gps

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ING. ARMANDO JAVIER REYNA BRISEÑO

GPS Y SUS BASES

GEODESIA BÁSICA

“Ciencia que trata de las investigaciones de la forma y dimensiones de la superficie terrestre.”

(Ing. Benoit Froment, 1998)

La Geodesia es una ciencia, que desde la antigüedad, se ha dedicado al estudio de la medida y forma del globo terráqueo, adaptándose a las necesidades de la época para aplicarse a problemas prácticos, como:La confección de mapas nacionales e internacionales.La preparación de cartas temáticas (como geológicas

e Hidrológicas) entre otras aplicaciones.

GEODESIA

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GEOIDE

• Figura de aproximación irregular que trata de ajustarse a la forma de la Tierra.

• El geoide se puede definir como la superficie equipotencial definida por los mares en calma prolongados por debajo de los continentes.

• Debido a las variaciones en materiales que componen la superficie, la densidad de la tierra no es uniforme en todos sus puntos.

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ELIPSOIDE

• El elipsoide es una superficie matemática que se aproxima a la forma de la Tierra, el cual contiene dos semiejes denominados mayor y menor (ver fig. 1).

• Los diversos sistemas cartográficos se basan en el para realizar proyecciones.

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La superficie topográfica o del terreno es la que envuelve a la parte sólida de la Tierra, es irregular (sin definición geométrica) y sobre ella se sitúan la mayor parte de los fenómenos geográficos.

SUPERFICIE FÍSICA O TOPOGRÁFICA DE LA

TIERRA

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DATUMDatum Horizontal: esta constituido por el punto de tangencia entre el elipsoide y el geoide.

Datum Vertical: esta constituido por la superficie de altitudes nulas, que generalmente es el geoide en un punto concreto de la superficie terrestre

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Es decir es el conjunto de parámetros que establecen el origen teórico para las coordenadas geográficas, latitud y longitud

DATUM

Datum Elipsoide Geodésico de referencia (asociado al Datum)

NAD27Datum Norteamérica de 1927

Clarke 1866Clarke

WGS84Sistema Geodésico mundial de

1984

WGS84Sistema Geodésico mundial de

1984ITRF92

Marco de referencia terrestre internacional de 1992

GRS80Sistema Geodésico de referencia

de 1980 7

ELIPSOIDE WGS-84Sistema Geodésico Mundial de 1984.

Sistema de referencia geodésico de carácter geocéntrico desarrollado por la Defense Mapping Agency (DMA, ahora llamada NIMA), en 1984.

Es el sistema de referencia utilizado por el sistema GPS y dado su carácter global que le hace aplicable en todas las partes del planeta, se ha convertido en un sistema de referencia para el paso de cartografía de un Datum a otro.

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• Las alturas determinadas por medio de GPS están referenciadas al Elipsoide WGS 84

– Las alturas Elipsoidales son alturas sobre el elipsoide

P Topografíah

h = Altura Elipsoidal

Elipsoide

ALTURAS

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• El Geoide es la superficie equipotencial (igual gravedad) que más se asemeja al Nivel Medio del Mar

• Las alturas Ortométricas están referenciadas a un Datum que generalmente es el Nivel Medio del Mar

• El Nivel Medio del Mar se aproxima al Geoide

• Sus ondulaciones se deben a la Variación en la densidad de la tierra.

H = Altura sobre el Geoide(~Altura Ortométricas)

ALTURAS

Elipsoide

P

HGeoide

hTopografía

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• A la diferencia de alturas entre el Elipsoide y el Geoide se le denomina Altura u Ondulación Geoidal

• Para obtener las Alturas Ortométricas, se debe considerar la Altura Geoidal

N = Separación Geoidal

ALTURAS

Elipsoide

P

HGeoide

hTopografía

N

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• Existen varios sistemas o tipos de coordenadas diferentes las cuales son :

TIPOS DE COORDENADAS

Cartesianas

Geodésicas

U T M

Locales

Lat.= 19° 31’ 28.80253’’ NLong= 99° 10’ 35.23651’’ W Alt = 2241.852 msnmX = 496,365.256Y = 2,125,360.253 Z = 2235.256

X = 5,000.000Y = 5,000.000 Z = 500.000

X = - 1,339,405.091Y = - 5,602,278.211 Z = 2,732,093.914

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El origen de las coordenadas UTM es en X de un Falso Este en el meridiano central de 500,000, y en Y su origen se encuentra en el Ecuador y es 0 para el Norte, 10,000,000 para el sur, todo esto con la finalidad de no obtener coordenadas negativas y la Z sigue siendo el nivel medio del mar.

3°

10,000,000 m Disminuyendo hacia el Sur

500,

000

200,

000

800,

000

0 m Incrementando hacia el Norte

M-102° W

6°

3°

M-96° W

ZONA-14

MC-99° W

TIPO DE COORDENADASUTM

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El origen de las coordenadas locales puede ser cualquier punto sobre la superficie terrestre al cual se le designaran unos valores arbitrarios y estos pueden ser 1000, 1000, 100

GPS Y SUS BASES

X

Z

YX=5000Y=5000Z=500

TIPO DE COORDENADAS LOCALES

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SISTEMA GPS

ObjetivoComponentesGPS Diferencial en Post-

ProcesoGPS Diferencial de Tiempo

Real

Página 2-3

DESCRIPCION DEL SISTEMA GPS

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GPSG lobal Positioning System

Sistema de Posicionamiento Global

Sistema puesto en servicio (1978) y administrado por el Departamento de Defensa de los E. U. A. Usa la constelación

NAVSTAR

( NAV igation System T ime And Range )

Sistema de Navegación que proporciona tiempo y distancia.Provee al usuario de información de alta precisión de:

· Navegación· Ubicación exacta en 3D· Tiempo (Sincronización)

DESCRIPCION DEL SISTEMA GPSOBJETIVO

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• Rápida adquisición de satélites

• Mediciones de alta precisión • Primera tecnología a nivel

mundial • Resistencia a las

interferencias

• Rápido intervalo de actualización


COMPONENTES

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Ecuador55°

• Mas satélites

• Incluye señales GPS L5, Galileo, GLONASS WASS,EGNOS, MSAS y Compass.

• Relojes atómicos de Cesio-Rubidio

• Precisión: nano segundos

• Además de poder resolver instantáneamente ambigüedades y obtener rangos de líneas base de mayor alcance.

DESCRIPCION DEL SISTEMA GPSCOMPONENTE

S

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Procesador:Convierte los datos en una posición tridimensional y almacena la información obtenida.

Antena:Recibe la señal de los satélites.

Radio módem:Establece el radio enlace entre las estaciones.

DESCRIPCION DEL SISTEMA GPS GPS

DIFERENCIALSegmento Usuario

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Línea Base Línea Base

Punto a medirPunto conocidoX, Y , ZPunto a medir

Se determina una posición a partir de otra conocida.- Estación Base en el Área de Trabajo.

- Estación de Referencia Publica (INEGI, CONAGUA) o Privada .


GPS DIFERENCIAL

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Diferencial en Post - procesoSolución u obtención precisa de las coordenadas en proceso

posterior.

Diferencial en Tiempo RealObtención de las coordenadas precisas al instante.


GPS DIFERENCIAL

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PROGRAMA DE POST - PROCESO:

Corrección Diferencial por Código y Fase.

Cálculo de la posición.

Métodos diferenciales.

Transformación de Coordenadas.

Exportación / Importación.

Ajuste de Redes.


POST PROCESO

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Estación Base:En punto conocidoCalcula las correcciones de las

coordenadas (Código)Transmite los valores de las

correcciones de las coordenadas (Código).

Transmite las mediciones GPS y las coordenadas de la estación de referencia (Fase)

La Estación móvil:Aplica los valores de corrección

para dar su posición correcta (Código).

Calcula la coordenadas mediante la solución de ambigüedades.

Precisión de Código: 0.30m a 3m. (superior a 100km)

Precisión de Fase:5 a 10 mm + 1ppm. (hasta 35km)


GPS DIFERENCIAL DE TIEMPO REAL DE CÓDIGO Y FASE

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BA

Datos

Como funciona un DGPS Tiempo Real – RTK


GPS DIFERENCIAL TIEMPO REAL - RTK

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Referencia Remoto con procesamiento en tiempo real



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La posición es calculada y la precisión Mostradas en la pantalla Cálculo se realiza y actualiza



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Con las coordenadas corregidas en tiempo real: Ubicación de puntos Replanteo de: Puntos, Lineas



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