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GPS

QUE ES Y PARA QUE SIRVE EL GPS

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Transcript of GPS

GPS (Global Positioning System: sistema de posicionamiento global) HISTORIA En 1957, la Unión Soviética lanzó al espacio el satélite Sputnik I, que era monitorizado mediante la observación del efecto Doppler de la señal que transmitía. Debido a este hecho, se comenzó a pensar que, de igual modo, la posición de un observador podría ser establecida mediante el estudio de la frecuencia Doppler de una señal transmitida por un satélite cuya órbita estuviera determinada con precisión.
La armada estadounidense rápidamente aplicó esta tecnología, para proveer a los sistemas de navegación de sus flotas de observaciones de posiciones actualizadas y precisas. Así surgió el sistema TRANSIT, que quedó operativo en 1964, y hacia 1967 estuvo disponible, además, para uso comercial.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Y PRESTACIONES El Sistema Global de Navegación por Satélite lo componen:
 Sistema de satélites: Está formado por 24 unidades con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo terráqueo. Más concretamente, repartidos en 6 planos orbitales de 4 satélites cada uno. La energía eléctrica que requieren para su funcionamiento la adquieren a partir de dos paneles compuestos de celdas solares adosados a sus costados.
 Estaciones terrestres: Envían información de control a los satélites para controlar las órbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelación.
 Terminales receptores: Indican la posición en la que están; conocidas también como unidades GPS, son las que podemos adquirir en las tiendas especializadas.
Segmento espacial
 Satélites en la constelación: 24 (4 × 6 órbitas)
 Altitud: 26580 m
 Período: 11 h 58 min (12 horas sidéreas)
 Inclinación: 55 grados (respecto al ecuador terrestre).
 Vida útil: 7,5 años
 Segmento de control (estaciones terrestres)
 Estación principal: 1
 Antena de tierra: 4
 Estación monitora (de seguimiento): 5
 Señal RF
 Frecuencia portadora:
 Civil – 1575,42 MHz (L1). Utiliza el Código de Adquisición Aproximativa (C/A).
 Militar – 1227,60 MHz (L2). Utiliza el Código de Precisión (P), cifrado.
 Nivel de potencia de la señal: –160 dBW (en superficie tierra).
 Polarización: circular dextrógira.
 Exactitud
 Posición: oficialmente indican aproximadamente 15 m (en el 95% del tiempo). En la realidad un GPS portátil monofrecuencia de 12 canales paralelos ofrece una precisión de 2,5 a 3 metros en más del 95% del tiempo. Con el WAAS / EGNOS / MSAS activado, la precisión asciende de 1 a 2 metros.
 Hora: 1 ns
 Cobertura: mundial
 Capacidad de usuarios: ilimitada
 Sistema de coordenadas:
 Sistema Geodésico Mundial 1984 (WGS84).
 Centrado en la Tierra, fijo.
 Integridad: tiempo de notificación de 15 minutos o mayor. No es suficiente para la aviación civil.
 Disponibilidad: 24 satélites (70%) y 21 satélites (98%). No es suficiente como medio primario de navegación.
EVOLUCIÓN DEL SISTEMA GPS El GPS está evolucionando hacia un sistema más sólido (GPS III), con una mayor disponibilidad y que reduzca la complejidad de las aumentaciones GPS. Algunas de las mejoras previstas comprenden:
 Incorporación de una nueva señal en L2 para uso civil.
 Adición de una tercera señal civil (L5): 1176,45 MHz
 Protección y disponibilidad de una de las dos nuevas señales para servicios de Seguridad Para la Vida (SOL).
 Mejora en la estructura de señales.
 Incremento en la potencia de señal (L5 tendrá un nivel de potencia de –154 dB).
 Mejora en la precisión (1 – 5 m).
 Aumento en el número de estaciones de monitorización: 12 (el doble)
 Permitir mejor interoperabilidad con la frecuencia L1 de Galileo
El programa GPS III persigue el objetivo de garantizar que el GPS satisfará requisitos militares y civiles previstos para los próximos 30 años. Este programa se está desarrollando para utilizar un enfoque en 3 etapas (una de las etapas de transición es el GPS II); muy flexible, permite cambios futuros y reduce riesgos. El desarrollo de satélites GPS II comenzó en 2005, y el primero de ellos estará disponible para su lanzamiento en 2012, con el objetivo de lograr la transición completa de GPS III en 2017. Los desafíos son los siguientes:
 Representar los requisitos de usuarios, tanto civiles como militares, en cuanto a GPS.
 Limitar los requisitos GPS III dentro de los objetivos operacionales.
 Proporcionar flexibilidad que permita cambios futuros para satisfacer requisitos de los usuarios hasta 2030.
 Proporcionar solidez para la creciente dependencia en la determinación de posición y de hora precisa como servicio internacional.
El sistema ha evolucinado y de él han derivado nuevos sistemas de posicionamiento IPS-2 se refiere a Inertial Positioning System, sistema de posicionamiento inercial, un sistema de captura de datos, que permite al usuario realizar mediciones a tiempo real y en movimiento, el llamado Mobile Mapping. Este sistema obtiene cartografía móvil 3D basándose en un aparato que recoge un escáner láser, un sensor inercial, sistema GNSS y un odómetro a bordo de un vehículo. Se consiguen grandes precisiones, gracias a las tres tecnologías de posicionamiento: IMU + GNSS + odómetro, que trabajando a la vez dan la opción de medir incluso en zonas donde la señal de satélite no es buena.
FUNCIONAMIENTO
 La situación de los satélites puede ser determinada de antemano por el receptor con la información del llamado almanaque (un conjunto de valores con 5 elementos orbitales), parámetros que son transmitidos por los propios satélites. La colección de los almanaques de toda la constelación se completa cada 12-20 minutos y se guarda en el receptor GPS.
 La información que es útil al receptor GPS para determinar su posición se llama efemérides. En este caso cada satélite emite sus propias efemérides, en la que se incluye la salud del satélite (si debe o no ser considerado para la toma de la posición), su posición en el espacio, su hora atómica, información doppler, etc.
 El receptor GPS utiliza la información enviada por los satélites (hora en la que emitieron las señales, localización de los mismos) y trata de sincronizar su reloj interno con el reloj atómico que poseen los satélites. La sincronización es un proceso de prueba y error que en un receptor portátil ocurre una vez cada segundo. Una vez sincronizado el reloj, puede determinar su distancia hasta los satélites, y usa esa información para calcular su posición en la tierra.
APLICACION
Navegador GPS de pantalla táctil de un vehículo con información sobre la ruta, así como las distancias y tiempos de llegada al punto de destino.
 Navegación terrestre (y peatonal), marítima y aérea. Bastantes automóviles lo incorporan en la actualidad, siendo de especial utilidad para encontrar direcciones o indicar la situación a la grúa.
 Teléfonos móviles
 Topografía y geodesia.
 Localización agrícola (agricultura de precisión), ganadera y de fauna.
 Salvamento y rescate.
 Deporte, acampada y ocio.
 Para localización de enfermos, discapacitados y menores.
 Aplicaciones científicas en trabajos de campo (ver geomática).
 Geocaching, actividad deportiva consistente en buscar "tesoros" escondidos por otros usuarios.
 Para rastreo y recuperación de vehículos.
 Navegación deportiva.
 Deportes aéreos: parapente, ala delta, planeadores, etc.
 Existe quien dibuja usando tracks o juega utilizando el movimiento como cursor (común en los GPS Garmin).
 Sistemas de gestión y seguridad de flotas.
Militares
 Navegación terrestre, aérea y marítima.
 Guiado de misiles y proyectiles de diverso tipo.
 Búsqueda y rescate.
 Reconocimiento y cartografía.
 Detección de detonaciones nucleares.

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