EL GPS

NOVES TECNOLOGIES APLICADES AL DESPLAÇAMENT EN EL MEDI NATURAL.

Josep Xavier Llop Goterris

EL SISTEMA GPSEL SISTEMA GPS

ALGUNS MITES

PROPIETAT del SISTEMA GPS

• Departament de Defensa dels Estats Units

•Creat per a ús militar entre els 60 i 70

• Prompte passa a ús civil

•Selective Availability (error provocat)

Qué és el sistema GPS?

GG GLOBAL

PP

SS

POSITION

SYSTEM

Sistema de Posicionament Global

Qué és el sistema GPS?

COMPONENTS

Sistema de satèl·lits NAVSTAR

Segment espacial:

- Constel.lació de més de 30 satèl·lits orbitals.

- Orbiten a una distància d’uns 20.200 km

- Sempre és poden veure un mínim de 6 satèl·lits

Qué és el sistema GPS?

COMPONENTS

Segment de control:

- És la part terrestre de control i manteniment del sistema.

- Format per quatre estacions situades a la línia del Ecuador

- Hi ha un centre de control principal ubicat als Estats Units

Distribució de la xarxa d’estacions de seguiment terrestre

Qué és el sistema GPS?

COMPONENTS

Segment d’aplicació:

- Els usuaris del sistema, en terra, mar i aire

- Actualment apareixen moltes facetes de la vida quotidiana

La Unió Soviètica va crear un sistema paral·lel, l’anomenat sistema GLONASS

Actualment la UE està creant un sistema similar, anomenat Galileo, aquest serà compatible amb els dos anteriors.

ALTRES SISTEMES

Com funciona el sistema GPS?

Dades emitides pels satèl·lits

Recepció de les dades pels receptors GPS

Gestió de les dades pel receptor

Conceptes per entendre el funcionament:

• TRIANGULACIÓ

• CÀLCUL DE DISTÀNCIES

• MEDICIÓ DEL TEMPS

• CÀLCUL DE LA POSICIÓ

• CORRECCIÓ D’ERRADES

Com funciona el sistema GPS?

TRIANGULACIÓPer saber la nostra posició es triangula desde llocs de posició coneguda (els satèl·lits).

Es medeix la distància fins un satèl·lit, estem en una esfera de radi igual a la distància al satèl·lit.

Es medeix la distància a un segon satèl·lit. Ara estem en la intersecció de les dos circumferències.

Una medició a un tercer satèl·lit ens dona dos punts on es creuen les tres esferes. Un sobre la superfície de la terra i un fora, aquest segon es descarta.

CÀLCUL DE DISTÀNCIES

La fòrmula utilitzada està basada en la de la velocitat: velocitat es igual al espai recorregut en la unitat de temps.

distància =Velocidad x tiempo

Coneixem la velocitat de desplaçamnet (300.000 km/h)

Gràcies als rellotges de precisió el temps en fer el recorregut

L’espai recorregut és igual a la distància que ens separa del satèl·lit.

MEDICIÓ DEL TEMPS

La clau del sistema està en el temps.

Els satèl·lits disposen de rellotges atòmics i de cesi d’una gran precisió.

Els receptors no són tan exactes, per tant necessiten fer correccions, aquest és un dels motius pel qual és necesari al menys 4 satèl·lits per a obtenir la posició.

CÀLCUL DE LA POSICIÓCada receptor disposa d’unes dades, anomenades almanac, referides a la posició exacta de cada satèl·lit. Aquestes dades s’actualitzen automàticament.

**** Week 284 almanac for PRN-1 ************

ID: 1

Health: 0

Eccentricity: 6.04295730590820E-0003

Time of Applicability(s): 4.05504000000000E+0005

Orbital Inclination(rad): 9.82313394546509E-0001

Rate of Right Ascen(r/s): -7.76032305083163E-0009

SQRT(A) (m^1/2): 5.15358691406250E+0003

Right Ascen at TOA(rad): -1.49037361145020E+0000

Argument of Perigee(rad): -1.65418374538422E+0000

Mean Anom(rad): 2.18718028068542E+0000

Af0(s): 3.86238098144531E-0004

Af1(s/s): 3.63797880709171E-0012

week: 284

Dades d’un satèl·lit Receptor Garmin etrex.

CORRECCIÓ D’ERRADES

- La ionosfera y la troposfera provoquen retard en la recepció del senyal emés pels satèl·lits.

- Es produeixen rebots en objectes.

- La geometria dels satèl·lites influeix en l’errada: major quan més prop están entre sí els satèl·lits.

Major indeterminació

Menor indeterminació

DGPSSistema de correcció diferencial de la posició.

WASS en Estats Units, EGNOSS en Europa, MSAS en Japón.

Consta d’estacions fixes que corregeixen les errades i de diferents satèl·lites geoestacionaris que envíen la correcció al receptor.

Pantalla del receptor amb DGPS, en la barra d’estat apareix una D (diferencial) indicant que el sistema de correcció està en funcionament.