Sistema de Posicionamiento Global

G.P.S.

Integrantes:Contreras José 18.964.216

Márquez Daniel 20.141.438

Universidad de Los Andes.Facultad de Ingeniería.Escuela de Civil.

Sistema de Posicionamiento GlobalG.P.S.Sistema de radionavegación, desarrollado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos, basado en el espacio, que proporciona servicios fiables de posicionamiento, navegación, y cronometría gratuita e ininterrumpidamente a usuarios civiles en todo el mundo.

Sistema de Posicionamiento GlobalG.P.S.Presenta varias ventajas:Disponible a todo el que cuente con un receptor

del GPS.Proporciona la localización con precisión hasta de

centímetros (si se utiliza GPS diferencial).La hora exacta en cualquier momento.Sin importar las condiciones atmosféricas.Puede ser de día o de noche.En cualquier lugar del mundo.Sin límite al número de usuarios simultáneos.Servicio gratuito.

Cronología Histórica1957: la Unión Soviética lanzó al espacio el satélite Sputnik I, que era monitorizado mediante la observación del efecto Doppler de la señal que transmitía. La armada estadounidense rápidamente aplicó esta tecnología, para proveer sistemas de navegación.

1964: surgió el sistema TRANSIT, primer sistema de navegación por satélite en funcionar.

1967: queda disponible el sistema TRANSIT para uso comercial, las actualizaciones de posición, eran disponibles cada 40 minutos.

Finales de los 60th: se diseña una constelación de satélites, portando cada uno de ellos un reloj atómico y estando todos sincronizados con base en una referencia de tiempo determinado.

1973: se combinaron los programas de la Armada y el de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos , que posteriormente fue conocido como NAVSTAR GPS

Entre 1978 y 1985: se desarrollaron y lanzaron once satélites prototipo experimentales NAVSTAR, a los que siguieron otras generaciones de satélites, hasta completar la constelación actual.

1993: se declara a la constelación con «capacidad operacional inicial» en diciembre de ese año

1995: se declara a la constelación con «capacidad operacional total» en abril de ese año

Cronología Histórica

Cronología Histórica

Satélite TRANSIT-1ALanzamiento moderno (2005) de un

Satelite NAVSTAR de 2da Generación

Cronología HistóricaDebido a que el sistema GPS fue desarrollado principalmente para aplicaciones militares, errores de cronometraje (disponibilidad selectiva, "selective availability" – S/A) fueron aplicados a las señales de GPS, lo cual limitaba la precisión de posicionadores no militares.

La S/A global fue eliminada permanentemente en el año 2000, pero el servicio militar Estadounidense aún puede introducir errores en las señales en extensiones geográficas limitadas.

Descripción del SistemaEste sistema está constituido por tres segmentos: el segmento espacial, el segmento de control y el segmento del usuario. La Fuerza Aérea de los Estados Unidos desarrolla, mantiene y opera los segmentos espacial y de control.

Descripción del Sistema Segmento Espacial

Consiste en una constelación nominal formada por 24 satélites (21 operativos y 3 de respaldo) que transmiten señales unidireccionales que proporcionan la posición y la hora de cada satélite del GPS.

Segmento de ControlEstá formado por estaciones de seguimiento y control distribuidas por todo el mundo a fin de mantener los satélites en la órbita apropiada mediante maniobras de mando y ajustar los relojes satelitales.

Descripción del SistemaSegmento del Usuario

El segmento del usuario consiste en el equipo receptor del GPS que recibe las señales de los satélites del GPS y las procesa para calcular la posición tridimensional y la hora precisa.

Señales GPSLos satélites del GPS transmiten dos señales de radio de baja potencia, L1 (1575,43 MHz) y L2 (1227,6 MHz). Cada señal GPS contiene tres componentes de información repetitivo de cinco diferentes bloques con duración de 30 segundos:

El código pseudoaleatorio: identifica alsatélite que transmite su señal. (Bloque 1)

Los datos de efemérides: proporcionaninformación sobre la ubicación del satéliteen cualquier momento, y son parámetrosorbitales exclusivos de ese satélite y se utili-zan para calcular la distancia exacta del re-ceptor al satélite (Bloque 2 y 3)

Los datos de almanaque: contienen infor-mación sobre el estado del satélite, la fecha yhora actuales y la operatividad de cada saté-lite en relación al resto de satélites de la red.(Bloque 3 y4)

Para cada satélite, el tiempo es controlado por los relojes atómicos a bordo que son cruciales para conocer su posición exacta.

FundamentosEl funcionamiento del sistema GPS consiste en conocer las orbitas del grupo de satélites artificiales y tener una posición «x» a determinar. Si se miden al menos 3 distancias desde el punto «x» hasta 3 satélites diferentes, gracias a las señales de radio enviadas por los satélites que son captadas y decodificadas por receptores ubicados en los puntos cuya posición se desea encontrar, será posible calcular con exactitud las coordenadas del punto «x».

FundamentosTrilateración Satelital: Los satélites se convierten

en puntos de referencia en el espacio.1. Se toma la señal de un primer satélite, determinando la

distancia entre ambos, indicándonos que el receptor se encuentra ubicado dentro de la superficie de una esfera de radio R1

FundamentosTrilateración Satelital:2. Una segunda señal nos permite la intersección de dos esferas

creando un circulo resultante.

FundamentosTrilateración Satelital:3. Una tercera señal reduce el circulo de intersección a solo dos

puntos, del cual, uno de estos dos puntos es descartable por estar fuera del espacio.

FundamentosTrilateración Satelital:4. Una cuarta señal, permitiría calcular matemáticamente las

cuatro incógnitas x, y, z y tiempo.

FundamentosTrilateración Satelital: Esquema ofrecido por la

Agencia Espacial Europea (ESA)

FundamentosMedición de distancia desde los satélites:

Se calcula midiendo el tiempo de viaje de la señal de radio desde el satélite al receptor

D=distancia en kilómetrosv=velocidad de la señal de radiot=tiempo de viaje de la señal en segundos

Fuentes de ErrorErrores propios del satélite:

Errores orbitales o de efemérides: originado al desconocer con exactitud la posición del satélite. Afecta en la determinación de la posición del satélite con respecto a un sistema de referencia dado.

Errores del reloj: originados por variaciones en los relojes atómicos. Genera un diferencial del tiempo entre el sistema del satélite y el sistema del receptor.

Errores de configuración geométrica: se genera cuando la posición relativa entre satélites no forman ángulos agudos.

Fuentes de ErrorErrores originados por el medio de propagación:

Error por ruta múltiple: se origina cuando la señal de un satélite llega al receptor por dos o mas trayectorias diferentes, generando error en la lectura de datos.

Fuentes de ErrorErrores en la Recepción: Son dependientes del modo de medición y del tipo de receptor, estos son:

El ruido.

Centro de fase la antena

Errores del reloj oscilador

Error de disponibilidad selectiva (S/A), mencionado

anteriormente.

Referencias Bibliográficas(s.a.) (s.f). [Página web en Línea]. Disponible: http://www.efdeportes.com/efd9/gps.htm [Consulta: 2014.

Junio 15]Agencia Europea Espacial (s.f.). Cómo funciona el sistema de Posicionamiento Global [Diagrama en Línea].

Disponible: http://enciende.cosce.org/boletin/index.asp?item=52 [Consulta: 2014. Junio 18]Casanova Matera, L (2002). Capítulo X: Sistemas de Posicionamiento Global (Comp.), Topografía Plana

[Libro en Línea]. Universidad de Los Andes, Facultad de Ingeniería, Departamento de Vías, Mérida-Venezuela. Disponible: http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/lnova/ [Consulta: 2014. Junio 15]

Casanova Matera, L (2004). Curso de GPS Diferencial [Documento en Línea]. Disponible: http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/lnova/ [Consulta: 2014. Junio 15]

Cuartero, F (2012). El Sistema de Posicionamiento Global. GPS [Artículo en Línea]. Hablando de Ciencia. Disponible: http://www.hablandodeciencia.com/articulos/2012/06/05/el-sistema-de-posicionamiento-global-gps/ [Consulta: 2014. Junio 15]

Fernández Sánchez, P. (2012). ¿Cómo funciona un navegador GPS? [Artículo en Línea]. Boletín ENCIENDE. Disponible: http://enciende.cosce.org/boletin/index.asp?item=52 [Consulta: 2014. Junio 18]

Fuerza Aérea de los Estados Unidos de América (1964). Transit-1A [Fotografía en Linea de Dominio Publico]. Disponible: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Transit-1A.jpg [Consulta: 2014. Junio 15]

Geological Survey Of Iran (s.f). [Diagrama en Línea]. Disponible: http://www.gsi.ir/Images/Other/gps.jpg [Consulta: 2014. Junio 15]

Global Positioning System (GPS) (s.f). [Página web en Línea]. Disponible: http://www.gps.gov/spanish.php [Consulta: 2014. Junio 15]

Instituto Nacional de Estadística y Geografía de México (s.f). [Página web en Línea]. Disponible: http://www.inegi.org.mx/geo/contenidos/geodesia/gps.aspx?dv=c1 [Consulta: 2014. Junio 15]

Rey, J. R. (2012). El Sistema de Posicionamiento Global – GPS [Artículo en Línea]. Universidad de Florida, Extensión IFAS. Disponible: http://edis.ifas.ufl.edu/in657 [Consulta: 2014. Junio 15]

VenAventours (s.f). [Página web en Línea]. Disponible: http://venaventours.com/GPS1.asp [Consulta: 2014. Junio 15]

Wikipedia, La Enciclopedia Libre (2003). Sistema de posicionamiento global (Versión del 03:09 8 jun 2014). Disponible: http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_posicionamiento_global [Consulta: 2014. Junio 15]

Wikipedia, La Enciclopedia Libre (2007). ConstellationGPS.gif [Simulación en Línea]. Disponible: http://en.wikipedia.org/wiki/File:ConstellationGPS.gif [Consulta: 2014. Junio 15]