Sistema de Posicionamiento Globaldocentes.uto.edu.bo/ailayaa/wp-content/uploads/Sistema_de_Posicionamiento_Global.pdf(GPS) es un sistema de localización, dise ñado por el Departamento

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Sistema de Posicionamiento Sistema de Posicionamiento Global Global

G.P.SG.P.S..

Ing. Amilkar Ernesto ILAYA AYZAIng. Amilkar Ernesto ILAYA AYZA

GABINETE DE AEROFOTOGRAMETRIAGABINETE DE AEROFOTOGRAMETRIAING. CIVIL ING. CIVIL –– F.N. IF.N. I..

INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN

�� El Sistema de Posicionamiento Global El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es un sistema de localizaci(GPS) es un sistema de localizacióón, n, disediseññado por el Departamento de Defensa ado por el Departamento de Defensa de EUA con fines militares para de EUA con fines militares para proporcionar estimaciones precisas de proporcionar estimaciones precisas de posiciposicióón.n.

INTRODUCCIONINTRODUCCION

�� En sus En sus comienzoscomienzos la cobertura la cobertura nono era era total pues faltaban situar total pues faltaban situar enen orbita varios orbita varios satsatéélites, ademlites, ademáás su elevado precio los s su elevado precio los ponponíía fuera de alcance a fuera de alcance dede la la mayormayorííaa dede loslos usuarios potenciales.usuarios potenciales.

�� ActualmenteActualmente lala redred eses totalmente totalmente operativa, operativa, incluyendoincluyendo satsatéélites lites dede reserva reserva yy hay disponibles en el mercado hay disponibles en el mercado receptores GPS a precio asequible receptores GPS a precio asequible

ANTECEDENTESANTECEDENTES

�� Tratamos de averiguar en DONDE Tratamos de averiguar en DONDE estamos y hacia a donde vamos,estamos y hacia a donde vamos,

�� La navegaciLa navegacióón y el posicionamiento son n y el posicionamiento son cruciales para muchas actividades y el cruciales para muchas actividades y el proceso siempre habproceso siempre habíía sido un poco a sido un poco complicadocomplicado,,

�� Con el paso de los aCon el paso de los añños se probaron os se probaron muchas tecnologmuchas tecnologíías, pero cada una de as, pero cada una de ellas tiene algunas ellas tiene algunas desventajasdesventajas


�� Se pueden identificar Se pueden identificar ““eraseras”” previas al previas al desarrollo del GPS como sistema de desarrollo del GPS como sistema de localizacilocalizacióón:n:�� ERA DE PIEDRA:ERA DE PIEDRA:

Identificar y record ar Identificar y record ar objetos y marcas como objetos y marcas como PUNTOS DE PUNTOS DE REFERENCIA fu eron REFERENCIA fu eron ttéécnicas que el hombre cnicas que el hombre primitivo utilizprimitivo utilizóó para para encontrar la ruta a tra vencontrar la ruta a tra véés s de junglas y desiertos.de junglas y desiertos.


�� ERA DE LAS ERA DE LAS ESTRELLASESTRELLAS

�� Para comenzar a Para comenzar a explorar los OCexplorar los OCÉÉANOS ANOS la referencia eran los la referencia eran los planetas, luna y planetas, luna y estrellas (navegaciestrellas (navegacióón n celestial).celestial).

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�� ERA DE LA RADIOERA DE LA RADIO�� LORAN LORAN [[LONG RANGE NAVIGATIONLONG RANGE NAVIGATION]] es es

un tipo de sistema de radionavegaciun tipo de sistema de radionavegacióón n que comenzque comenzóó a operar en la primera a operar en la primera ddéécada del Siglo XXcada del Siglo XX

�� Cada cadena de LORAN consiste de al Cada cadena de LORAN consiste de al menos 4 transmisores y cubre tmenos 4 transmisores y cubre tíípicamente picamente un un áárea de cerca de 800 Km.rea de cerca de 800 Km.

LA ERA DE LOS SATELITESLA ERA DE LOS SATELITES�� Para remedia r las limitaciones Para remedia r las limitaciones

anteriores, se concibieron anteriores, se concibieron sistemas de radionavegacisistemas de radionavegacióón n basados en satbasados en satéélites.lites.

�� Las seLas seññales de los satales de los satéélites de lites de navegacinavegacióón pueden cubri r n pueden cubri r grandes grandes ááreas y va rios de ellos reas y va rios de ellos cubren todo el planeta.cubren todo el planeta.

�� Uno de los primeros sistemas Uno de los primeros sistemas de navegacide navegacióón por satn por satéélite fue lite fue TRANSIT.TRANSIT.

�� Estados Unidos desarrollEstados Unidos desarrollóó el el sistema NAVSTAR y la Ex sistema NAVSTAR y la Ex UniUnióón Sovin Soviéética el sistema tica el sistema GLONASS. Ambos son muy GLONASS. Ambos son muy similares en funcionamiento.similares en funcionamiento.

EVENTOS HISTORICOS EN LA EVENTOS HISTORICOS EN LA NAVEGACINAVEGACIÓÓNN

�� 1100 a.c.1100 a.c. FeniciosFenicios NavegaciNavegacióón con estrellasn con estrellas�� 200 a.c.200 a.c. EratEratóóstenesstenes Determina el radio TerrestreDetermina el radio Terrestre�� 100 100 PtolomeoPtolomeo Mapa de navegaciMapa de navegacióónn�� 14921492 ColColóónn Velocidad y distanciaVelocidad y distancia�� 15691569 MercatorMercator Mapa del Mundo para marinos Mapa del Mundo para marinos

con con “á“ángulos verdaderosngulos verdaderos””�� 16421642--1727 1727 NewtonNewton Ley de gravitaciLey de gravitacióón universal n universal �� 17311731 HudleyHudley Sextante = LatitudSextante = Latitud�� 17611761 HarrisonHarrison CronCronóómetro = Longitudmetro = Longitud�� 19281928 Reloj de cuarzoReloj de cuarzo�� 19301930 Aparece la radionavegaciAparece la radionavegacióónn�� 19361936 RADAR altimRADAR altiméétrico (USA, Alemania)trico (USA, Alemania)�� 19481948 Primer reloj atPrimer reloj atóómicomico�� 19531953 Primer vuelo INS (BPrimer vuelo INS (B--29 4080km)29 4080km)�� 19571957 SputnikSputnik I I empieza la era espacialempieza la era espacial

HISTORIAHISTORIA�� El TRANSIT con 6 satEl TRANSIT con 6 satéélites, lites,

americano.americano.�� DespuDespuéés el NAVSTAR GPS s el NAVSTAR GPS

utilizado actualmente con 6 utilizado actualmente con 6 óórbitas a 55rbitas a 55ºº con 4 satcon 4 satéélites en lites en cada cada óórbita, tambirbita, tambiéén n americano.americano.

�� Los rusos tambiLos rusos tambiéén sacaron el n sacaron el suyo, llamado GL ONASS.suyo, llamado GL ONASS.

�� Y por fin los europeos Y por fin los europeos mandaron el 28 de diciembre mandaron el 28 de diciembre de 2005 el primer satde 2005 el primer satéélite de lite de GALILEO.GALILEO.

PRINCIPIOS DE PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DEL FUNCIONAMIENTO DEL G.P.SG.P.S..

�� El sistema GPS tiene El sistema GPS tiene por objeto calcular la por objeto calcular la posiciposicióón de un punto n de un punto cualquiera en un cualquiera en un espacio de espacio de coordenadas (x, y, z), coordenadas (x, y, z), partiendo del calculo partiendo del calculo de las distancias del de las distancias del punto a un mpunto a un míínimo de nimo de tres sattres satééliteslites

CALCULO DE CALCULO DE PSEUDODISTANCIASPSEUDODISTANCIAS

�� En cada instante un satEn cada instante un satéélite transmite una selite transmite una seññal al con el mismo patrcon el mismo patróón que la serie n que la serie pseudopseudo--aleatoria generada por el receptor. aleatoria generada por el receptor.

�� En base a la sincronizaciEn base a la sincronizacióón, el receptor calcula n, el receptor calcula la distancia realizando un desplazamiento la distancia realizando un desplazamiento temporal de su ctemporal de su cóódigodigo

• Posee 2 OBSERVABLES: •Código: C/A (3 m) •Fase: P (0.3 m)

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EL SISTEMA EL SISTEMA G.P.SG.P.S..

�� El sistema GPS se compone en tres El sistema GPS se compone en tres segmentos bsegmentos báásicos:sicos:

1 1 -- SEGMENTO ESPACIALSEGMENTO ESPACIAL

3 3 -- SEGMENTO USUARIOSEGMENTO USUARIO

2 2 -- SEGMENTO CONTROLSEGMENTO CONTROL

SEGMENTOS DEL SISTEMA GPSSEGMENTOS DEL SISTEMA GPS

Segme nto de c ontrol

Segme nto espacial

Segme ntousuario

Estaciones monitoras

Campo de antenas

Estación Maestra

SEGMENTO ESPACIALSEGMENTO ESPACIAL�� 24 sat24 satéélites (21 lites (21

operacionales y 3 de operacionales y 3 de repuesto),repuesto),

�� Orbitan a una altura de Orbitan a una altura de 20,180 Km.20,180 Km.

�� Completan una orbita Completan una orbita alrededor de la tierra alrededor de la tierra cada 12 horas.cada 12 horas.

�� Transmiten seTransmiten seññales de ales de radio a varias frecuencias radio a varias frecuencias (L1, L2, etc.).(L1, L2, etc.).


SEGMENTO ESPACIAL SEGMENTO ESPACIAL SATELITESSATELITES�� EnergEnergííaa

�� Paneles solares para toma de energPaneles solares para toma de energíía y recarga a y recarga de baterde bateríías, que permiten autonomas, que permiten autonomíía.a.

�� Comunic aciComunic acióón:n:�� Antenas emisoras en banda L para emisiAntenas emisoras en banda L para emisióón a n a

receptores GPS.receptores GPS.�� Antena de recepciAntena de recepcióónn--emisiemisióón en banda S, para n en banda S, para

comunicacicomunicacióón con centro de control.n con centro de control.�� Contro l de mov imiento:Contro l de mov imiento:

�� Volantes de Inercia en 3 ejes.Volantes de Inercia en 3 ejes.�� Reflector lReflector lááser para seguimiento (SLR).ser para seguimiento (SLR).�� IdentificaciIdentificacióón de cada satn de cada satéé lite:lite:

�� PRN (Ruido PRN (Ruido PseudoPseudo--aleatorio), caracteraleatorio), caracteríística del stica del ccóódigo de transmisidigo de transmisióón en bitsn en bits

�� NNúúmero orbital y nmero orbital y núúmero NAVSTAR (SVN)mero NAVSTAR (SVN)


SATELITES SATELITES -- BLOQUE IBLOQUE I

SATÉLITES 1 AL 11: PIONEROS, ESPERIENCIA PARA EL RESTO DE LOS BLOQUES, ACTUALMENTE NINGUNO EN FUNCIONAMIENTO

NAVSTAR GPS/ Satélites Bl oque 1 CAPAC IDAD NOMIN AL

Tipos de servicios Navegac ión

de servicios 1572.42 MHz y 1227.6 MHz (L-Band) 2227.5 MHz (S-Band)

ESPECIFICAC IONES DE TRANSPORTE

Empresa constructo ra Rockw ell In te rna tiona l

Pla ta forma - Masa de lanzamien to 759 kg (1673 lbm)

Vida útil 5 años ESTRUCTURA

Dimens iones (H x W x L) Construccion Pane les hex agona les de aluminio

SISTEMA DE ENER GIA

Potencia Nominal 0 .410 kw Pane les sola res 2 pane les de sicilio

Bate rias 3 - 15 ce ldas Ah N iCd SISTEMA DE CONTROL D E POSICI ON

Estab ilizac ión


SATELITES SATELITES -- BLOQUE IIBLOQUE IINAVSTAR G PS/Satélites Bloque II

C APACIDAD NOMINAL

Tipos de s erv icios Navegac ión

Frecuenc ias 1572.42 MHz y 1227 .6 MHz (L -Band) 2227.5 MHz (S-Band)

ESPECIFIC ACION ES DE TRANSPORTE

Empres a const ruc tora Rock well In terna tional Pla taf orma -

Masa de lanzamiento 1600 k g (3660 lbm)

Vida ú til 7,5 años ESTRUCTURA

Dimensiones (H x W x L)

Cons truccion Pane les hexagona les de a luminio SISTEMA DE ENERG IA

Po tencia Nomina l 0.710 kw

Pane les s olares 2 pane les de sicilio Ba ter ias 3 - 35 celdas Ah NiCd

SISTEMA DE C ONTROL DE PO SICIO N Es tab ilización Es tab ilizado en 3 ejes

SATÉLITES 13 AL 21: PRIMEROS TOTALMENTE OPERACIONALES, CAPACIDAD DE14 DIAS DE OPERACIÓN SIN CONTACTO CON EL SEGMENTA DE CONTROL


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SATELITES SATELITES -- BLOQUE IIABLOQUE IIANAVSTAR G PS/Saté lite s Bloque IIA

CAPACIDAD NOM INAL

T ipos de ser vicios Nave gación

Fre cuencia s 15 72.42 MHz y 1227 .6 MHz (L- Ba nd) 22 27.5 MHz (S- Ba nd)

ESPECIFICACIO NES DE TRANSPORTE Em pres a const ructo ra Rockwell I nter nation al

Plata form a -

M asa d e lan zamien to 18 16 kg (40 02 lbm ) Vida útil 7,5 año s

ESTRUCTURA Dim ension es (H x W x L)

Co nstru ccion Pane le s hexa gona les de alum inio

SISTEM A DE ENERGIA Pot encia No minal 0.7 10 kw

Pan eles so la res 2 p anele s de sicilio Bat erias 3 – 35 ce ldas Ah NiCd

SISTEMA DE CONTRO L DE POSICION

Esta bilización Estabilizad o en 3 eje s

SATÉLITES 22 AL 40: SEGUNDOS TOTALMENTE OPERACIONALES, CAPACIDAD DE180 DIAS DE OPERACIÓN SIN CONTACTO CON EL SEGMENTA DE CONTROL


SATELITES SATELITES -- BLOQUE IIRBLOQUE IIRNAVSTAR GPS/ Sat élit es Blo qu e IIR

CAPACIDAD NOM INAL T ipos d e ser vicio s Navegació n

F recu encias 1572 .42 M Hz y 1227. 6 MHz ( L-Band) 2227 .5 MHz ( S- Ba nd)

ESPECIFICACIONES DE T RANSPO RTE Em presa constr uctor a Lockhe ed M artin

Plata form a Ba sed on AS-4 000 M asa d e lanzam iento 2032 kg (4 478 lb m)

Vida útil 10 añ os ESTRUCT URA

Dim ensione s (H x W x L) 152 x 193 x 191 cm Co nstruc cio n Pa neles he xagon ales de alumin io

SISTEM A DE ENERGIA Pote ncia Nom inal 1.136 kw

Pan eles solar es 2 pan eles usa ndo ce ldas de silicio Bate rias 2 - NiH2

SIST EM A DE CO NT ROL DE POSICION Estab ilizació n Esta biliza do en 3 eje s

SATÉLITES 41 AL 62: SON .LOS ACTUALMENTE EMPLEADOS, CAPACIDAD DEMÁS DE 180 DIAS DE OPERACIÓN SIN CONTACTO CON EL SEGMENTA DE CONTROLNUEVE CÓDIGO L2C (Septiembre 2005) BLOQUE IIR-M (2013 todos tendrán L2C)


SATELITES SATELITES -- BLOQUE IIFBLOQUE IIF

NAVSTAR GPS/ Saté lite s Bl oque IIF CAPACID AD NOMINAL

Tipo s de ser vicios Nav ega ción

Fr ecue ncias 15 72. 42 MHz y 122 7.6 MHz (L- Band ) 22 27. 5 MHz (S- Band )

ESPECIFICACIO NES DE TRANSPORTE Empr esa cons tru ctor a Boe in g

Pla tafo rma Mas a de lan zamiento

Vid a út il 15 añ os ESTRUCTURA

Dimen sione s ( H x W x L) 244 x 197 x 197 cm Const rucc io n

SISTEMA DE ENERGI A Po ten cia No mina l 2. 440 kw

Pa nele s sola res

Ba ter ias SISTEMA DE CONTROL DE POSICIO N

Est abiliza ción Estab ilizado en 3 e jes

LA CUARTA GENERCIÓN, SE PREVEE LA CONSTRUCCIÓN DE 12 SATÉLITES EL PRIMERO DE ELLOS SERÁ LANZADO EL 2008


SATELITES SATELITES -- BLOQUE IIIBLOQUE III

• PRIMER SATÉLITE 2011

• TODA LA CONSTELACIÓN 2030

•MEJOR CAPACIDAD ANTIINTERFERENCIAPARA LAS PORTADORAS L1 Y L2

•DOS NUEVAS PORTADORAS PARA USO CIVIL

•POSIBLEMENTE OSCILADORES DE MÁSERDE HIDRÓGENO


PUESTA EN ORBITAPUESTA EN ORBITA• Cohetes Atlas F y MLV Delta 2• FASES:

- Primera y segunda etapa sitúan la tercera con satél ite en “órbita de aparcam ient o”con apogeo y per igeo a 870 y 180 kmrespectiv amente.

- La tercera etapa s e sitúa en “órb ita de transferencia” a 20180 km, pero con fuerte excentricidad.

- Desam blaje de la tercera etapa y el cohete de ins erción lleva a l satél ite a órb ita casi defin itiva

- Los cohet es de maniobra retocan hasta órbita defin itiva.


RELOJES U OSCILADORESRELOJES U OSCILADORES

•• Es la fuente de la frecuencia.

� Por bloques:� Bloque I, algunos tenían osciladores de cuarzo.

� Bloque II, osciladores de Cs

� Bloque IIA, osciladores de Cs y Rb

� Bloque IIR, osciladores de Rb

� Bloque III, posiblemente osciladores de máser de H.

Tipo de relo j Frecuencia de oscil ac ión(GHz)

Estabi lidad por d ía (∆f/ f) Tiempo para perder unsegundo

Oscilador de Cristal deCuarzo

0.05 10-9 30 años

Rubidio 6834682613 10-12 30000 añosCesio 9192631770 10-13 300000 años

Maser de Hidrógeno 1420405751 10-15 30000000 años

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SEGMENTO DE CONTROLSEGMENTO DE CONTROL

�� Segmento de Control NAVSTAR. Segmento de Control NAVSTAR. �� EfemEfemééridesrides Transmitidas.Transmitidas.

�� Segmentos de Control IndependientesSegmentos de Control Independientes�� EfemEfeméérides Precisas.rides Precisas.

2 2 -- SEGMENTO DE CONTROLSEGMENTO DE CONTROL

SEGMENTO DE CONTROLSEGMENTO DE CONTROL

�� Tiene como misiTiene como misióón el seguimiento continuo de todos los n el seguimiento continuo de todos los satsatéélites de la constelacilites de la constelacióón NAVSTAR con los siguientes n NAVSTAR con los siguientes objetivos:objetivos:�� Determinar:Determinar:

�� los parlos paráámetros orbitales de la metros orbitales de la óórbita de cada satrbita de cada satéélite. lite. �� determinar el estado de sus osciladores. determinar el estado de sus osciladores.

�� Hallados los parHallados los paráámet ros anteriores, emitirlos a los satmet ros anteriores, emitirlos a los satéélites lites para que para que ééstos puedan transmitirlos a los usuarios.stos puedan transmitirlos a los usuarios.

�� Hay t res tipos de instalaciones; EstaciHay t res tipos de instalaciones; Estacióón Maestra de n Maestra de Control (MCS), Estaciones Monitoras (MS) y Antenas Control (MCS), Estaciones Monitoras (MS) y Antenas TerrestresTerrestres


SEGMENTO DE CONTROLSEGMENTO DE CONTROL�� 11ªª Fase: Fase: 5 distribuidas en longitud por la superfic ie terrestre.5 distribuidas en longitud por la superfic ie terrestre.

�� ((Colo rad o Colo rad o Sp ringsSp rings , , Haw aiiHaw aii, , Kwaj aleinKwaj alein, Dieg o G arc, Dieg o G arcíí a, e Isla As cen sia, e Isla As cen sióónn ))

�� 22ªª Fase: Fase: Cabo caCabo caññaveral (Florida) fue incluida averal (Florida) fue incluida

�� 33ªª Fase: Fase: 6 estaciones del NIMA incluidas. (Septiembre 2005)6 estaciones del NIMA incluidas. (Septiembre 2005)

�� (Quit o, Wa shin gto n, Bue nos Aires, (Quit o, Wa shin gto n, Bue nos Aires, He rmit ageHe rmit age , , Bah rainBah rain , , Salisb urySalisb ury ))

M CS Colorado Springs

Hawaii

Buenos Aires

Diego Garc ia

As cens ion

Bahra inKwaja lein

Sm i thfie ld

Hermi tage

Oui to

Washington

CaboCañav era l


ESTACIESTACIÓÓN MAESTRA N MAESTRA DE CONTROLDE CONTROL

�� La EstaciLa Estacióón Maestra de Co ntrol (MCS), localizada en la n Maestra de Co ntrol (MCS), localizada en la Base ABase Aéérea de rea de FalconFalcon en Colora do, mantiene las en Colora do, mantiene las operaciones permanenteme nte. operaciones permanenteme nte.

�� La MCS es responsable de todos los aspectos de La MCS es responsable de todos los aspectos de control de la constelacicontrol de la constelacióón, entre los que incluye:n, entre los que incluye:�� MonitorizaciMonitorizacióón y control de todos los satn y control de todos los satéélites. lites.

�� Mantenimiento y soluciMantenimiento y solucióón de problemas en los satn de problemas en los satéélites.lites.

�� MonitorizaciMonitorizacióón y control del cumplimiento del estn y control del cumplimiento del estáándar de ndar de posicionamiento GPS. posicionamiento GPS.

�� Actualiz aciActualiz acióón de los mensajes de navegac in de los mensajes de navegac ióón neces arios para n neces arios para mantener los requisitos de prec isimantener los requisitos de prec isióón en e l servic io estn en e l servic io estáándar de ndar de posic ionamiento.posic ionamiento.


ESTACIONES MONITORASESTACIONES MONITORAS�� Las Estaciones Monitoras reciben las seLas Estaciones Monitoras reciben las seññales transmitidas por los satales transmitidas por los satéélites v is ibles y lites v is ibles y

obtienen informaciobtienen informacióón necesaria para calcular con gran precis in necesaria para calcular con gran precis ióón las n las óórbitas de los rbitas de los satsatéélites, utilizan receptores de dos frecuencias con relojes de ceslites, utilizan receptores de dos frecuencias con relojes de cesio.io.

�� Una vez enviados estos datos a la EstaciUna vez enviados estos datos a la Estacióón Maestra, n Maestra, éésta calcula las sta calcula las efemefemééridesrides de de los satlos satéélites con un error menor de 1 m en sentido radial, 7 m en el de lites con un error menor de 1 m en sentido radial, 7 m en el de la trayectoria y la trayectoria y 3 m en la perpendicular a la misma.3 m en la perpendicular a la misma.

�� Todo ello es incluido en el mensaje de navegaciTodo ello es incluido en el mensaje de navegacióón.n.

�� AdemAdemáás toman datos s toman datos metereolmetereolóógicosgicos, para calcular el retardo , para calcular el retardo troposftroposfééricorico..

�� Existen 12 estaciones monitoras, una en cada punto de control.Existen 12 estaciones monitoras, una en cada punto de control.


EFEMERIDES PRECISASEFEMERIDES PRECISAS�� Una de las fuentes de erro r mUna de las fuentes de erro r máás important es es la poca s important es es la poca

precisiprecisióón de las efemn de las efeméérides transmitidas por el mensaje rides transmitidas por el mensaje de navegacide navegacióón del satn del satéélite.lite.

�� Existen organismos que con su propia red de estaciones Existen organismos que con su propia red de estaciones de control en Tierra, calcula sus propias efemde control en Tierra, calcula sus propias efeméérides, con rides, con precisiprecisióón de algn de algúún metro.n metro.

�� Podremos llegar a precisiones Podremos llegar a precisiones subcentimsubcentiméétricastricas en en posiciposicióón horizontal, y del orden del centn horizontal, y del orden del centíímet ro en met ro en posiciposicióón vertical.n vertical.

�� Conocidas con gran precisiConocidas con gran precisióón las posiciones de una n las posiciones de una serie de puntos en Tierra, se obtienen las posiciones de serie de puntos en Tierra, se obtienen las posiciones de los satlos satéélites observando sus selites observando sus seññales.ales.


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DETERMINACION DE ORBITAS DETERMINACION DE ORBITAS GPD POR EL IGSGPD POR EL IGS

�� 7 centros de an7 centros de anáálisis pertenecientes al lisis pertenecientes al InternationalInternational GPS GPS ServiceService forfor GeodinamicsGeodinamics (IGS) determinan las (IGS) determinan las óórbitas rbitas independientemente usando los datos de las estaciones independientemente usando los datos de las estaciones IGS repa rtidas por todo el mundo. Cada uno d e ellos IGS repa rtidas por todo el mundo. Cada uno d e ellos calcula con un Software distinto.calcula con un Software distinto.�� Ejemplo, El CODE (Europeo) ca lcula con Ejemplo, El CODE (Europeo) ca lcula con B ernes eB ernes e..

�� Las Las óórbitas calculadas son combinadas para una rbitas calculadas son combinadas para una solucisolucióón de orbitas final del IGS.n de orbitas final del IGS.

�� Permiten llegar a precisiones Permiten llegar a precisiones subcentimsubcentiméétricastricas en en posiciposicióón horizontal, y del orden del centn horizontal, y del orden del centíímet ro en met ro en posiciposicióón vertical.n vertical.


CENTROS DE ANALISIS DEL IGSCENTROS DE ANALISIS DEL IGS

�� CenterCenter forfor Orbi tOrbi t DeterminationDetermination in in E urope(CODEE urope(CODE ), ), SuizaSuiza

�� Natural Natural ResourcesResources Ca nada (E MRCa nada (E MR), ), CanadaCanada

�� Europea nEuropea n SpaceSpace Age nc y(ES AAge nc y(ES A), Ale ma nia), Ale ma nia

�� Geoforsc hungsGeoforsc hungs ZentrumZentrum Ins titute(GFZIns titute(GFZ), Ale mania), Ale mania

�� Jet Jet PropulsionPropulsion La bora tor y(JPLLa bora tor y(JPL), USA ), USA

�� NationalNational GeodeticGeodetic S urv ey(NGSS urv ey(NGS ), USA ), USA

�� ScrippsScripps Ins tituti onIns tituti on ofof Ocea nography(SI OOcea nography(SI O), US A ), US A


ESTACIONES DEL IGSESTACIONES DEL IGS

�� Participan 379 estaciones en Junio 2006 en todo el Participan 379 estaciones en Junio 2006 en todo el mundo.mundo.


ORBITAS DISPONIBLES ORBITAS DISPONIBLES ACTUALMENTEACTUALMENTE

TIPOS DE Ó RBITAS CALIDAD ( M) RETRASO ENDISPO NIBILIDA D

DISPONIBLE EN

O rb ita s emitid asÓrbit as predicha s p or el CODEÓrbit as rá pida s p or el CODEÓrbit as ult ra ráp idas d el IG SÓrbit as rá pida s p or el IG SÓrbit as fina les p or el IG S

3 m0.20m0.10m0.15m0.10m0.05m

Ti em po RealTi em po Real

Después de 16 hor asDespués de 3 hor asDespués de 24 hor asDespués de 11 di as

Mensaje de naveg ació nCODE a través de FTPCODE a través de FTP

Centr os d e Dat os d el IGSCentr os d e Dat os d el IGSCentr os d e Dat os d el IGS


SEGMENTO USUARIOSEGMENTO USUARIO3 3 -- SEGMENTO USUARIOSEGMENTO USUARIO

SEGMENTO USUARIOSEGMENTO USUARIO�� CONSTITUCICONSTITUCIÓÓN :N :

�� Cualquier receptor o grupo de receptores GPS en tierra, mar, en Cualquier receptor o grupo de receptores GPS en tierra, mar, en el el aire o en el espacio.aire o en el espacio.

�� Software o aplicaciSoftware o aplicacióón de explotacin de explotacióón de datos GPS recogidos por n de datos GPS recogidos por el receptor.el receptor.

�� APLICACIONES:APLICACIONES:�� ConstrucciConstruccióón de infraestructuran de infraestructura�� NavegaciNavegacióón en general: terrestre, an en general: terrestre, aéérea, marinarea, marina�� Levantamientos geodLevantamientos geodéésicos, topogrsicos, topográáficos y cartogrficos y cartográáficosficos�� GeodinGeodináámicamica y geofy geofíísicasica�� DetecciDeteccióón remota: Troposferan remota: Troposfera--IonosferaIonosfera�� Transporte de tiempo y frecuenciaTransporte de tiempo y frecuencia�� etcetc

3 3 -- SEGMENTO USUARIOSEGMENTO USUARIO

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FUENTES DE ERROR EN LOS FUENTES DE ERROR EN LOS GPSGPS

�� PerturbaciPerturbacióón n ionosfionosfééricarica�� La ionosfera modifica La ionosfera modifica

la velocidad de las la velocidad de las seseññales de radio que ales de radio que la atraviesanla atraviesan

�� FenFenóómenos menos meteorolmeteorolóógicosgicos�� En la Troposfera, el En la Troposfera, el

vapor d e agua afecta vapor d e agua afecta a las sea las seññales ales electromagnelectromagnééticasticas


�� ImprecisiImprecisióón en los relojesn en los relojes�� Los relojes en los satLos relojes en los satéélites y en los receptores lites y en los receptores

presentan ligeras desviacionespresentan ligeras desviaciones

�� Interferencias elInterferencias elééctricas imprevistasctricas imprevistas�� Las interferencias elLas interferencias elééctricas pueden ctricas pueden

ocasionar errores en los cocasionar errores en los cóódigos pseudodigos pseudo--aleatoriosaleatorios


�� Error Error multisendamultisenda�� Las seLas seññales transmitidas desde los satales transmitidas desde los satéélites lites

pueden sufrir reflexiones antes de alcanzar el pueden sufrir reflexiones antes de alcanzar el receptorreceptor


�� Interferencia Interferencia –– Disponibil idad SelectivaDisponibil idad Selectiva�� Constituye la mayor fuente de error y es Constituye la mayor fuente de error y es

introducida deliberadamenteintroducida deliberadamente


�� DiluciDilucióón de la precisin de la precisióónn�� Una determinada configuraciUna determinada configuracióón espacial n espacial

puede aumentar o disminuir la precisipuede aumentar o disminuir la precisióón de n de las medidaslas medidas

BUENA DISPOSICION GEOMETRICA BUENA DISPOSICION GEOMETRICA DE LOS SATELITESDE LOS SATELITES

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BUENA DISPOSICION GEOMETRICA BUENA DISPOSICION GEOMETRICA DE LOS SATELITESDE LOS SATELITES

MALA DISPOSICION GEOMETRICA MALA DISPOSICION GEOMETRICA DE LOS SATELITESDE LOS SATELITES

MALA DISPOSICION GEOMETRICA MALA DISPOSICION GEOMETRICA DE LOS SATELITESDE LOS SATELITES

POSICIONAMIENTOS POSICIONAMIENTOS REALIZABLES CON EL GPSREALIZABLES CON EL GPS

�� POSICIONAMIENTO ABSOLUTOPOSICIONAMIENTO ABSOLUTO�� Cuando se determinan las coordenadas Cuando se determinan las coordenadas

respecto a un sistema de coordenadas respecto a un sistema de coordenadas prev iamente definidoprev iamente definido

�� POSICIONAMIENTO RELATIVOPOSICIONAMIENTO RELATIVO�� Cuando se determinan las coordenadas Cuando se determinan las coordenadas

respecto a otro punto, que constituirrespecto a otro punto, que constituiríía el a el origen o referencia de un sistema local de origen o referencia de un sistema local de coordenadascoordenadas

CLASIFICACION SEGCLASIFICACION SEGÚÚN SE N SE MUEVA O NO EL RECEPTORMUEVA O NO EL RECEPTOR

�� POSICIONAMIENTO DINAMICOPOSICIONAMIENTO DINAMICO�� Cuando el receptor se mueveCuando el receptor se mueve

�� POSICIONAMIENTO ESTPOSICIONAMIENTO ESTÁÁTICOTICO�� Cuando el receptor no se mueveCuando el receptor no se mueve

CLASIFICACION SEGCLASIFICACION SEGÚÚN EL TIPO N EL TIPO DE OBSERVABLE UTILIZADODE OBSERVABLE UTILIZADO

�� MEDICIONES POR CODIGO MEDICIONES POR CODIGO �� Son mediciones hechas con equipos que Son mediciones hechas con equipos que

tienen solamente la capacidad de reconocer tienen solamente la capacidad de reconocer y/o generar el cy/o generar el cóódigo C/A, la precisidigo C/A, la precisióón es n es baja. Los navegadores son un ejemplo de baja. Los navegadores son un ejemplo de este tipo de equiposeste tipo de equipos

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CLASIFICACION SEGCLASIFICACION SEGÚÚN EL TIPO N EL TIPO DE OBSERVABLE UTILIZADODE OBSERVABLE UTILIZADO

�� MEDICIONES DE FASE MEDICIONES DE FASE �� Las mediciones realizadas por fase son mLas mediciones realizadas por fase son máás s

precisas, lo que se hace es observar continuamente precisas, lo que se hace es observar continuamente la evolucila evolucióón del desfase entre la sen del desfase entre la seññal recibida y la al recibida y la generada, se calcula la generada, se calcula la ““ambigambigüüedadedad”” que no d ebe que no d ebe cambiar durante el tiempo de medicicambiar durante el tiempo de medicióón. Los equipos n. Los equipos con los que se realiza este tipo de medicicon los que se realiza este tipo de medicióón son los n son los GPS de simple y de doble frecuenciaGPS de simple y de doble frecuencia

GPS DIFERENCIAL GPS DIFERENCIAL -- DGPSDGPS�� Trabaja posicionando una unidad Trabaja posicionando una unidad

de GPS (llamada estacide GPS (llamada estacióón base o n base o de referencia) en una localidad de referencia) en una localidad conocida.conocida.

�� Dado que se conoce la posiciDado que se conoce la posicióón n exacta de la estaciexacta de la estacióón base, se n base, se puede calcular la diferencia entre puede calcular la diferencia entre la posicila posicióón calculada y la real.n calculada y la real.

�� Estas Estas ““diferenciasdiferencias”” para cada para cada satsatéélite se transmiten a las lite se transmiten a las unidades GPS para corregir las unidades GPS para corregir las posiciones en el campo.posiciones en el campo.

�� Las correcciones se transmiten Las correcciones se transmiten por radio FM, por satpor radio FM, por satéélite o por lite o por radiofaro o se graban los datos en radiofaro o se graban los datos en la base y luego se procesa en la base y luego se procesa en gabinete (gabinete (postprocesopostproceso).).

ALGUNAS APLICACIONES DE ALGUNAS APLICACIONES DE LOS GPSLOS GPS

�� Estudio de fenEstudio de fenóómenos atmosfmenos atmosfééricosricos�� LocalizaciLocalizacióón y navegacin y navegacióón en regiones inhn en regiones inhóóspitasspitas�� Modelos geolModelos geolóógicos y topogrgicos y topográáficosficos�� Monitoreo en tiempo re al de deformaciones de Monitoreo en tiempo re al de deformaciones de

estructurasestructuras�� Sistemas de alarma automSistemas de alarma automááticatica�� Guiado de disminuidos fGuiado de disminuidos fíísicossicos�� NavegaciNavegacióón y control de flotas de vehn y control de flotas de vehíículosculos�� Sistemas de aviaciSistemas de aviacióón civiln civil�� NavegaciNavegacióón automn automáática de vehtica de vehíículosculos�� Replanteo en tiempo real de infraestructura civilReplanteo en tiempo real de infraestructura civil

ALTERNATIVASALTERNATIVASGALILEO GNSSGALILEO GNSS

� Desarrollado por la Unión Europea, y fundamentalme nte por la Age ncia Espacial Europea (ESA)

� Sistema civ il inde pe ndie nte, pero c on i nte nción de ser compleme ntari o e interoperable c on GPS y GLONASS

� Cober tura Mundial� Niv el de prestaci ones equiv alentes al GPS Bloque II F � Cons telaci ón E GNOS con 21 saté lites ME O (no

geoes tacionarios ) y 3 sa télites GE O (geoestaci onari os)

� Prev isto operativ o e n el año 2008

PRIMER SATELITE GALILEO PRIMER SATELITE GALILEO GIOVE AGIOVE A

�� GGalileo alileo IIn n OOrbitrbitVValidationalidation EElementlement

�� Lanzado 28/12/2005 Lanzado 28/12/2005 por nave por nave SoyuzSoyuz--FregatFregat desde desde BaikonurBaikonur..

�� 12/01/2006 emiti12/01/2006 emitióóprimeras seprimeras seññalesales

�� ProximamenteProximamentelanzamiento de lanzamiento de GIOVE BGIOVE B

COMPARACION COMPARACION GPS BLOQUE IIF Y GALILEOGPS BLOQUE IIF Y GALILEO

GPS II F Galileo33 21/36 MEO + 3/9 GEONumero Satélites

12 años 24 mesesDespliegue19-26 Meuros 8.6 MeurosCoste del Satélite

54 Meuros/ sat 9.3 Meuros/ satCoste de lanzamiento15 años 15 añosVida Útil2102 kg 433 kgMasa del Satélite

1999 2001 2003 2005 20071998 2001 2002 2004 20062000 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

DEFDEF DESARROLLODESARROLLO DESPLIEGUEDESPLIEGUE OPERACIOPERACIÓÓNN GALI LE OGALI LE OSUSTITUCIÓN POR

SATÉLITES BLOQUE II RSUSTITUCIÓN POR SATÉLITES BLOQUE II F OPERACIÓN

GPS II FGPS II F

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Sistema de Posicionamiento Globaldocentes.uto.edu.bo/ailayaa/wp-content/uploads/Sistema_de_Posicionamiento_Global.pdf(GPS) es un sistema de localización, dise ñado por el Departamento