Uso Gps

Sistema de Posicionamiento Global (GPS)
Ing. José Rodolfo Cerdán Peña CIME – 25 septiembre 2009

Temas
¿Qué es GPS? ¿Como opera? Precisión (que le afecta y como mejorarlo) Aplicaciones

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¿Qué es GPS?
Acrónimo de Global Positioning System (GPS) Sistema de Radio Navegación Mundial basado en satélites Constelación de 24 satélites 25 años de estudios -1973 1978 – primer satéliteDepartamento de Defensa de los EUA Aplicaciones Militares
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¿Qué es GPS?
Creado para obtener una ubicación precisa sobre la superficie de la tierra 1989 - 1993 – 1995 1980 – disponible para uso civil Opera en cualquier clima 24 horas al día En cualquier lugar de la tierra No requiere suscripción o pago de renta por su uso
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¿Usuarios de GPS?
Aire Mar Tierra Sistema Dual
Militar Civil

5Operación

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Operación
Satélites circundan la tierra Órbita muy precisa Transmiten la información a tierra El receptor emplea la información Método de triangulación
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Operación
El receptor GPS compara las señales Tiempo Tx vs. Tiempo Rx Diferencia en tiempo=distancia satélite Distancia medida con algunos satélites El receptor determina la posición del usuario Presentación en un mapaelectrónico
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Sistema NAVSTAR
Navigation Satellite Timing and Ranging
Segmento espacial Segmento de Control Segmento de usuario

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Sistema NAVSTAR
Segmento Espacial
Satélites GPS

Antenas en tierra Estación de Control Maestro

Mar

Monitores

Tierra

Aire

Segmento de Control

Segmento Usuario
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Sistema NAVSTAR
Segmento Espacial
24 satélites (21 – 3) Órbitaalta – (~23,000 kilómetros) Circundan la tierra cada 12 horas (11,300 km/hr – cuatro por órbita) Gran área de cobertura Recepción simultánea de al menos 4 Vida útil de 10 años Energía solar
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Sistema NAVSTAR
Segmento Espacial Primer lanzamiento en 1978 Constelación de 24 satélites en 1994 Tx señal de radio de baja potencia Frecuencias L1, L2, .... GPS civil – L1 = 1575.42 MHz

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SistemaNAVSTAR
Segmento Espacial Potencia de Tx ~ 20 – 50 Watts L1 contiene dos señales seudoaleatorias
Código Protegido (P) Código Aproximación/Adquisición (C/A)

Código único por satélite Datos de Efemérides Datos de Almanaque
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Sistema NAVSTAR
Segmento de Control
Administrado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos Controla los Satélites GPS Seguimiento, Rastreo Corrección orbitalActualización diaria de las efemérides Información de reloj (tiempo) Cinco estaciones en el mundo (Una Maestra y cuatro inatendidas) Corrección de datos Degrada la precisión de las señales
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Sistema NAVSTAR
Segmento de Control

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Sistema NAVSTAR
Segmento de Usuario Militares Embarcaciones civiles Aplicaciones Científicas de alta precisión Administración de Recursos (GIS) Investigación ycontrol de mapas

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Sistema NAVSTAR
Segmento de Usuario
Las ondas de radio viajan a 300.000 Km/s DISTANCIA = VELOCIDAD DE LA LUZ x TIEMPO relojes involucrados muy precisos satélite GPS sobre nosotros en 6/100 seg Mayoría georreceptores pueden medir nanosegundos, es decir 0.000000001 segundos

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Operación en tres pasos
Paso 1
Método de Triangulación para determinar la posiciónPosición de los satélites conocida

Los satélites son puntos de referencia Posición conocida Movimiento orbital monitoreado en tierra Posición instantánea conocida con alta precisión
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Operación en tres pasos
Paso 2
D=Tviaje x3x1010cm/seg.
El receptor en esfera Tres distancias dan posición

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Operación en tres pasos
Paso 3
El receptor en esfera Tres distancias dan posiciónAlgún punto del círculo
Sat 1 – 23,000 Km. Sat 2 – 26,000 Km.

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Operación en tres pasos
Rx en uno de los dos puntos Posición reducida a solo dos puntos Un punto en común Almanaque de datos

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Operación en tres pasos
Una cuarta medición determina nuestra posición verdadera

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Factores que afectan la precisión
La precisión varia de 1 cm a > 40 mts. Retrasos por Ionosfera y...