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MANUAL DE PROCEDIMIENTOS

PROCESAMIENTO DE DATOS GPS CINEMATICO AEROTRANSPORTADO

GRUPO INTERNO DE TRABAJO IMÁGENES GEOESPACIALES

Cód. P30300-01/15.V2

Fecha Octubre de 2015

TABLA DE CONTENIDO

Nº de pág.

1. OBJETIVO ........................................................................................................................................ 1

2. ALCANCE ......................................................................................................................................... 1

3. RESPONSABILIDADES ................................................................................................................... 1

3.1 DE LA SUBDIRECCIÓN DE GEOGRAFÍA Y CARTOGRAFÍA ......................................................... 1

3.2 DEL GRUPO INTERNO DE TRABAJO IMÁGENES GEOESPACIALES ......................................... 1

3.3 DEL GRUPO INTERNO DE TRABAJO GEODESIA ........................................................................ 2

4. GLOSARIO ....................................................................................................................................... 2

5. NORMAS ........................................................................................................................................ 11

5.1 LEGALES ........................................................................................................................................ 11

5.2 TÉCNICAS Y/O RELACIONADAS ................................................................................................. 11

5.3 DE PROCEDIMIENTO, LINEAMIENTOS O POLITICAS DE OPERACIÓN .................................. 11

6. FORMATOS, REGISTROS Y REPORTES .................................................................................... 20

7. PROCEDIMIENTO - PASO A PASO .............................................................................................. 20

8. ANEXOS ......................................................................................................................................... 22




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1. OBJETIVO

Describir la forma de realizar el procesamiento, almacenamiento y reporte de las coordenadas registradas por el GPS cinemático aerotransportado y la determinación de la orientación espacial del punto central de las imágenes aerofotográficas digitales, mediante el cálculo y ajuste de la trayectoria del vuelo fotogramétrico para que estas, sean empleadas como insumo en el proceso de aerotriangulación dentro del proceso cartográfico.

2. ALCANCE

Aplica a la Subdirección de Geografía y Cartografía, al Grupo Interno de Trabajo GIT Imágenes Geoespaciales, quien se encarga del procesamiento de datos GPS como tal y utiliza los datos obtenidos del proceso para realizar la aerotriangulación de los proyectos cartográficos a cargo de la Subdirección de Geografía y Cartografía. Inicia con la recepción de la documentación recolectada durante la toma de imágenes para el proceso de pos-procesamiento de datos GPS e INS y finaliza con la entrega de las coordenadas para los centros de proyección y ángulos de orientación de cada una de las imágenes aerofotográficas.

3. RESPONSABILIDADES

3.1. DE LA SUBDIRECCIÓN DE GEOGRAFÍA Y CARTOGRAFÍA

Asesorar y proponer a la Dirección General y a las instancias pertinentes, las políticas, reglamentos, planes, programas, proyectos y procesos para la producción, actualización y mantenimiento de información, productos y servicios geodésicos, fotogramétricos, cartográficos y geográficos del país.

Diseñar, proponer y actualizar, conjuntamente con las dependencias competentes, las normas y especificaciones técnicas, los procedimientos y estándares para regular la producción de información geodésica, fotogramétrica, cartográfica y geográfica básica oficial.

Dirigir y ejecutar el diseño, establecimiento y administración de los Sistemas Nacionales de Referencia geodésico, gravimétrico y geomagnético del país.

Dirigir y ejecutar los levantamientos de campo para proyectos relacionados con fotocontrol, demarcación fronteriza, georreferenciación y topografía, de acuerdo con los planes de producción de cartografía y las solicitudes de usuarios internos y externos.

Dirigir y realizar los levantamientos aerofotogramétricos, de acuerdo con estándares de calidad y criterios de cubrimiento del territorio nacional para las escalas requeridas en la producción de cartografía básica del país.

Implementar y mantener actualizado el sistema de información geográfica para la producción y el suministro de productos geodésicos, fotogramétricos, cartográficos y geográficos de su competencia, en el Sistema de Información Geográfica del IGAC - SIGAC.

Apoyar el desarrollo de la Infraestructura Colombiana de Datos Espaciales ICDE en temas cartográficos y geográficos.

3.2. DEL GRUPO INTERNO DE TRABAJO IMÁGENES GEOESPACIALES

Elaborar los diseños de vuelo para el desarrollo de los levantamientos aerofotogramétricos, de acuerdo con criterios de calidad y cubrimiento del territorio nacional y las escalas requeridas para la producción de cartografía básica.

Efectuar los procesos de toma de aerofotografía, adquisición de imágenes provenientes de sensores remotos y aerotriangulación.




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Procesar la información de coordenadas proveniente del sistema cinemático de navegación utilizado en la toma de imágenes aerofotográficas.

Procesar y hacer el control de calidad de las fotografías aéreas, con el fin de garantizar la calidad del insumo y el cumplimiento de especificaciones técnicas para la producción de cartografía básica.

Validar los datos entregados por la misión de vuelo junto con los datos de la(s) estación(es) base GPS entregadas por la Coordinación del GIT Geodesia para el procesamiento de la información.

Realizar el procesamiento, almacenamiento y reporte de las coordenadas de los centros de las aerofotografías digitales y los ángulos de orientación espacial.

Generar el informe de cálculo y los resultados del proceso para la memoria técnica.

Mantener actualizados los certificados de calibración de los equipos de toma y calcular los ángulos de desalineación-Boresight.

3.3. DEL GRUPO INTERNO DE TRABAJO GEODESIA

Procesar la información de las Redes Nacionales de referencia y de los demás proyectos geodésicos del orden nacional.

Asegurar el rastreo a un (1) segundo de la estación o estaciones GPS cercanas al área de toma del vuelo fotogramétrico.

Programar y ejecutar el cálculo de coordenadas de la(s) estación(es) base GPS.

4. GLOSARIO

AEROControl Sistema para la determinación precisa de la posición y altitud de un sensor aerotransportado, que se encuentra en capacidad de determinar la posición de los centros de proyección y los ángulos omega, phi y kappa (Rotación en los ejes X Y y Z) de la cámara aerotransportada.

Aerofotografía o fotografía aérea

Imagen de la superficie terrestre captada mediante el empleo de máquinas fotográficas instaladas a bordo de diversos medios aéreos.

AEROOffice Programa de procesamiento de datos para el sistema AEROcontrol. Proporciona todas las funciones necesarias para dirigir y evaluar los datos recogidos del GPS y de la IMU.

Altura Distancia vertical entre una superficie de referencia y el punto geodésico o punto a determinar; si la superficie de referencia es el nivel medio del mar se conoce como altitud.

Altura elipsoidal Distancia vertical entre el elipsoide y un punto geodésico o punto a determinar, medida a lo largo de la normal al elipsoide que pasa por el punto de interés.

Altura ortométrica Distancia vertical entre la superficie física de la tierra y la superficie del geoide. Esta distancia se mide a lo largo de la línea de la plomada, la cual es la curva que es tangencial a la dirección de la gravedad en cualquier punto. Son también consideradas alturas sobre el nivel medio del mar.

Altura de vuelo Altura absoluta respecto al nivel medio del mar.

Altura de vuelo sobre el terreno

Altura que hay entre el avión y altura promedio del terreno a fotografiar.




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Calculo diferencial para GPS Proceso basado en el uso de técnicas de alta precisión que incluyen: periodos de observación muy largos o reocupación de puntos, medidas de fase, determinación de las ambigüedades de ciclo, y a veces, uso de receptores de dos frecuencias y/o código P. El GPS diferencial se basa en la casi cancelación de la mayoría de errores (naturales e intencionados) que afectan a las medidas GPS mediante el uso simultaneo de dos receptores cercanos que reciben señales de satélites que, en una buena aproximación, se han propagado a través del mismo trayecto.

Cámara digital Dispositivo o instrumento fotográfico utilizado para capturar imágenes, cuyo tamaño se mide en pixeles. Posee un dispositivo CCD (charged coupled device) para capturar las imágenes. Pueden tomar varias bandas:

RGB Color, PAN Pancromática y NIR Infrarroja.

Coordenadas geocéntricas o cartesiana elipsoidal

Distancias proyectadas sobre el eje Y, X y Z, entre el centro de la tierra y un punto de la superficie terrestre. El eje X está sobre el plano ecuatorial y su orientación corresponde con el meridiano de Greenwich. El eje Y está sobre el plano ecuatorial y a 90° del eje X según la regla de la mano derecha. El eje Z coincide con el eje de rotación terrestre, es positivo hacia el polo norte y negativo hacia el polo sur.

Coordenadas geográficas, geodésicas o elipsoidales

Expresan todas las posiciones sobre la tierra usando dos de las tres coordenadas de un sistema de coordenadas esféricas que está alineado con el eje de rotación de la tierra. Este define dos ángulos medidos desde el centro de la tierra: la latitud y la longitud.

Coordenadas planas Gauss-Krüger

Coordenadas planas proyectadas sobre los ejes X y Y, Norte y Este en la proyección Gauss-Krüger.

SU

Sensor Unit

Dispositivo para la toma de las imágenes digitales o instrumento fotográfico utilizado para capturar imágenes, cuyo tamaño se mide en píxeles. Posee dispositivos CCD (charged coupled device) para capturar las imágenes. Pueden tomar varias bandas: RGB Color, PAN Pancromática y NIR Infrarroja.

CCNS4

Computer Controlled Navigation System 4th Generation

El sistema de navegación controlado por computador de 4th generación es un conjunto de equipos que permite controlar vuelos con fines cartográficos de acuerdo con un diseño de vuelo previamente elaborado. El CCNS4 trabaja en interfase con sensores aerotransportados (por ejemplo cámaras, lidar, radar), unidades de medida inercial IMU y GPS.

Datum Orientación y ubicación del elipsoide asociado a un sistema coordenado (X, Y, Z), si éste es geocéntrico se tendrá un datum Geodésico Geocéntrico o Global; Si es local se tendrá un datum Geodésico Local. Estos últimos también se conocen como datum horizontales, dado que la determinación de la altura (H) de los puntos es independiente de sus coordenadas horizontales (φ, λ). Un datum geodésico geocéntrico permite establecer las coordenadas para un punto con respecto a la misma superficie de referencia, el elipsoide. En éstos, la tercera coordenada se conoce como altura geodésica o elipsoidal (h).

Dirección de pos procesamiento hacia

adelante (forward)

Cálculo de las posiciones de un levantamiento cinemático en el intervalo de tiempo definido (ejemplo, 0.5 segundos) en el mismo sentido de la dirección de vuelo.




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Dirección de pos procesamiento hacia atrás (reverse)

Cálculo de las posiciones de un levantamiento cinemático en el intervalo de tiempo definido (ejemplo, 0.5 segundos) en el sentido contrario a la dirección de vuelo.

Distancia focal Distancia ortogonal desde el centro perspectivo de la cámara al plano de la imagen.

Efecto de multicamino (multipath)

Es aquel que se presenta por la reflexión difusa o reflejada de la señal satelital por superficies ubicadas en el entorno de la antena GPS, de forma tal que, el receptor registra señal directa e indirecta (reflejada). Los efectos de multicamino generan dificultades en la solución de ambigüedades y por lo tanto baja precisión de los resultados. En posicionamiento estático estos efectos presentan normalmente períodos desde 30 segundos hasta una hora, mientras que en posicionamiento cinemático (objetos en movimiento) aparecen esporádicamente, dado el cambio continuo de las condiciones del entorno en el que se hace la medición. Ya que el multicamino no puede eliminarse, se recomienda adelantar dos campañas de posicionamiento que garanticen una constelación satelital completamente diferente entre una y otra.

Efemérides Conjunto de datos que describen la posición de un satélite de posicionamiento satelital como una función de tiempo.

Elipsoide de referencia Superficie matemática aproximada al geoide cuya dimensión y orientación se definen de tal manera que se ajuste óptimamente al geoide en una región o a nivel global. Es la superficie de referencia para la definición de coordenadas (posiciones) horizontales, no incluye referencia física para las alturas.

Época de referencia Año y mes en el cual fueron calculadas las coordenadas de los puntos geodésicos

Época de observación Periodo de tiempo en la cual se hizo el rastreo GPS en la toma de aerofotografías.

Error GPS La diferencia entre distancia medida y predecida es el error en la señal GPS. Si un receptor se encontrase situado en un punto de coordenadas conocidas, podría predecirse las distancias geométricas a los satélites GPS y comparar éstas con las medidas de seudodistancia efectuadas por el mismo receptor.

Error medio cuadrático (RMS) Medida estadística que se emplea para evaluar la exactitud en posición. Y es el error que presentan las coordenadas Xa , Ya de un punto en el producto, respecto a sus propias coordenadas provenientes de una fuente independiente de mayor precisión Xt ,Yt.

Escala Concepto fundamental en las representaciones gráficas bien sean, mapas, cartas, fotografías, planos, croquis entre otros, se define como la relación matemática que hay entre las dimensiones reales y el dibujo en un plano.




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Escala de fotografía aérea En cámaras análogas es la relación que hay entre la distancia focal (df) de la cámara con que se tomó la fotografía y la altura de vuelo del avión sobre el terreno (H). Escala 1/E = df/H. En cámaras digitales se calcula en distancia de muestras del terreno (GSD) o resolución sobre el terreno y no en escala fotográfica. La altura del vuelo, la longitud focal y el tamaño en píxeles de los sensores de cámara digital son el parámetro que se utiliza para el cálculo de la resolución sobre el terreno (GSD).

Estación Base GPS Coordenadas y rastreo de un punto específico de la superficie terrestre generado con equipos GPS de alta precisión y que sirve como apoyo para el cálculo de la posición exacta de un equipo GPS en movimiento, ésta puede ser una de las estaciones de rastreo continuo a lo largo de Colombia o una estación GPS pasiva en el terreno.

Estación GPS de funcionamiento continuo

Punto geodésico de referencia materializado por un receptor de posicionamiento satelital de doble frecuencia que opera permanentemente. Su precisión corresponde con la de un punto de referencia. Cuenta con coordenadas definidas en la época del marco de referencia, pero también proporciona coordenadas semanales instantáneas (actuales).

Estación GPS pasiva

Punto geodésico de referencia materializado por un monumento o capturado con equipos GPS de precisión, cuyas coordenadas están definidas en la época del marco de referencia.

Evento fotográfico Disparo realizado con la cámara digital de Vexcel UltracamD que se hace en un instante dado.

Exactitud Grado de aproximación de una magnitud a un valor libre de errores sistemáticos.

Formato kml

Keyhole Markup Language

Lenguaje de marcas de Keyhole es un formato de archivo para la creación de modelos y el almacenamiento de funciones geográficas como puntos, líneas, imágenes, polígonos y modelos que se mostrarán en Google Earth.

Formato ASCII

American Standard Code for Information Interchange

Formato de almacenamiento general que guarda los datos mediante texto simple. Puede ser leído por cualquier tipo de ordenador y por cualquier sistema sin necesidad de utilizar programas específicos. Archivos de texto plano ASCII son los archivos HTM, HTML y los documentos txt.

Formato .nov Lenguaje crudo del rastreo de datos coordenados del GPS aerotransportado marca Novatel.

Fotocontrol Determinación de la posición horizontal y/o vertical de puntos localizados en terreno que pueden ser identificados claramente sobre fotografías aéreas mediante procedimientos de campo, los cuales sirven de apoyo para la restitución fotogramétrica del proceso de producción cartográfica.

Fotografía digital, Aerofotografía

Fotografía que puede ser desplegada y manipulada en un computador, obtenida en la toma o a partir del escaneo de la misma.

Georreferenciación Proceso utilizado para relacionar la posición de un objeto o superficie en el plano (coordenadas x, y) en un archivo raster (imagen, pixel) o vectorial (líneas, puntos y polígonos) con su posición real en la superficie terrestre.




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GPS

Global Positional System

Sistema de navegación por satélite que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, un vehículo o una nave con una precisión hasta de centímetros, utiliza la constelación de satélites NAVSTAR administrada por el Departamento de Defensa de los Estado Unidos, como sistema de referencia para la determinación de posición.

GPS cinemático

Levantamiento GPS cuya antena está en movimiento. Procedimiento que mediante el uso del GPS en el avión provee coordenadas del centro de cámara en el momento de cada exposición.

GrafNav Software para el pos proceso de información GPS levantada en modo estático o cinemático.

GRS80

Geodetic Reference System 1980

Elipsoide de referencia geocéntrico (El centro del elipsoide corresponde con el centro de masas terrestre) definido y adoptado por la Unión Internacional de Geodesia y Geofísica (IUGG) en 1980 y asociado al ITRS. Tiene los siguientes parámetros físicos: a = 6 378 137 m (Semieje mayor), f = 1 / 298,25722 (Aplanamiento), GM = 398 600,5 x 109 m3 s-2 (constante gravitacional geocéntrica), J2 = 1082,63 x 10-6 (factor de aplanamiento dinámico), ω= 7,292 115 x 10-5 rad s-1 (velocidad de rotación terrestre).

IGS

International GNSS Service

Servicio de la Asociación Internacional de Geodesia (IAG) encargado de calcular, mantener y proporcionar toda aquella información relevante para el posicionamiento GPS de alta precisión.

IMU

Inertial Measurement Unit

Dispositivo para la determinación de ángulos de giro en los ejes (X, Y, Z) en el momento exacto de la captura de la imagen digital, está compuesto por tres acelerómetros, tres giroscopios de fibra óptica y un preprocesador electrónico de señales. El IMU provee una alta precisión en la medición de ángulos y velocidad con un ritmo de actualización de 64 a 128 Hz.

ITRF(año)

Marco Internacional de Referencia Terrestre

International Terrestrial Reference Frame

Es la materialización del ITRS. Está conformado por las coordenadas cartesianas geocéntricas (X, Y, Z) y las velocidades (Vx, Vy, Vz) de un conjunto de estaciones observadas con técnicas geodésicas espaciales, sus unidades son expresadas en el sistema internacional de unidades SI. Los últimos dígitos están asociados a la época de referencia para la cual son válidas sus coordenadas. Por ejemplo, ITRF94 indica que éste conjunto de coordenadas son válidas para el 1 de enero de 1993. En la actualidad existen: ITRF88, ITRF89, ITRF90, ITRF91, ITRF92, ITRF93, ITRF94, ITRF96, ITRF97, ITRF2000.

ITRS

Sistema Internacional de Referencia Terrestre International Terrestrial Reference System

Modelo matemático de referencia definido por el Servicio Internacional de Rotación Terrestre y Sistemas de Referencia (IERS: International Earth Rotation and Reference Systems Service) de la Asociación Internacional de Geodesia (IAG) y la Unión Internacional de Astronomía (IAU). Es un sistema geocéntrico (su origen de coordenadas [X, Y, Z] coincide con el centro de masas terrestre, incluyendo atmósfera y océanos), su tiempo corresponde con el tiempo geocéntrico coordinado (TCG: Geocentric Coordinate Time) y no presenta residuales en la rotación con respecto a los movimientos horizontales de la corteza terrestre. Su eje Z coincide con el eje de rotación terrestre, el eje X está sobre el plano ecuatorial y su dirección apunta al meridiano de Greenwich, el eje Y también está sobre el plano ecuatorial y forma un sistema de mano derecha.




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KAR Kinematic Ambiguity Resolution

Estrategia para la resolución de ambigüedades en levantamientos cinemáticos (antena GPS en movimiento).

Latitud Distancia que hay desde un punto de la superficie terrestre hasta el Ecuador. Proporciona la localización de un lugar al norte o al sur del Ecuador, se expresa con medidas angulares que van desde 0° en el Ecuador hasta 90° en los polos. Las líneas que la definen se llaman paralelos y son círculos paralelos al Ecuador.

Levantamiento Cinemático GPS

Levantamiento GPS cuya antena está en movimiento. Procedimiento que mediante el uso de una antena GPS instalada en el avión, provee coordenadas al centro de cámara en el momento de cada exposición.

Lever Arms

Son las distancias existentes entre los diferentes instrumentos que componen el sistema de captura de aerofotografías digitales. Es decir, entre el IMU y el GPS; entre el IMU y el centro de proyección de la cámara y entre el IMU y la plataforma giroestabilizada.

Longitud

Ángulo a lo largo del Ecuador desde cualquier punto de la Tierra. Proporciona la localización de un lugar al este o al oeste de una línea norte-sur denominada meridiano de referencia (Greenwich), se expresa en ángulos que van de 0° en Greenwich a 180° en la línea internacional de cambio de fecha.

MAGNA-ECO MAGNA-Estación Continua. Red de estaciones de funcionamiento continuo, que constituyen el marco de referencia MAGNA.

MAGNA-SIRGAS

Marco Geocéntrico Nacional de Referencia

Es la densificación de SIRGAS, y por tanto del ITRF en Colombia. Sus coordenadas están dadas en SIRGAS95 o ITRF94, época 1995.4, está constituida por estaciones pasivas y de funcionamiento continuo.

Marco de referencia Red de precisión máxima que realiza o materializa un sistema de referencia. Está conformado por un conjunto de puntos, cuyas coordenadas han sido definidas sobre el sistema de referencia que materializa. Red y marco de referencia son sinónimos.

Masa o nube de puntos Puntos cuyas coordenadas X, Y, y Z son conocidas. Se utilizan en la creación de DTM o DEM.

Modelo Digital del Terreno (DTM)

Representación espacial (coordenadas X, Y, Z) de las elevaciones del terreno (a piso). Su distribución puede ser regular (malla de puntos) o irregular (red irregular de triángulos).

Modelo Digital de Elevación (DEM)

Representación espacial (coordenadas X, Y, Z) de las elevaciones de la superficie terrestre (copas de árboles, techos de construcciones, terreno en general, etc.). Su distribución puede ser regular (malla de puntos) o irregular (red irregular de triángulos).

Nivelación GPS Determinación de la altura elipsoidal (h) de un punto geodésico mediante la medición de distancias o variación de distancias entre satélites y puntos terrestres. Su combinación con un geoide (N) proporciona la altura ortométrica (Ho) mediante Ho = h – N; su combinación con un cuasi-geoide (ξ), proporciona la altura normal (Hn) mediante Hn = h - ξ




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Offset del centro de fase Discrepancia entre el centro de fase electrónico y el centro mecánico de una antena GPS. Las mediciones de fase de las ondas portadoras se refieren al centro de fase electrónico de la antena en tanto que, el pos procesamiento de las observaciones utiliza un centro de fase medio que coincide con su centro mecánico. La diferencia (offset) entre estos centros se determina mediante la calibración de la antena.

Orientación absoluta Establece la relación geométrica entre el modelo estereoscópico y el terreno, mediante la utilización de los puntos de control con los cuales se establece nivelación y escala al modelo a partir de una serie de puntos con coordenadas conocidas dentro del sistema de referencia MAGNA-SIRGAS. Proceso por el cual se realiza la identificación de los puntos de apoyo en el modelo.

Orientación espacial

Determinación de la posición exacta y ángulos de giro del centro de proyección de un sistema aéreo para la captura de imágenes del terreno en un momento especifico.

Orientación externa Define la posición espacial (coordenadas X, Y, Z) y orientación angular asociada con una imagen. Los elementos de orientación externa definen las características asociadas a la imagen en el momento en que se realizó la toma.

Plataforma giroestabilizada Aditamento de estabilización y nivelación para dispositivos ópticos terrestres que aseguran la ortogonalidad de los centros de proyección al momento de la toma de imágenes.

Posicionamiento satelital Determinación de coordenadas tridimensionales [X, Y, Z] de puntos sobre la superficie terrestre, mediante la medición relativa de distancias o variaciones de distancias entre satélites y puntos terrestres. Entre estos métodos se destacan: NAVSTAR-GPS (Navigation Satellite Timing And Ranging - Global Positioning System), GLONASS (Global Navigation Satellite System), GALILEO (Global Satellite System) y mediciones Doppler de distancias.

Precisión horizontal del punto Semiejes de una elipse de incertidumbre, de tal manera que la localización horizontal verdadera o teórica del punto cae dentro de esta elipse el 95 % de las veces.

Precisión vertical del punto Valor lineal de incertidumbre donde la localización vertical verdadera o teórica del punto cae dentro de dicho valor el 95% de las veces.

Precisión tridimensional del punto

Semiejes de un elipsoide de incertidumbre, de tal manera que la localización verdadera o teórica del punto cae dentro de dicho elipsoide un 95% de las veces.

Procesamiento cinemático Determinación de la posición (coordenadas) de la antena GPS en movimiento a un intervalo de tiempo definido (por ejemplo, cada segundo). En el caso especifico de levantamientos aerofotogramétricos apoyados en esta técnica, se realiza una interpolación en función del tiempo GPS de las coordenadas procesadas para hallar la posición de la cámara justo en el momento de obturación.




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Pseudodistancia Se trata de una multi-lateralización tridimensional que sitúa la estación en la intersección de unas esferas con centro en el satélite y radio de la distancia correspondiente. Este sistema se emplea en navegación y permite el posicionamiento continuo en tiempo real.

Punto de control Punto materializado o fotoidentificable cuyas coordenadas fueron obtenidas por métodos geodésicos y están ligadas a un sistema de referencia, algunos sinónimos son: vértice geodésico, punto geodésico, estación geodésica.

Punto geodésico de densificación o de segundo orden

Punto geodésico determinado directamente a partir de puntos de referencia o estaciones GPS de funcionamiento continuo. Su precisión en los sistemas clásicos es inferior a ± 1 m, en los sistemas modernos varía de ± 1...6 cm. Sus coordenadas están definidas en la misma época del marco de referencia.

Punto de referencia o de primer orden

Punto geodésico de la red que conforma el marco de referencia. Su perdurabilidad se garantiza a través del tiempo mediante un monumento (estación pasiva) o un equipo de funcionamiento continuo (estación activa). Su precisión es la máxima alcanzable, la cual en los sistemas clásicos es de ± 30 cm., mientras que en los modernos varía entre ± 2 y 5 mm. Sus coordenadas están dadas en una época única de referencia.

Punto de amarre Punto cuyas coordenadas terrestres no son conocidas, pero puede ser reconocido visualmente en el área de traslapo entre dos imágenes (punto homólogo).

Punto principal Punto sobre la imagen, en el cual es proyectado el centro perspectivo de la cámara.

Punto topográfico Punto que asume la superficie terrestre como plana durante su determinación. Normalmente sus coordenadas se definen a partir de un sistema cartesiano horizontal.

RINEX

Receiver Independent Exchange Format

Formato ASCII independiente del receptor para el intercambio de datos rastreados, sirve para el almacenamiento e intercambio de observaciones GPS, efemérides y datos climatológicos.

Residual Cualquier diferencia entre la cantidad observada y el valor calculado para dicha cantidad.

RNAAC-SIR

Regional Network Associate Analysis Center – SIRGAS

Centro de análisis regional asociado al IGS encargado del pos procesamiento semanal de las estaciones GPS de funcionamiento continuo contenidas en SIRGAS.

SIRGAS

Sistema de Referencia Geocéntrico para las Américas

Densificación del ITRF en América. El datum geodésico correspondiente está definido a partir de los parámetros del elipsoide GRS80, orientado según los ejes coordenados del sistema de referencia SIRGAS.

Sistema de Coordenadas Conjunto de valores que permiten definir inequívocamente la posición de cualquier punto en un espacio geométrico respecto de un punto denominado origen.




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Sistema Geodésico de Referencia

Conjunto de convenciones y conceptos teóricos adecuadamente modelados que permiten definir, en cualquier momento, la orientación, ubicación y escala de tres ejes coordenados [X, Y, Z].

Sistema Geodésico Geocéntrico o global

Conjunto de convenciones y conceptos teóricos adecuadamente modelados que permiten definir, en cualquier momento, la orientación, ubicación y escala de tres ejes coordenados [X, Y, Z]. Teniendo en cuenta que el origen de coordenadas [X=0, Y=0, Z=0] coincida con el centro de la Tierra, en caso contrario se habla de sistema de referencia local.

Sistema Geodésico Local Conjunto de convenciones y conceptos teóricos adecuadamente modelados que permiten definir, en cualquier momento, la orientación, ubicación y escala de tres ejes coordenados [X, Y, Z]. Teniendo en cuenta que el origen de coordenadas [X=0, Y=0, Z=0] no coincide con el centro de la Tierra.

Solución diferencial Técnica de determinación de coordenadas (latitud, longitud y altura) para los centros de proyección de las imágenes aerofotográficas, apoyada en las metodologías geodésicas de levantamientos GPS cinemáticos.

Solución Estática fija: fixed static solution

Técnica de resolución de ambigüedades similar a la estática rápida, sólo que el cubo de análisis es más pequeño, elevándose así la precisión de las ambigüedades calculadas. Esta solución es válida para períodos largos de ocupación (más de 20 minutos) y para líneas base menores que 20 Km. en L1 y menores que 50 Km. en L1, L2.

Solución Estática rápida

quick static solution

Técnica basada en la determinación del número entero de onda en torno a un punto central circundado por un cubo para la resolución de ambigüedades en líneas base menores que 30 Km. para levantamientos de una sola frecuencia (L1) y menores que 50 Km. para doble frecuencia (L1, L2). Se utiliza para posicionamiento estático (más de 10 minutos de ocupación).

Solución Flotante

float solution

Esta técnica no resuelve ambigüedades, pero es necesaria para la iniciación de un levantamiento cinemático. Dado que para líneas base largas (/10 Km. en L1 y /30... 40 Km. en L1, L2) normalmente, las ambigüedades no son solucionables en levantamientos cinemáticos, esta estrategia es la mejor alternativa. Sin embargo, sus resultados son menos precisos que los de las soluciones rápida estática y fija estática.

Superficie de referencia Superficie definida matemática o físicamente, o a través de una red de puntos de control existente, a la cual se refieren coordenadas horizontales, alturas o valores de potencial de gravedad.

Velocidades Cambio de las coordenadas X, Y, Z en función del tiempo.

WGS84

World Geodetic System

Elipsoide de referencia definido por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Es equivalente al ITRS materializado por el ITRF2000. El datum geodésico asociado es geocéntrico (ΔX = 0 m, ΔY = 0 m, ΔZ = 0 m) y su elipsoide tiene el mismo nombre (a = 6378137 metros, f = 1 / 298,25722). En la práctica el elipsoide WGS84 es igual al GRS80 (Geodetic Reference System 1980).




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5. NORMAS

5.1. LEGALES

Resolución 63 DE 1994 por la cual se establecen las especificaciones técnicas mínimas que deben cumplir las personas naturales o jurídicas para realizar trabajos aerofotográficos en el territorio nacional. emitida por el Instituto Geográfico “Agustín Codazzi”.

Resolución 068 del 28 de enero de 2005 por la cual se adopta MAGNA como Datum oficial de Colombia. emitida por el Instituto Geográfico “Agustín Codazzi”.

5.2. TÉCNICAS Y/O RELACIONADAS

Norma técnica colombiana NTC 5043 Información geográfica. Conceptos básicos de calidad de los datos espaciales.

5.3. DE PROCEDIMIENTO, LINEAMIENTOS O POLITICAS DE OPERACIÓN

5.3.1 Del manejo de la información

El ingreso y salida de información digital se debe realizar a través del Centro de Cómputo de la Subdirección de Geografía y Cartografía.

Se debe verificar que los datos del GPS Cinemático cuenten con una base terrestre permanente o pasiva dentro de los 50 km próximos al área de interés.

Para el cálculo diferencial de las coordenadas GPS se debe garantizar la simultaneidad del rastreo de la(s) estación(es) base GPS (ya sea de una estación pasiva o permanente) y del equipo GPS del avión.

El GIT Imágenes Geoespaciales debe asegurar el cálculo de los ángulos de desalineación Boresight entre la cámara digital y la unidad de medición inercial (IMU) mediante un vuelo fotogramétrico de calibración.

La entrada y salida de información para el proceso debe ser regulada por el coordinador del GIT Imágenes Geoespaciales a través del Centro de Cómputo.

5.3.2 De la operación del GPS cinemático y la unidad inercial IMU

El GIT Imágenes Geoespaciales debe garantizar la adecuada operación del GPS-Cinemático, la cámara digital Vexcel UltraCamD, la unidad inercial y la plataforma giroestabilizada GSM3000 instalados en el avión, así mismo garantizar la ejecución del vuelo de acuerdo con lo planeado.

El GIT de Geodesia debe garantizar el rastreo a un segundo de al menos una de las estaciones de rastreo continuo GPS a una distancia preferiblemente inferior a 50 km del área de vuelo o de un equipo GPS en forma estática con óptima condición de rastreo en un punto de la Red MAGNA-SIRGAS.

5.3.3 Del mantenimiento

La Subdirección de Geografía y Cartografía debe asegurar el mantenimiento de los equipos de toma de imágenes y la identificación de los errores sistemáticos mediante los certificados de calibración en los equipos de captura según los siguientes criterios:

- Certificado de calibración expedido por el fabricante de la cámara digital.

- Certificado de calibración del sistema inercial - IMU expedido por fabricante del equipo.




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5.3.4 Del recibo de insumos para el procesamiento

El funcionario responsable de la ejecución del vuelo debe entregar la información capturada directamente por el GPS-Cinemático, la unidad inercial, la plataforma giroestabilizada, la cámara UltraCamD y el formulario de vuelo.

El GIT Geodesia debe entregar los datos en formato RINEX de la estación GPS base y la hoja de campo si se ha ocupado un vértice de la red MAGNA-SIRGAS.

5.3.5 Del procesamiento

El procesamiento de la información suministrada por el GPS-Cinemático, la unidad inercial, la plataforma giroestabilizada, los eventos de la cámara y la estación base se deben realizar con software comercial y efemérides precisas. Los manuales de los programas comerciales forman parte del presente instructivo.

El ajuste se debe adelantar utilizando como coordenadas de empalme las de las estaciones GPS de funcionamiento continuo o los puntos pasivos MAGNA-SIRGAS usados como bases para el levantamiento y resolviendo ambigüedades en todos los casos.

Si se utilizan como bases las estaciones GPS de funcionamiento continuo, las coordenadas corresponderán a los valores calculados en el ajuste semanal del centro de cálculo IGS-RNAAC-SIR

en la época de observación, las cuales se asumen de la página ftp://ftp.dgfi.badw-muenchen.de/pub/GPS/DGF para la semana específica. Como en esta página se encuentran las

coordenadas geocéntricas (X, Y, Z) debe hacerse la conversión a coordenadas geográficas o elipsoidales (φ, λ, h) con el programa MAGNA-SIRGAS PRO, Versión vigente.

Si se utilizan como bases las estaciones pasivas, debe solicitarse el certificado de coordenadas al GIT Geodesia, aplicando las velocidades del modelo vigente (actualmente el de SIRGAS, ver Drewes & Heidbach, 2003) para trasladar las coordenadas desde la época de referencia (1995.4) a la época de observación.

Las efemérides se deben bajar de la página ftp://igscb.jpl.nasa.gov/igscb/product y almacenarse en una carpeta llamada efemérides dentro de la carpeta GPS del proyecto. Ver Tabla No. 1 del Manual de Procesamiento de Datos GPS Cinemático aerotransportado.

Una vez finalizado el ajuste total de las coordenadas del levantamiento cinemático, éstas se deben trasladar desde la época de observación a la época de referencia (1995.4) utilizando el mismo modelo de velocidades.

Para la organización y almacenamiento de los proyectos del proceso GPS cinemático e inercial en el computador donde se encuentran instaladas las licencias, se debe crear una carpeta o directorio llamada PROYECTOS AEROOFFICE para los proyectos de AEROoffice. Ver Figura 1.

Dentro de esta carpeta se debe crear otra carpeta por cada proyecto con el nombre del mismo y dentro de ella otra carpeta identificada con la fecha del vuelo (año, mes, día).

Si los vuelos realizados en la mañana son del mismo proyecto debe identificarse con la letra M, si los vuelos realizados en la tarde son del mismo proyecto se debe utilizar la letra T. Dentro de ésta irán las carpetas que se generarán en el proyecto y que contendrán los datos crudos y los archivos del pre y pos-proceso.

ftp://ftp.dgfi.badw-muenchen.de/pub/gps/DGF


ftp://igscb.jpl.nasa.gov/igscb/product




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Figura 1. Configuración de archivos para procesamiento de datos GPS/IMU 1. Se deben guardar en el computador donde se instalan las licencias de GrafNav y AEROoffice, los

archivos de la calibración de la unidad inercial IMU y los offset de los levers arms, los cuales fueron entregados con el certificado de calibración de la unidad inercial. Ver Figura 2.

Figura 2. Archivos de calibración de la Unidad de Medida Inercial y Levers Arms

El archivo de calibración que se debe usar es *.cal para todos los proyectos que se calculen. Si la IMU se calibra posteriormente, se utilizará el archivo de calibración que entregue la empresa para la nueva calibración.

Dentro de la estación de trabajo en que se encuentren instaladas las licencias del software, se deben crear varias carpetas para almacenar la información obtenida, antes, durante y al finalizar el proceso, que se distribuyen de la siguiente forma:




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TABLA 1. ORGANIZACIÓN DE CARPETAS

CARPETA SUBCARPETAS DEFINICIÓN CONTENIDO

PR

OY

EC

TO

S A

ER

OO

FF

ICE

OFFSET_CALIBRACIÓN

Datos de la calibración del IMU y offset de los Levers Arms proporcionados por el fabricante de los equipos.

Archivo *.cal, *.sla, *.gla, *.mla

NO

MB

RE

DE

L P

RO

YE

CT

O

AA

AA

MM

DD

M/T

(Si se

ha

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le

tra

M y

T p

ara

dife

rencia

rlos)

Proyecto en Aerooffice cálculo GPS-INS

Proyecto de cálculo para la determinación de la posición y orientación espacial de los centros de proyección.

Aerooffice Project File

air

Datos de la misión del vuelo Datos crudos importados del vuelo con extensión *.C5l.

GPS Base

Efemérides

Datos crudos del GPS cinemático

Archivos *.nov

Archivos generados en la conversión de Rinex (formato original) a GPB (formato de GrafNav) tanto de la base como del GPS cinemático

*.gpb, *.sta, *.epp

Proyecto de cálculo diferencial Archivos GRAFNAV: *.cfg

Archivos de soporte del cálculo diferencial

*.fss, *.rss, *.fwd, *.rev, *.fml

Archivo final de cálculo diferencial

*.txt

Archivos crudos de la base

*.Rinex (observado)

*.Rinex (navegado)

*.txt (coordenadas base)

Datos del GPS de la base remuestrados a 0.5 seg de tiempo GPS.

(Resample) *.gpb

work

Archivos que organizan y contienen los datos del IMU, GPS, eventos de cámara y plataforma giroestabilizada; además contiene los archivos creados por AEROOffice en el pre y pos proceso.

*.aom *.aoi *.amd *.agd

AT

Archivo final del procesamiento GPS-IMU en coordenadas Gauss Krüger y/o cartesianas (si aplica).

*.exp

*.txt

El procesamiento de la información suministrada por el GPS-Cinemático, la unidad inercial, la plataforma giroestabilizada, los eventos de cámara y la estación base se deben realizar con software especializado y efemérides precisas.

Se deben usar efemérides precisas para minimizar el error en las seudodistancias observadas.

Se debe hacer uso preferiblemente de estaciones de rastreo continuo MAGNA-ECO como Estación GPS base para garantizar que las coordenadas de los centros de las aerofotografías estén asociados al Datum MAGNA-SIRGAS y a la vez con el ITRF vigente.




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El ajuste para el cálculo de las coordenadas debe realizarse según el tipo de base GPS utilizada de acuerdo con los siguientes parámetros:

TABLA 2. RELACIÓN TIPO DE BASE GPS/ INSUMO DE COORDENADAS

TIPO DE BASE COORDENADAS FUENTE

Permanente

Valores calculados en el ajuste semanal del centro de cálculo IGS-RNAAC-SIR para la semana específica. En la página de la fuente encuentra coordenadas geocéntricas (X, Y, Z) se hace la conversión a coordenadas geográficas o elipsoidales (φ, λ, h) con el programa MAGNA-SIRGAS PRO.


Pasiva

Coordenadas de la estación base proporcionadas por el GIT Geodesia, se aplican las velocidades del modelo vigente para trasladar las coordenadas desde la época de referencia 1995.4 a la época de observación.

Modelo de SIRGAS, ver Drewes & Heidbach, 2003

El procesamiento GPS debe hacerse en el sistema WGS84 de coordenadas oficial para Colombia.

La altura vertical para la antena del GPS cinemático se debe definir siempre en 0.00 metros.

Una vez finalizado el ajuste total de las coordenadas del levantamiento cinemático, éstas deben trasladarse desde la época de observación a la época de referencia (1995.4) utilizando el mismo modelo de velocidades.

Los parámetros definidos en el procesamiento final de la información deben coincidir con los parámetros definidos en el pre procesamiento del vuelo.

Dentro del archivo resultante del procesamiento de datos GPS e IMU, se debe verificar que el total de líneas de vuelo y aerofotografías planificadas tengan calculadas las coordenadas de acuerdo a los parámetros de la presentación de resultados.

5.3.6 De la presentación de resultados

Se debe copiar en la red interna de producción el archivo en formato MACHT-AT generado desde AEROoffice para Aerotriangulación, con el listado de las coordenadas de los centros de fotografía, la altura ortométrica y los ángulos Omega, Phi y Kappa. Las coordenadas deben entregarse en el mismo sistema de proyección que las coordenadas del fotocontrol correspondiente (Proyección Gauss-Krüger o Cartesiana) y la altura ortométrica referida a Geocol 2004.

Se debe entregar la siguiente información como resultado del procesamiento de datos GPS - IMU:

- Formato de la Memoria Técnica correspondiente, diligenciado a partir de los reportes de calidad para el cálculo diferencial y coordenadas.

- Listado en formato digital con las coordenadas (norte, este, altura ortométrica) y ángulos (Omega, Phi y Kappa) para cada uno de los centros de proyección de las aerofotografías digitales en Datum MAGNA - SIRGAS y en la proyección cartográfica solicitada por el coordinador del GIT Imágenes Geoespaciales.

El archivo final con los centros de proyección de cada una de las imágenes aerofotográficas para el proceso de Aerotriangulación debe cumplir la siguiente estructura:

- Encabezado que contenga el sistema de referencia (Sistema local de coordenadas)

- Datos exportados en extensión del software requerido para el proceso de aerotriangulación.







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- Coordenadas Norte y Este (N, E) de los centros de las aerofotografías digitales referidas al Datum MAGNA-SIRGAS en la proyección cartográfica Gauss-Krüger o cartesianas en el origen correspondiente.

- Altura ortométrica referida al Datum vertical oficial para Colombia.

- Ángulos Omega, Phi y Kappa en unidades angulares (Degrees).

5.3.7 Instalaciones locativas

El área de trabajo debe ser amplia, aseada, iluminada y ventilada para realizar el procesamiento de datos GPS e inercial.

En lo posible el equipo debe encontrarse lejos de pasillos o entradas a otras dependencias para que solamente tenga acceso el responsable.

Debe haber conexión a internet para tener datos GPS base, efemérides y soluciones semanales de coordenadas en el momento que se requieran para el cálculo.

5.3.8 Características Técnicas

Del Software GRAFNAV

El software GrafNav es un programa de Windows, el cual permite realizar el cálculo diferencial de la trayectoria de un vuelo aerofotogramétrico. El proceso requiere datos a partir de dos estaciones para realizar la corrección.

Una estación situada en un punto con posición conocida que normalmente se define como referencia, base o estación principal y el segundo receptor puede ser inmóvil (estático) o móvil (cinemático) llamado rover. La combinación de datos de los dos receptores se conoce como línea base.

GrafNav procesa los datos para una línea base y se utiliza normalmente para los datos cinemáticos para los cuales satisface adecuadamente las precisiones requeridas. Los tipos del receptor se pueden mezclar y equiparar al uso de un formato común.

Del Software AEROOFFICE

El software AEROoffice junto con el sistema CCNS4 (Computer Controlled Navigation System, 4th generation), permiten la determinación exacta de la posición y de la orientación espacial del centro de proyección de la cámara digital Vexcel UltracamD.

Este sistema comprende la parte aerotransportada con un soporte lógico inalterable, la IMU (Inertial Measurement Unit) y el receptor del GPS y la parte de oficina con el programa AEROoffice. Los datos se proporcionan continuamente con un rango de tiempo seleccionado o en determinado tiempo como sería el instante de la toma fotográfica. Ver Tabla 3. Características técnicas de GrafNav y AEROoffice y Tabla 4. Configuración del Hadware.

TABLA 3. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DE GRAFNAV Y AEROOFFICE

Especificaciones Generales.

Nombre Programa GrafNav de Waypoint-Novatel. Programa AEROoffice.

Función Cálculo diferencial cinemático Cálculo de posición y orientación espacial

Descripción Realiza el proceso de cálculo diferencial de posición de la trayectoria del vuelo.

Determinación precisa de la posición y la orientación espacial de un sensor aerotransportado.




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TABLA 4. CONFIGURACIÓN DEL HARDWARE

Requerimientos de Sistema

Computador / Procesador

Pentium o Xeon para posprocesamiento simultáneo forward/reverse / Procesador dual preferiblemente Intel Xeon de doble núcleo

Sistema operativo Windows 98, 2000 ó XP

Memoria 256 MB o más

Espacio en disco duro Como mínimo 55 MB para la instalación completa

Monitor Super VGA 1024 x 768 x 64K DirectX 9 Dell 21” P1130 o equivalente

Medio de instalación CD – ROM, Llave de protección

Software Text Pad, Block de notas, Excel, GrafNav, AEROoffice

Mouse Mouse compatible con Microsoft Windows

Puerto Puerto Paralelo Centronics, Puerto USB

Dispositivos periféricos Impresora

Descripción de Componentes

Figura 3. Componentes del equipo de trabajo

5.3.9 Calibración o verificación.

La calibración por desalineación consiste en la determinación de los tres ángulos de desalineación entre los ejes de la unidad inercial y la cámara y un offset espacial entre ellos para hacer coincidir los ejes de los dos instrumentos en el instante de la toma de fotografía.

Estación de trabajo

CD de Instalación

Llave de acceso USB

Llave USB de acceso para Aerooffice




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Ángulos de desalineación

Los tres ángulos de desalineación Omega (roll), Phi (pitch) y Kappa (yaw) describen las diferencias entre la orientación de la IMU y la orientación de la cámara digital. Ellos reflejan el desalineamiento mecánico entre el sistema coordenado de la IMU y el sistema coordenado del sensor.

La unidad inercial IMU es conectada mecánicamente a la cámara digital. Esta conexión mecánica no puede ser realizada con exactitud, así que la orientación de la IMU y el sensor no es la misma. Debido a esto, las diferencias (ángulos de desalineación) tienen que ser estimadas comparando los resultados de AEROcontrol con resultados de medidas independientes, con herramientas apropiadas como la Aerotriangulación.

La Aerotriangulación provee los ángulos pitch (cabeceo), roll (balanceo) y yaw (deriva) del sensor en el instante de la exposición o toma de la fotografía. El AEROcontrol mide el pitch (cabeceo), roll (balanceo) y yaw (deriva) en el mismo tiempo. La combinación de los parámetros de orientación del sensor y de la unidad inercial provee la posibilidad de calcular los ángulos de desalineación entre el sensor y la IMU.

Puesto que la exactitud de la calibración afecta directamente la exactitud de cada medida calibrada, la calibración con Aerotriangulación debe ser hecha con especial cuidado. Por tal razón se debe tener en cuenta que la exactitud de la aerotriangulación no es obtener la mejor precisión para puntos imagen, sino la determinación de la mejor posición y orientación física de la cámara en el instante de la exposición.

En los resultados de orientación de la cámara en una aerotriangulación, la posición y orientación de la cámara están estrechamente correlacionadas. El ángulo roll se correlaciona estrechamente a la perpendicular de la posición de la cámara fotográfica a la dirección del vuelo y el ángulo pitch se correlaciona estrechamente con la posición de la cámara fotográfica en la dirección del vuelo.

Para evitar los errores causados por esta correlación, la posición determinada por AEROcontrol tiene que ser introducida como observación adicional en la calibración de Aerotriangulación. No deben haber parámetros shift (cambio) o drift (deriva) usados para fajas únicas. Los parámetros shift utilizados para el campo de calibración deben ser utilizados para todas las fajas. Esto no es una razón para usar parámetros drift en todas las fajas.

Si el área de calibración consiste en por lo menos dos fajas voladas en direcciones opuestas, la determinación de los tres ángulos del desalineamiento no necesita ningún punto de control en tierra. Puntos de control en tierra son necesarios para determinar el offset espacial solamente.

NOTAS:

- Los ángulos de desalineación son un sistema condicionado (Conexión mecánica IMU-Sensor) y muy estable.

- El offset de posición puede ser diferente para cada vuelo.

- No use los parámetros drift y shift de la faja conocida para la AT del campo de calibración.

Para la determinación de los ángulos de desalineación y offsets de posición entre cámara e IMU por georreferenciación directa, se recomienda usar un subbloque pequeño del área de la misión como campo de calibración. Remítase al numeral 4.4.3 del AEROoffice User Manual, IGI mbH

Los ángulos de desalineación y los offset de posición se pueden aplicar digitando los valores en el campo adecuado en la ventana de boresight o importándolos desde otro proyecto o pueden ser calculados directamente en AEROoffice Figura 4.




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Figura 4. Cálculo de calibración, Boresight

Offsets de Posición

Como la medida de posición de AEROcontrol está basada en GPS, los resultados básicos de posición de AEROoffice son dados en WGS84. Si se requiere utilizar los resultados en un sistema coordenado local, las coordenadas tienen que ser convertidas al sistema local deseado.

El componente vertical de la posición resultado de AEROcontrol y el resultado desde la determinación independiente de la altura puede estar influenciado por diferentes efectos:

En la determinación de la posición con GPS es menor la precisión para la altura que para la posición horizontal.

En la práctica, el conocimiento del sistema local de altura no está siempre disponible.

Los errores como una medida incorrecta de la altura de la antena o una calibración incorrecta de la antena de la estación base pueden presentarse en algún momento.

La altura resultado de una aerotriangulación de referencia puede ser influenciada por el uso de un sistema cartográfico.

Una diferencia de distancia focal de la cámara entre el protocolo de calibración y la realidad debido a cambios de temperatura podría resultar en una diferencia en el resultado de una aerotriangulación.

Debido a estos efectos es útil hacer una calibración de la altura.

Para el cálculo de las diferencias entre la medida independiente y el resultado AEROoffice en la herramienta Calculate calibration, es importante que el ajuste en la pestaña Coordenates system se fije de acuerdo a la medida independiente.

Si todos los lever arms, las coordenadas de la estación base GPS, los parámetros del sensor aerotransportado y los parámetros de transformación de coordenadas son conocidos con precisión, no debe haber offset espacial entre el resultado del AEROcontrol y los resultados de la cámara. Sin embargo, esto puede ser utilizado para determinar un posible offset y aplicarlo a los resultados finales del AEROcontrol. Este resultado, en varios proyectos de levantamientos aéreos, es útil para determinar y aplicar al offset vertical pero no para el offset horizontal.




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5.3.10 Medidas de seguridad

El personal que tenga acceso al equipo donde están instaladas las licencias debe hacer uso debido del software utilizado para evitar inconvenientes y demoras en la producción.

Se debe propender por el cuidado de la información, de la llave y del CD (licencia) con el fin de ofrecer una óptima ejecución y oportunidad de los proyectos.

Se debe mantener la confidencialidad y seguridad de la información digital desarrollada en el proyecto.

La entrada y salida de la información debe ser regulada por el Coordinador del GIT Imágenes Geoespaciales quien debe controlar la información digital.

Dentro del área de trabajo o sobre los equipos no se deben ingerir alimentos, bebidas ni fumar.

Se debe solicitar al Centro de Cómputo efectuar el backup de todos los archivos que componen los proyectos de GPS-Inercial.

Permanente inspección del hardware y software para comprobar su adecuado funcionamiento.

El manejo de los equipos por parte del personal debe ser el más idóneo y técnico posible con el fin de lograr el resultado esperado en el proyecto sin el deterioro de los mismos.

Uso de estaciones MAGNA-SIRGAS como puntos base para garantizar que las coordenadas de los centros de las aerofotografías estén asociados a MAGNA-SIRGAS y a la vez con el ITRF vigente.

Procesamiento de la información aplicando velocidades, de modo que se garantice la expedición de coordenadas en la época de referencia.

Uso de efemérides precisas para minimizar el error en las seudo distancias observadas.

Procesamiento de la información GPS por parte de personal capacitado para tal fin, de modo que se garantice continuidad y consistencia en los modelos utilizados.

6. FORMATOS, REGISTROS Y REPORTES

F30300-03/15.V1 Procesamiento de datos GPS cinemático aerotransportado y datos inerciales GPS-INS

Reporte Hoja de campo para observaciones con GPS - Generado por el Sistema de Información Geográfica y Cartográfica – GEOCARTO.

7. PROCEDIMIENTO - PASO A PASO

7.1. PROCESAMIENTO DE DATOS GPS CINEMATICO AEROTRANSPORTADO

RESPONSABLE ACTIVIDAD CONTROLES Y ASPECTOS

RELEVANTES

Coordinador GIT Imágenes Geoespaciales

1. Recibe del responsable de vuelo la documentación recolectada durante la toma de imágenes para el proceso de pos-procesamiento de datos GPS e INS

- Verificar datos de rastreo GPS cinemático, de la unidad inercial IMU, de la plataforma giroestabilizada y de los eventos de cámara durante el vuelo.

- Verificar que el formato F30300-01 “Formulario de vuelo” este debidamente diligenciado.




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RELEVANTES

Coordinador GIT Imágenes Geoespaciales

2. Entrega al encargado que desarrollará el proceso de pos-procesamiento de datos GPS e IMU del vuelo los archivos recibidos de la comisión de vuelo.

- Solicitar el cálculo y ajuste de las coordenadas de la estación base GPS al GIT Geodesia, sólo si se trata de una estación pasiva.

- Si se trata de una estación permanente, pasa a la actividad No. 6

Entrega de forma verbal.

GIT Geodesia

3. Realiza el cálculo y ajuste de las coordenadas de la estación base GPS y genera los reportes del mismo. (Si se trata de una estación pasiva).

4. Verifica la totalidad de los datos, el reporte del cálculo, emite concepto favorable y entrega la información al responsable del pos-procesamiento de datos GPS e IMU para su proceso, si se trata de una estación pasiva. Continúa en el numeral 6.

Entrega: - Datos de rastreo de la estación Base

GPS en formato RINEX. - Hoja de Campo para Observaciones con

GPS – sistema de información Geocarto del rastreo de la estación Base GPS (pasiva).

- Certificado de coordenadas punto de la Estación Base GPS o el resultado del cálculo (coordenadas).

GIT Imágenes Geoespaciales / Responsable del Pos-

procesamiento GPS-INS

5. Recibe solicitud verbal del Coordinador del GIT Imágenes Geoespaciales de iniciar el procesamiento de datos, junto con los insumos necesarios.

Recibe:

- Datos de rastreo del GPS cinemático, de la unidad inercial, de la plataforma giroestabilizada y de los eventos de cámara.

- Copia del F30300-01 Formulario de Vuelo.

- Si es una estación base GPS pasiva, recibe del GIT Geodesia los resultados del cálculo y ajuste de coordenadas.

6. Descarga los archivos Rinex, las efemérides precisas y las coordenadas para la estación de rastreo continuo o base permanente especificada para el proyecto

Según normas de procedimiento.

7. Genera en la estación de trabajo asignada las carpetas necesarias para el almacenamiento de la información involucrada dentro del procesamiento de datos GPS e IMU de acuerdo con la estructura de almacenamiento

Estructura de almacenamiento descrita en numeral 5.3.5 Normas del procesamiento del presente manual.

8. Crea el proyecto para iniciar el procesamiento de los datos incorporando a éste los datos provenientes de la misión de vuelo

9. Realiza el pre procesamiento de los datos suministrados por la unidad inercial, los eventos de cámara, la plataforma giroestabilizada y el GPS cinemático en tiempo real, ubicando la totalidad de la información en su respectiva carpeta.




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RELEVANTES

GIT Imágenes Geoespaciales / Responsable del Pos-

procesamiento GPS-INS

10. Convierte los datos del GPS cinemático y de la base a un formato compatible con el software implementado y re muestrea la tasa de rastreo de la estación base GPS de 1 segundo a 0.5 segundos, para obtener una solución diferencial GPS que se pueda combinar con los datos de la unidad de medida inercial (IMU).

11. Realiza el cálculo diferencial para obtener una solución de la trayectoria de vuelo a 0,5 segundos

12. Valida las estadísticas del cálculo diferencial. Teniendo en cuenta que la desviación estándar en la posición de los centros de proyección de las aerofotografías (norte, este y altura) no sea superior 0.10 mts

13. Guarda el resultado del cálculo diferencial y el resumen de las estadísticas del procesamiento en formato de texto (Processing Summary),

Diligenciar el formato F30300-03/15.V1 “Procesamiento de datos GPS cinemático aerotransportado y datos inerciales GPS-INS”

14. Realiza y genera el reporte de coordenadas de los centros de proyección de las imágenes aerofotográficas mediante software especializado a partir de la solución diferencial de la trayectoria a 0,5 segundos.

Formato del documento en txt.

15. Valida la calidad del cálculo de la posición de los centros de proyección de cada una de las imágenes aerofotográficas con el uso de las gráficas y el reporte estadístico.

16. Exporta al formato del programa de aerotriangulación las coordenadas para los centros de proyección y ángulos de orientación de cada una de las imágenes aerofotográficas

17. Verifica la consistencia del archivo con coordenadas de los centros de proyección y ángulos de orientación para cada una de las imágenes aerofotográficas.

18. Entrega las coordenadas para los centros de proyección y ángulos de orientación de cada una de las imágenes aerofotográficas.

Formato del software implementado en el proceso de aerotriangulación (Ver normas de procedimiento numeral 5.3.5).

Se guarda en la ruta que el cliente interno requiera la información.

8. ANEXOS

Anexo 1. Flujograma Procesamiento de datos GPS cinemático aerotransportado.

Anexo 2. Instructivo Procesamiento de datos GPS cinemático aerotransportado y datos inerciales utilizando los programas Grafnav y Aerooffice




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9. IDENTIFICACIÓN DE CAMBIOS

VERSIÓN CAPITULO DESCRIPCIÓN FECHA

2

Generalidad

- Se ajusta metodológicamente de acuerdo con manual de procedimientos “Elaboración, actualización y control de documentos y formatos establecidos en el Sistema de Gestión Integrado „SGI”

- Se deroga el instructivo I30300-02/09.V1 “Procesamiento de datos GPS cinemático aerotransportado y datos inerciales utilizando los programas Grafnav versión 8.1 y Aerooffice versión 5.1 c”, ya que este se integra y entra a formar parte del presente manual de procedimiento como anexo.

Octubre 2015

Encabezado

- Cambia el nombre del manual de procedimiento de “Procesamiento de datos GPS cinemático aerotransportado y datos inerciales utilizando los programas Grafnav versión 8.1 y Aerooffice versión 5.1 c” a “Procesamiento de datos GPS cinemático aerotransportado”

2

- Se ajusta el alcance del manual eliminando que aplica a las empresas externas que realicen trabajos fotogramétricos para el Instituto Geográfico Agustín Codazzi – IGAC

5.3.3

- Pasa la responsabilidad de asegurar el mantenimiento de los equipos de toma de imágenes y la identificación de los errores sistemáticos mediante los certificados de calibración en los equipos de captura del GIT Imágenes Geoespaciales a ser responsabilidad de la Subdirección de Geografía y Cartografía.

6

- El registro hoja de campo pasa de ser análogo a ser generado por el sistema de información Geográfica y Cartográfica GEOCARTO

- Se implementa el formato F30300-03/15.V1 “Procesamiento de datos GPS cinemático aerotransportado y datos inerciales GPS-INS”

8

- Se le agregó como anexo el “Procesamiento de datos GPS cinemático aerotransportado y datos inerciales utilizando los programas Grafnav y Aerooffice”

ACTUALIZÓ GRUPO INTERNO DE TRABAJO GENERACIÓN DE DATOS GEOESPACIALES

Martín Hernando González Martínez

VERIFICÓ TÉCNICAMENTE GRUPO INTERNO DE TRABAJO GENERACIÓN DE DATOS GEOESPACIALES

Sandra Milena Ortegon

REVISÓ METODOLÓGICAMENTE GIT DESARROLLO ORGANIZACIONAL

Didier Moreno Ariza

VALIDÓ Y APROBÓ SUBDIRECCIÓN DE GEOGRAFÍA Y CARTOGRAFÍA

Fernando León Rivera

OFICIALIZÓ OFICINA ASESORA DE PLANEACIÓN

Martha Patricia Camacho Hernández

ANEXO 1

FLUJOGRAMA PROCESAMIENTO DE DATOS GPS CINEMÁTICO AEROTRANSPORTADO

GRUPO INTERNO DE TRABAJO GENERACIÓN DE DATOS GEOESPACIALES

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Coordinador GIT Imágenes

GeoespacialesResponsable

Responsable del Posprocesamiento

GPS – INS

GIT. IMÁGENES GEOESPACIALES GIT. GEODESIA GIT. IMÁGENES GEOESPACIALES GIT. IMÁGENES GEOESPACIALES GIT. IMÁGENES GEOESPACIALES


GPS – INS


GPS – INS

Recibir del responsable de vuelo la documentación

recolectada durante la toma de

imágenes

1

Fin

Crear el proyecto para iniciar el procesamiento de los datos

8

Generar en la estación de trabajo asignada las carpetas

necesarias para el

almacenamiento de la información

7

Descargar los archivos Rinex, las efemérides precisas y las

coordenadas para la estación

de rastreo continuo o base

6

Recibir solicitud verbal del Coordinador del GIT Imágenes

Geoespaciales de iniciar el

procesamiento de datos

5

Verificar la totalidad de los datos, el reporte del cálculo, emite concepto favorable y

entrega la información

4

Realiza rel cálculo y ajuste de las coordenadas de la estación base GPS y genera los reportes

del mismo

3

Entregar al encargado que desarrollará el proceso de pos-procesamiento de datos GPS e

IMU

2

Inicio

Realizar el pre procesamiento de los datos suministrados

9

Guardar el resultado del cálculo diferencial y el resumen

de las estadísticas del

13

Validar las estadísticas del cálculo diferencial

12

Realiza rel cálculo diferencial para obtener una solución de

la trayectoria de vuelo

11

Conviertir los datos del GPS cinemático y de la base a un formato compatible con el

software

10

Realizar y genera el reporte de coordenadas de los centros de

proyección de las imágenes

aerofotográficas

14

Entregar las coordenadas para los centros de proyección y

ángulos de orientación de cada

una de las imágenes

18

Verificar la consistencia del archivo con coordenadas de los

centros de proyección y

ángulos de orientación

17

Exportar al formato del programa de aerotriangulación

las coordenadas

16

Validar la calidad del cálculo de la posición de los centros de

proyección

15

¿se trata de una estación

pasiva?

F30300-03/15.V1

SI

NO

ANEXO 2

PROCESAMIENTO DE DATOS GPS CINEMÁTICO AEROTRANSPORTADO Y DATOS INERCIALES UTILIZANDO LOS

PROGRAMAS GRAFNAV Y AEROOFFICE


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OPERACIÓN PARA EL PROCESAMIENTO DE DATOS

El procesamiento, almacenamiento y reporte de las coordenadas registradas por el GPS NovAtel/internal cinemático aerotransportado y la determinación de la orientación espacial de las fotografías requiere del uso de dos programas bien diferenciados que son GrafNav de Waypoint-Novatel y AEROoffice de IGI (Ingenieur Gesellschaft Interfaces mbH).

El uso de los mismos se hace de acuerdo a las siguientes fases:

Creación del proyecto, bajada de datos y preprocesamiento con AEROoffice

Cálculo diferencial de la trayectoria con GrafNav

Posprocesamiento de los datos inerciales combinando la solución Diferencial GPS con AEROoffice

CREACIÓN DEL PROYECTO EN AEROOFFICE.

1. Con el programa AEROoffice instalado y la llave de protección colocada en el puerto USB, dé doble clic al icono de acceso directo del programa AEROoffice Figura 4A o despliegue el programa en la ruta Inicio/Programas/Igi/AEROoffice/AEROoffice Figura 4B, desplegándose automáticamente el programa AEROoffice.

Figura 4. Ventana Principal del programa AEROoffice y ruta de acceso a AEROoffice

2. Cree el proyecto en el programa AEROoffice. En la ruta Project/create new despliegue la ventana Guardar como, para direccionar la ruta donde va a guardar y definir el nombre del proyecto en su respectiva extensión *.aop. Figura 5.

Defina el nombre del proyecto con una palabra clave del área volada, ésta puede ser el municipio más extenso o el nombre de la ciudad que fue tomada, seguida del símbolo”_” y del valor del gsd. Ejemplo: Villavicencio_15gsd y dé clic en el botón Guardar.

BQ

A

ANEXO 2




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Figura 5. Creación del proyecto en AEROoffice

3. Se despliega la ventana del AEROoffice Setup. En la pestaña Directories con el botón Default Dirs cree los directorios donde se almacenan los datos crudos y los procesamientos del proyecto, Figura 6.

Observe que las carpetas por defecto están localizadas dentro de la carpeta del proyecto.

Airborne Data Directory Contiene los datos grabados en el avión en la tarjeta Data Card. Después de realizada la misión del vuelo estos datos se guardarán en la carpeta air.

GPS Data Directory Contiene los datos del GPS remoto de la estación base y la solución diferencial obtenida con GrafNav

Working Directory Contiene los archivos creados por AEROoffice en el pre y posprocesamiento

AT Directory Proporciona todos los archivos necesarios en aerotriangulación

Figura 6. Creación de los directorios que contienen los datos crudos y de procesamiento

ANEXO 2




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4. En la ventana del AEROoffice Setup dé clic en la pestaña AEROcontrol, defina el tipo y orientación de la IMU, el tipo de receptor GPS y la plataforma giroestabilizada que utilizó la misión de vuelo de acuerdo con lo especificado en los equipos instalados en el avión. En el caso del IGAC la configuración que se debe utilizar es la que muestra la Figura 7.

Figura 7. AEROcontrol, Definición del tipo y orientación de la IMU, del GPS y de la plataforma giroestabilizada

5. En la ventana AEROoffice Setup, dé clic en la pestaña de lever arm, defina los valores de los

diversos offset que lo componen. El lever arms es esencial para el cálculo de la posición del punto de referencia en el sensor durante la misión del vuelo y para el posprocesamiento.

Los valores del offset definidos entre los diferentes instrumentos son los que muestran las Figuras 8, 9 y 10. En la pestaña del lever arm de Antena GPS active la opción variable porque la cámara no opera directamente sobre el fuselaje sino que es operada sobre la plataforma giroestabilizada GSM3000, haciendo que el lever arm de la antena GPS dependa del movimiento entre la cámara y el avión.

Figura 8. Valores de lever arm entre IMU y GPS

ANEXO 2




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Figura 9. Valores de lever arm entre IMU y Sensor

Figura 10. Valores de lever arm entre IMU y plataforma giroestabilizada

6. En AEROoffice Setup dé clic en la pestaña PP-Options Figura 11, importe el archivo de la calibración vigente *.cal, el cual contiene datos de la calibración de la IMU instalado para la misión de vuelo. Este archivo se encuentra en la carpeta de Offset_calibracion dentro de la carpeta PROYECTOS AEROOFFICE y active o desactive las opciones dadas para revisión en el postproceso y el tiempo GPS a calcular.

ANEXO 2




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Figura 11. Importación del archivo de calibración de la IMU

7. Dé clic en la pestaña Files de la ventana AEROoffice Setup Figura 12, especifique los archivos que se utilizarán en el posprocesamiento como los que contienen datos IMU, datos GPS, marcas de eventos fotográficos y datos de plataforma giroestabilizada.

Estos archivos son usados para el posprocesamiento y como archivos por defecto para operaciones con las marcas de eventos. A través de selección automática de archivos active Use Proyect Template for Filenames (automatic) para aceptar los nombres de los archivos que se crearán en el preproceso. El nombre de los archivos es generado usando la trayectoria del directorio de trabajo, la plantilla del proyecto (archivo de proyecto sin la extensión) y la extensión para el nombre de archivo escrito o definido.

NOTA: También puede utilizar la selección manual de archivos para especificar cada uno individualmente. Esto puede ser necesario si un vuelo se procesa con diversas opciones (quizá con otra estación base). En este caso un nuevo proyecto puede ser creado con la opción Save as en el menú de archivos, después de quitar la opción Use Project Template for Filemanes para los cuatro archivos que el primer proyecto especificó.

El efecto es que dos proyectos utilizan los mismos archivos sin un nuevo proceso previo (ahorra espacio en disco) pero salvando los resultados en diferentes archivos.

Figura 12. Archivos generados para ubicar los datos desde el preproceso

ANEXO 2




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8. Dé clic en el botón Apply y luego en el botón OK para aceptar todos los parámetros definidos en

el AEROoffice Setup.

NOTA: Las pestañas PP-Options y Files solamente influyen posteriormente en el postproceso AEROoffice.

DESCARGA DE DATOS DE LA MISIÓN DE VUELO DESDE LA DATA CARD AL COMPUTADOR O COPIADO DE DATOS DESDE UNA USB

Después de la misión de vuelo, los datos del avión se deben descargar desde la tarjeta del AEROcontrol al computador.

1. Coloque la tarjeta en la unidad PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) del computador y en la ventana principal del programa AEROoffice haga la ruta Airborne data/download, allí aparece la ventana AEROoffice Download Figura 13, en ésta defina la ruta de la tarjeta de datos y la trayectoria de la carpeta de destino o sea de la carpeta AIR del proyecto que fue creado.

Figura 13. Ventana Download definición de rutas de descarga

2. Dé clic en el botón Start de la ventana AEROoffice Download, Figura 13 y comience la descarga de los datos. Al realizar la descarga, los datos se almacenan en las carpetas definidas en el AEROoffice Setup con la creación del proyecto.

Es posible sobreescribir archivos existentes después de confirmar con OK o puede suspenderse seleccionando Cancel. Después de copiados los datos, éstos son comparados con los datos fuente.

NOTA: Al bajar los datos, éstos no se borran de la tarjeta de datos, ellos se borran utilizando la opción Prepare card cuando se tenga la seguridad de tener copia de los datos.

3. Finalizada la descarga la ventana AEROoffice Download se cierra. +

PREPROCESAMIENTO DE DATOS DE LA MISIÓN DE VUELO EN AEROOFFICE.

Durante la misión de vuelo todos los datos son almacenados en la tarjeta. Los datos de la IMU, datos GPS, eventos fotográficos y datos de la plataforma se encuentran guardados en archivos diferentes. El preprocesamiento chequea la integridad de los datos, es decir que éstos estén completos y crea los archivos que se usarán en el pos procesamiento.

NOTA: Los datos crudos del GPS remoto están en el formato original *. nov y se almacenan en el directorio GPS especificado en el AEROoffice Setup. Estos datos se utilizarán en el procesamiento GPS.

ANEXO 2




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1. En la ventana principal del programa AEROoffice, en la ruta Airborne data/preprocessing despliegue la ventana AEROoffice Preprocessing Figura 14, la cual escanea la carpeta AIR del proyecto que se va a preprocesar y defina las opciones necesarias durante el proceso que pueden ser las siguientes:

Figura 14. Opciones de preprocesamiento Aerooffice

2. Dé clic en el botón Start para comenzar el preproceso. Si hay más de una misión en la tarjeta, el programa lo muestra en la ventana Select Misión Figura 15, dé clic sobre la misión de interés y empezará a realizarse el preproceso en la ventana AEROoffice Preprocessing (AEROcontrol) Figura 16.

Figura 15. Selección de la misión a preprocesar

Show logfile Muestra un archivo de registro de sucesos durante el preproceso.

Import Leverarm:

Importa los valores de los offset de los lever arms definidos en la preparación de la tarjeta antes de la misión de vuelo. Estos valores son mostrados en el AEROoffice Setup. Esta opción no es necesaria si la preparación de la tarjeta fue hecha para el actual proyecto.

Import IMU Oriention

Importa la orientación del IMU desde la tarjeta.

Show Overview Plot

Después del preprocesamiento se genera una vista de la misión del vuelo. La trayectoria se muestra en exactitud de tiempo real GPS. Las fotos tomadas se muestran como un pequeño círculo en la trayectoria.

Overview Plot (Google Earth)

Si selecciona esta opción se crea un archivo *.kml en la carpeta Work del proyecto. Si Google Earth está instalado, el archivo se despliega con doble clic. El vuelo se exhibe en detalle pero sin información de ángulos.

ANEXO 2




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Figura 16. Avance de preproceso AEROoffice

3. Una vez finalizado el preprocesamiento, el software genera automáticamente un archivo logfile de preprocesamiento Figura 17, este archivo se almacena con el nombre del proyecto y extensión *.PreProcess.log en la carpeta Work además de los archivos que se han definido en la creación del proyecto.

Estos archivos con sus respectivas extensiones son:

archivo *.aoi AEROoffice IMU Data

archivo *.agd AEROoffice GPS Data

archivo *.aom AEROoffice Mark Data

archivo *.amd AEROoffice Mount Data

NOTA: Adicionalmente los datos GPS son salvados en el directorio GPS. El archivo de formato *.nov del receptor del avión se utiliza como datos remotos en la solución diferencial GPS.

Figura 17. Logfile de preprocesamiento

ANEXO 2




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3.1. PROCESAMIENTO GPS EN GRAFNAV

El siguiente paso es el procesamiento de los datos GPS con el programa GrafNav y debe hacerse en el sistema de coordenadas WGS84. Con los datos en el formato original que para el IGAC es *.nov de Novatel y los datos en formato Rinex de la estación base que se encuentran en las carpetas GPS y Base respectivamente, se puede comenzar el procesamiento GPS haciendo uso de las coordenadas de la estación base definidas en WGS84 para la semana en la que se realizó la misión de vuelo.

3.1.1. Conversión de datos en GrafNav

Inicialmente deben convertirse los datos de la estación base y de la estación cinemática que se encuentran en el formato propio del receptor o en formato Rinex al formato GPB propio de GrafNav.

1. Con el programa GrafNav instalado y la llave de protección de Waypoint colocada en el puerto USB o serial, dé doble clic al icono de acceso directo que se encuentra en el escritorio del computador, Figura18A o despliegue el programa en la ruta Inicio/programas/Waypoint GPS/GrafNav, Figura 18B. Se despliega la ventana principal del programa GrafNav.

Figura 18. Acceso al programa GrafNav y ventana principal GrafNav 2. Estando en el programa GrafNav en la ruta File/Convert/Raw GPS to GPB despliegue la ventana

Convert Raw GPS data to GPB, Figura 19.

B

AQ

ANEXO 2




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Figura 19. Definición de archivos de la base para conversión a formato GPB 3. En esta ventana defina el tipo de receptor de la estación base o formato Rinex. Si no tiene seguridad

de éste, entonces defina la opción Unknown/AutoDetect en Receiver Type. 4. Defina la ruta de la carpeta que contiene los datos GPS de la estación base en la casilla Folder con la

ayuda del botón Get Folder. En el campo Source File aparecerán los archivos de los datos observados y navegados con extensiones *.07o y *.07n respectivamente.

5. Adicione los datos observados y navegados a la ventana Convert File dando doble clic sobre el nombre del archivo o con el botón Add.

NOTA: Adicionados los archivos, puede elegir cada uno de ellos dando un clic sobre el mismo y de acuerdo con la necesidad utilizar las cinco opciones disponibles:

Remove Quita el archivo si éste no es el de interés a convertir.

Clear Limpia un archivo ya convertido.

Option Revisa las opciones del formato RINEX.

Info Sirve para tener datos del archivo que va a convertir como la ruta del archivo, el tipo y el estatus.

View Permite ver todos los datos del archivo que se va a convertir.

6. Dé clic en el botón Convert para desplegar la ventana Converting RINEX to GPB (2/2), Figura 20.

ANEXO 2




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Figura 20. Conversión de archivo datos base a formato GPB 7. Finalizada la conversión de los datos, dé clic en el botón Close.

8. Continúe con la conversión de los datos del receptor GPS cinemático, defina el receptor NovAtel OEM4 y especifique la ruta del archivo en formato *.nov y realice la conversión de igual forma como se hizo para los archivos de la estación base, Figuras 21 y 22.

ANEXO 2




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Figura 21. Definición de archivo datos rover para conversión a formato GPB

Figura 22. Conversión archivo datos rover a formato GPB 9. Al finalizar la conversión dé clic en el botón Close, Figura 22.

NOTA: Como resultado de la conversión se generan tres archivos con el nombre original del archivo convertido. Éstos son almacenados en las carpetas donde se encuentran los archivos originales con las siguientes extensiones:

.sta:

Indica el tipo de estación, es decir, para la base muestra las coordenadas de la estación, la altura de la antena y el nombre del punto.

Para la información proveniente del cinemático indica que es cinemático el archivo donde se encuentran las observaciones y las alturas inicial y final de la antena.

.epp: Contiene las efemérides transmitidas para cada sesión del cinemático y para la estación base.

.gpb: Contiene las observaciones (de la base y del cinemático) en formato binario GrafNav.

3.1.2. Remuestreo o interpolación de la información en formato GPS de la estación base en GrafNav

Para obtener una solución diferencial GPS cada 0.5 segundos que se pueda combinar con los datos inerciales que se rastrean a este rango de tiempo, se requiere remuestrear los datos de la estación base rastreados cada segundo.

1. Ingrese por la ruta File/GPB Utilities/Concatenate,Slice and Resample de la ventana principal del programa GrafNav, despliegue la ventana Concatenate, Splice and Resample GPB Files Figura 23. Mantenga los parámetros como se muestran en la misma.

ANEXO 2




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Figura 23. Remuestreo, adición del archivo de entrada 2. En Input Files (To combine, must be in sequential order and cannot overlap in time) con el botón Add

agregue el archivo que debe remuestrear, en este caso el archivo con extensión *.gpb de la estación base.

3. En Output File, active Process Input Files individually. Append the following text to each file name, Igualmente active Copy ephemeris files (.epp) y Copy station files (.sta).

4. En Time Interval Options defina el intervalo de tiempo a 0.5 segundos y active la opción Resample to higher interval para remuestrear los datos a una tasa alta, o sea 0.5 segundos.

5. En Time Range Options active Copy all epochs dé clic en el botón Go. Aquí aparece la ventana Resample to a Higher Interval, Figura 24. Conserve los parámetros que se muestran en ella.

ANEXO 2




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Figura 24. Remuestreo al intervalo más alto 6. Dé clic en el botón Resample, Figura 24 y se despliega la ventana Concatenate, Splice and Resample

GPS Files, Figura 25 donde se visualiza el avance del proceso.

Figura 25. Avance del proceso de remuestreo 7. Al finalizar el proceso de remuestreo, dé clic en el botón Close, Figura 26 y el nuevo archivo

remuestreado con extensión *.gpb queda guardado en la misma carpeta donde está el archivo de los datos base con el mismo nombre pero con la palabra Resample.

ANEXO 2




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Figura 26. Finalización del remuestreo 3.1.3. Creación de un proyecto nuevo en GrafNav

1. En la ventana principal del programa GrafNav, tome la ruta File/New Project/Auto Start y se abre la ventana de creación del proyecto Auto Start, Figura 27.

Figura 27. Creación de proyecto en GrafNav

2. En la zona demarcada como New Project defina las siguientes opciones:

ANEXO 2




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TABLA 3. OPCIONES DE LA VENTANA NEW PROJECT EN GRAFNAV

Path Defina la ruta donde va a guardar el proyecto en la carpeta GPS del proyecto AEROoffice.

Name Defina el nombre con el que se llamará el proyecto en GrafNav. El programa generará un archivo con extensión .cfg

Master Con el botón Add agregue el archivo .gpb remuestreado (o sea el archivo resample) a 0.5 segundos de la estación base.

Remote Con el botón Browse adjunte el archivo .gpb del GPS cinemático.

Settings En la ventana desplegable seleccione la opción Airborne que define los parámetros estándar de un levantamiento cinemático aerotransportado.

3. Dé clic en el botón Plot Coverage Figura 27, con el cual podrá visualizar la simultaneidad de los datos

base y rover, Figura 28.

Figura 28. Vista de cobertura y simultaneidad de los datos 4. Después de verificar la simultaneidad de los datos de la base y el rover, cierre la ventana del Plot

Coverage con el botón.

5. Dé clic en el botón OK de la ventana Auto Start, Figura 27 y se despliega la ventana Enter Master Position, Figura 29.

ANEXO 2




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Figura 29. Posición del punto base

6. En la ventana Enter Master Position digite las coordenadas oficiales de la estación base correspondiente a la solución semanal que se encuentra en la página ftp://ftp.dgfi.badw-muenchen.de/pub/GPS/DGF/ o las coordenadas de la certificación expedida por el GIT Geodesia trasladadas a la fecha del vuelo, si la base se rastreó es un vértice de la red MAGNA-SIRGAS.

7. Defina el Datum WGS84 con el botón Datum Options.

8. Revise la altura vertical de antena de la estación base validándola con el formato diligenciado Hoja de campo, si la base fue armada en un vértice geodésico. Si la base es una estación de la red MAGNA-ECO valide la altura vertical de la antena con la del GIT Geodesia. Dé clic en el botón Aceptar.

9. En la ventana Enter Remote Antena Height active Use simple vertical antena height (to L1 phase centre) y defina 0.00 metros para la altura vertical antena del GPS cinemático, Figura 30. Dé clic en el botón Aceptar.

ftp://ftp.dgfi.badw-muenchen.de/pub/gps/DGF/

ftp://ftp.dgfi.badw-muenchen.de/pub/gps/DGF/

ANEXO 2




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Figura 30. Definición de altura antena remota 10. Introduzca las efemérides precisas correspondientes a la fecha del vuelo ingresando por la opción

file/alternate precise efemérides files de la ventana principal de GrafNav, la cual permite adicionar el archivo de las efemérides descargadas del servicio IGS desde la página ftp://igscb.jpl.nasa.gov/igscb/product/, y que se han almacenado dentro de la carpeta GPS del proyecto de AEROoffice.

Los archivos que se muestran en este sitio web se encuentran estructurados así:

Los tres primeros caracteres indican el tipo de efemérides:

igs: efemérides precisas

igr: efemérides rápidas

igu: efemérides ultrarrápidas.

Los cuatro caracteres siguientes indican el número de la semana GPS (week).

El último carácter antes del punto indica el día de la semana (d), siendo el 0 para el domingo, el 1 para el lunes y así sucesivamente.

Las extensiones de los archivos equivalen a:

.clk: Correcciones de los relojes instalados en los satélites

.cls: Combinación de las soluciones de las correcciones de los relojes satelitales

.erp: Parámetros de orientación terrestre

.sp3: Efemérides satelitales

.sum: Resumen del proceso de ajuste adelantado para la determinación de las efemérides, de las correcciones a los relojes satelitales y de los parámetros de orientación terrestre.

ftp://igscb.jpl.nasa.gov/igscb/product/

ANEXO 2




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NOTA: Para el procesamiento de la información GPS con efemérides precisas se deben descargar los archivos “igsweekd.sp3.”

3.1.4. Procesamiento diferencial GPS cinemático

A continuación realice el cálculo diferencial de la trayectoria del vuelo aerofotogramétrico en el programa GrafNav.

1. Con la opción Process/Process Differential en la ventana principal de GrafNav, despliegue la ventana Process GPS or GPS+GLONASS, Figuras 31 a 40, donde se encuentran definidos los parámetros para cálculo de levantamientos cinemáticos aéreos, es decir el Airborne definido en la ventana Auto Stara Figura 27 para la creación del proyecto. Conserve estos parámetros de cálculo para el procesamiento.

Figura 31. Parámetros de procesamiento y ambiente de trabajo de un proyecto GPS cinemático en GrafNav

2. En la pestaña Process verifique que las siguientes opciones correspondan y se encuentren

correctamente configuradas como muestra la Figura 32.

ANEXO 2




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Figura 32. Parámetros de procesamiento pestaña Process en Process GPS or GPS+GLONASS 3. En la pestaña General verifique que los parámetros correspondan y se encuentren correctamente

configurados de acuerdo con lo que muestra la Figura 33.

Figura 33. Parámetros de procesamiento pestaña General en Process GPS or GPS+GLONASS

ANEXO 2




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4. En la pestaña Advanced 1 verifique que las siguientes opciones correspondan y se encuentren

correctamente configuradas de acuerdo con lo que muestra la Figura 34:

Figura 34. Parámetros de procesamiento pestaña Advanced 1 en Process GPS or GPS+GLONASS

5. En la pestaña Advanced 2 verifique que las siguientes opciones correspondan y se encuentren correctamente configuradas de acuerdo con lo que muestra la Figura 35:

Figura 35. Parámetros de procesamiento pestaña Advanced 2 en Process GPS or GPS+GLONASS

ANEXO 2




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6. En la pestaña Measurement verifique que las siguientes opciones correspondan y se encuentren correctamente configuradas de acuerdo con lo que muestra la Figura 36:

Figura 36. Parámetros de procesamiento pestaña Measurement en Process GPS or GPS+GLONASS 7. En la pestaña Ionosphere/L2 verifique que las siguientes opciones correspondan y se encuentren

correctamente configuradas de acuerdo con lo que muestra la Figura 37.

Figura 37. Parámetros de procesamiento pestaña Ionosphere/L2 en Process GPS or GPS+GLONASS

ANEXO 2




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8. En la pestaña Fixed Static verifique que las siguientes opciones correspondan y se encuentren correctamente configuradas de acuerdo con lo que muestra la Figura 38:

Figura 38. Parámetros de procesamiento pestaña Fixed Static en Process GPS or GPS+GLONASS 9. En la pestaña KAR 1 verifique que las siguientes opciones correspondan y se encuentren

correctamente configuradas de acuerdo con lo que muestra la Figura 39:

Figura 39. Parámetros de procesamiento pestaña KAR 1 en Process GPS or GPS+GLONASS

ANEXO 2




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10. En la pestaña KAR 2 verifique que las siguientes opciones correspondan y se encuentren correctamente configuradas de acuerdo con lo que muestra la Figura 40:

Figura 40. Parámetros de procesamiento pestaña KAR 2 en Process GPS or GPS+GLONASS 11. Una vez verificados todos los parámetros de cálculo, dé clic en el botón Aplicar y luego en el botón

Process, con lo que se dará inicio al procesamiento diferencial de los datos apareciendo la ventana Processing Diferencial GPS, Figura 41 donde muestra el avance del procesamiento.

Figura 41. Ventana gráfica de la calidad del procesamiento

12. Verifique durante el procesamiento diferencial mediante la barra gráfica quality factor Figura 41, la estabilidad de la solución diferencial siendo 1 la mejor y 6 la peor.

ANEXO 2




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Cada casilla de la barra gráfica asigna un color a la calidad de la solución, la cual se visualiza en el recorrido de la trayectoria calculada, Ver Tabla 5. Si la solución diferencial mostrada toma valores de 4 (púrpura) a 6 (rojo) es porque existen algunas épocas en las cuales no se han resuelto ambigüedades y se requiere de un refinamiento en el procesamiento.

Figura 42. Finalización del procesamiento diferencial GPS 13. Finalizado el procesamiento se visualiza la trayectoria del vuelo en el color de la calidad obtenida en

el procesamiento, Figura 42, valide la calidad del cálculo con la barra gráfica o realice un zoom sobre el área donde están los eventos de toma y verifique que estén en el rango de aceptación.

NOTA: Después del procesamiento se generan los siguientes archivos:

TABLA 4. ARCHIVOS GENERADOS DEL CÁLCULO DIFERENCIAL

ARCHIVO CONTENIDO

.fml:

Corresponde con el log file que contiene los mensajes de error y alerta generados durante el procesamiento. El significado de tales mensajes se ilustra en el manual de GrafNav. A partir de este archivo se define la estrategia de procesamiento, ejemplo, la exclusión de satélites, la eliminación de épocas, etc.

.fss y .rss:

Presentan un resumen de las soluciones flotante, estática fija, rápida estática y KAR, el .fss en la dirección de vuelo y el .rss en la dirección contraria. En levantamientos cinemáticos sólo se muestra el registro correspondiente a la solución KAR, las demás aparecen en el cálculo de levantamientos estáticos.

.fwd y

.rev:

Muestran la solución época por época; .fwd en la dirección de vuelo y .rev en la dirección contraria. Para cada época se incluye, entre otros, el tiempo GPS, las coordenadas elipsoidales calculadas, las ambigüedades, etc. Igualmente, indica aquellas épocas en los que no ha sido posible la resolución de ambigüedades.

.cfg: Almacena las opciones (características) del proyecto.

ANEXO 2




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3.1.5. Control de Calidad

GrafNav permite validar la calidad del cálculo (directo e inverso) utilizando los reportes de texto para las estadísticas generales del procesamiento y los reportes gráficos por cada uno de los indicadores de calidad.

Tenga en cuenta que la calidad del cálculo se encuentra determinada internamente en el programa a partir de rangos estadísticos de aceptación del dato, donde cada uno de los eventos dependiendo de su calidad/precisión se grafican de acuerdo a la Tabla 5.

TABLA 5. RANGOS DE CALIDAD DE LA SOLUCIÓN DGPS EN GRAFNAV

CALIDAD COLOR DESCRIPCIÓN PRECISIÓN (METROS)

1 Verde Entero Fijo 0.00 – 0.15

2 Cian Convergencia flotante o entero fijo ruidoso 0.05 – 0.40

3 Azul Convergencia flotante 0.20 – 1.00

4 Púrpura Convergencia flotante 0.50 – 2.00

5 Magenta DGPS 1.00 – 5.00

6 Rojo DGPS 2.00 – 10.00

No Procesado

Gris No fue procesado N/A

1. Finalizado el procesamiento en la ruta View/Processing Summary despliegue la ventana Processing Sumary for nombre_del_proyecto que contiene las estadísticas del procesamiento y valide los criterios que contiene el reporte. Figura 43.

Figura 43. Reporte estadístico del procesamiento NOTA: Si la calidad del reporte muestra desviaciones estándar superiores a 0.10 metros en posición para un porcentaje de la trayectoria, busque mejorar la solución, combinando las variables de entrada para el cálculo (máscara de elevación, rango de tiempo, omisión de satélites con saltos de ciclo, etc.)

ANEXO 2




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2. Si las estadísticas del procesamiento muestran un cálculo con calidad, dé clic en el botón Save As para guardar el archivo con el nombre Processing Summary “AAAAMMDD” en la carpeta GPS.

NOTA: Con el reporte de las estadísticas se diligencia el formato de calidad de la Memoria Técnica: procesamiento de datos GPS cinemático.

3. Igualmente, en la ruta Output/Plots Results de la ventana principal del programa GrafNav se despliega la ventana Plot GPS Data, Figura 44.

Figura 44. Plots de indicadores de calidad NOTA: Dependiendo del tipo de estadística, la opción PLOTS Results grafica lo siguiente: para accuracy (precisión), Most Common (datos redundantes), measurement (mediciones), separation (separación), quality control (control de calidad), coordinate values (valores de coordenadas), miscellaneous (varios/correlaciones) y all (todos).

4. Dé doble clic sobre el nombre del criterio de calidad para desplegar la gráfica respectiva. Valide gráficamente los diferentes indicadores que se encuentran para el control de calidad del procesamiento, Figura 45 y siguientes. En esta figura se identifican las partes principales de los ploteos.

Verifique los valores en metros de la separación de la solución de la trayectoria entre los valores obtenidos en el cálculo de ida y regreso para nortes (North), estes (East) y alturas (Up). Figura 45.

ANEXO 2




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Figura 45. Separación de la solución combinada (forward – reverse)

Verifique los valores en metros de la precisión estimada de la solución de la trayectoria para nortes (north), estes (east) y alturas (up). Figura 46.

Figura 46. Precisión de la posición estimada

Verifique los valores del factor de calidad de la solución de la trayectoria para todo el tiempo GPS calculado en el proyecto, es la representación gráfica estadística de la Tabla 5. Figura 47.

Tiempo GPS

Gráfica de la solución

Línea guía

Eventos de toma

Discriminación del cálculo- Variables

ANEXO 2




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Figura 47. Factor de calidad

Verifique la cantidad de satélites presentes en la trayectoria y su aparición dentro de los rangos de ángulos de elevación y los saltos de ciclo. Figura 48.

Figura 48. Elevación de satélites y saltos de ciclo

ANEXO 2




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Verifique el error medio cuadrático de la solución combinada (ida y regreso) para la trayectoria calculada para nortes (north), estes (east) y alturas (up), Figura 49.

Figura 49. RMS de la solución combinada

3.1.6. Reporte de coordenadas como solución GPS para Aerooffice.

A continuación se debe generar el reporte de coordenadas de la trayectoria de la misión de vuelo que se requiere para continuar el posprocesamiento en el programa AEROoffice.

1. Desde la ventana principal del programa GrafNav ingrese a la opción Output/Export Wizard con la que desplegará la ventana Export Coordinates Wizard, Figura 50.

2. En la ventana Export Coordinates Wizard, en Export File defina el archivo que va a exportar con los valores de coordenadas de la trayectoria.

3. En la parte denominada Source active la opción de épocas Epoch.

4. En el campo de Profile defina la opción IGI AEROCTRL, Figura 50.

Figura 50. Creación del archivo de salida de la solución DGPS

ANEXO 2




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5. Dé clic en el botón Siguiente y aparecerá la ventana Select Output Coordinate Datum, Figura 51.

6. Seleccione el Datum WGS84 activando Use Processing Datum (suggested) y dé clic en el botón Siguiente.

Figura 51. Selección del datum de las coordenadas de salida

7. Se despliega automáticamente la ventana Estimated Accuracy Scaling, defina los parámetros como muestra la Figura 52 y dé clic en el botón Siguiente.

Figura 52. Escala estimada para desviación estándar

ANEXO 2




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8. Se despliega la ventana Select Epoch Sampling Mode, Figura 53, defina el parámetro Exportar todas las épocas activando Export every epoch y dé clic en el botón Siguiente.

Figura 53. Modo de presentación de resultados 9. Allí se despliega la ventana Export Definition Complete, Figura 54, en ella se describen los campos de

datos que contendrá el archivo, active View ASCII output file on completion para visualizar el archivo de salida.

Figura 54. Definición completa del archivo de salida

ANEXO 2




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10. Dé clic en el botón Preview para obtener una vista previa de los datos del archivo de salida, Figura 55, cierre la vista con el botón Close.

Figura 55. Vista previa del archivo de salida

11. Dé clic en el botón finalizar de la ventana Export Definition Complete, se despliega el archivo generado como solución diferencial GPS, Figura 56, el cual será utilizado en el programa AEROoffice.

Figura 56. Archivo de salida con la solución diferencial GPS para AEROoffice

ANEXO 2




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3.2. POSPROCESAMIENTO GPS/IMU EN AEROOFFICE.

El procesamiento de los datos de la unidad inercial y la plataforma giroestabilizada combinados con la solución diferencial GPS proporciona la posición precisa y la orientación espacial para cada uno de los eventos fotográficos registrados con la cámara digital UltraCamD.

3.2.1. Importar solución diferencial GPS.

En la ventana principal del programa AEROoffice y dentro del proyecto creado en el numeral 3.1, en la opción Process/Postprocessing se da inicio al posprocesamiento GPS/IMU.

1. Inicie con la importación de la solución diferencial GPS en la ventana AEROoffice Setup, en la pestaña Files, active Import external GPS solution.

2. Con el cursor en el cajón en blanco dé clic con el botón derecho del ratón e importe el archivo de la solución diferencial GPS con la opción Select GPS import file, Figura 57.

Figura 57. Importación del archivo con la solución GPS

3.2.2. Posprocesamiento Aerooffice

Continuando con los requerimientos para el posprocesamiento se deben importar los valores específicos de la IMU que son el resultado de la calibración en el laboratorio IGI, éste es un archivo *.cal suministrado por la empresa proveedora.

1. En la pestaña PP-Options de AEROoffice Postprocessing Setup con el botón Import especifique el archivo de calibración de la IMU, Figura 58.

ANEXO 2




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Figura 58. Importación de la calibración de la unidad inercial 2. Seleccione el tiempo de procesamiento. Se recomienda usar el inicio y el final del proyecto como el

tiempo de inicio y fin para el posprocesamiento. Es lo óptimo si el intervalo de procesamiento fue volado con una altura de vuelo relativamente constante (pero no necesariamente).

NOTA: Una forma fácil de definir el rango de tiempo de procesamiento es usando las gráficas de GPS-Altitude y GPS-Trayectory.

3. Despliegue la opción Report/Output/QC/Plot desde la ventana principal de AEROoffice, active GPS-Altitude y GPS-Trayectory y seleccione Highlight Online, dé clic en el botón Plot con lo cual se abrirá la ventana Select GPS File.

4. Seleccione en esta ventana el archivo de datos GPS en tiempo real (en este caso el *.nov) que se encuentra en la carpeta GPS, Figuras 59 y dé clic en el botón Abrir.

Figura 59. Vistas de altura y trayectoria para definir el rango de tiempo a procesar

ANEXO 2




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5. Se despliegan las ventanas GPS-Altitude y GPS-Trajectory Figura 60.

Figura 60. Plots de altura de vuelo y trayectoria NOTA: El área de la misión puede ser fácilmente identificada en la gráfica GPS Altitude: Las líneas de vuelo tienen casi siempre la misma altura. Adicionalmente las líneas de vuelo son resaltadas si la opción Hghlight Online fue seleccionada durante la creación de las gráficas.

En la gráfica GPS Trajectory puede también revisar y definir el tiempo GPS en el cual se tomaron fotografías y anotarlo para definir el rango de tiempo a procesar.

6. En la ventana Altitude GPS use el botón izquierdo del ratón para ampliar la ventana de visualización dentro del área de interés, Figura 61.

Figura 61. Ventana ampliada del área de interés

ANEXO 2




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7. Dé clic en el botón izquierdo del ratón sobre el eje del tiempo de la gráfica GPS Altitude despliegue el menú Format X Axis, Figura 62, defina el tiempo GPS a procesar y ciérrelo dando clic en el botón Close. (Como esto es opcional, es otra forma de hacerlo).

Figura 62. Menú Format Axis para definición del tiempo para posproceso

NOTA: El botón Set Proc. Int (Set Processing Interval) toma como tiempo el máximo y mínimo de la pestaña PP-Options del AEROoffice Setup. No se recomienda usar el vuelo completo incluyendo decolaje y aterrizaje sino únicamente el área efectiva de captura para las imágenes aerofotográficas.

8. Revisado y definido el rango de tiempo para el posprocesamiento en la pestaña PP-Options del menú AEROoffice Postprocessing escriba el tiempo de inicio y final que se va a procesar y active las opciones para observar en el procesamiento que se explican a continuación, Figura 63.

ITEM DESCRIPCIÓN

Show trajectory plot La trayectoria de vuelo es mostrada sin eventos.

Show Instruments El indicador de la velocidad, el horizonte del girocompás, el altímetro y el compás se exhiben en la pantalla.

Ignore Previos Calculations

Esta opción es comprobada por defecto si el proceso se hace por primera vez o si se importa un archivo nuevo de la calibración de IMU. La posición inicial, orientación espacial, velocidad y las propiedades de la IMU inicial para el segundo cálculo se toman del posprocesamiento anterior si esta opción no se selecciona.

Figura 63. Definición del rango de tiempo

ANEXO 2




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NOTA: Posteriormente esta trayectoria se combina con los eventos de la cámara. Los eventos son introducidos cuando se utiliza el Datamanager para exportar el resultado final. Por esta razón el Lever Arm del sensor no se muestra en la pestaña de Lever Arm en la parte de posproceso, Figura 64.

Figura 64. Lever arm de antena GPS y plataforma giroestabilizada en el posprocesamiento

9. Revise que todos los parámetros de las diferentes pestañas del AEROoffice Postprocessing concuerden con los especificados durante el preprocesamiento y dé clic en los botones Apply y OK para iniciar el posprocesamiento. Se despliega la ventana AEROoffice Postprocessing, Figura 65 que muestra el avance del proceso.

Figura 65. Avance del posprocesamiento

10. Al finalizar el procesamiento se genera un archivo texto o logfile con el nombre del proyecto y extensión *.Process.log que muestra los archivos utilizados y los parámetros para el posprocesamiento, Figura 66. Éste y los demás archivos generados en el posproceso quedan almacenados en la carpeta work.

ANEXO 2




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Figura 66. Logfile de posprocesamiento AEROoffice

3.2.3. Control de calidad del posprocesamiento GPS/IMU.

La calidad del posprocesamiento se puede evaluar con el uso de las gráficas obtenidas en la ruta Report/output/qc/plot desde la ventana principal del programa AEROoffice, en la que se accede a la ventana Create Plots, Figura 67, la cual exhibe todas las gráficas disponibles. Éstas pueden ser seleccionadas comprobando la descripción de la función en la parte inferior de la ventana.

Debajo de la lista de gráficas están los siguientes elementos del diálogo:

ITEM DESCRIPCIÓN

Highlight Online

Marque esta opción para exhibir regiones en línea y fuera de línea de los datos trazados con diversa intensidad. Esta opción está disponible solamente si las marcas dentro y fuera de línea fueron fijadas correctamente. (Ejemplo, cuando fue operado el AEROcontrol con el sistema CCNS).

Clear list Deselecciona todas las gráficas disponibles.

All Plots Todas las gráficas disponibles pueden ser clasificadas en subgrupos.

Plot Comienza el trazado de la gráfica y los diagramas seleccionados se almacenan en el archivo del proyecto por defecto.

Cancel La ventana de diálogo es cerrada.

ANEXO 2




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Figura 67. Create Plots, diferentes gráficas para el análisis de calidad de la solución

1. Seleccione las gráficas que va a utilizar en el control de calidad y dé clic en el botón Plot para que éstas se generen, Figura 68.

Figura 68. Ejemplo de ventanas gráficas para el control de calidad de la solución NOTA: Con estas gráficas se puede realizar el control y verificación de la calidad de la solución de postproceso, pudiéndose detectar problemas y evaluar la calidad de la solución, teniendo en cuenta que las desviaciones en posición no pueden ser superior a 0.10 metros y en orientación espacial de 0.015 grados.

3.2.4. Generación de archivo para aerotriangulación Datamanager.

El Datamanager es la herramienta que tiene el programa AEROoffice para exportar el resultado del posproceso en un archivo en los formatos comúnmente usados en los programas de aerotriangulación.

ANEXO 2




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1. Dé clic en la opción Report/Output/Datamanager de la ventana principal del programa AEROoffice, se despliega la ventana AEROoffice Setup, Figura 69; valide los valores del lever arm del sensor.

Figura 69. Lever arm del IMU al sensor

2. Dé clic en el botón OK, con lo que se despliega la ventana Datamanager Figura 70. En esta ventana seleccione la pestaña Format y defina el tipo de formato de salida para el proceso de Aerotriangulación que en el caso IGAC se selecciona MATCH-AT Figura 70.

Figura 70. Datamanager, definición del formato de salida para aerotriangulación

ANEXO 2




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3. En la pestaña Output File active la opción Write File Header para que el archivo a exportar tenga un encabezado con información general del posprocesamiento y defina la opción Output Event Data Figura 71, para crear el archivo con datos de marcas de eventos, es decir las coordenadas y ángulos de orientación para cada fotografía.

Figura 71. Datamanager, output files

NOTA: La opción Output Continuous Data crea un archivo en el cual los datos de posición son guardados en el rango de tiempo seleccionado, es decir la trayectoria cada 0.5 segundos.

4. En la pestaña Coord. System, Figura 72, se detalla información sobre los posibles sistemas de coordenadas en los cuales el programa permite exportar los resultados del pos procesamiento.

Con el botón Select System seleccione el sistema de coordenadas para el resultado final y con el botón Modify System List puede modificar estas opciones.

5. Active las opciones Apply meridian convergence for phi, omega, kappa output y Apply coordinate system scalefactor height correction e introduzca la altura de vuelo sobre el terreno en unidades de metros o pies en el campo Flying Height above Ground.

Figura 72. Sistema de coordenadas de los datos de salida para aerotriangulación

ANEXO 2




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6. La pestaña Boresight permite realizar la calibración por desalineación entre la IMU y el Sensor (Ver Anexo 1). Ésta puede ser considerada en el cálculo de posición y ángulos activando la opción Apply Position Offset.

7. Ingrese los parámetros de desalineación manualmente introduciendo los valores de roll, pitch y yaw en el aparte Boresight Angles (degrees) y norte, este y altura en el aparte Position Offset (meter) o importándolos desde un archivo. En este caso el cálculo por desalineación debe darse con anterioridad, Figura 73.

Figura 73. Boresight

8. Los archivos de los datos fuente se dan en la pestaña Source Data. Por defecto, se utilizan los archivos de datos procesados de la IMU y el archivo de marcas de eventos que se especificó en el AEROoffice Setup, Figura 74.

Figura 74. Datos fuente de eventos de cámara

ANEXO 2




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9. Dé clic en el botón Preview, así observa la trayectoria de los datos que se van a utilizar, Figura 75.

Figura 75. Ploteo de la trayectoria de la misión de vuelo

10. Dé clic en el botón Create Output para definir la salida de los datos, defina la ubicación del archivo en la carpeta at y el nombre del archivo con extensión *.exp y dé clic en el botón Guardar, Figura 76.

Figura 76. Definición del archivo *.exp. para aerotriangulación

11. Se despliega la ventana Please Select or Confirm Units, Figura 77, defina las unidades angulares y de longitud, dé clic en el botón OK.

Figura 77. Unidades angulares y de longitud

ANEXO 2




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12. Espere la creación del archivo y dé clic en el botón Exit en la ventana Datamanager. El resultado final se visualiza con un editor de texto, Figura 78.

Figura 78. Archivo en formato MATCH-AT para aerotriangulación

3.2.5. Editor de eventos de cámara fotográfica.

El editor de eventos fotográficos es la herramienta para manejar datos de archivos de eventos en AEROoffice. Con esta herramienta es posible efectuar varias operaciones como: editar eventos fotográficos, salvar el archivo con otro nombre y dividir un archivo de eventos en varios archivos. Esta característica hace más fácil exportar datos por ejemplo del campo de calibración solamente o de una parte de la misión de vuelo.

1. En el proyecto de AEROoffice dé clic en la opción Tools/Event Mark Editor de la ventana principal del programa Aerooffice, Figura 79.

Figura 79. Acceso al editor de eventos de cámara

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2. Se despliega la ventana del editor de eventos, Figura 80.

Figura 80. Editor de eventos de cámara NOTA: el Event Mark Editor está dividido en dos partes principales: en la parte izquierda los elementos contenidos en el archivo de eventos de AEROoffice se listan en una estructura de árbol y en la derecha una tabla detallada que muestra las siguientes columnas:

ITEM DESCRIPCIÓN

Time El tiempo puede desplegarse en formato de segundos de semana GPS o en formato de horas: minutos: segundos. Estos cambios solamente son para visualización. El tiempo en los datos brutos no puede cambiarse.

Type

Indicador del tipo de un evento en un tiempo específico:

Mark, representa el tiempo de exposición de la cámara

Online, indica el comienzo de una sección Online

Offline, indica el fin de la sección Online

Start, indica el inicio de cada sección. Es necesario para el cálculo interno y no puede ser editado ni borrado

End, finaliza el archivo de eventos de cámara. Es necesario para el cálculo interno y no puede ser editado ni borrado

Photo Number El número de foto es el mismo usado por el CCNS.

Project Muestra el nombre del proyecto y es definido desde la planeación de la misión del vuelo en el programa WinMP. Esta información es dada para los eventos de tipo Online.

Area Indica el nombre asignado al área y se hace desde el programa de planeación igiplan. Esta información es dada para los eventos de tipo Online.

Line El número de las líneas de vuelo está definido desde el programa de planeación. Esta información es dada para los eventos de tipo Online.

WPT El número de Waypoint (punto en el terreno) se determina desde el planeamiento del vuelo.

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Esta estructura permite importar y exportar eventos desde y a varios formatos de archivos. Las opciones importar y exportar se encuentran en la opción file en la vista del editor de textos.

En el editor de eventos, las marcas de eventos están divididas en las secciones “online” y “offline”. Online son las secciones de una misión de vuelo en el cual el CCNS4 ha indicado que el vuelo es sobre una línea de vuelo planeada y Offline son las secciones sobrantes de la misión de vuelo por ejemplo el inicio, el aterrizaje, las vueltas o los vuelos de la transferencia entre diversas áreas.

Las secuencias de los eventos pueden ser vistas en una parte del proyecto modelo. Un evento online en el diagrama de la trayectoria se cambia de verde al rojo. Rojo indica secciones online de una misión de vuelo.

Las marcas de eventos planeados son siempre parte de las secciones online. La sección online es terminada por un evento offline. El color del diagrama de la trayectoria cambia de rojo a verde, Figura 81.

Figura 81. Trayectoria con secciones online y offline

Las secciones online pertenecen a un proyecto, a un área y a una línea. Esta información se controla desde la planeación de la misión de vuelo en el software igiplan. Si una línea se vuela varias veces, los eventos se enumeran separadamente.

3. Para editar el archivo de datos relevantes desde el editor de eventos, Figura 82, dé clic con el botón derecho del ratón, se despliega el menú de contexto con diferentes opciones Tabla 6, las cuales están disponibles de acuerdo al tipo de marca seleccionada.

TABLA 6. OPCIONES DE EDICIÓN EN LA VENTANA EVENT MARK EDITOR

OPCIÓN ACCIÓN

Edit Los eventos seleccionados se pueden editar.

5.3.11 Insert 5.3.12 Inserta un evento del tipo seleccionado en un tiempo designado.

5.3.13 Delete 5.3.14 Borra uno o más eventos del tipo seleccionado.

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5.3.15 Renumber

5.3.16 Las marcas de los eventos se pueden renombrar. Si más de una marca de evento es seleccionada y puede ser elegida, los eventos pueden ser renombrados de la siguiente forma:

5.3.17 Renumber (Standard): El primer número de la selección puede fijarse.

5.3.18 Number = factor*line#+WPT#: El resultado del renombramiento de los eventos seleccionados es un número de evento, que contenga el número de línea y el punto definido desde la planeación del vuelo en WinMP.

5.3.19 Number = factor*line#+photo#: El resultado del renombramiento de los eventos seleccionados es un número de evento, que contiene el número de línea desde la planeación del vuelo en WinMP y el número de foto definido desde AEROcontrol.

5.3.20 Select all 5.3.21 Todos los eventos son seleccionados.

5.3.22 Apply Time Offset

5.3.23 Los eventos seleccionados pueden cambiarse de lugar. Esto puede ser útil si la última foto de una línea de vuelo no es una foto online (debido a un ajuste incorrecto en CCNS por parte del usuario)

5.3.24 Delete Doubled

5.3.25 Marcas de eventos múltiples pueden borrarse dentro de un rango de tiempo seleccionado después de un evento.

5.3.26 Create Flightline

5.3.27 Crea una marca online antes y una marca offline detrás de los eventos seleccionados. La información de proyecto, área y línea de vuelo se puede introducir.

Figura 82. Opciones de edición

4. Para guardar los cambios, dé clic en File. Aquí se despliegan dos opciones que aplican: Exporta o Save As. Dé clic en Save As y dé un nombre al archivo de extensión *.aom con el cual generará en el Datamanager el archivo con destino a Aerotriangulación. (Ver numeral 3.5.4.)

tabla de contenidoigacnet2.igac.gov.co/intranet/userfiles/file... · procesamiento de datos gps...

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