a)Introducción.b) Geodesia Satelital ??c) Tipos de satélites.

d) Aplicación práctica.

GEODESIA SATELITAL

CONTENIDO DEL TEMA

I.- Introducción. Geodesia satelitalII. Definición de satélite.III.- Historia de los satélites artificiales.IV.- Tipos de satélites artificiales.

INTRODUCCIÓN A LA GEODESIA SATELITAL

DIVISIÓN DE LA GEODESIA

I.- SATÉLITE ARTIFICIALUN POCO DE HISTORIA

Un orígen ?Hacia el final de los 1800's (1887) Rudolf Hertz se dió cuenta de algo muy extraño y asombroso para aquella época: De una chispa eléctrica (spark) de suficiente intensidad, parecían emanar ondas invisibles de fuerza, las cuales podían ser capturadas a distancia por medio de un dispositivo receptor adecuadamente construido (antena).

SATÉLITE:Es cualquier objeto que orbita alrededor de otro, que se denomina principal.

La geodesia espacial es la ciencia que se encarga de la recepción y observación de las señales procedentes de elementos que no estén ligados directamente a la superficie terrestre. Esta ciencia utiliza directamente los satélites artificiales.

Antiguamente los geodestas se veían limitados a distancias no superiores a 20km. debido a la visibilidad entre puntos.

Por esta razon se utilizaba observaciones a las estrellas para obtener una posición absoluta del punto, cuando por razones de visibilidad no se podía realizar diferencialmente. Esta posición conseguida iba aumentando a medida que mejoraba la precisión de los relojes.

Las redes geodésicas observadas eran lo bastante precisas, pero no así, las redes no intervisibles.

En 1957 se presentó la posibilidad de utilizar satélites artificiales con aplicaciones geodésicas.

Se puede decir que la geodesia espacial comenzó desde el momento en que fué lanzado el primer satélite, el SPUTNIK I y con éste orbitando pudieron observar que analizando la cuenta doppler de las señales radiofundidas desde el SPUTNIK I y recibidas en estaciones de posición conocidas, era posible establecer la órbita del satélite.

Evidentemente ésto se podía realizar a la inversa, es decir; obtener la posición del receptor después de la recepción y análisis de las señales recibidas durante diferentes y suficientes pasos de satélite.

EVOLUCIÓN CIENTÍFICA QUE PROPICIÓ LA CARRERA SATELITAL

TOLOMEO (Achatamiento de los polos,)

COPERNICO (Marco de referencia)

BRAHE (Llevo acabo obeservaciones sin telescopio)

KEPLER (Retomo estudios de Brahe, teorias empiricas)

NEWTON (Leyes de moviento y gravitacion)

EINSTEIN (Explica ciertas discrepancias que las teorias de Newton nó)

LEY DE LA GRAVITACION UNIVERSAL

Todas las particulas del universo se atraen entre sí con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente propoprcional al cuadrado de la distancia entre ellos. La dirección de esta fuerza es a lo largo de la línea que las une.

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GEODESIA. LA CONVENCIONAL CON INSTRUMENTOS ÓPTICOS Y ÓPTICOELECTRÓNICOS VS. GPS.

La medición en un receptor GPS es un vector tridimensional. Contiene distancia, dirección y diferencia en la altura entre los puntos de la medición. No necesita línea directa de vista entre los puntos del estudio pero sí necesita tener una línea directa de vista a un número suficiente de satélites. Usualmente el software generará el vector como la diferencia entre las coordenadas X,Y,Z de un sistema coordenado fijo cuyo orígen es el centro de la tierra. Un vector GPS puede definirse también usando un sistema local de coordenadas Este, Norte , Elevación o uniones a distancia geodésica, el Acimut y la Altura. El receptor hace sus mediciones desde el centro de su antena y nosotros usamos la alturas de la antena para corregir la medida al punto debajo del instrumento (nuestra posición -vértice). En la topografía convencional mediante estación total, nosotros separamos a menudo las dimensiones en: horizontal (el ángulo y la distancia) y la vertical (la elevación). Sin embargo; una medida GPS es totalmente tridimensional y no podemos separar las partes de la misma debido a que el componente vertical afecta al horizontal y viceversa, por ello es necesario contar con una altura fija para realizar todo el trabajo.

EL PROCESO DE DATOS:

Las mediciones vía estación total en poligonales convencionales involucran un ángulo relativo y la distancia. Es ésta dirección o dependencia de un punto de referencia lo que causa a los vectores convencionales, estar fuertemente ligados a los puntos de inicio y fin en una poligonal. Los errores de cierre son eliminados distribuyendo el error de cierre angular igualmente y trasladando los errores restantes en las longitudes de la poligonal. (el error consiste en que se considera que los errores ocurren sistemática y uniformemente). COMENTARIOS: SOLO EXISTE ÉSTE MÉTODO DE DISTRIBUCIÓN DE ERRORES ??

CASO GPS: Los vectores son independientes de cualquier requisito del punto de referencia. Debe reunir sus vectores en redes interconectadas que permitan hacer mediciones múltiples instantáneas a cada uno de sus puntos, lo cual permite identificar y tratar los vectores que contienen errores significativos y tras eliminarlos, los errores residuales se ajustan por mínimos cuadrados, lo cual dá posiciones ajustadas y exactas.Una fuerte estructura de red usada en sesiones estáticas con múltiples receptores supera las colectadas en modo cinmético o dinámico en tiempo treal (RTK).

La topografía con GPS es radial, es decir; hacemos radiaciones relativas a una estación base pero NUNCA deben hacerse estudios radiales para establecer una base.Los equipos GPS trabajan en tiempo real o en postproceso alcanzando precisiones del orden de 5mm.+1ppm y disminuyendo los tiempos de observación. Se utilizan en la medición de grandes superficies de terreno (gracias a su elevado rendimiento), en redes topográficas y geodésicas, redes de control de deformaciones y control fotogramétrico, con tiempos de observación más cortos que en el caso anterior y distancias mayores de 20 km.La estación total calcula la distancia de manera indirecta en base al tiempo que tarda la onda electromagnética en viajar de un extremo a otro de una línea y regresar. Lo hace transmitiendo al prisma la señal electromagnética que regresa desde el reflector. La determinación precisa de la distancia se obtiene una vez que se han aplicado las correcciones atmosféricas (temperatura y presión) con una precisión de (3mm + 2ppm) o menor. (Los difs tipos de errores afectan).Este instrumento se emplea en la actualidad de manera rápida y precisa en levantamientos planimétricos y altimétricos de alta precisión como topografía industrial, montaje de estructuras, edificación, viaductos, túneles, etc. independientemente del tamaño del proyecto , pero es más usual emplearlo en la medición de superficies inferiores a 10 hectáreas.

GEODESIA SATELITAL

GEODESIA SATELITAL•La Geodesia Satelital es una importante tecnología de posicionamiento de puntos de control terrestre geodésico que permite a través del uso de sistemas GPS, establecer redes de apoyo topográficas debidamente georeferenciadas con aplicación directa en proyectos de ingeniería debido a su exactitud milimétrica.

•La Geodesia Satelital es una herramienta de gran utilidad en el cálculo de coordenadas y perfiles longitudinales y transversales de forma inmediata, permitiendo mediante el uso de software especializado, el dibujo automatizado de planos y mapas topográficos de alta precisión y rendimiento a fin de determinar y realizar cálculos para ajustar al terreno con un modelo geoidal.

•Derivada de la Geomensura, los recursos técnicos en Geodesia Satelital y el personal operador del instrumental debe ser altamente calificado, para obtener resultados en tiempos reales que presentarán grandes ventajas en todos sus trabajos topográficos y replanteo de obras.

LA GEODESIA SATELITAL.Evoluciona  drásticamente  tanto en procedimientos como tecnología,  para garantizar trabajos de  alta precisión y confiabilidad.La Geomensura se destaca  en el sector cartográfico y topográfico, al responder con calidad y eficiencia con servicios óptimos de Geodesia Satelital y acceso a los más avanzados equipos de receptores GPS Geodésico.  

CONTROL HORIZONTAL Y VERTICAL  .

Realiza el reconocimiento, monumentación y posicionamiento de Puntos de Control Básico y Suplementario con apoyo de equipos geodésicos de precisión y de Fotografías Aéreas a diferentes escalas. Los métodos para el posicionamiento o determinación de los Puntos de Control, garantizan una plataforma confiable a los usuarios en la obtención de coordenadas de precisión.

GEODESIA CON SATELITE.Receptores geodésicos GPS (Global Position System) de doble frecuencia marca TRIMBLE modelo 4700 con sus respectivas antenas y accesorios. Para Líneas Base de hasta 200 Km.: PR = ± ( 0.005 m + 0.05 PPM ) ; donde, PPM = PARTES POR MILLON, Precisión (PR)

Los equipos GPS de tipo geodésico de alta precisión alcanzan precisiones milimétricas, utilizando el sistema de rastreo de satélites artificiales GPS, los cuales cumplen con las especificaciones técnicas emitidas por la casa fabricante para la determinación de redes GPS de Primer Orden. Los puntos GPS de Primer Orden se enlazan a la red GPS Nacional Activa cuyo elipsoide referencial es el WGS-84 (Sistema Geodésico Mundial 1984). Igualmente mediante una densificación de ITRF (Sistema de Referencia Terrestre Internacional) cuyas coordenadas alcanzan una precisión mejor que 5 cm., se garantiza una plataforma confiable para los usuarios GPS.

GEODESIA CONVENCIONAL Teodolitos tipo geodésico T-2 y T-3 marca WILD Estación Total para Geodesia y Topografía Rec Elta II marca ZEISS Para Lineas Base de hasta 30 Km: PR = ± ( 0.005 m + 1 PPM ) ; donde, PPM = PARTES POR MILLÓN Los equipos de tipo geodésico que alcanzan precisiones angulares y azimutales de décimas de segundo cumplen con las especificaciones técnicas emitidas por las casas fabricantes para medición de redes geodésicas de Primer Orden. Los puntos de Primer Orden determinados por el geodesta pertenecen a la red Geodésica Básica del país; la cual debe referirse al Sistema de Referencia indicado por el INEGI (Datum Horizontal).

GEODESIA SATELITALEN BASE A LO ANTERIOR, 5 MINUTOS PARA DISCUTIR Y RESPONDER EN EQUIPO.

Actividad con cadete: 1. Discutamos acerca de la información geográfica. 2. En qué imaginan que será útil la geodesia satelital para la

hidrografía ? 3. Control horizontal y vertical para : Fotogrametría, batimetría y

cartografía. Casos y precisiones diferentes. Actividad 1: Investigar para los 3 casos.

4. Información georeferenciada? 5. Exactitud milimétrica con un GPS? . 6. La Geodesia Satelital = cálculo inmediato de coordenadas en

perfiles longitudinales y transversales. Opiniones ? 7. Geomensura. El personal operador del instrumental debe ser

altamente calificado ?8. Resultados en tiempo real?9. Ventajas del gps vs teodolitos y distanciómetros?.

Los satélites artificiales.

Son naves espaciales fabricadas en la Tierra y enviadas en un vehículo de lanzamiento, un tipo de cohete que envía una

carga útil al espacio exterior.

Tras su vida útil, los satélites

artificiales pueden quedar orbitando como basura espacial.

II.- HISTORIA DE LOS SATÉLITES ARTIFICIALES.

Los satélites artificiales nacieron durante la guerra fría, entre los Estados Unidos y La

Unión Soviética, ambos, pretendían

llegar a la luna y a su vez lanzar un satélite a la órbita espacial.

La era espacial comenzó en 1946, cuando los

científicos comenzaron a utilizar los cohetes

capturados V-2 alemanes para realizar mediciones

de la atmósfera.

III.- TIPOS DE SATÉLITES ARTIFICIALES.

Tipos de satélite (por tipo de misión).

Satélites Científicos: Tienen como principal objetivo estudiar la Tierra: superficie, atmósfera y entorno y los demás cuerpos celestes. Estos aparatos permitieron que el conocimiento del Universo sea mucho más preciso en la actualidad.

Satélites de comunicación: Se ubican en la

intersección de la tecnología del espacio y la de las comunicaciones. Constituyen la aplicación espacial más rentable y, a la vez, más difundida en la actualidad.

Satélites de meteorología: Son aparatos especializados que se dedican exclusivamente a la observación de la atmósfera en su conjunto.

TIPOS DE SATELITES ARTIFICIALES

POR SU MISIÓN

Armas Antisatelite.

Astronómicos

Biosatelites

Comunicaciones.

Navegación.

Reconocimiento.

Observación Terrestre

TIPOS DE SATELITES ARTIFICIALES

POR SU ALTITUD

Orbita Baja Terrestre (LEO)

Orbita Media Terrestre (MEO)

Orbita Alta Terrestre (HEO)

Satélites de navegación: Desarrollados originalmente con fines militares al marcar el rumbo de misiles, submarinos, bombarderos y tropas, ahora se usan como sistemas de posicionamiento global para identificar locaciones terrestres mediante la triangulación de tres satélites y una unidad receptora manual que puede señalar el lugar donde ésta se encuentra y obtener así con exactitud las coordenadas de su localización geográfica.

Satélites de teledetección: Permite localizar recursos naturales, vigilar las condiciones de salud de los cultivos, el grado de deforestación, el avance de la contaminación en los mares y un sinfín de características más.

Satélites Militares: Apoyan las operaciones militares de

ciertos países, bajo la premisa de su seguridad nacional.

TIPOS DE SATELITES ARTIFICIALES

En función de su órbita los satélites meteorológicos pueden ser polares o geostacionarios. Los satélites polares dan la vuelta a la Tierra cada 90 minutos y, se llaman así porque viajan de polo norte a polo sur. Suelen encontrarse a unos 700 km de la Tierra.

Los satélites geoestacionarios se sitúan a 36.000 km del ecuador de la Tierra, y rotan con ésta una vez cada 24 horas. ¿Cómo puede llegar a observar la Tierra un satélite? Los satélites llevan a bordo distintas cámaras de observación, semejantes a las cámaras fotográficas digitales que todos conocemos. Unas son cámaras “casi” normales, que ven lo mismo que puede ver el ojo humano; otras son cámaras infrarrojas, capaces de captar el calor emitido por la Tierra.

1.- Armas antisatélite.

También denominados como satélites asesinos, son satélites diseñados para destruir satélites enemigos, otras armas orbitales y objetivos.

2.- Satélites astronómicos.

Son satélites utilizados para la observación de planetas, galaxias

y otros objetos astronómicos.

3.- Biosatélites.

Diseñados para llevar organismos vivos, generalmente con propósitos de

experimentos científicos.

4.- Satélites de comunicaciones.

Son los empleados para realizar

telecomunicación.

5.- Satélites miniaturizados.

También denominados como minisatélites,

microsatélites, nanosatélites o

picosatélites, son característicos por sus dimensiones y pesos

reducidos.

6.- Satélites de navegación.

Utilizan señales para conocer la posición exacta del receptor en la tierra.

7.- Satélites de reconocimiento.

Denominados popularmente como satélites espías, son satélites de observación o

comunicaciones utilizados por militares u organizaciones de inteligencia.

8.- Satélites de observación terrestre.

Son utilizados para la observación del medio ambiente, meteorología, cartografía sin fines

militares.

9.- Satélites de energía solar.

Son una propuesta para satélites en órbita excéntrica que envían la energía solar recogida hasta antenas en la Tierra como una fuente de

alimentación.

10.- Estaciones espaciales.

Son estructuras diseñadas para que los seres humanos puedan vivir en el espacio exterior.

11.- Satélites meteorológicos.

Son satélites utilizados principalmente para registrar el tiempo atmosférico y el clima de la

Tierra.

PREGUNTAS?