La utilización de satélites artificiales con propósitos geodésicos se inició en 1957 y ha pasado por diversas etapas de desarrollo:
•observaciones visuales directas
Con estos instrumentos se realizaron las primeras triangulaciones geodésicas satelitales en los años 60
•Registro fotográfico con cámaras
Se utiliza individualmente o en conjunto con la observación fotográfica para estudiar las perturbaciones de las órbitas satelitales
Puesto al servicio en el año 1967 para uso civil, tuvo gran aplicación tanto en navegación como en geodesia, especialmente en el establecimiento de redes en regiones deshabitadas
•Altimetría satelital
•Interferometría de bases de gran longitud •Estudios del potencial gravitatorio terrestre
En la actualidad existen dos sistemas de posicionamiento satelital en funcionamiento y dos en desarrollo:
•GLONASS (Rusia)
•NAVSTAR-GPS (EUA)
• GALILEO (Europa)
SISTEMAS ACTUALES DE
NAVigation System with Time And Ranging - Global Positioning System.
Desarrollado en la década de 1980, fue declarado completamente operacional en 1995
Se diferencian tres componentes básicas del sistema, denominadas usualmente segmentos:
Segmento espacial
Segmento de control
Segmento del usuario
Compuesto por una constelación de 31 satélites (en la actualidad), ubicados en 6 orbitas cuasi circulares a 20200 Km de altura, que orbitan la tierra 2 veces al día.
Sus funciones son:
•emitir cierto tipo de ondas muy estables
•transmitir impulsos de tiempo
•retransmitir información sobre su posición en
Su propósito es hacer un seguimiento permanente de los satélites, realizar un control del tiempo, calcular las efemérides y las respectivas correcciones, además transmitir los resultados a los satélites
Constituido por los receptores de las señales provenientes de los satélites. Un receptor GPS (GNSS) se compone de 3 elementos básicos:
•la antena
•el sensor
•el controlador
Uno o varios receptores en tierra, especialmente diseñados, captan las señales emitidas por una cierta cantidad de satélites (no menos de 4). Estas señales portan información sobre la posición de los satélites y permiten, además, generar una intersección lineal inversa en tres dimensiones entre el receptor y los satélites, para determinar la posición del punto de observación.
Triangulación a partir de 4 satélites para determinar la posición de un punto
Flujo de la información en el sistema GPS
ASPECTOS FUNCIONALES
Código P o código Y
Computador Reloj atómico del satelite GPS L2 Receptor satelital Mensaje denavegación
Código P o código Y Código C/A
L1
En la tecnología GPS las magnitudes medidas pueden clasificarse en dos categorías:
•mediciones de seudodistancia
•mediciones de fase
•mediciones por cuenta Doppler
Para determinar la posición de un receptor GPS, debe conocerse la distancia entre éste y varios satélites de la constelación. La medición de la distancia se basa en el tiempo que tarda la señal de radio en viajar desde el transmisor del satélite hasta la antena del receptor. Si se conoce el tiempo exacto en que salió la señal del emisor y el tiempo exacto de llegada al receptor, se puede determinar el intervalo del recorrido.
Para poder calcular el tiempo de viaje de la señal de radio, tanto el satélite como el receptor generan códigos PRN idénticos sincronizados. Así, cuando llega una onda al receptor éste determina el retraso de la señal, comparándola con su código interno.
•Error en el tiempo del sistema
•Errores por refracción ionosférica y troposférica •Error de sincronización de los relojes
•Errores en el cálculo de las órbitas •Recepción multiseñal
•Variación del centro radioeléctrico de la antena del receptor
•Configuración geométrica de los satélites
•Errores asociados a la determinación de la
Con las observaciones de fase de las señales enviadas por los satélites GPS es posible obtener una alta precisión en el posicionamiento de los receptores. Con una precisión del orden de 10-2
del ciclo de la onda portadora, permiten calcular la distancia entre dos receptores con precisión milimétrica. Los errores asociados son: refracción ionosférica y troposférica, determinación del tiempo, el oscilador del receptor y las ambigüedades de fase por pérdida de señal entre
observación diferencial individual (un satélite – dos estaciones)
observación diferencial individual (dos satélites – una estación)
observación diferencial individual
(un satélite en dos épocas diferentes – una estación)
doble observación diferencial (un satélite en dos épocas – dos estaciones)
doble observación diferencial (dos satélites dos estaciones)
triple observación diferencial (dos satélites en dos épocas – dos estaciones)
Dependiendo del propósito para el cual se hacen las mediciones, la precisión exigida, el receptor y el software de los que se disponga, se puede seleccionar uno de varios procedimientos de medición con receptores GPS
METODOS DE MEDICIÓN GNSS
Posicionamiento relativo (Diferencial) Resultado: datos postprocesados
Mediciones GNSS Medición estática Medición seudoestática
Con registro de detalles Posicionamiento absoluto
Consiste en la localización de al menos dos receptores en estaciones que normalmente hacen parte de alguna red y la toma de información durante un tiempo superior, por lo general, a una hora.
Algunas condiciones básicas para las mediciónes estáticas:
-Número mínimo de satélites observables: 4
-Altura mínima de los satélites sobre el horizonte: 15º -Valor PDOP máximo: 15
-Tiempo mínimo de observación sincronizada: 45 min
Precisión de posicionamiento (promedio): H: 3mm + 0.5 ppm, V: 10mm + 1.0 ppm
Este método se puede describir de manera sencilla así: mientras un receptor permanece en una estación de control, registrando durante todo el tiempo, los demás receptores recorren dos veces las demás estaciones, en las cuales permanecen entre 2 y 10 min.
método estático rápido (rapid static)
El receptor móvil no requiere regresar a las estaciones previamente visitadas, pero debe permanecer en cada una el tiempo necesario, según el número de satélites disponibles, la longitud de la línea base desde el receptor de referencia y el coeficiente PDOP .
Con registro de detalles
Procedimiento muy práctico, especialmente cuando se requiere tomar muchos puntos de detalle relativamente cercanos entre sí.
Con registro a intervalos fijos
Se utiliza, generalmente, para describir trayectorias y los receptores móviles pueden ir emplazados en un vehículo motorizado.
En Tiempo Real ó RTK (Real Time Kinematic)
Levantamiento cinemático al vuelo efectuado en tiempo real. La Estación de referencia tiene un radio enlace conectado y retransmite los datos que recibe de los satélites. El móvil también tiene un radio enlace y recibe la señal transmitida de la referencia. Este receptor también recibe los datos de los satélites directamente desde su propia antena. Estos dos conjuntos de datos pueden ser procesados juntos en el móvil para resolver las ambigüedades y obtener una posición muy precisa en
•Mediciones cinemáticas
SISTEMA DE POSICIONAMIENTO TOPCON GRS-1
SISTEMA DE
POSICIONAMIENTO MARCA SOUTH
SISTEMA DE POSICIONAMIENTO MARCA SOUTH S86 S
<--BASE STATION
Dual frequency mainframe S86 Charger for mainframe S86 UHF all-direction antenna GPS adapter and tribrach Carrying case & soft bag IC-S86 OPTIONAL
6.5db UHF all-direction antenna Radio 2W/0.5W or 2W/5W optional Charger for radio
Radio cable
Multifunctional communication cabl e
ROVER-->
Dual frequencymainframe S86 Charger for mainframe S86 UHF all-direction antenna
Multifunctional communication cabl e
Series communication cable PSION controller
SISTEMA DE POSICIONAMIENTO MARCA SOUTH S86 S
Technical Specification
Channel: independent 24 channels
Tracking signal: GPS/GLONASS L1/L2 Static horizontal accuracy: 3mm+1ppm Static vertical accuracy: 10mm+1ppm RTK horizontal accuracy: 10mm+1ppm RTK vertical accuracy: 20mm+1ppm
Communication mode: USB, Bluetooth, series Data link: 2W/5W (transmitting power)
