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GNSS-REGME

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by

esteban landeta

on 23 April 2014

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Transcript of GNSS-REGME

GNSS-REGME
ING. DAVID A. CISNEROS R.
INSTITUTO GEOGRÁFICO MILITAR
QUITO D.M. - ABRIL 2014

CONTENIDO
- GNSS

- SIRGAS

- RENAGE

- Retroalimentación REGME

- Situación Actual REGME

- Actualización Marco de Referencia Nacional

- CEPGE

- REGME DOWNLOAD

- REGME Post-Proceso

- Foro Abierto

SISTEMAS SATELITALES DE NAVEGACIÓN GLOBAL
GNSS, es una constelación de satélites artificiales que transmite rangos de señales utilizados para el posicionamiento y localización en cualquier parte del globo terrestre, ya sea en tierra, mar o aire.
Las señales transmitidas por los satélites son rastreadas por los receptores en tierra ubicados en cualquier parte del mundo las 24 horas del día, los 365 días del año y en todas las condiciones climatológicas.

Conocer la Posición y Velocidad de los Satélites Artificiales (por medio de las efemérides)

Cálculo de la distancia entre satélites y receptores en tierra
PRINCIPIO BÁSICO
G N S S
Cálculo de la distancia entre
satélites y receptores.
Tiempo de viaje de la onda
(s = v t)
Inconveniente:
Tiempo de salida de la onda ->Reloj del satélite
Tiempo de llegada de la onda ->Reloj del receptor
Tiempo del satélite ≠ tiempo del reloj
Pseudo distancias (pseudo rangos) 
PRINCIPIO BÁSICO G N S S
Importante:
- Centrado del instrumento en la materialización
- Nivelación de la antena
- Medición exacta de la altura instrumental
Se necesitan por lo menos 4 SVS y una buena
Geometría para obtener una Posición Precisa
4 Incógnitas X, Y, Z, t

BANDA L: 1 – 2 GHz
L1

= frecuencia fundamental del reloj * frecuencia portadora L1
L1 = 10.23 (MHz) * 154 (MHz) = 1575.42 MHz
L2

= frecuencia fundamental del reloj * frecuencia portadora L2
L2 = 10.23 (MHz) * 120 (MHz) = 1227.6 MHz
SEGMENTOS GNSS
CONTROL
ESPACIAL
USUARIOS
SEGMENTO ESPACIAL
Infraestructura espacial que permite materializar las constelaciones, costituido por:


-Satélites de navegación global

- Planos Orbitales

- Equipos de radio frecuencia, comunicación,etc.

El segmento espacial GNSS debe tener el
suficiente número de satélites de navegación, tales que éstos puedan garantizar una cobertura global de la tierra en todo momento.

SEGMENTO DE CONTROL
-Monitoreo y Control del Segmento Espacial

-Cálculo de Efemérides Precisas

-Sincronización de relojes atómicos

-Control de maniobras satelitales

Infraestructura tecnológica de estaciones de control en tierra, sus funciones son:
SEGMENTO DE USUARIO
Son todas las aplicaciones que se derivan del uso de las señales generadas por los G N S S
-Seguridad y Defensa

-Geofísica y Geodinámica

-Ciencias de la Tierra

-TICs, GIS, Mapeo, etc.


-Navegación Aérea,
Marítima, Terrestre

-Otros…

SISTEMAS GNSS VIGENTES
G P S - G L O N A S S
SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL
USA DoD 1982
Constelación: NAVSTAR GPS
Satélites: 24
6 Planos Orbitales (4 SVS)
Altura: 20.200 Km
Orbita Completa: 12h
WGS 84

PZ-90.02 = ITRF2000 = WGS84
Global'naya Navigatsionnaya
Sputnikovaya Sistema
RUSIA
G N S S
G N S S 1
G P S
G L O N A S S
Sistema de
Aumento
S B A S
G B A S
A B A S
G N S S 2
Galileo
BeiDou
Compas
Q Z S S
Arquitectura Básica de un Equipo de Rastreo G N S S
En vista que la señal GNSS está disponible “free” en todo el mundo, existen varios instrumentos electrónicos que permiten aplicar la navegación GNSS. Ejemplo.- Teléfonos móviles, PDAs, navegadores flotas, equipos geodésicos de precisión, ordenadores, etc.

En general un equipo GNSS está compuesto de:

- Antena Omnidireccional GNSS

- Receptor GNSS

CLASIFICACIÓN EN FUNCIÓN
DEL REQUERIMIENTO
En Función del Observable utilizado:
Código (metros)
Código y Fase (cm, mm)

En función del movimiento del receptor:
Estático
, no se mueve durante la observación
(mayor precisión y tiempo)
Cinemático
, el receptor se desplaza durante la obs.
Híbridos, combina los dos anteriores

En Función del tipo de solución:
Posicionamiento Absoluto: crd punto aislado
Posicionam. Relativo o Diferencial (DGPS):
Crd de un punto con respecto a otro (dX, dY, dZ)

En función de la disponibilidad de la solución:
Tiempo Real (RTK, NTRIP) cálculo y solución en campo
Post-Proceso, cálculo y solución en gabinete

FUENTES DE ERROR G N S S
Retraso Ionosférico, Atmosférico

Errores de Reloj SVS y Receptor

Efecto Multipath – Multitrayectoria

Dilución de la Precisión

Disponibilidad Selectiva

Anti Spoofing (A-S)

SISTEMA DE REFERENCIA
GEOCÉNTRICO PARA LAS AMÉRICAS
SIRGAS
es una organización sin ánimo de lucro, cuyos objetivos principales se centran en la definición, realización y mantenimiento de un marco de referencia tridimensional para las Américas, incluyendo un sistema vertical de referencia físico.

Distribución de la REd NAcional GPS del Ecuador
RENAGE
135 Vértices
SIRGAS: 95
ITRF: 94
ÉPOCA: 1995, 4
PSAD 56
GEODESIA CONVENCIONAL
RENAGE
ITRF92 ITRF93 ITRF94 ITRF96 ITRF97
ITRF2000 ITRF2005 IGS05 ITRF2008 IGS08 IGb08 …

REGME
En la actualidad, la materialización del Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas SIRGAS, está compuesto aproximadamente por 400 estaciones GNSS de monitoreo continuo distribuidas a lo largo y ancho del continente americano.

Todas provienen del aporte voluntario de los países de la región en su afán de mejorar sus Marcos de Referencia Nacionales.

R E G M E
RED GNSS DE MONITOREO CONTINUO DEL ECUADOR
El

IGM
,

con el apoyo de instituciones públicas y privadas del país, estableció la REGME; a partir del año 2008.

La

REGME
, es un conjunto de estaciones GNSS distribuidas a nivel nacional, enlazadas a la RENAGE y SIRGAS_CON, rastrean datos los 365 días del año, las 24 horas del día; generando información necesaria para un process GNSS.
Esta gran infraestructura técnica, depende de la dotación de equipos geodésicos de última generación, canales de comunicación / transmisión de datos, políticas de seguridad e integridad; a demás de los protocolos de entrega y difusión de la información.

Los datos generados por las estaciones REGME, están a disposición del público en archivos RINEX diarios de 24 horas; con un intervalo de grabación de 30 segundos y formato original de 1 segundo.


Los archivos RINEX v2.11, son almacenados en el servidor FTP institucional, previo un control de calidad aplicado a
las observaciones GNSS por medio de la herramienta TEQC (Translation, Editing, and Quality Check.

Por ejemplo para la estación permanente ubicada en Guayaquil (regional IGM):
GYEC
: Gua
Y
aquil

E
Cuador (identificativo y nombre de la estación)

0010
: Día del calendario GPS (juliano) correspondiente al 01 de enero .

13O
: Año 2013, archivo que contiene los Observables GNSS .

13N
: Año 2013, archivo que contiene el registro de Navegación de los satélites

GNSS

GYEC0010.13O
GYEC0010.13N
R
eceiver

IN
dependent

EX
change
R I N E X
Formato de ficheros de texto orientado a almacenar, de manera estandarizada,
medidas proporcionadas por receptores de sistemas de navegación por satélite
GNSS, como GPS, GLONASS, EGNOS, WAAS o Galileo.
V2.11 - G N S S ( O - N)
Cada estación permanente REGME, posee una Ficha Técnica
con las coordenadas oficiales SIRGAS95. Hoja de vida de la estación.
REQUERIMIENTOS FÍSICOS Y TÉCNICOS
PARA INSTALAR UNA EMC:
- Sitio libre de interferencias electro/físicas (MP)
- Permanencia en el tiempo
- Seguridad
- Energía estabilizada
- IP pública Internet
- Apoyo mano de obra
PROYECCIÓN REGME 2014
7 EMC ADICIONALES
RADIO COBERTURA 50 Km.

REGME 2014
42 EMC
RADIO COBERTURA 50 Km.

APORTE PAM
3 EMC

APORTE CKJR
1 EMC +1 MET

REGME 2014
46 EMC
RADIO COBERTURA 50 Km
ESTADO ACTUAL REGME
35 EMC
RADIO COBERTURA 50 Km.

PUNTOS DE CONTROL GPS DE PRECISIÓN
POST PROCESO RENAGE
GPS
BASE PASIVA GPS RENAGE
PUNTOS DE CONTROL GPS POST PROCESO REGME
RED ACTIVA REGME
365/24/7/1sec
G N S S
GPS + GLONASS
REGME TIEMPO REAL – NTRIP
En desarrollo...
El Protocolo NTRIP fue desarrollado por la Agencia
Alemana de Cartografía y Geodesia BKG, para la transmisión de correcciones DGPS o RTK vía Internet.

REGME TIEMPO REAL - NTRIP
N
INTERNET
CASTER
NTRIP IGM
RED ACTIVA REGME
365/24/7/1 Sec
NTRIP
SERVER
GNSS
GPS + GLONASS
NTRIP USUARIO
INTERNET
El uso y aplicación de los datos que genera la REGME, permiten un enlace
automático al Sistema de Referencia Nacional, garantizando una Referencia Geodésica Única y Consistente para todas las actividades geoespaciales.
CEPGE - REGME
Espectadores
Actores Principales del avance
y desarrollo de las geociencias
LA REGME ES PARTE DE LA RED SIRGAS CONTINENTAL
Actualmente, el CEPGE procesa una red compuesta de 100 estaciones permanentes (incluidas las estaciones REGME), ubicadas a lo largo del continente americano.
Software Bernese GNSS v 5.2
Las estaciones REGME
son enlazadas a la Red Continental SIRGAS. www.sirgas.org

NIVEL DE PRECISIÓN OBTENIDO
EN LAS SOLUCIONES PROCESADAS
Para evaluar la calidad de los resultados del procesamiento, tomamos la Repetibilidad obtenida del RMS para las tres componentes (N, E, U) como parámetro de análisis, puesto que proporciona una medida muy realista de la precisión obtenida como producto del procesamiento rutinario de la red; y es un indicador de la dispersión de las soluciones semanales.

ACTUALIZACIÓN DEL MARCO GEOCÉNTRICO
DE REFERENCIA NACIONAL SIRGAS-ECUADOR
RENAGE, 135 sites
BERNESE 4.0
ITRF: 94-EPOCH: 1995.4
RENAGE (PASIVA)
REGME (ACTIVA)
RF: IGS08-EPOCH: 2012.0

17 AÑOS
EVENTOS Y
FENOMENOS
GEOFISICOS

MOVIMIENO
LINEAL
NO LINEAL

SIRGAS95 en el transcurso del tiempo ha experimentado varios agentes y fenómenos físicos que afectan su consistencia: desplazamiento de las placas tectónicas, los efectos de la subducción, sismos, fallas geológicas, deformación local e incluso diferencias en el cálculo de las efemérides y la actualización del ITRS.
Las coordenadas SIRGAS deben ser corregidas por estos movimientos antes de ser utilizadas como un Marco de Referencia.
?
VEC_Ec D.M. QUITO
PLACA SUDAMERICANA, ZONA 17
VEC_Ec ARCHIPIÉLAGO GALÁPAGOS
PLACA NAZCA, ZONA 15 - 16
ACTUALIZACIÓN DEL MARCO GEOCÉNTRICO
DE REFERENCIA NACIONAL SIRGAS - ECUADOR
CAMPO DE VELOCIDADES A NIVEL
REGIONAL. IGS + SIRGAS_Con
Al evaluar las CRD SIRGAS95 (RENAGE) respecto a las obtenidas en IGS08, podemos observar que, la diferencia existente está en el orden de los centímetros en las tres componentes, siendo la componente horizontal del punto Baltra la que posee mayor desplazamiento (Este = 0.78m).

Cabe indicar también, que el tiempo transcurrido entre los dos marcos de referencia es de: (t – t0) = 15.6 años; siendo t = 2011.0 y t0 = 1995.4.
ACTUALIZACIÓN RENAGE 138 VÉRTICES
ACTUALIZACIÓN RENAGE + REGME
CAMPAÑA DE MEDIDAS GNSS
REGMET- ECUADOR
21 sensores MET4A
Proporcionan datos de: Presión, Temperatura y Humedad integrados a las estaciones REGME.

Obtener información para modelar y mitigar los efectos generados por la Ionósfera Atmósfera en estas latitudes.

Posibilidad de crear un centro de análisis atmosférico relacionado con el proyecto SIRGAS.

INSTALACIÓN DE LA ESTACIÓN GNSS DE
MONITOREO CONTINUO (BMEC)
Se realizó la colocación de una torre para la antena GNSS, con especificaciones técnicas para el clima imperante en el área de la Estación Pedro Vicente Maldonado.
Análisis de Factibilidad Técnica
• Interferencia de señales de frecuencias externas:
No existe
• Calidad de recepción de señal GNSS: Óptima
• Tiempo de observación (rastreo) GNSS (hh:mm): 103 horas
• Épocas: 15 segundos
• Tamaño de Archivo diario: 15 Mb
• Número de satélites GPS enganchados (tracking): 13 SVS
• Número de satélites GLONASS enganchados (tracking): 7SVS
• Valor máximo PDOP / VHDOP: 1.2
• Marca y modelo de antena GNSS: TRIMBLE CHOKE RING
• Marca y modelo de receptor GNSS: TRIMBLE R5
• Energía eléctrica / estabilizada: NO, solo en tiempo de verano cuando la estación Maldonado opera durante 4 meses.

www.geoportaligm.gob.ec
PROTOCOLO DE LIBERACIÓN DATOS
A fin de proporcionar información precisa, fiable y oportuna, el IGM definió un Protocolo orientado a la Liberación Controlada de la Información generada por la REGME, para instituciones públicas, centros de investigación y educación a nivel nacional.
Esto es posible gracias a una Interfaz Web, amigable para el usuario la cual se encuentra integrada en el Geoportal institucional, el proceso es el siguiente:

ESTADISTICAS USO DATOS
REGME – ABR 2013 - 2014
ESTADISTICAS USO DATOS
REGME – ABR 2013 - 2014
ESTADISTICAS USO
DATOS REGME ABR 2013 - 2014
TOTAL DATOS: 16.163
CONTRIBUCIÓN: 808.150 USD
DATOS REGME SIRGAS
GRACIAS ....
Equipo técnico REGME CEPGE
GEODESIA - IGM
Ing. David A. Cisneros R.
A todas las instituciones que contribuyen con la REGME
IGM, Quito Ecuador
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