Sistema De Posicionamiento Global

SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS)

El sistema de posicionamiento global, G.P.S, es un sistema mundial de navegación desarrollado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Actualmente este sistema consta de 24 satélites artificiales (21 regulares mas 3 de respaldo) y sus respectivas estaciones en tierra, proporcionando información para el posicionamiento las 24 horas del díasin importar las condiciones del tiempo.
Los satélites artificiales son utilizados por G.P.S, como punto de referencia para cálculo de posiciones de puntos sobre la superficie de la tierra con precisiones cada día mejores.
En el campo de la ingeniera civil, el G.P.S se ha convertido en una herramienta indispensable para profesionales y técnicos en la determinación de posiciones y realización delevantamientos topográficos son rapidez y precisión.
Actualmente la tecnología existente permite manejar los datos obtenidos por medio de G.P.S, con los programas de aplicación en las ramas de ingeniería y geodesia.

1. Fundamentos.
El sistema de posicionamiento global por satélite ó G.P.S., se basa en la medición de distancias a partir de señales de radio transmitidas por un grupo desatélites artificiales cuya órbita se conoce con precisión y captadas y decodificadas por receptores ubicados en los pontos cuya posición desea determinada.
Si medimos las distancias de al menos tres diferentes satélites a un punto sobre la tierra, es posible determinar la posición de dicho punto por triangulación.
La trilateración es un procedimiento similar a la triangulación pero basado en la medidasde los lados de un triangulo.
En forma resumida los siguientes fundamentos involucrados en las mediciones con G.P.S.
* Trilateración Satelital
* Medición de distancia desde los satélites
* Medición precisa del tiempo
* Conocimiento preciso de la órbita del satélite
* Corrección de errores en el programación de la onda

a. Trilateración Satelital.
Los satélites delsistema de posicionamiento global se encuentran girando alrededor de la Tierra en órbitas predefinidas a una altura aproximada de 20.200 kilómetros, siendo posible conocer con exactitud la ubicación de un satélite en un instante de tiempo dado, convirtiéndose por lo tanto los satélites en puntos de referencia en el espacio.
Supongamos que un receptor en la Tierra capta la señal de un primer satélitedeterminando la distancia entre ambos. Esto solamente nos indica que el receptor puede estar ubicado en un punto cualquiera dentro de la superficie de una esfera de radio R1.
Si medimos la distancia de un segundo satélite al mismo receptor se generará una superficie esférica de radio R2, que al intersecarse con la primera esfera se formará un círculo en cuyo perímetro pudiera estar ubicado elpunto a medir.
Si agregamos una tercera medición, la intersección de la nueva esfera con las dos anteriores se reduce a dos puntos sobre el perímetro del círculo descrito.
Uno de estos dos puntos puede ser descartado por ser una respuesta incorrecta, bien sea por estar fuera de espacio o por moverse a una velocidad muy elevada.
Matemáticamente es necesario determinar una cuarta medición a undiferente satélite a fin de poder calcular las cuatro incógnitas x, y, z y tiempo.

b. Medición de distancia desde los satélites.
La distancia de un satélite a un receptor se calcula midiendo el tiempo de viaje de la señal de radio desde el satélite al receptor. Conociendo la velocidad de la señal de radio, la distancia se determina por medio de la ecuación de movimiento con velocidad uniforme.
D= v.t
Siendo:
D = distancia en kilómetros desde el satélite al punto considerado
v = velocidad de la señal de radio, aproximadamente la velocidad de la luz. v ≈ 300.000 km/s
t = tiempo de viaje de la señal en segundos.
Para poder medir el tiempo de viaje de la señal, es necesario conocer el instante en que la señal parte del satélite. Esto se logra generando códigos pseudoaleatorios tanto...