novas técnicas en topografía: gps

INTRODUCCIÓN.

A tecnoloxía do GPSfoi desenvolvida polo departamento de Defensa dos Estados Unidos de América como un sistema de navegación orixinariamente militar, na actualidade está a ser utilizado en aplicacións de diversos campos da esfera das actividades civís: os levantamentos hidrográficos, o control e o seguimento da dinámica da codia terrestre, os levantamentos de triangulación xeodésica, a navegación marítima, aérea e terrestre, a agricultura, a topografía de enxeñería e os Sistemas de Información Xeográfica (SIX).

¿QUE É O GPS?

O sistema GPS de satélites NAVSTAR foi deseñado para substituír a tódolos sistemas satelitais previos, empregados en navegación. Como o foi o sistema NNSS de satélites TRANSIT.

Os satélites atópanse o suficientemente lonxe como para evitar os problemas que atopan os sistemas con base na Terra e usan tecnoloxía de precisión para dar posicións, con exactitude, a calquera punto, as 24 horas do día.

Este Sistema consiste en 24 satélites distribuídos en seis planos orbitais. Ademais contarase con 3 satélites de reposto os que se manterán en órbita a obxecto de substituír a calquera que presente problemas operacionais.

Os satélites mantéñense en órbitas semicirculares, inclinadas en 55º, a unha altitude de 20.000 km. E cun período aproximadamente de 12 hrs. A órbita dos satélites permite que 4 deles sexan visibles para un observador en todo momento e desde calquera punto do globo. O satélite operacional do sistema GPS terá unha duración media de 6 anos e estará proxectado para 7 anos e medio. A potencia é proporcionada por dous paneis convertedores de enerxía solar, os que continuamente seguen ao sol, cargando as baterías a bordo para cando o satélite se atope na parte escura da súa órbita.

Posto que GPS foi pensado como un sistema de uso militar, esta estructurado de tal maneira que sexa impermeable ás interferencias.

¿COMO FUNCIONA O RECEPTOR GPS?

O concepto que utiliza GPS se pode resumir co seguinte exemplo:

O sistema GPS Medindo a fase nomomento de chegada dos sinais de, alo menos catro satélites permiten calcular catro parámetros: posición nas tres dimensións (X, Y, Z) e hora de GPS (T)

“Pensemos que necesitamos coñecer o noso emprazamento e coñecemos a distancia a un satélite A, de aproximadamente 11.000 km. Isto indicaranos que nos atopamos nalgures, sobre unha esfera imaxinaria con centro no satélite e de radio igual a 11000 km.

Agora se ao mesmo tempo coñecemos a distancia a un satélite B que é de 12.000 km xeraremos un círculo de contacto onde se interceptan as dúas esferas.

Entón, se facemos unha medición cara un terceiro satélite C, poderemos situarnos con maior seguranza, porque se sabemos que nos atopamos a 13.000 km hai só 2 puntos posíbeis no espacio.Eses dous puntos están onde a esfera de 13.000 km curta ao círculo de intersección das esferas de radio 11.000 e 12.000 km.”

Polo tanto 3 medicións xeran un punto de contacto. Poderíamos facer unha cuarta medición a outro satélite, xeralmente un dos puntos corresponde a unha situación fora de rango ou irreal. O punto erróneo pode que non se atope dentro da Terra ou pode ter unha velocidade maior, pero as computadoras a bordo dos satélites GPS poden discernir correctamente.

Cada satélite procesa dous tipos de dados: as Efemérides que corresponden á súa posición exacta no espacio e o tempo exacto en UTM (Universal Time Coordinated), e os dados do Almanaque, que son estes mesmos dados pero en relación cos outros satélites da rede, así como tamén as súas órbitas. Cada un deles transmite todos estes dados vía sinais de radio ininterrompidamente á Terra.

Fiabilidade e exactitude dos dados (GPS diferencial)

Tendo en conta que o sistema GPS foi deseñado e desenvolvido para aplicacións militares, debese sinalar que os receptores que se atopan no mercado son para uso civil, polo que o Departamento de Defensa dos EEUU necesitaba ter unha maneira de limitar esa exactitude para previr que esta tecnoloxía fose usada dun xeito non pacífico.

Para limitar a súa exactitude incorporáronse erros aleatorios ao sinal, é dicir, que os receptores civís (non os militares) están suxeitos a unha degradación da precisión, en función das circunstancias xeoestratéxicas e xeopolíticas do momento, que fica regulada polo Programa de Dispoñibilidade selectiva ou SA (Selective Availability) do Departamento de Defensa (DoD) dos EEUU. De todo iso dedúcese que, habitualmente, os receptores GPS teñen un erro nominal no cálculo da posición de aprox.15 m. que poden aumentar ata os 100 m. cando o DoD o estime oportuno.

Se a utilización que se lle fose a dar ao receptor GPS requirirse máis precisión aínda, case tódalas sinaturas dispoñen de dispositivos opcionais DGPS (GPS Diferencial) que diminúen o erro ata unha marxe de 1 a 3 metros. O DGPS consiste en instalar un receptor GPS nunha situación coñecida, de tal xeito que este GPS dará erros de situación ao comparalos coa súa exacta situación, e así poder determinar cal é o factor de erro que está a introducir cada satélite. Esta información envíase vía radio nunha frecuencia determinada que pode ser captada por un receptor diferencial que a introducirá no GPS (preparado para DGPS) e este calculará a nosa nova posición tendo en conta este factor de erro.

Dado que toda a información se colecta dixitalmente no campo, a maioría dos erros humanos fican eliminados. Pódense producir mapas dixitais rápida e profesionalmente. Toda a información fica lista para introducila a Autocad ou calquera outro paquete XIS tais como Mapinfo ou ARCView.

O seguinte paso na evolución dos sistemas GPS semella lóxico, acadar no campo as precisións do GPS diferencial ata chegar a un máximo de 10 cm.

De novo a solución é sinxela. Se adapta un emisor de radio en FM a un receptor GPS que permanecerá fixo no campo. Á equipa GPS móbil acoplaráselle un receptor FM e un potente ordenador cun software de proceso de dados. Desta forma están as dúas equipas comunicadas e procesando dados á vez, polo que se pode traballar no campo a tempo real con precisión centimétrica.

Os seus inconvenientes son:

• Ter que levar as dúas equipas pesadas durante o traballo.

• Abandonar temporalmente unha equipa no campo.

A solución está en marcha, neste momento estase a estender por España unha rede de receptores fixos, chamados bases comunitarias, ás que teñen acceso tódolos usuarios de GPS.

“Proyecto Santiago estudia a posta en funcionamento dunha estación de referencia GPS da marca Leica, no Excmo. Concello da cidade de Santiago de Compostela (A Coruña - Galicia).

As características técnicas desta equipa van satisfacer as necesidades de calquera usuario GPS, permitindo unha maior flexibilidade no traballo, conseguindo un cen por cen de compatibilidade entre diferentes equipas e asegurando un alto grao de precisión e fiabilidade nos resultados.

A estación de Referencia GPS componse dunha equipa de duplo frecuencia con medidas de código e fase, dotada dos dispositivos axeitados que faciliten o emprego por parte dos usuarios tanto en Tempo Real como en Post-Proceso, ademais de xestionar arquivos RINEX de formato universal.

Os obxectivos principais do estacionamento desta antena de Referencia son:

Ampliar a rede de estacións de Referencia GPS, contribuíndo ao desenvolvemento deste sistema por todo Europa.

Facilitar os dados da estación a calquera usuario, ben en Tempo Real (radio-módem, telefonía GSM), ben en Post-Proceso (Internet, BBS).

Conseguir coordenadas precisas UTM con grande fiabilidade no menor tempo posible, reducindo considerablemente os custes e aumentando a calidade dos traballos.

Estar á vangarda tecnolóxica nos correspondentes sectores.”

Á vez que madura o segmento de usuarios de GPS, a partir das súas etapas iniciais, con traballos especializados de baixo volume, ata o seu uso masivo polo público en xeral, como unha nova utilidade, estase a establecer unha infraestructura de apoio en forma de múltiples redes de estacións de referencia e de control. Mentres que fai 5 anos calquera que quixese usar GPS para levantamentos ou para navegación, é probable que tivese que despregar as súas propias estacións de referencia, dentro de 5 anos os usuarios das zonas máis industrializadas do planeta disporán dunha grande variedade de redes de referencia e de servicios existentes entre os que escoller. A elección do servicio de estacións de referencia basearase en aspectos tais como: precisión requirida, equipas de receptores de RF dispoñibles ao usuario, ratios de dados necesarios e, por suposto, custes. Igualmente aqueles que precisen información de precisión de órbitas e/ou modelos ionosféricos, para levantamentos con liñas de base longas, poderán obter esta información desde numerosas fontes.

A dependencia do usuario nestas redes de referencia converterase nun negocio a grande escala nun futuro próximo.

GPS monofrecuencia e bifrecuencia.

Un sinal de GPS pasa a través de partículas cargadas no seu paso pola ionosfera e entón ao pasar a través de vapor de auga na troposfera perde algo de velocidade, creando o mesmo efecto que un erro de precisión nos reloxos.

Hai un par de xeitos de minimizar este tipo de erro. Por un lado, poderiamos predicir cal sería o erro tipo dun día promedio. A isto chámaselle modelación e pódenos axudar pero, por suposto, as condicións atmosféricas raramente se axustan exactamente o termo medio previsto.

Outra maneira de manexar os erros inducidos pola atmosfera é comparar a velocidade relativa de dous sinais diferentes. Esta medición de duplo frecuencia é moi sofisticada e só é posible en receptores GPS moi avanzados.

Cada satélite emite sinais a dúas frecuencias coherentes obtidas a partir de reloxos atómicos moi estables: f1=1575,42 MHz (sinal L1) e f2=1227,6 MHz (sinal L2). Ambas portadoras modúlanse en fase polos códigos pseudo aleatorios (Pn e An) e os códigos binarios que constitúen a Mensaxe de navegación (NAVDATA). Esta técnica de modulación impide que receptores que non dispoñan do código pseudo aleatorio lean a Mensaxe de navegación.

L1: Portadora L1 situada na banda L de emisións electromagnéticas, é o sinal primario radiado desde os satélites da constelación NAVSTAR, cunha frecuencia de 1575.42 MHz. Sobre ela modúlanse os códigos C/A, o código P e a Mensaxe de navegación. Os receptores capaces de captar soamente esta frecuencia denomínanse receptores monofrecuencia.

L2: Portadora L2 situada na banda L de emisións electromagnéticas, é o sinal secundario radiado desde os satélites da constelación NAVSTAR, cunha frecuencia de 1227.60 MHz. Sobre ela modúlase o código P. A portadora L2 permite eliminar a demora ionosférica producida no sinal, por comparación coa portadora L1, nos receptores bifrecuencia.

A maioría dos instrumentos ofertados para aplicacións topográficas son de frecuencia dual, nembargantes, os instrumentos de frecuencia única son capaces de acadar precesións dun ppm.

Outros problemas na recepción de dados

Un Rudo Viaxe sobre a terra

Os problemas para o sinal de GPS non acaban cando chega á terra. O sinal pode rebater varias veces debido a obstruccións locais antes de ser captada polo noso receptor GPS.

Este erro é similar ao dos sinais fantasma que podemos ver na recepción de televisión. Os bos receptores GPS utilizan sofisticados sistemas de rexeitamento para minimizar este problema.

Problemas no satélite

Aínda sendo os satélites moi sofisticados non teñen en conta minúsculos erros no sistema.

Os reloxos atómicos que utilizan son moi, pero moi, precisos, pero non son perfectos. Poden ocorrer minúsculas discrepancias que se transforman en erros de medición do tempo de viaxe das sinais.

E, aínda que a posición dos satélites é controlada permanentemente, tampouco poden ser controlados a cada segundo. Desa maneira pequenas variacións de posición ou de efemérides poden ocorrer entre os tempos de monitoreo.

Algúns ángulos son mellores que outros

A xeometría básica por si mesma pode magnificar estes erros mediante un principio denominado "Dilación Xeométrica da Precisión", ou DXDP

Sona complicado pero o principio é simple.

Na realidade soe haber mas satélites dispoñibles que os que o receptor GPS necesita para fixar unha posición, de xeito que o receptor toma algúns e ignora ao resto.

Se o receptor toma satélites que están moi xuntos no ceo, as circunferencias de intersección que definen a posición cruzaranse a ángulos con moi escasa diferencia entre si. Isto incrementa a área gris ou marxe de erro acerca dunha posición.

Se o receptor toma satélites que están amplamente separados, as circunferencias intersectan a ángulos practicamente rectos e iso minimiza a marxe de erro.

Os bos receptores son capaces de determinar cales son os satélites que dan o menor erro por Dilación Xeométrica da Precisión.

Erros Intencionais

Aínda que resulte difícil de crer, o mesmo Goberno que puido gastar 12.000 Millóns de dólares para desenvolver o sistema de navegación máis exacto do mundo, está a degradar intencionalmente a súa exactitude. Dita política denomínase "Dispoñibilidade selectiva" e pretende asegurar que ningunha forza hostil ou grupo terrorista poda utilizar o GPS para fabricar armas certeiras.

Basicamente, o Departamento de Defensa introduce certo "ruído" nos dados do reloxo satelital, o que á súa vez tradúcese en erros nos cálculos de posición. O Departamento de Defensa tamén pode enviar dados orbitais lixeiramente erróneos aos satélites que estes reenvían aos receptores GPS como parte do sinal que emiten.

Estes erros no seu conxunto son a maior fonte unitaria de erro do sistema GPS. Os receptores de uso militar utilizan unha clave encriptada para eliminar a Dispoñibilidade selectiva e son, por iso, moito mais exactos.

A liña final

Afortunadamente todos eses erros non suman demasiado erro total. O DGPS ou GPS diferencial, do que xa temos falado, reduce significativamente estes problemas.

Diferencias nos receptores GPS

Hai varios tipos de receptores GPS. Os receptores de baixo alcance (low end receiver) custan soamente centos de euros, pero ás penas acadan unha precisión dentro dos 50 metros. Os receptores de medio alcance comezan cun prezo de 1.000.000 Ptas. (6.010 €). Estes receptores están por embaixo do rango de precisión.

Os receptores profesionais de alto alcance tais como os que usa ACUSAT, custan ó redor de 7.000.000 Ptas (42.070 €), pero garanten a mellor precisión. Esta é a clase de receptores que usan os topógrafos de campo nos EEUU.

Con só uns poucos anos de existencia, o GPS revolucionou o mundo da navegación, o do excursionismo e en definitiva todas aquelas actividades ao ar libre que requiren o uso de mapas, compases ou altímetros: o montañismo, o esquí ou surf fora pistas, o mountain bike, o 4x4, as travesías, etc. Tódolos GPS incorporan funcións de navegación realmente sofisticadas que mudan o concepto da orientación.

TIPOS DE RECEPTORES GPS

Receptor secuencial

Este tipo de receptor só conta cun canal.

Segue secuencialmente aos diferentes satélites visíbeis.

O receptor permanece sincronizado con cada un dos satélites alo menos 1 segundo. Durante este tempo adquire o sinal e calcula a demora temporal. Extrae a demora de só 4 satélites e a partir destes calcula a posición. Os satélites que escolle son aqueles que teñen mellor SNR.

Estes receptores son:

• Os mais baratos.

• Os mais lentos.

• A súa precisión é menor que a dos outros tipos de receptores.

• Soe empregarse en aplicacións de baixa dinámica (barcos, navegación terrestre...)

Receptor continuo ou multicanle

Neste caso estes receptores dispoñen de alo menos 4 canles.

• A cada canle asígnaselle o código dun satélite para que se sincronice con el e adquira a demora con ese satélite.

• Mídense as demoras simultaneamente.

• Son mais rápidos que os secuenciais á hora de calcular a posición.

• A súa precisión tamén é mellor que no modelo anterior.

• Están recomendados para aplicacións de grande dinámica (aeronaves).

Receptor con canais multiplexados

Temos unha única canle física (hardware).

Temos 4 ou mais bucles de seguimento (software).

Deste xeito débense mostrear tódolos satélites visibles nun tempo inferior a 20 ms, pois así poderemos obter a información recibida de tódolos satélites visíbeis (Tbit=20ms).

A complexidade software é maior e necesitamos un microprocesador máis potente. Pero ten a vantaxe respecto ao receptor continuo de que ao empregar unha soa canle física será menos sensible ás posibles variacións de canle que no caso dos receptores continuos (as canles non poden ser exactamente iguais, unhas terán unha demora distinta ao resto...).

Exemplos de receptores GPS.

Configuración bifrecuencia para traballos en tempo real (rtk)

• Receptores SCORPIO 6502 SK/MK. coas seguintes características técnicas:

• Receptores de 2 frecuencias e 16 canais L1 compatíbeis cos novos sistemas WAAS/EGNOS. 12 canais L2 completamente operacionais co código P encriptado.

• Mitigación de erros mediante técnicas multi-path, e reducción do ruído dos observables. 

• Transmisor UHF para a estación de referencia e receptor UHF para o móbil completamente integrados. 

Ideal para traballos en tempo real. coas seguintes prestacións:

• Inicialización automática en OTF desde 4 satélites a mais de 12 Km de distancia.

• Rango de operación > 50 Km

• Precisión cada segundo, con 4 ou mais satélites e un HDOP < 4 de  5 mm +/-1 ppm

• Outras precesións < 1 cm a 20 Km, > 2 cm a 40 Km

Unidade Soar-GPS de alta funcionalidade con pantalla a color. Excelentes Mapas. Para uso con moito brillo do sol.

• Receptor Sonar-GPS de moi alta calidade.

• Mapas

• Pantalla de 320 x 240 píxel de cor iluminada.

• Frecuencia Dual 50/200 KHz.

Alta resolución e excelente Pantalla grande de alta definición. Presión a nivel de detalles. Excelente separación dos obxectivos. Reproductor e gravador dixitais. Sonar con gráficos e GPS con sinalización de rotas.             

Pantalla de 6.38" con cor iluminada de moi alta resolución, 640 x 480 píxel e presentación de cristal líquido coa súa nova tecnoloxía de luz de fondo con cátodo frío. Produce unha incrible cor vivida ao consultar o Sonar, os Mapas de GPS, con especial visión de noite ou en días moi brillantes.

APLICACIÓNS DO GPS DE ALTA PRECISIÓN

Algunhas das utilidades que nos ofrecen as Estacións de Referencia GPS de alta precisión, combinada con tecnoloxías de telefonía móbil e de Internet son as seguintes:

Xeodesia

• Comprobación de Redes Xeodésicas

• Obtención de coordenadas WGS84 de vértices Xeodésicos

• Cálculo de parámetros de transformación do sistema WGS84 ao sistema ED-50

• Comprobación das coordenadas ED-50 con proxección UTM dos vértices.

• Cálculo de modelos xeoidais.

• Implantación e densificación de novos vértices xeodésicos e de novas antenas de Referencia GPS.

Topografía

• Levantamentos topográficos de calquera extensión

• Implantación e controlo de bases de levantamento e de replanteo

• Densificación de redes de orde

• Replanteo de calquera tipo de infraestructura (Tempo Real)

• Obtención de coordenadas locais (UTM) de puntos de apoio

No ámbito de aplicacións submétricas, podemos desempeñar labores en xeitos cartográficos, agrícolas, forestais, medioambientais, catastrais e en todas aquelas onde as precisións necesarias non superen os 2-3 metros de diferencia.

A continuación presentamos un cadro con algunhas das tarefas que podemos realizar nos ámbitos da cartografía e a agricultura, extensibles ao resto de aplicacións submétricas:

Agricultura

• Confección de mapas de Lindes

• Confección de mapas de Rendemento

• Mostraxe de Solos

• Aplicacións variables de herbicidas, pesticidas e nutrientes

• Plantación de sementes

• Avaliación de danos no campo

• Pulverizacións Aéreas

• Seguimento de lamas e Monitorización medioambiental

• Controlo de inxección directa

• Guiado de maquinaria

• Confección de mapas e xestión forestal

Cartografía

• Recompilación de dados XIS

• Confección de mapas para servicios públicos

• Monitorización Medioambiental

• Operacións ferroviarias

• Inspección de estradas

• Estudios catastrais

• Xestión forestal

• Servicios de emerxencia

• Recoñecemento de rotas

• Observacións aéreas

• Controlo de fotogrametría

ALGÚNS TERMOS A TER EN CONTA

2D: Navegación en 2 dimensións (latitude e lonxitude).

3D: Navegación en 3 dimensións (latitude, lonxitude e altura).

ARC/INFO: Software de Sistemas de Información Xeográfica desenvolvido polo Enviromental Research Institute Systems (ESRI).

Array: Un array é un conxunto de elementos. A antena que levan os satélites son varias antenas helicoidais.

Banda S: É un rango de frecuencias que se asigna para uns determinados sistemas.

BPSK (Binary Phase Shift Keying): É un esquema de modulación en fase. C

Cartografía: Ciencia que ten por obxecto a realización de mapas, e comprende o conxunto de estudios e técnicas que interveñen no seu establecemento.

Código C/A ou S: Código de fácil acceso ou de clara adquisición estándar do sistema GPS asequible a tódolos usuarios. Modúlase exclusivamente sobre a portadora L1 a unha frecuencia de 1.023 MHz.

Código P: Código preciso dos sinais GPS. Cada satélite GPS xera un código P único. Emítese sobre as portadoras L1 e L2 a unha frecuencia de 10.23 MHz.

Constelación: É a flota de satélites que se atopa no espacio.

Cuadrícula: Sistema de Referencia baseado nunha malla cadrada, que se utiliza regulamentariamente na cartografía oficial dun país. En España emprégase a cuadrícula U.T.M.

Datum: Punto Fundamental do terreo, determinado por observación astronómica, co que se enlazan os extremos da base do primeiro triángulo dunha cadea de triangulación e que serve de orixe a tódalas coordenadas xeográficas da rede. En España adoptouse o Datum Europeo ou Datum Potsdam.

Datum Xeodésico: Conxunto de parámetros que determinan a forma e dimensións do elipsoide de referencia.

Demodulación: É a técnica inversa da modulación. A partir do sinal recibido polo receptor a demodulación obtén a información contida no sinal.

Dispoñibilidade Selectiva: Degradación introducida deliberadamente polo Sector de Controlo de GPS, controlada a través do Plano Federal de Radionavegación de EEUU, para reducir a precisión nos posicionamentos con GPS. A degradación prodúcese ao introducir modificacións na información contida na mensaxe de navegación correspondente ao estado dos osciladores atómicos dos satélites, parámetros orbitais da constelación e incremento no ruído da fase.

Efemérides: Conxunto de parámetros que describen as órbitas dos satélites, recalculados, coas súas variacións, sobre as órbitas predeterminadas e programadas nos sistemas de navegación dos satélites. As efemérides dan as posicións dos satélites.

Elipsoide de Referencia: Superficie formada pola revolución dunha elipse ó redor do seu eixo menor e usado como dado de comparación en levantamentos xeodésicos do globo terrestre. É a figura matemática que máis se aproxima ao Xeoide, sendo sinxela de definir matematicamente.

ETRF-89: European Terrestrial Reference Frame 1989, Marco de Referencia Terrestre Europeo formado por unha rede de puntos fiduciais de moi alta precisión, determinada a partir da campaña EUREF-89. Consta de 71 estacións en Europa, das cales España participou cunha estación VLBI, e 14 estacións GPS empregando equipas bifrecuencia.

GPS: Global Positioning System, sistema de posicionamento con satélites, que desde as súas orixes en 1973 supuxo unha revolución fronte ás técnicas utilizadas en Xeodesia Clásica. A precisión inicial prevista nun principio, de orde métrica, era a necesaria para a finalidade que tivo nun principio de Navegación en Tempo Real, pero pronto púxose de manifesto a posibilidade das súas aplicacións en Xeodesia, ao permitir coñecer a posición do observador con precesións similares ás dos métodos clásicos, mediante o post-procesado de dados, sendo na actualidade un instrumento capaz de satisfacer demandas dentro dos campos da Xeodinámica e a Xeofísica. A idea básica do sistema é a medida de distancias entre o receptor e alo menos catro satélites da constelación NAVSTAR, de maneira que a primeira operación é coñecer a posición do satélite nunha época determinada por medio dos parámetros orbitais radiodifundidos na Mensaxe de navegación. Desta maneira, e mediante o tratamento dos observables GPS, que consisten en medidas de fase, tempo e pseudo distancias, pódese coñecer a posición en post-proceso da antena do receptor, que virán dadas no sistema de referencia WGS 84, polo que haberá que realizar un transformación deste sistema ao sistema de referencia local que se precise.

LNA (Low Noise Amplifier): É un amplificador de baixo nivel de ruído para non degradar a calidade do sinal.

Mensaxe de Navegación: Información sobre cada satélite da constelación NAVSTAR, modulado sobre as portadoras L1 e L2 a unha frecuencia de 10.23 MHz e transmitido a unha velocidade de 50 bytes/s, a súa duración é de 12 min 30 segundos. Os dados aparecen estructurados en 25 grupos, cada un das cales consta de 5 celas, nas cales a información que se adxunta consiste basicamente no estado do reloxo na escala de tempo GPS, efemérides radiodifundidas, modelos da ionosfera para usuarios monofrecuencia e almanaque.

Navegador GPS: Receptor GPS de baixa precisión que permite obter posicionamentos absolutos en tempo real de maneira rápida. Utiliza como observables as pseudo distancias medidas sobre código C/A. A precisión a esperar pode variar desde os 50 m, ata ter unha incerteza superior aos 100 metros no caso de estar a Dispoñibilidade Selectiva activada.

NAVSTAR, constelación: Constelación de satélites de Navegación, Cronometría e Distanciometría, formada por un total de 22 satélites operativas e outras tres de reserva, caracterízase pola altitude media das órbitas de 20200 km, plano orbital cunha inclinación de 55 graos e un período orbital de 12 horas siderais.

NAVSTAR-GPS (NAVigation System and Ranging - Global Position System): É o sistema de posicionamento global que estamos a estudiar ao longo destas páxinas.

Período: É o tempo que tarda o satélite en dar unha volta completa á terra.

Polarización: É unha característica do sinal que se transmite.

Portadora: É un sinal cuxas características (frecuencia, fase...) varían segundo a información que se quere transmitir (sinal moduladora). Segundo cal das características da portadora mude a modulación recebe un nome ou outro (frecuencia - FM, amplitude - AM).

Pseudo distancia: Distancia medida entre a antena do receptor GPS e o satélite. Esta distancia debe ser corrixida de erros de estado dos osciladores do receptor e do satélite, así como de demoras debidos á propagación do sinal pola ionosfera e a troposfera.

Rede Xeodésica: Conxunto de puntos denominados vértices, materializados fisicamente sobre o terreo, entre os cales se realizaron observacións xeodésicas, co fin de determinar a súa precisión tanto en termos absolutos como relativos. Unha rede Xeodésica é a estructura que sostén a toda a cartografía dun territorio.

Rexente: É a Rede Xeodésica Nacional por Técnicas Espaciais, iniciouse en 1994 como un proxecto no que colaboraron organismos públicos dotados de receptores GPS en España. Cobre todo o territorio Nacional con alo menos un vértice en cada folla correspondinte ao Mapa Topográfico Nacional 1:50000.

Secuencialmente: nesta técnica primeiro recebemos o sinal procedente dun satélite e entón o do resto (un detrás de outro).

SNR: É a relación sinal a ruído. É unha medida da calidade coa que chega o sinal ao receptor T

TRANSIT: É o primeiro sistema de navegación por satélite. Foi desenvolvido pola mariña dos EEUU e pode considerarse como o antecesor do NAVSTAR-GPS.

Triangulación: Conxunto de operacións que teñen por obxecto fixar sobre a superficie que se quere cartografar, a posición dos puntos claves que forman unha rede de coordenadas xeográficas nun mapa.

UTM, cuadricula: Retícula trazada en proxección transversal de Mercator entre os 80 graos de latitude Norte e os 80 graos de latitude Sur. O elipsoide de referencia terrestre divídese en 60 fusos iguais, de 6 graos de lonxitude, así mesmo cada fuso fica dividido en 20 áreas de 6 graos de lonxitude por 8 graos de latitude, que se denomina zonas. Cada zona se denota con letras maiúsculas desde a C ata a X inclusive (excluídas as letras CH, I, LL, Ñ, O), comezando no paralelo 80º Sur e acabando no paralelo 80º Norte. A superficie cuberta pola cuadrícula divídese en cadrados de 100 Km. de lado. Estes cadrados desígnanse por dúas letras, que indican a columna e a fila, de maneira que, dentro dun área de 18 graos de lonxitude, por 17 graos de latitude, non se repita a denominación dun cadrado. O terceiro grao de referencia proporciónao a cuadrícula de 1 km, trazada dentro de cada cadrado de 100 km. A orixe para cada fuso está a 500 km ao oeste do meridiano central do fuso, e en ordenadas dáselle ao Ecuador un valor de 10.000 km para os puntos situados no hemisferio Sur e 0 para os puntos situados sobre el.

Xeodesia: Ciencia que ten por obxecto o estudio e a determinación da forma, dimensións e campo da gravidade da Terra e dos corpos celestes próximos a ela. Previamente á realización do mapa topográfico dun país, son necesarios os traballos de Xeodesia. Permite obter dados para fixar con exactitude os puntos de control da triangulación e a nivelación.

Xeodesia Física: É a póla da Xeodesia Superior na que se considera a teoría física do estudio da figura da Terra e do seu campo gravitatorio. Como obxectivo ten a determinación dos parámetros do elipsoide terrestre, o estudio das desviacións con respecto á súa superficie e os cálculos do potencial da forza de gravidade terrestre.

fontes

Direccións de Internet

http://almaak.tripod.com/temas/Tiempo.htm

http://artico.lma.fi.upm.es/numerico/miembros/antonio/async/

http://encarta.msn.com

http://galeon.com/cielosur/topografia.htm

http://genweb.net/~cloud/TX/LandInfo/Units.htm

http://media.payson.tulane.edu:8083/html/spanish/pc/r0066s/r0066s0t.htm

http://mhct.mnct.mcu.es/mnct/expo/astr-v6.htm

http://servitrack.com/tienda

http://travel.roughguides.com/content/13322/32011.htm

http://web.aznet.com/aepalmer/surveyor.htm

http://www.acusat.com.hi/apl3.html

http://www.acusat.com.ni

http://www.al-top.com/al-top/dassault.htm

http://www.britannica.com

http://www.etsi.tel.uva.es

http://www.fwkc.com

http://www.hyparion.com/web/diccionari/dics/cartografia.htm

http://www.mundogps.com

http://www.nautigalia.com/gps

http://www.propertyregistration.org/Documents/Canada-rep-sp.htm

http://www.rog.nmm.ac.uk/museum/index.html

http://www.tcaep.co.uk/science/constant/detail/chain.htm

http://www.un.org/esa/agenda21/natlinfo/countr/dominican/natur.htm

Bibliografía

Determinación de Coordenadas Geográficas mediante Satélites Artificiales de Juan Morales Lira & Iván Triviño Escobar

El Sistema de Posicionamiento Global GPS de Günter Seeber

Elementos de Geodesia Satelital de Héctor Contreras Ávila

Establecimiento de una Estación de Referencia GPS en la Universidad de Jaén. Mozas Calvache, A.; Proxecto Fin de Carreira de Inxeñería en Xeodesia e Cartografía, dirixido por Carlos Enríquez Turiño.

Geodesia Tridimensional de Jorge Silva Araya

Manual Práctico de Topografía; Moia, José Luis; 2da. edición. Edicións Windsor; Buenos Aires, Angentina; 1946.

Topografía Enciclopedia Universal Sopena, Tomo 16. Editorial Ramón Sopena, S. A. Barcelona, España.

Topografía Gran Enciclopedia Larousse, Tomo 23. Editorial Planeta. Barcelona, España; 1985.

Topografía y cartografía, Revista periódica (nos do 1996 ó 2001)

Topografía, Enciclopedia Universal Ilustrada, volume 62. Espasa-Calpe, S. A. Madrid, España; 1975

Topografía, Mc.. Cormac, Jack. Editorial Dossat, S. A. Madrid, España. Madrid, España; 1981.

Topografía, volume 14 Enciclopedia Britannica Publishers. Kentucky, Estados Unidos; 1992

Tratado de Topografía, Foote, Francis S.; Kelly, Joe W.; 3ra. edición. Aguilar, S. A. de Ediciones; Madrid, España; 1971

Poderase atopar mayor información sobre os conceptos resaltados no capítulo: Algúns termos a ter en conta.

Novas técnicas en topografía

Novas técnicas en topografía: GPS

6

7

Sistema NAVSTAR de 24 satélites

Ubicación del Proyecto Santiago

Estructura de las señales transmitidas

GPS bifrecuencia

Mapas de rendemento agrícola creados co sistema GPS