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El Sistema de posicionamiento global GPS y sus aplicaciones a la geología

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Academic year: 2020

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(1)UNIVERSIDAD DE SONORA DIVISION DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES DEPARTAMENTO DE GEOLOGÍA. EL SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL GPS Y SUS APLICACIONES A LA GEOLOGÍA. Que para obtener título. eologo. ç LU. <. fr. 00 LJJ. cH. Héctor Salazar Solorzano.. Hermosillo, Sonora Julio de 1998.

(2) Universidad de Sonora Repositorio Institucional UNISON. Excepto si se señala otra cosa, la licencia del ítem se describe como openAccess.

(3) UNIVERSIDAD DE SONORA H'rnoillo, Sonora. TEL. 59-21-10 FAX. 59-21-11. DIVISION DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES Departamento de Geología. Enero 13 1998.. ,o. GEOL. JUAN JOSE PALAFOX REYES. (-O. Jefe de Departamento Departamento de Geología Universidad de Sonora Presente. Por este conducto estamos sometiendo a su consideración el siguiente tema de tesis:. "EL SISTEMA DE P0SICIONAI1IENTO GLOBAL (GPS) Y SUS APLICACIONES A LA GEOLOGIA" Esto es con el fin de que el alumno: HECTOR SALAZAR SOL ORZÁNO, pueda presentar su examen profesional, para obtener el título de Geólogo. Sin otro en particular, quedo de Usted.. ATENT MENTE. \ GEOL. JUAN JOSE PX(MfYES Co- écr de sis. L'. GEbL. ISMAEL MINJAREZ SOSA Director de Tesis. C.c.p. Interesado Archivo I. SALk DL MU RU( RARA MI GRNDEL. HLIOTECA DE CJECAS EXACTAS Y NATURALES.

(4) UNIVERSIDAD DE SONORA H"I1n')i11o, Sonora.. TEL. 59-21-10. DIVISION DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURAI.ES Departamento de Geología. FAX. 59-21-11 Enero 19 1998.. GEOL. JUAN JOSE PALÁFOX REYES Director de Tesis Departamento de Geología Universidad de Sonora Presen t e. Por este conduci.o le comunico que ha sido aprobado el tema de tesis propuesto por usted, intitulado:. "EL SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS) Y SUS APLICACIONES A LA GEOLOGIA" Esto es con el fin de que el alumno: HECTOR SALAZAR SOL ORZANO, pueda presentar su examen profesional, para obtener el título de Geólogo. Asimismo le comunico que han sido asignados los siguientes sinodales:. GEOL.ISMAEL MINJAREZ SOSA GEOL. JUAN JOSE PALAFOX REYES GEOL. ALEJANDRA MONTIJO GONZÁLEZ Sin otro en particular, quedo de Usted.. (J o uj. ATENTA TE "EL SA,ER DE MIS HIJO HARA 1 GIANDEZA". GEOL. JUAN JOSE PA Jefe de Depart. RE'ES. A. C.c.p. Interesado Archivo JJPR*ag /k.UJ :.'. 1 (. -. 1:).

(5) UNIVERSIDAD DE SONORA Himoillo, Sonora TEL.. FAX.. DIVISION DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES. 59-21--10 59-21-11. Departamento de Geología. NOMBRE DE LA TESIS: EL SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL IGPSJ Y 9 SUS APLICACIONES A LA GEOLOGIA" NOMBRE DEL SUSTENTANTE: HECTOR SALAZAR SOLORZANO El que suscribe, certifica que ha revisado esta tesis y une la encuentra en (orilla y contenido adecuada cuino requerimiento parcial para obtener el Título de Geólogo en la Universidad de Sonora. GEO.¡¡ 'M JAEi/LMíl NIAN EZ SOSA forma y El que suscribe, certifica que ha revisado esta tesis y que la eneun6 contenido adecuada como requerimiento parcial para obtener el TítulØ de Geóji go n a Universidad de Sonora.. GEOL. JUAN JOSEy. ¶EYES El que suscribe, certifica que ha revisado esta tesis y que la encuentra n (bruna y contenido adecuada como requerimiento parcial para obtener el Título de Geólogo en la Universidad de Sonora. GEOL. ALE1ANDRAVIONTIJO GUNZALEZ ATENTI EN E "EL SABER DE MIS Ni OS Ml INDF GEOL.. JUAN JOSEALF X BES\? Jefe de Deua(ujeíiu y. E. PiiJ A MP. L SABER. D MJS 1-llJO I!ARÁ MI GR. JISLJOTECA DE CIEI4CLAS. 'ACTA$ Y NATURALES. DtFtO UH... '.

(6) DEDICATORIA.. A mis padres: Lourdes y Héctor. Wç). 00 ww ÇW. 11.

(7) AGRADECIMIENTOS. A mis padres por darme la oportunidad de vivir, porque siempre me alentaron a seguir adelante y me apoyaron para alcanzar esta meta, y por estar ahí cuando los he necesitado. A Lety por su amor y por aguantarme todos estos años. A mis hermanas Claudia y Corinne, por su comprensión y ayuda, y porque juntos formamos una formidable familia. A todos y cada uno de mis maestros, por compartir conmigo algo de su sabiduría, en especial quisiera agradecer a Juan José Palafox Reyes, Ismael Minjares Sosa, Alejandra Montijo Gonzalez y Olivia Pérez Ramos, as¡ como al proyecto de CONACYT 3520, por las facilidades y la ayuda prestadas para la realización del presente trabajo. A la Universidad de Sonora por permitirme ser uno mas de sus hijos. Al Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática por haberme brindado las facilidades para la realización del presente trabajo. A mis compañeros de trabajo Martín Mijares Mendoza, Armando García López, y Hernando Muñoz Picos, por su amistad y ayuda desinteresada en la elaboración de este trabajo.. E3 UorEc. DE. flrr.r. La libertad es una aventura sin fin, en la cual arriesgamos nuestras vidas y mucho más, por unos momentos que no se pueden medir con palabras o pensamientos. Libertad de volar en ese infinito. Libertad de disolverse, de elevarse, de ser como la llama de una vela, que aun al enfrentarse a la luz de un billón de estrellas permanece intacta, porque nunca pretendió ser más de lo que es: la llama de una vela. Don Juan Matus.. 111.

(8) EL SABER DE fis HIJOS I-L4.RA MI GRAND EZA. BIBLIOTECA DE CIEN cLAS EXACTAS Y NATURALES. PRESENTACIÓN.. El uso cada vez más frecuente de receptores GPS, en un sin número de aplicaciones, esta convirtiendo a este sistema en el estándar internacional de posicionamiento y navegación mundial, desgraciadamente esta tecnología es relativamente nueva, su información esta restringida y poco difundida en México, motivo por el cual el objetivo del presente trabajo es dar a conocer los principios de funcionamiento del Sistema de Posicionamiento Global (GPS), los principales métodos de levantamiento GPS, las precisiones que se pueden obtener, así como algunas de las aplicaciones de la tecnología GPS en la Geología.. BiBLIOTECA DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES EL SABER DE MIS HLI() BARA Mi GRANDEZ.. G ç... -40. iv.

(9) TABLA DE CONTENIDO. DEDICATORIA. AGRADECIMIENTOS PRESENTACIÓN. TABLA DE CONTENIDO 1.- INTRODUCCIÓN. 2..- EL SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS). ji iii iv y. 1 3. 2.1.- Definición. 2.2.- El GPS esta compuesto por 3 segmentos. 2.2. 1.- Segmento espacial 2.2.2. Segmento de control. 2.2.3. Segmento usuarios. 2.3.- El Sistema Global de Navegación Satelitar (GLONASS).. 3 3 3 4 4 5. 3.- PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DEL GPS.. 7. -. -. 3.1.- Los satélites actúan como puntos de referencia. 3.2.- La distançia al satélite se obtiene midiendo el tiempo de viaje de la señal. 3.3.- Se necesitan cuatro satélites para calcular la posición. 3.3.1.- Ejemplo en 2 dimensiones (2D). 3.4.- Calculo de coordenadas geodésicas. 3.5.- Proyecciones.. 7 7 7 9 11 13. 15. 4.- SEÑALES DE LOS SATÉLITES.. 15 15 16 16 17 17. 4.1.- Código C/A. 4.2.- Código P. 4.3.- Código Y. 4.4.- Mensaje de navegación. 4.5.- Sumario de frecuencias 4.6.- Tipos de receptores.. 18. 5.- FUENTES DE ERROR DEL GPS. 5.1.- Errores en los relojes de los Satélites. 5.2.- Errores en las órbitas de los satélites. 5.3.- Errores atmosféricos. 5.4.- Error del receptor 5.5.- Error de multicamino (Multipath). 5.6.- Disponibilidad Selectiva (SA). 5.7.- Anti-spoofing (AS). 5.8.- Dilución de la Precisión de la Posición (PDOP). 5.9.- Sumario de fuentes de error GPS.. 18 18 18 19 19 20 20 20 22. 23. 6.- DIFERENCIAL GPS (DGPS). 6.1.- Definición 6.2.- El problema. 6.3.- La Solución. 6.3.1. Medición de errores en el receptor de referencia 6.3.2. Envío de correcciones a receptores alternativos. 6.3.3.- Post-Proceso. 6.3.4. Utilización de los códigos ('C'/A. P) 6.3.5. Utilización de ¡ajase portadora (carrier). -. -. -. -. y. 23 23 24 24 24 25 25 26.

(10) 7.- MÉTODOS DE LEVANTAMIENTO CON EQUIPOS GPS. 7.1.- Método estático. 7.2.- Método estático rápido. 7.3.- Método cinemático. 7.4.- Método Cinemático en Tiempo Real (RTK) 7.5.- Operación autónoma. 7.6.- Resumen de precisiones. 30 31 31 31 32 33 33. 8.- SISTEMA GEODÉSICO DE REFERENCIA (SGR).. 34. 8.1- Definición 8.2.- SGR NAD27. 8.3.- SGR NAD83. 8.4.- SGR GRS80. 8.5.- SGR WGS84 8.6.- SGR ITRF 8.7.- Adopción del Sistema Geodésico de Referencia ITRF92 en México. 9.- RED GEODÉSICA NACIONAL ACTIVA (RGNA). 9.1.- Antecedentes e implementación. 9.2.- Ventajas de utilizar la nueva RGNA. 9.3.- Ubicación y coordenadas de las estaciones fijas de la RGNA. 9.4.- Utilización- de la información de la RGNA. 9.5.- Transformación NAD27-ITRF92. 9.6.- Red Geodésica Nacional Pasiva (RGNP). 9.7.- Determinación de alturas sobre el nivel medio del mar con GPS. 10.- USOS DEL GPS EN GEOLOGÍA 10.1.- Navegación 10.2.- Exploración y Cartografía. 10.3.- Cuadrículas de muestreo. 10.4.- Batimetría. 10.5.- Topografia y minería. 10.6.- Aplicaciones GIS. 10.7.- Medición de puntos de control para catastro minero 10.8.- Control fotogramtrico 10.9.- Movimiento de placas tectónicas APÉNDICE A. 34 34 34 35 35 35 36 38 38 38 39 41 42 43 43 45 46 47 48 48 50 51 53 54 58. GLOSARIO BIBLIOGRAFÍA. 67 73. 45.

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TABLA DE CONTENIDO  DEDICATORIA. ji  AGRADECIMIENTOS iii  PRESENTACIÓN. iv  TABLA DE CONTENIDO y  1.- INTRODUCCIÓN

Referencias

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