Gps de presicion

PRÁCTICAS GPS 1. INTRODUCCIÓN AL GPS El GPS es un Sistema de Posicionamiento Global (GPS) basado en satélites (SV) y operado por el Ministerio de Defensa de EEUU (DoD). El GPS provee información a nivel mundial, para lo que necesita un control riguroso del tiempo (hora GPS) y posicionamiento las 24 horas del día. El GPS también se usa para proveer información sobre el clima. 1.1FUNCIONAMIENTO DELG.P.S. El GPS puede explicarse en 5 pasos básicos: Multilateración del satélite - las bases del sistema Midiendo la distancia desde un grupo de satélites a una posición cualquiera de la Tierra pueden calcularse las coordenadas exactas de dicha posición. Los satélites actúan como puntos de referencia precisos (sus posiciones se conocen en cada momento — efemérides). En la práctica se necesitan 4satélites para resolver con precisión las cuatro incógnitas: X, Y, Z y el tiempo.

Alcance del satélite Cada satélite GPS transmite dos señales de radio: • Portadora L1, modulada con dos códigos: CIA (adquisición grosera civil) y P (preciso - militar). • Portadora L2, modulada con el código P. La distancia desde un satélite se establece al medir el tiempo de viaje de las señales de radio desde elmismo al receptor, ya que se conoce la velocidad de la onda (velocidad de la luz): d = c * t. Este cálculo es válido si la señal ha viajado en una trayectoria recta. El cálculo del tiempo se puede determinar mediante dos tipos de lectura: • Lectura de código: el receptor utiliza el código (CIA ó P) para el cálculo. • Lectura de fase: el receptor lee directamente la fase de las ondas portadoras(L1 ó L1 y L2) y se calcula el número de ciclos.

Precisión de tiempo Los satélites poseen relojes atómicos con una precisión de 10-12 a 10-14 s. El receptor, por precio y tamaño, posee un reloj de cuarzo de precisión 10-6 s. El error derivado de esta imprecisión temporal es 10-6 s * c = 300 m. Para eliminar el error derivado de la medida del tiempo, es necesario un cuarto satélite que permitemejorar la precisión a 10-9 s calculando la imprecisión como una incógnita más ( en realidad, el satélite calcula la imprecisión del reloj como una incógnita más. La mayor parte de los receptores actuales permiten calcular posiciones con sólo 3 satélites (2D) eliminado una incógnita de las ecuaciones, la altitud, asumiendo que su valor es el de la última posición calculada con 4 satélites (3D). Estoconlleva imprecisiones de hasta 100 m.

Posicionamiento del satélite Existen 24 satélites y alguno más de reserva, (constelación NAVSTAR) en funcionamiento que orbitan la Tierra cada 12 horas a una altitud aproximada de 20.200 Km. Esto se conoce como sector espacial. El DoD supervisa constantemente el estado de los satélites mediante cuatro estaciones monitoras manejadas desde la Tierra (tresde carga de datos y una estación maestra). Su misión principal es corregir los errores en la posición y en la hora de los satélites. Se conoce como sector de control. El equipo GPS consta de antena, receptor y colector de datos. Es el sector de usuario.

Corrección de errores Los errores a corregir son: 1. Cambios en la velocidad de la onda por efecto de la ionosfera y de la troposfera. 2.Errores en el reloj atómico y en la órbita del satélite. 3. Interferencia por trayectoria múltiple (reflexión de la señal).* 5. Ruido del receptor.* 1.2. PRECISIÓN DE DATOS GPS La coordenada vertical (Z o altitud) es entre dos y cinco veces menos precisa que las coordenadas horizontales en cualquier posición GPS hallada. En general, suele citarse la precisión horizontal y obviarse la vertical.

Haytres maneras de expresar la precisión de datos geográficos: • CEP (Circular Error Probability): Intervalo de confianza del 50%. Por ejemplo, si la precisión CEP es de 12 metros, esto significa que la mitad de las posiciones GPS caerán dentro de un círculo de 12 metros alrededor de la posición real. • RMS (Root Mean Square o Error Cuadrático Medio): Intervalo de confianza del 68%. • 2dRMS (double...