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MODULO III: GNSS
CARRERA DE ESPECIALIZACION TECNOLOGIAS DE LA INFORMACION GEOGRAFICA (TIG)
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MODULO III: GNSS
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Sistema Global de Navegación por SatéliteGlobal Navigation Satellite System (GNSS)
GPS es la solución para una de las incógnitas más antiguas
que se planteó el hombre: ¿en
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que se planteó el hombre: ¿en qué lugar de la Tierra me
encuentro?
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¿Qué es un Sistema GNSS?
Un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS, en su acrónimo inglés) es una constelación de satélites que transmite rangos de
señales utilizados para el posicionamiento y localización en cualquier parte del globo terrestre, ya sea en tierra, mar o aire.
Estos permiten determinar las coordenadas geográficas y la altitud de un punto dado sobre la Tierra , como resultado de la recepción de
señales provenientes de los satélites artificiales para fines de navegación, transporte, geodésicos, hidrográficos, agrícolas, y otras
actividades.
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Sistemas en Funcionamiento o Desarrollo
GLONASS (Rusia)
NAVSTAR-GPS (USA)
GNSS
Otros sistemas de navegación satelital están en
proceso de desarrollo son:
Otros sistemas de navegación satelital están en
proceso de desarrollo son:
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GALILEO (Europa)
Beidou
(China)
GNSS
QZSS (Quasi-ZenithSatellite System) de
Japón
IRNSS (IndianRegional NavigationSatellite System) de
India.
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La Historia de los Sistema GNSS
Avances en cohetería (bombas volantes alemanas V-1 y V-2) y radio comunicaciones (radar) durante la Segunda Guerra
Mundial.
Es innegable el claro origen militar de esta tecnología…
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En 1957 la URSS lanza el satélite Sputnik, monitoreado por efecto Doppler
En 1964 la Armada estadounidense provee a su flota un sistema de navegación para observaciones de posiciones actualizadas y
precisas (sistema TRANSIT).
En 1973 se fusionan desarrollos de la Armada y fuerza Aérea estadounidenses y adoptan una señal modulada con un código
de ruido pseudo-aleatorio (PRN = Pseudo-Random Noise)
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La Historia de los Sistema GNSS
Entre 1978 y 1985 se desarrollaron y lanzaron once satélites del sistema NAVSTAR-GPS.
… pero su desarrollo actual es mayor en el campo de las aplicaciones civiles.
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En 1982 la URSS comienza a lanzar los satélites de su constelación GLONASS.
El sistema NAVSTAR-GPS toma «capacidad operacional inicial» en 1993 y adquiere «capacidad operacional total» en 1995.
En 2002 se elimina la disponibilidad selectiva (error inducido)
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NAVigation Systemand Ranging -
Global Position El sistema es
Entre 1978 y 1985 se desarrollaron y
lanzaron once satélites prototipo
El Sistema NAVSTAR-GPS
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Global Position System, es un
sistema de radionavegación
basado en satélites que utiliza
mediciones de distancia precisas de satélites GPS
para determinar la posición
(coordenadas geográficas) y la
hora en cualquier parte del mundo.
El sistema es operado por el
Departamento de Defensa del
Gobierno de los Estados Unidos, y
es el único sistema de navegación por
satélite completamente
operativo a fecha actual.
Está formado por una constelación
de 27 (24 operativos y 3 de reserva) satélites
que se mueven en órbita a 20.000 km aproximadamente, alrededor de seis planos con una
inclinación de 55°.
satélites prototipo experimentales
NAVSTAR, a los que siguieron otras
generaciones de satélites, hasta
completar la constelación actual Fue declarada con
«capacidad operacional inicial»
en diciembre de 1993 y con «capacidad
operacional total» en abril de 1995.
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El Sistema GLONASS
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Es un Sistema Global de
Navegación por Satélite (GNSS)
desarrollado por Rusia y que
representa la contrapartida al
GPS estadounidense. El primer satélite se lanzó en 1982 y
operativo en 1996.
Consta de una constelación de 24
satélites (21 en activo y 3 satélites
de repuesto) situados en tres planos orbitales
con 8 satélites cada uno y siguiendo
una órbita inclinada de 64,8°.
La constelación de GLONASS se mueve en órbita alrededor de la tierra con una
altitud de 19.100 kilómetros y tarda aproximadamente
11 horas y 15 minutos en
completar una órbita.
El sistema está a cargo del
Ministerio de Defensa de la
Federación Rusa y los satélites son lanzados desde
Kazajistán.
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El Sistema GALILEO
Es la iniciativa de la Comprende una
Galileo será
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Es la iniciativa de la Unión Europea y la
Agencia Espacial Europea, que
acordaron desarrollar un
sistema de última generación y
alcance mundial propio, que brindara un servicio de
ubicación preciso y garantizado, bajo
control civil.
Comprende una constelación de 30 satélites divididos
en tres órbitas circulares, a una
altitud de aproximadamente
24.000 Km, que cubren toda la superficie del planeta. Éstos
estarán apoyados por una red mundial de estaciones terrestres.
El primer satélite fue lanzado en
2005 y se espera que el sistema esté
completamente operativo a partir
de 2011. Cada plano tiene un
satélite de reserva activo, capaz de
reemplazar a cualquier satélite que falle en ese
plano.
Galileo será compatible con la
próxima generación de
NAVSTAR-GPS que estará operativa
antes del 2012. Los receptores podrán
combinar las señales de 30
satélites de Galileo y 28 del GPS,
aumentando la precisión de las
medidas.
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Ofrecerá dos tipos de servicios: el
A diferencia de los sistemas GPS,
El Sistema BEIDOU/COMPASS
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Es un proyecto desarrollado por
la República Popular de China para obtener un
sistema de navegación por
satélite. "Beidou" es el nombre chino para la
constelación de la Osa Mayor.
de servicios: el primero será
abierto y podrá dar una posición con un
margen de 10 metros de distancia;
el segundo será autorizado solo
para determinados clientes y ofrecerá
servicios más precisos y con
mayores medidas de seguridad.
sistemas GPS, GLONASS y GALILEO utilizan satélites en
órbitas bajas y ofrecen servicio
global, Beidou usa satélites en órbita
geoestacionaria. Esto implica que el sistema no requiera una gran
constelación de satélites, pero limita su cobertura sobre la tierra a los satélites
que son visibles.
China está también
asociada con el proyecto
Galileo de la Unión Europea.
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¿Qué es GPS?
El Sistema de Posicionamiento Global (GPS): esuna Constelación de Satélites orbitando laTierra mantenidos por el Gobierno de losEstados Unidos con el propósito de definirposiciones geográficas sobre la superficie de laTierra.
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Tierra.
Se compone de tres segmentos:
Segmento del Usuario
Segmento de Control
Segmento Espacial
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Los Vehículos Satelitales del GPS
• El primer satélite GPS es enviado en 1978
• La constelación se completó en 1994
• Vida útil de los Satélites: unos 10 años
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• Vida útil de los Satélites: unos 10 años
• Pesan aproximadamente 2000 libras y tienen 17 pies de largo
• El poder de transmisión es de solamente 50 watts o menos
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Segmento Espacial
• Satélites 24 + 3 de repuesto – Forman 6 planos orbitales– Las órbitas poseen 55° de
inclinación
– Cada plano tiene 4-5 satélites– Transmisión y tiempo de
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– Transmisión y tiempo de información sobre 2 frequencias.
– La Constelación tiene repuestos
• Orbita muy alta• 20,200 km• 1 revolución en aprox. 12 hrs• Viaja aprox. 7,000mph
• Transmiten señales unidireccionales • Proporcionan la posición y la hora de
cada satélite.
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Segmento de Control
• El segmento de control estáformado por estaciones deseguimiento y control.• Se hallan distribuidas por todo elmundo.
• Su misión es mantener lossatélites en la órbita apropiadamediante maniobras de mando yajustar los relojes satelitales.
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Corrige errores de órbita y relojCrea nuevo mensaje de
Segmento de Control
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5 Estaciones Monitoras
Crea nuevo mensaje de
navegación
Observación
Efímera y reloj
Falcon AFB
Estación de envío
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Segmento del Usuario
Consiste en el equipo receptor de las señales de los satélites del sistemaGNSS, las procesa para calcular la posición tridimensional y la hora precisa.
Existe una amplia y variada gama de receptoresen función al tipo de aplicación al que serádestinado y el medio donde actuará:
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destinado y el medio donde actuará:
Terrestre
Marítimo
Aéreo
Geodesia/Topogra
fía
Operaciones
militares
Salvamento y
Rescate
Recreación/depo
rte
Transporte y Logística
Navegación
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Segmento
Espacial
La efímera actual es
transmitida a los
usuarios
Aplicaciones de los GNSS
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usuarios
Estaciones MonitorasDiego García
Islas Ascención
Kwajalein
Hawaii
Colorado Springs
Control de GPSColorado Springs
Usuario
Final
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Segmento del Usuario
Marítimo
Aéreo
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Terrestre
Aéreo
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http://www.gps.gov/spanish.html
¿Dónde leer más sobre GPS?
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Aplicaciones de los GNSS
Son muy diversas (desde las catastrales hasta recreación)
Requieren de diferentes grados de precisión (+/- 20 metros a precisiones submétricas)
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Predominan las de tipo “civil” frente a las de uso “militar”
Tendencia a ofrecer mayor y mejores prestaciones en el campo civil
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Aplicaciones de los GNSS
Navegación terrestre (vehicular y peatonal), marítima y aérea
Teléfonos móviles
Topografía , Cartografía y Geodesia
Agricultura de precisión
Localización de fauna en riesgo
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Localización de fauna en riesgo
Operaciones de Salvamento y Rescate
Deporte, campamento y turismo (Geocaching)
Trabajos de campo en actividades científicas
Rastreo y recuperación de vehículos
Deportes Aéreos: Parapente, Ala delta, Planeadores, etc.
Sistemas de gestión y seguridad de flotas
Inventarios y relevamientos en campo
Algunas de las más comunes son ….
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Militares
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Agricultura
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Obras /Infraestructura
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Recreativos
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Navegación
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Trabajos de campo y científicos
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Transporte
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Software’s para Tratamiento de Datos GPS
Productos con licencia
No Profesionales
- Compe GPS Land- Ozi Explorer- Touratech Quo-Vadis- ExpertGPS
Profesionales
- Pathfinder GPS (TRIMBLE)
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–
- Pathfinder GPS (TRIMBLE)- GPS Analyst for ArcGIS (TRIMBLE)- MobileMapper 6 Office (MAGELLAN)- Map Source (GARMIN)
Productos libres/gratuitos
EasyGPS –OkMap –
DNR Garmin –GPS Babel –GPS Utility –
TrackMaker –
-
Software’s para Tratamiento de Datos GPS
Para buscar más en …
- http://www.maps-gps-info.com/gp.html
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- http://www.gisdevelopment.net/downloads/gps/index.htm
- http://www.elgps.com/
- http://gpsinformation.net/
- http://www.colorado.edu/geography/gcraft/notes/gps/gps_f.html