU. aplico
esta tecnología y así surgió el sistema TRANSIT.
se diseñó una constelación de satélites, portando cada
uno de ellos un reloj anatómico.
1974
La Fuerza Aérea de los EEUU. Desarrollo un proyecto el cual
consiste en una técnica de señal modulada, la cual provee datos
mas precisos.
Los proyectos de la fuerza Armada y la Aérea, en
conjunto dieron al desarrollo del sistema
NAVSTAR.
1999 actualidad
EEUU ofreció el servicio para apoyar las necesidades de la
Organización de Aviación Civil Internacional.
Actualmente utilizado por los civiles, de manera
comercial, pero se mantiene el carácter militar.
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Componente Espacial
El componente espacial está
constituido por una constelación de 24 satélites en órbita
terrestre aproximadamente a
20200 km, distribuidos en 6 planos orbitales.
Componente de control
Esta constituido por 5 estaciones de rastreo distribuidas a lo largo
del globo y una estación de control
principal. Este componente rastrea los satélites, actualiza sus posiciones orbitales y calibra y sincroniza sus
relojes.
Componente del usuario
Incluye todos aquellos que usan
receptores para recibir y convertir la señal GPS en posición, velocidad y tiempo. Incluye además
todos los elementos necesarios en este
proceso, como las antenas y el
software de procesamiento.
DESCRIPCION DEL SISTEMA
SEÑAL DEL GPS SENAL DEL
GPS
Ondas portadoras
LI:
frecuencia de 1575.42 MHz
L2:
una frecuencia de 1277.60 MHz
Códigos Seudo-Aleatorios
código "C/A" (Coarse
Acquisition) modula la onda
L1
Se repite cada 1023 bits y
modula en un ratio de 1 Mhz
Es la base para lo civiles
Código "P" (Preciso) modula la onda L1 Y L2
a un ratio de 10 MHz
Uso militar
Estado de la Señal
señal de baja frecuencia
añadida a L1
Información sobre las orbitas
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FUNDAMENTOS:
• TRILATERACIÓN SATELITAL
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• MEDICION DE DISTACIA ENTRE LOS SATELITES
3 • PRECISION EN LA MEDIDA DEL TIEMPO
4 • POSICIONAMIENTO DEL SATELITE
Fundamentos
Luego a un segundo satélite
Se calcula la distancia entre un
satélite
A un tercer satélite
cuarta medición para encontrar las incógnitas x,y,z y tiempo
1. TRILATERACION SATELITAL
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Fundamentos 2. Medición de distancia entre los satélites
El GPS mide el tiempo en que tarda en llegar la señal a la
tierra.
D=V*T • DONDE: • D= distancia desde el satélite al punto en km. • V≈ 300.000 𝑘𝑚
𝑠𝑔 • t=tiempo de viaje de la señal en segundos
Para calcular el t. se generan códigos pseudoaleatorios.
SATELITE
RECEPTOR
Se sincronizan para que generen el mismo código al mismo tiempo
Se mide la diferencia del tiempo del mismo patrón
Fundamentos
3. Precisión en la medida del tiempo
El tiempo promedio que tarda en llegar
una señal orbitando a
20,200 km es de 0.067 s.
Los satélites portan relojes
anatómicos con una muy buena precisión lo cual
seria muy costoso colocarlos en los
receptores .
4. Posicionamiento del satélite
Debemos conocer exactamente donde están el satélite en cada momento.
Los satélites se ubican a tal altura que sus órbitas son muy
predecibles.
El Departamento de Defensa controla y mide variaciones menores en sus órbitas.
La información sobre errores es enviada a los satélites para
que estos a su vez retransmitan su posición corregida.
El error en los receptores se
corrigen con la
4ta medición.
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CORRECION DE ERRORES:
1. • ERRORES PROPIOS DEL SATELITE
2 • ERRORES ORIGINADOS POR EL MEDIO DE PROPAGACION
3 • ERRORES EN LA RECEPCION
Corrección de errores 1. ERRORES PROPIOS DEL SATELITE
ORBITALES Afectan la determinación
de la posición del satélite.
Se originan debido a que no se conocen con
exactitud necesaria las órbitas de los satélites.
DE RELOJ
Los relojes atómicos pueden presentar
variaciones debido a la apreciación propia del
instrumento.
Son de muy poca magnitud, y son
corregidos por el departamento de defensa
de los EEUU.
CONFIGURACION GEOMETRICA
La ubicación esta expresada en
parámetros de dilatación de la
precisión geométrica (DPG).
PDOP: Posición:
HDOP: Horizontal
VDOP: Vertical
TDOP: Tiempo
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Corrección de errores 2. ERRORES ORIGINADOS POR EL MEDIO DE PROPAGACION
Cuando la señal penetra a la ionosfera y troposfera, debido al cambio de
densidades, reduciendo así la velocidad de la señal.
REFRACCIONES IONOSFERICA.
REFRACIONES TROPOSFERICA.
ERROR POR RUTA MULTIPLE
Se origina debido a la posibilidad que una señal
llegue al receptor por dos o mas trayectorias.
3. ERROR EN LA RECEPCION:
El ruido.
Centro de fase de la antena.
Del error oscilador.
De disponibilidad selectiva (S/A)
Degradación de la señal. Causada intencionalmente por el dpto. de defensa de EEUU.
Se corrige mediante la técnica de CORRECCION
DIFERENCIAL.
Se usa una estación cuya posición sea conocida, y un receptor en el punto donde
se desea ubicar.
Corrección de errores
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REFERENCIAS Casanova L. (2002), Topografía plana, Mérida-Venezuela, Universidad de los Andes, Facultad de Ingeniería.
PAGINAS WEB
ANONIMO. Definición, funcionamiento y funciones de un GPS [En línea] Disponible en: http://desevillaasantiagodecompostela.blogspot.com/2008/04/definicin-funcionamiento-y-funciones-de.html (consultado el 17 de junio del 2014)
ANONIMO. El GPS [En línea] Disponible en: http://www.alsitel.com/tecnico/gps/index.htm
(consultado el 17 de junio del 2014) Moreno Sergio, Rodríguez José, Gayete Raquel, Martínez David. G.P.S.: GLOBAL
POSITIONING SYSTEM [En línea] Disponible en: http://www.upv.es/satelite/trabajos/pracGrupo4/errors.htm (consultado el 18 de junio del 2014)
ANONIMO. GPS explined [En línea] Disponible en: http://eu.mio.com/es_es/global-positioning-system_4977.htm (consultado el 18 de junio del 2014)