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CURSO DE CAPACITACION GEOGRAFIA Y GEORREFERENCIACION: ALCANCES Y PERSPECTIVAS

CURSO DE CAPACITACION GEOGRAFIA Y GEORREFERENCIACION: ALCANCES Y PERSPECTIVAS. GPS Sistema de Posicionamiento Global. Historia. 1er satélite artificial Sputnik I, oct.1957 Medición efecto Doppler

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CURSO DE CAPACITACION GEOGRAFIA Y GEORREFERENCIACION: ALCANCES Y PERSPECTIVAS

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  1. CURSO DE CAPACITACIONGEOGRAFIA Y GEORREFERENCIACION:ALCANCES Y PERSPECTIVAS GPS Sistema de Posicionamiento Global

  2. Historia • 1er satélite artificial Sputnik I, oct.1957 • Medición efecto Doppler • Cambio en la frecuencia de una onda electromagnética cuando la fuente emisora se mueve respecto del observador (o viceversa) • Sistema Transit, año 1964 • También hace uso del efecto doppler • Por su diseño resulta Muy limitado para uso masivo

  3. Historia • GPS Sistema de Posicionamiento Global, primer satélite puesto en órbita en febrero 1978; completo en diciembre 1993, en la actualidad continúa con mejoras • Concebido para uso militar • Departamento de Defensa de los Estados Unidos. • Obtener coordenadas en cualquier lugar del planeta, en todo momento y condición

  4. Sistema GPS • 3 componentes: • Satélites • Estaciones de control • Usuarios

  5. Constelación de satélites • Original 24 sats. • Actualmente 32 • Identific. PRN • Relojes atómicos • 6 planos orbitales • 55° inclinación • 20200 km altura • Período 12 hs (sid.) • 3.86 km/s 13900km/h

  6. Estaciones de control • Monitoreo permanente de los satélites • Determinación de órbitas, sincronización relojes • Transmisión a los sats. de la info. procesada

  7. Usuarios – Receptores GPS • Antena • Procesador señal • Reloj cuarzo • Memoria almacenamiento • Función básica: obtener coordenadas • Otras: velocidad, dirección, distancias, superficie…

  8. SATELITES USUARIOS ESTACIONES DE CONTROL

  9. S3 r S2 1 S1 r r 3 2 E1 E2 E3 NO! E2 E1 C S3 r r S1 1 2 S2 S2 S1 P P E3 P En el espacio Obtención de coordenadas • Intersección espacial inversa: para determinar la posición de un punto en el espacio se miden las distancias a tres puntos de coordenadas conocidas C En el plano

  10. Se obtiene DISTANCIA midiendo TIEMPO Velocidad con que se traslada la señal c: 300000 km/s Distancia (media) a la que están los satélites: 20000 km Tiempo que tarda la señal del satélite al receptor: 0.067s aprox. O sea 67 milésimas de segundo Una milésima de mas o de menos significa: 300 km de error! Precisión de buen reloj de cuarzo: 10-6 seg. (1 microseg.) 300 m. Precisión del reloj atómico en satélite 10-12 - 10-14 seg. Apreciación de la medición en receptor: 10-8seg. (10 nanoseg.) 3 m.

  11. Código Transmitido Código Recibido Retardo Código Local Tiempo TUC o TGPS Retardo = Range (distancia) Incógnitas: X Y Z Coord. de la antena Se obtiene el TIEMPO midiendo el retardo en la recepción de la señal USANDO EL CÓDIGO C/A -reconocimiento del satélite -generación en el receptor de una réplica -producir la correlación (entre recibido y réplica) -medición del retardo

  12. d R Código Transmitido Código Recibido Range Retardo Código Local Tiempo TUC o TGPS Retardo = Range + Error de reloj Incógnitas: X Y Z Coord. de la antena δR Error del reloj local Pero se miden SEUDODISTANCIAS porque la sincronización de los relojes no puede ser perfecta, δR es otra incógnita (reloj del receptor)

  13. Relación entre:CODIGO C/A, TIEMPO Y DISTANCIAS Código completo 1 miliseg. = 10-3 seg. 300.000 m. Un elemento 1 microseg. = 10-6 seg. 300 m. Apreciación 10 nanoseg. = 10-8 seg. 3 m.

  14. INCOGNITAS 3 de posición ( XP , YP , ZP ) 1 de reloj (δR) Por tanto hay 4 incógnitas Se resuelve observando 4 satélites

  15. Long. onda ,etc.) Long. onda Long. onda La señal emitida por los satélites GPS Modulación de fase Cada satélite usa un código distinto > PRN > identificación

  16. CONSIDERACION DE LOS ERRORES

  17. Errores sistemáticos Efemérides y reloj de satélite. Influencia de la atmósfera. Ondas reflejadas. Se busca reducir su influencia: Mejorando la información y/o Por métodos operativos. Errores accidentales Correlación de códigos. Se apela a la “sobreabundancia” de observaciones y a la búsqueda del “valor mas probable”, mediante el cálculo de compensaciones.

  18. FACTOR DE CONFIGURACION La calidad de la medición La sobreabundancia La configuración del sistema La precisión depende de Veamos un ejemplo en intersección plana desde dos puntos: Referencias convenientes inconvenientes AB AC BC AD BD CD

  19. EN DEFINITIVA, SE PUEDE OBTENER UNA PRECISION DEL ORDEN DE LOS 15 METROS, EN POSICIONAMIENTO CON UN SOLO RECEPTOR, EN FORMA INSTANTANEA Y EN EL 95% DE LOS CASOSALGO MEJOR SI ES SOLO Lat., Long. (< 10m)

  20. Dispersión Horizontal (Latitud, Longitud, en metros)respecto de coordenadas “verdaderas” Jue, 20set.07, 24 hs, c/ 30 seg. 2880 posic

  21. Dispersión 3 componentes (en m., durante 24 hs.)

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