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INTRODUCCION A GPS:

INTRODUCCION A GPS:. ESSC 541-542 4.14.05. Sumario de la Presentación. Formato de Aprendizaje Básicos de GPS GPS “Bajo Cubierta” Sistemas de Coordenadas y Datum Tecnología de Mapeo Móvil Manos a la Obra con el GPS. Formato de Aprendizaje. Clase Teórica

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  1. INTRODUCCION A GPS: ESSC 541-542 4.14.05 ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  2. Sumario de la Presentación • Formato de Aprendizaje • Básicos de GPS • GPS “Bajo Cubierta” • Sistemas de Coordenadas y Datum • Tecnología de Mapeo Móvil • Manos a la Obra con el GPS ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  3. Formato de Aprendizaje • Clase Teórica • Una hora de presentacion y orientación sobre GeoXT en el aula • Laboratorio • Viaje de campo (¿Cuándo?) para practicar usando el GPS en el campo ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  4. ¿Qué es GPS? El Sistema de Posicionador Global (GPS) Es una Constelación de Satélites orbitando la Tierra mantenidos por el Govierno de los Estados Unidos con el propósito de definir posiciones geográficas en y sobre la superficie de la Tierra. Consiste de tres segmentos: Segmento del Usuario Segmento de Control Segmento Espacial ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  5. Satélites GPS(Vehículos Satelitales (VS)) • El primer satélite GPS fue enviado en 1978 • La constelación se completó en 1994 • Satélites construidos para durar como 10 años • Pesan aproximadamente 2000 libras y tienen 17 pies de largo • El poder de transmisión es de solamente 50 Watts o menos ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  6. Decendencia del GPS • Fase 1: 1973-1979 VALIDACION del CONCEPTO 1978-Primer Lanzamiento del Bloque 1 VS • Fase 2: 1979-1985 DESARROLLO COMPLETO Y PRUEBAS • Fase 3: 1985-al Presente PRODUCCION Y DISPERSION ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  7. SISTEM DE POSICIONAMIENTO PRECISO(SPP) • SOLAMENTE Usuarios autorizados • Estados Unidos y aliados militares • Requiere equipo criptográfico, recividores especialmente equipados • Exactitud a 21 Metros el 95% del tiempo ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  8. Servicio de Posicionador Estándar(SPE) • Disponible a todos los usuarios • Exactitud degradada por Disponibilidad Selectiva hasta el 2 de Mayo 2000 • Exactitud Horizontal : 100m • Ahora tiene casi la misma exactitud que el SPP ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  9. Segmento Espacial • satélites 24+ • 6 planos con 55° de inclinación • Cada plano tiene 4-5 satélites • Posición de transmisión y tiempo de información sobre 2 frequencias • La Constelación tiene repuestos ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  10. Segmento Espacial • Orbita muy alta • 20,200 km • 1 revolución en aproximadamente 12 hrs • Viaja aprox. 7,000mph • Consideraciones • Exactitud • Habilidad de supervivencia • Covertura ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  11. Colorado Springs Kwajalein Islas Ascención Hawaii Diego Garcia EstaciónMaster Control Etación Monitor AntenaTerrestre Segmento Control Monitoreo y Control ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  12. Segmento Control: Manteniendo el Sistema • Corrige errores de Órbita y reloj • Crea nuevo mensaje De navegación • Observación Efímera y reloj Estación de Subida de info. (5) Etaciones Monitoras Alcon AFB ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  13. Segmento del Usuario • Más de $19 Billones invertidos por DoD • Sistema de Uso Dual desde 1985 (civil y militar) • La comunidad civil rápidamente tomó ventaja del sistema • Cientos de clientes en el mercado • 3 billones en ventas, el doble en 2 años • 95% de usuarios actualmente • La Mesa Directiva DoD/DoT dicta política GPS ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  14. Usos comunes del GPS • Navegación y Rastreo Tierra Mar y Aire • Sondeo/ Mapeo • Aplicaciones Militares • Usos Recreacionales ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  15. Estaciones Monitoras • Diego García • Islas Ascención • Kwajalein • Hawaii • Colorado Springs Usuario Final Control de GPS Colorado Springs Cómo Trabaja el Sistema Segmento Espacial Satélites 24+ La efímera actual Es transmitida a Los usuarios ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  16. Satélite 2 Satélite 3 Satélite 4 Triangulación Satélite 1 ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  17. Medición de la Distancia Cada satélite lleva alrededor de cuatro relojes atómicos Usa la oscilación de los átomos del cesio y el rubidio para medir el tiempo Exactitud? más/menos un segundo sobre más de 30,000 años!! Todo el Sistema Gira Alrededor del Tiempo!!! Distancia= tasa x tiempo Tasa = 186,000 millas por segundo (Velocidad de la Luz) Tiempo = tiempo que toma la señal en viajar del VS al recividor GPS ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  18. VS y Relojes Recividores • Relojes VS • 2 Cesios & 2 Rubidiosen cada VS • $100,000-$500,000 cada uno • Relojes Recividores • Relojes similares a los relojes de puño de cuarzo • Siempre un error entre el satélite y los relojes recividores (  t) • 4 satélites son requeridos para resolver por x, y, z, and  t ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  19. 4 • PROBLEMA • No puede usar relojes atómicos en el recividor • SOLUCION • Relojes recividores son exactos por periodos cortos de tiempo • Resetear a menudo • 4to VS son usados para recalibrar un reloj recividor Reloj de Cesio = $$$$$$$!!! Tamaño de una PC ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  20. Satélite Recividor Tiempo pospuesto Rompiendo el Código Tiempo de Transmisión La señal del Transportador... combinadd con… Código RPR... produce la Señal modulada del Transportador la cual es transmitida... desmodulada... I detectada por el recividor, inmovilizada pero Un temporizador... ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  21. Exactitud y Presición en GPS • Exactitud • La cercanía de una medición al valor estándar o verdadero • Presición • El grado al cual varias medidas proveen respuestas muy cercanas unas a otras ¿Qué afecta la exactitud y la presición en GPS? ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  22. Fuentes de Error • Disponibilidad Selectiva • Degradación intencional de la exactitud del GPS • 100m en horizontal • 160m en vertical • Cuenta por la mayorí del error GPS estándar • Apagado el 2 de mayo 2000 ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  23. CALIDAD DP Muy Buena 1-3 Buena 4-5 Moderada 6 Sospechosa >6 FUENTES DE ERROR • Dilución Geométrica de la Presición (DGP) • Describe la sensibilidad del recividor a cambios en el posicionamiento gemétrico de los VSs • Si el valor de DP( Dilución de presición) es más alto, la medición es más pobre ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  24. Satélite Señal Reflejada Antena GPS Señal Directa Señal Reflejada Superficie Dura Fuentes de Error • Error del Reloj • Diferencias entre el reloj del satélite y el reloj del recividor • Retrazos de la Ionósfera • Retrazo en las señales del GPS cuando pasan a través de la capa de iones libres de electrones conocida como la ionósfera. • Error Compuesto • Causado reflecciones de la señal del GPS que se mezcla co la señal deseada ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  25. Localización Referente Localización Remota www.ngs.noaa.gov/OPUS Online post-processing GPS Diferencial • Método de remover errores que afectan las mediciones del GPS • Un recividor de estación base se coloca en una localización donde las coordenadas son conocidas • La señal tiempo en la localización de referencia se compara con el tiempo en la localización remota • La diferencia de tiempo representa el error en la señal del satélite • Las correcciones en tiempo real son transmitidas al recividor remoto • Frecuencia simple (1-5 m) • Frequencia real (sub-métrica) • Post-Procesamiento de GPS Diferencial implica correciones un tiempo más tarde = Error ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  26. Sistema de Incremento de Area Ancha (SIAA) • Sistema de satélites y estaciones terrenas que provee correciones de señales de GPS • 25 estaciones terrenas de referencia a través US • Estaciones maestras crean correción de mensajes GPS • Mensaje diferencial corregido es transmitido a través satélites geoestacionarios a un recividor • 5 Veces la exactitud (3m) 95% del tiempo • Solamente requiere GPS habilitados con SIAA ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  27. ¿Porqué debería de preocuparme por sistemas de datum y coordenadas cuando use GPS? Datum y Sistema de Coordenadas • Hay muchos sistemas de dato y coordenadas en uso actualmente • Referenciación incorrecta de coordenadas al datum puede resultar en errores de posición de cientos de metros • Con, exactitud sub-métrica disponible con los GPS de hoy día, una cuidadosa selección y conversión del datum es crítica! ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  28. Dato Geodético: ¿Qué es? • Define el tamaño y la forma de la tierra • Used como base para sistemas de coordinada • Variedad de modelos: • Tierra plana • Esférica • Elipsoidal • WGS 84 define alturas geoides para toda la tierra ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  29. www.uwgb.edu/dutchs/UsefulData/UTMFormulas.HTM Herramienta de conversión en línea Sistemas de Coordenadas: ¿ Qué son? • Basados en Dato Geodético • Describe localizaciones en dos o tres (ie. X,Y,Z or X,Y) • Local y Global • Sistemas comunes - Lat, Long Geodésica (global) - UTM (local) - State Plane (local) • Variedad de métodos de transformación ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  30. Zonas UTM del Mundo ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  31. Geodetic Latitude, Longitude • El Meridian de Greenwich y el Ecuador son planos de referencia usados para definir la latitud y la longitud ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  32. ¿Cuál es la localización correcta? La misma localización puede tener varias posiciones de referencia, dependiendo del sistema de coordinadas usado ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  33. “Mapeo Móvil” • Tecnología GPS Integrada y progamas de SIG • SIG hacen la data directamente accessible en el campo • Puede ser aumenteda con una tecnología inalámbrica ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  34. Mapeo Móvil Pros y Contras • Pros • Entrada de data más eficiente • Acceso listo a data de SIG • Menor transcripción de error • Es posible subir/bajar en tiempo real por medio inalámbrico • Cons • Costoso • Almacenamiento de data limitado • Data digital puede ser perdida/corrompida ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  35. Manos a la obra con GPS ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  36. ¿Preguntas? Paul Burgess University of Redlands Redlands Institute paul_burgess@redlands.edu 909-335-5267 ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  37. ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  38. TALLER“INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS) Y SU INTEGRACIÓN A PROGRAMAS DE MANEJO DE DATOS GEOGRAFICOS (ARCGIS)” CURLA, La Ceiba, 12, 13 y 14 de Julio del 2006 Introducción Práctica al uso de GPS Garmin 60 (Integración Instrumental) Responsable: Lic. Rafael Enrique Corrales Laboratorio de Percepción Remota, OACS/UNAH Coordinación: Dra. María Cristina Pineda de Carías Dirección OACS/UNAH ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  39. Antena GPS Encendido CONOCIENDO SU RECEPTOR GPS GARMIN 60 Pantalla LCD Aumento Página Cursor Buscar Marcar Salir Introducir Menú Lic. Rafael Corrales – LPR-OACS/UNAH ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  40. Conociendo las Teclas de Función Encendido:Presione y mantenga el botón para encender. Presione y suelte para ajustes y contraste. Página: Presione y suelte para atravesar de forma cíclica las paginas principales. Menú: Presione y suelte para ver un menú en cada pagina. Presione dos veces para Ver el menú principal. Aumento: Desde la pagina de mapa, presione y suelte botones de Acercarse (In) o Alejarse (Out), según desee. Introducir: Presione y suelte para seleccionar La opciones resaltadas y datos o confirmar Mensajes sobre la pantalla. Buscar: Presione y suelte el botón, una vez en la pagina de búsqueda, vuelva a presionar para seleccionar la búsqueda deseada. Cursor: Presione izquierda, derecha, arriba o abajo par mover a través de listas, resaltar campos, botones en la pantalla e iconos, introducir datos o mover panorámicamente el mapa. Marcar: Presione y suelte la tecla, para marcar su posición actual como un Waypoint. Salir: Presione y suelte para cancelar la entrada de datos, o para salir de una pagina o menú. Lic. Rafael Corrales – LPR-OACS/UNAH ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  41. Instalación de las Baterías El GPS 60, trabaja con dos baterías Alcalinas AA. Los datos son almacenados y no importa que estas Se agoten, los datos se mantienen. Cerrojo Para Instalar las Baterías: • Remueva el cubre baterías, levantando el aro en D, y girándolo ¼ contra las manecillas del reloj, y tire del cubre baterías. • Inserte las baterías, observe que tengan correctamente su polaridad. • Vuelva a colocar el cubre baterías, uniendo la parte baja del cobertor con la parte baja de la unidad, asegúrese que la pestaña del cobertor se acople en la unidad. Presione el cobertor girando el aro en D en sentido de las manecillas del reloj, para cerrarlo. Aro en D Compartimiento de baterías Cubre Baterías Nota: Si va a reemplazar baterías, hágalo con baterías nuevas, o con baterías completamente cargadas. No mezcle baterías de NiMH con Alcalinas. El uso excesivo de la luz o el Beep de las teclas, reduce la vida útil de las baterías Lic. Rafael Corrales – LPR-OACS/UNAH ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  42. Inicialización del GPS Antes de que usted comience a utilizar su GPS, deberá esperar que el GPS se inicialice, este proceso permite que el GPS reciba y almacene información de los satélites de navegación. La inicialización ocurre de forma automática y no toma mas de unos minutos. Para Inicializar la Unidad (adquisición de satélites): • Tome su GPS y llévelo fuera, donde pueda tener una visión clara del cielo y enciéndalo. Aparecerá la pagina de bienvenida, seguido de la Pagina de Satélites. • Espere un momento mientras el GPS busca la señal de los satélites, mientras se encuentra la señal, usted vera el mensaje Adquiriendo Satélites • Una vez que su GPS haya adquirida la señal de los satélites aparecerá su ubicación en coordenadas en la parte alta de la pagina. Nota: Si por alguna razón su GPS no se habilita, intente moverse de edificios cercanos, árboles o cualquier obstrucción. Lic. Rafael Corrales – LPR-OACS/UNAH ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  43. Ajuste en Contraste de Luz Si usted no puede ver la pantalla de su GPS de forma clara, puede ajustar el brillo y el contraste de la luz. • Presione y suelte la tecla de Encendido (Power). 2) Presione las teclas de cursor (Rocker) hacia arriba y abajo, para incrementar y disminuir el brillo de la pantalla. 3) Presione las teclas del cursor (Rocker) de izquierda a derecha para cambiar el contrastre de la pantalla. 4) Presione la tecla Salir (Quit) para salir del menú. Brillo Contraste Lic. Rafael Corrales – LPR-OACS/UNAH ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  44. Las Páginas Principales Su GPS muestra toda la información que usted necesita, navegando en las cinco Paginas Principales o pantallas; Pagina de Satélite, Pagina de Información de viaje, Pagina de Mapa, Pagina de Compás y Pagina de Menú Principal. Presione la tecla Pagina para ver las paginas en el orden que se muestra a continuación. Pagina de Satélite Pagina Información de viaje Pagina de Mapa Pagina de Menú Principal Pagina de Compás Lic. Rafael Corrales – LPR-OACS/UNAH ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  45. Introduciendo los Datos Para introducir o cambiar datos, utilice las teclas de Cursor y Enter. Presione las teclas izquierda y derecha, arriba y abajo, para resaltar un campo si usted quiere cambiarlo. Presione Enter para seleccionar un campo. Use la tecla de Cursor para seleccionar la opción desde un Menú y presione Enter. El teclado en pantalla Quizás usted necesite introducir números o palabras con la tecla de Cursor y un teclado de Pantalla. Para introducir datos use la tecla de Cursor para resaltar una letra o número. Presione Enter para seleccionar la letra o número Resaltado. Continué escogiendo letras con las teclas de Cursor y Enter. Cuando usted haya Finalizado resalte OK y presione Enter. Lic. Rafael Corrales – LPR-OACS/UNAH ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  46. Marcando un Waypoint Un Waypoint es cualquier punto en la Pagina de Mapa que usted almacenó en su memoria. Usted puede marcar (crear) un waypoint de su ubicación actual, dándole nombre y salvándolo para usarlo en una Ruta. Nombre Para marcar un Waypoint: 1) Desde la Pagina de Mapa, presione la tecla Marcar. La pagina de Marcar Waypoint aparecerá. 2) Para darle nombre al Waypoint use la tecla de Cursos, resalte el campo Nombre y presione Enter. • Introduzca un nombre al Waypoint con el teclado usando las teclas Cursor y Enter. 4) Seleccione OK y presione Enter para salvar el Waypoint. Pagina de Marcar Waypoint Lic. Rafael Corrales – LPR-OACS/UNAH ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  47. Creando y Viendo Trayectorias Las trayectorias son como huellas – muestras exactamente por donde se ha movido. La trayectoria aparece como pequeñas líneas punteadas en la Pagina del Mapa. Su GPS 60 crea automáticamente trayectorias según se mueva y genera una línea llamada Track log. Para ver una Trayectoria: • Presione la tecla Pagina hasta que aparezca la pagina de Mapa. 2) Camine desde su posición actual, por unos minutos. • Presione In para aumentar la vista en la Pagina del Mapa hasta poder ver su trayectoria. Track log Lic. Rafael Corrales – LPR-OACS/UNAH ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  48. Buscando Sitios Usando la Pagina de Búsqueda, si usted carga de forma opcional. datos de puntos de interés de MapSource en su GPS, usted podrá encontrar información sobre restaurantes, hospitales, etc. (depende de los datos disponibles). Para buscar un Waypoint: 1) Presione la tecla Buscar. Aparecerá la Pagina Buscar resaltando “Waypoint” y presione Enter. • Use el Cursor para arrastrarse a la parte baja de la lista y resalte el Waypoint que busca. Presione Enter para seleccionar el Waypoint. Aparecerá la Pagina de Información del Waypoint. • Introduzca un nombre al Waypoint con el teclado usando las teclas Cursor y Enter. • Use el Cursor para resaltar Mapa y presione Enter. Si usted quiere ver el Waypoint en el mapa Pagina de Búsqueda de Waypoint Pagina de Búsqueda Pagina de Información del Waypoint Pagina de Mapa con Ruta ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  49. Creando Rutas Una ruta provee su dirección en línea recta desde un punto a otro, o de un punto a otros diferentes. Usted puede crear una ruta simple buscando un waypoint y seleccionando Go To (Ir A). Usted puede Crear muchas rutas complejas involucrando otros puntos desde la Pagina de Rutas. Agregar Punto a Ruta Crear Ruta Para crear una Ruta: • Presione la tecla Pagina hasta que vea la pagina de Menú Principal. Use el Cursor para resaltar Rutas y presione Enter. Vuelva presionar Enter para crear una nueva ruta. • Resalte (seleccione el siguiente punto) y presione Enter para agregar un punto a su ruta. Aparecerá la Pagina Buscar. • Busque un punto u otros puntos para agregar a su ruta. Cuando usted haya encontrado un punto, seleccione “Use” desde la Pagina de Información del Punto, para agregar el punto a su ruta. • Repita los pasos 2 y 3 para agregar mas puntos a su ruta. Cuando usted haya finalizado de agregar puntos, seleccione “Navigate” y presione Enter para comenzar a usar la ruta. Pagina de Viaje Pagina de Mapa Pagina de Compás Nota: Use una Pagina de Mapa, de Compás y de Viaje para navegar una ruta. La Ruta aparecerá como una línea oscura en la Pagina de Mapa. Para detener la navegación presione “Menú”, en la Pagina de Mapa y seleccione detener navegación Lic. Rafael Corrales – LPR-OACS/UNAH ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

  50. GRACIAS POR SU ATENCION ESSC 541-542 Lecture 4.14.05

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