1. INTRODUCCION
El GPS (Global PositioningSystem: sistema de posicionamiento global)
es un equipo que permite determinar en todo el mundo la posición de
un objeto, una persona o un vehículo con una precisión hasta de
centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos
pocos metros de precisión.
En este siguiente trabajo tuvimos que utilizar el GPS en el campo de
la Ing. Civil para hacer un levantamiento topográfico al frente la
UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO.
Para después de obtener los datos procesarlos en el programa civil 3D
y obtener el plano planímetro con sus curvas de nivel de dicha área
tomada por el GPS.
2. LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO CON EL GPS
El siguiente trabajo el equipo principal a utilizar fue el GPS a través de
esto hallábamos las coordenadas de los punto en el este, norte y z
(altura).
Nuestro campo de trabajo fue las afueras de la UNIVERSIDAD
PRIVADA ANTENOR ORREGO es ahí donde tomamos 159 puntos
con el GPS hallando sus respectivas coordenadas de cada uno.
Para mayor seguridad y no tener problema alguno nosotros optamos
por anotar los puntos y pasarlos a una hoja de Excel; y no
descargarlos a la computadora.
Después de obtener la hoja de Excel exportamos al programa CIVIL
3D y así podemos encontrar el perímetro de todos los puntos con sus
coordenadas y su interpolación respectiva.
Durante este trabajo estos son las coordenadas de los puntos
tomados:
PUNTO ESTE NORTE ALTURA (Z) m2
1 716887 9101140 40
2 716890 9101140 40
3 716872 9101145 40
4 716867 9101149 40
5 716859 9101150 39
6 716845 9101148 39
7 716827 9101152 40
8 716829 9101151 39
9 716817 9101151 40
10 716813 9101152 40
11 716799 9101159 40
12 716800 9101160 39
13 716799 9101163 40
14 716797 9101165 38
15 716798 9101184 39
16 716800 9101184 39
17 716801 9101184 39
6. 141 716971 9101163 38
142 716973 9101156 36
143 716973 9101154 36
144 716975 9101152 36
145 716976 9101166 35
146 716957 9101171 36
147 716957 9101160 35
148 716933 9101169 34
149 716926 9101168 34
150 716929 9101168 36
151 716929 9101166 33
152 716927 9101166 35
153 716913 9101161 32
154 716917 9101169 33
155 716917 9101168 33
156 716915 9101164 34
157 716914 9101162 32
158 716882 9101163 35
159 716882 9101169 36
A continuación les presento información adicional del GPS:
Funcionamiento
La situación de los satélites puede ser determinada de antemano por
el receptor con la información del llamado almanaque (un conjunto de
valores con 5 elementos orbitales), parámetros que son transmitidos
por los propios satélites. La colección de los almanaques de toda la
constelación se completa cada 12-20 minutos y se guarda en el
receptor GPS.
La información que es útil al receptor GPS para determinar su posición
se llama efemérides. En este caso cada satélite emite sus propias
efemérides, en la que se incluye la salud del satélite (si debe o no ser
considerado para la toma de la posición), su posición en el espacio, su
hora atómica, información doppler, etc.
El receptor GPS utiliza la información enviada por los satélites como la
hora en la que emitieron las señales, y la localización de los mismos, y
7. trata de sincronizar su reloj interno con el reloj atómico que poseen los
satélites. La sincronización es un proceso de prueba y error que en un
receptor portátil ocurre una vez cada segundo. Una vez sincronizado
el reloj, puede determinar su distancia hasta los satélites, y usa esa
información para calcular su posición en la tierra.
Cada satélite indica que el receptor se encuentra en un punto en la
superficie de la esfera, con centro en el propio satélite y de radio la
distancia total hasta el receptor.
Obteniendo información de dos satélites queda determinada una
circunferencia que resulta cuando se intersecan las dos esferas en
algún punto de la cual se encuentra el receptor.
Si adquirimos la misma información de un tercer satélite se determina
una nueva esfera, la cual sólo corta la circunferencia anterior en dos
puntos. Uno de ellos se puede descartar porque ofrece una posición
absurda, fuera del globo terráqueo, sobre las órbitas de los satélites.
De esta manera se obtiene la posición en 3D. Sin embargo, dado que
el reloj que incorporan los receptores GPS no está sincronizado con
los relojes atómicos de los satélites GPS, los dos puntos determinados
no son precisos.
Teniendo información de un cuarto satélite, se elimina el inconveniente
de la falta de sincronización entre los relojes de los receptores GPS y
los relojes de los satélites. Y es en este momento cuando el receptor
GPS puede determinar una posición 3D exacta (latitud, longitud y
altitud). Al no estar sincronizados los relojes entre el receptor y los
satélites, la intersección de las cuatro esferas con centro en estos
satélites es un pequeño volumen en vez de ser un punto. La
corrección consiste en ajustar la hora del receptor de tal forma que
este volumen se transforme en un punto.
Fuentes de error
8. La posición calculada por un receptor GPS requiere en el instante
actual, la posición del satélite y el retraso medido de la señal recibida.
La precisión es dependiente de la posición y el retraso de la señal.
Al introducir el atraso, el receptor compara una serie de bits (unidad
binaria) recibida del satélite con una versión interna. Cuando se
comparan los límites de la serie, las electrónicas pueden meter la
diferencia a 1% de un tiempo BIT, o aproximadamente 10
nanosegundos por el código C/A. Desde entonces las señales GPS se
propagan a la velocidad de luz, que representa un error de 3 metros.
Este es el error mínimo posible usando solamente la señal GPS C/A.
La precisión de la posición se mejora con una señal P(Y). Al presumir
la misma precisión de 1% de tiempo BIT, la señal P(Y) (alta
frecuencia) resulta en una precisión de más o menos 30 centímetros.
Los errores en las electrónicas son una de las varias razones que
perjudican la precisión (ver la tabla).
Fuente Efecto
Ionosfera ± 3 m
Efemérides ± 2,5 m
Reloj satelital ± 2 m
Distorsión multibandas ± 1 m
Troposfera ± 0,5 m
Errores numéricos ± 1 m o menos
Retraso de la señal en la ionosfera y la troposfera.
Señal multirruta, producida por el rebote de la señal en edificios y
montañas cercanos.
Errores de orbitales, donde los datos de la órbita del satélite no son
completamente precisos.
Número de satélites visibles.
Geometría de los satélites visibles.
9. Errores locales en el reloj del GPS.
TIPOS DE GPS:
GPS de mano:
Son receptores que registran el recorrido, permiten seguir rutas
premarcadas, y se pueden conectar a un ordenador para descargar o
programar las rutas. Este tipo de GPS se puede encontrar con y sin
cartografía y resultan ideales para el uso al aire libre, senderismo,
montaña, etc. Algunos modelos incluyen una brújula y/o un barómetro
electrónico. Su sistema operativo y software es totalmente cerrado, no
se puede modificar ni añadir nada.
Navegadores:
Este tipo de GPS son similares a los de mano, pero orientados a su
uso en ciudad y carretera. Además son más modernos, permiten
introducir un destino sobre la marcha y el Navegador calcula la ruta,
basándose en su cartografía. Estos GPS generalmente no graban el
recorrido ni se conectan a un PC. En teoría son sistemas cerrados
aunque en la práctica algunos modelos se pueden modificar
GPS integrados:
Últimamente muchos dispositivos móviles, PocketPc o teléfonos
móviles, llevan ya un GPS integrado, son modelos de gama alta (es
decir, caros). Para quien pueda permitírselo, es una buena opción. Sin
embargo la misma funcionalidad se obtiene con un PocketPc o un
móvil más popular, añadiendole un GPS Bluettoth.
Otro tipo son los GPS básicos que se usan con conexión a un
ordenador.
10. Objetivos:
El principal objetivo fue comprobar que si se puede hacer
un levantamiento topográfico con GPS solo tomando las
coordenadas respectivas de cada punto.
Conocer que no solo con un teodolito o una estación se
puede hacer un levantamiento también con un GPS.
Poner en práctica los conceptos básicos del profesor dicho
en clase.