Aspectos Topográficos (II) GNSS

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Técnicas topográficas asociadas a los GNSS aplicadas al deslinde de vías pecuarias y otros aspectos

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  • En el marco único que éste I CNVP nos ofrece, es un honor a la vez que una gran responsabilidad, dirigir la Sesión temática: "Aspectos técnicos para la determinación de VP" Por tanto, en primer lugar gracias a los miembros del Comité encargado de organizar el I CNVP que han confiado en mi para abordar este tema
  • Aspectos Topográficos (II) GNSS

    1. 1. <ul><li>Sesión Temática: “ Aspectos técnicos para la </li></ul><ul><li>determinación de Vías Pecuarias ” </li></ul><ul><li>Dirige: </li></ul><ul><li>► Tomás Ramón Herrero Tejedor (UPM - EUIT Agrícola) </li></ul><ul><li>Madrid, 4 de Mayo de 2005 </li></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Topografía: GNSS, Instrumentos y Métodos apropiados Experto/Ponente: Prof. Juan Francisco Prieto Morín
    2. 2. I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias” Introducción Objetivos Metodología Ponentes Conclusiones
    3. 3. <ul><li>Introducción : La razón del I Congreso Nacional de VP </li></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    4. 4. <ul><li>Objetivos : Proponer y unificar criterios relacionados con el empleo de las técnicas propias de la ingeniería topográfica y cartográfica en las clasificaciones, deslindes y amojonamientos de vías pecuarias , con la finalidad de servir de base para futuros trabajos y proyectos en diferentes escalas administrativas </li></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    5. 5. <ul><li>Ponentes : </li></ul><ul><li>Miguel Ángel Conejo Martín (UPM - EUIT Agrícola) (Topografía) </li></ul><ul><li>Alejandra Ezquerra Canalejo (UPM – ETSI Montes) (SIG) </li></ul><ul><li>Miguel Ángel Gómez-Elvira González (UPM – ETSI Agrónomos) (CAD) </li></ul><ul><li>Alfonso Gómez Molina (UPM – ETSI Agrónomos) (Fotogrametría) </li></ul><ul><li>Enrique Pérez Martín (UPM – EUIT Agrícola) (CAD/SIG) </li></ul><ul><li>Juan Francisco Prieto Morín (UPM – EUIT Topográfica) (GPS) </li></ul><ul><li>Carlos de San Antonio Gómez (UPM – ETSI Agrónomos) (HEG) </li></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    6. 6. I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    7. 7. I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    8. 8. Sistemas de Posicionamiento por Satélite <ul><li>Irrupción de los sistemas de posicionamiento por satélite en multitud de campos </li></ul><ul><li>Desde hace dos décadas años también en la topografía, cartografía y geodesia </li></ul><ul><li>Continuidad: GPS/GLONASS/EGNOS => GALILEO </li></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    9. 9. GPS/GLONASS/GALILEO <ul><li>Inconvenientes sobre los métodos clásicos de topografía </li></ul><ul><ul><li>Las señales GPS son sensibles a obstáculos </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Zonas con alta densidad de edificación </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Zonas arboladas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Barrancos y quebradas </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Requiere inversión en nuevas técnicas y equipos: RECEPTORES de señales GPS </li></ul></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    10. 10. GPS/GLONASS/GALILEO <ul><li>Ventajas sobre los métodos clásicos de topografía </li></ul><ul><ul><li>No hace falta intervisibilidad entre puntos; permite grandes distancias </li></ul></ul><ul><ul><li>No sensible a lluvia, nieve, temperatura, operador, ... </li></ul></ul><ul><ul><li>Disponibilidad 24 horas/día </li></ul></ul><ul><ul><li>Cálculo automatizado: soluciones rápidamente integrables en otros sistemas o procesos </li></ul></ul><ul><li>Rapidez de ejecución y alto rendimiento (~10) </li></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    11. 11. GPS/GLONASS/GALILEO Utilización <ul><li>Levantamientos directos </li></ul><ul><ul><li>Levantamientos de puntos de detalle </li></ul></ul><ul><ul><li>Replanteo en campo de puntos </li></ul></ul><ul><li>Levantamientos de apoyo </li></ul><ul><ul><li>Redes principales de apoyo para topografía por métodos clásicos </li></ul></ul><ul><ul><li>Apoyo fotogramétricos y puntos de control para aerotriangulación </li></ul></ul><ul><ul><li>Parámetros de toma en cámaras fotogramétricas y otros sensores aerotransportados </li></ul></ul><ul><ul><li>Georeferenciación de imágenes de satélite, ... </li></ul></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    12. 12. Observaciones GPS <ul><li>Códigos: C/A, P </li></ul><ul><ul><li>Pseudodistancias </li></ul></ul><ul><ul><li>Solución instantánea </li></ul></ul><ul><ul><li>4-10 m. de error (sin SA) </li></ul></ul><ul><ul><li>4 satélites mín. </li></ul></ul><ul><li>Frecuencias: L1, L2, (L2C) </li></ul><ul><ul><li>Diferencias de fase </li></ul></ul><ul><ul><li>Distancias entre puntos - vectores </li></ul></ul><ul><ul><li>Precisión: 5 mm + 1 ppm (3D) </li></ul></ul><ul><ul><li>Solución con postproceso </li></ul></ul><ul><ul><li>4 satélites mín </li></ul></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    13. 13. Métodos de trabajo <ul><li>En función del observable utilizado </li></ul><ul><ul><li>Código (metros) </li></ul></ul><ul><ul><li>Código y Fase (centímetros, milímetros) </li></ul></ul><ul><li>En función del movimiento del receptor </li></ul><ul><ul><li>Estático , no se mueve durante la observación (mayor precisión y tiempo) </li></ul></ul><ul><ul><li>Cinemático , el receptor se desplaza durante la observación </li></ul></ul><ul><li>En función del tipo de solución </li></ul><ul><ul><li>Posicionamiento absoluto : coordenadas de punto aislado, X, Y, Z </li></ul></ul><ul><ul><li>Posicionamiento relativo o diferencial : coordenadas de un punto con respecto a otro,  X,  Y,  Z </li></ul></ul><ul><li>En función de la disponibilidad de la solución </li></ul><ul><ul><li>Post-proceso , cálculo y solución en oficina </li></ul></ul><ul><ul><li>Tiempo Real , cálculo y solución en campo </li></ul></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    14. 14. Métodos de trabajo: tipos de posicionamiento <ul><li>El método a utilizar depende de la precisión requerida por el usuario y el tipo de receptor disponible. En un amplio sentido de la palabra, estas técnicas se pueden clasificar básicamente en tres clases : </li></ul><ul><li>1.- Navegación autónoma = Posicionamiento Absoluto por código , empleando sólo un receptor simple. Excursionistas, barcos en alta mar, inventarios forestales </li></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    15. 15. Posicionamiento por código <ul><li>Es la técnica más sencilla empleada por los receptores GPS para proporcionar instantáneamente al usuario la posición y altura y/o tiempo </li></ul><ul><li>4-10 metros de precisión sin SA (100 - 300 m con SA) </li></ul><ul><li>Se obtiene la posición a través de las pseudodistancias de los satélites al receptor </li></ul><ul><li>Los receptores utilizados son unidades pequeñas, portátiles y de bajo coste </li></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    16. 16. Métodos de trabajo: tipos de posicionamiento <ul><li>2.- GPS Diferencial por Código = DGPS , exige corrección a las pseudodistancias. Se puede conseguir entre 0,4m. y 5m. Navegación costera, adquisición de datos para SIG, inventarios georreferenciados, revisión de cartografía de escalas medias (1:10.000, 1:25.000, 1:50.000), agricultura automatizada, movimientos de maquinaria de obra civil, … </li></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    17. 17. GPS Diferencial de código <ul><li>Posicionamiento Relativo </li></ul><ul><li>Si se usa sólo código, la precisión en la distancia está entre 0.4 m y 5 m </li></ul><ul><li>Elimina el error de los satélites </li></ul><ul><li>Minimiza los retardos atmosféricos </li></ul><ul><li>También se puede utilizar en Post-proceso ó Tiempo real, Estático o Cinemático </li></ul><ul><li>Rendimientos: </li></ul><ul><ul><li>Tiempo real: 1000-1500 ptos/jornada </li></ul></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias” Baselinea o Vector GPS B A
    18. 18. Métodos de trabajo: tipos de posicionamiento I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias” 3.- Posicionamiento Diferencial de Fase , Precisión entre 0,1m y 5 mm . Redes en Geodesia y en Topografía, Geodinámica, control de deformaciones, control preciso de maquinaria automática, … Escalas típicas de levantamiento: 1/200,….., 1/5.000
    19. 19. GPS diferencial de fase I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias” <ul><li>Posicionamiento Relativo </li></ul><ul><li>Se determina la posición de un receptor (móvil) con respecto a otro (referencia) de coordenadas conocidas </li></ul><ul><li>Elimina el error de los satélites y los receptores </li></ul><ul><li>Minimiza los retardos atmosféricos </li></ul><ul><li>Precisión 5 mm + 1 ppm con código y fase </li></ul><ul><li>Post-proceso ó Tiempo real, Estático o Cinemático. Rendimientos: </li></ul><ul><ul><li>Post-proceso: 20-30 puntos/jornada (10 mín, 10 seg) </li></ul></ul><ul><ul><li>Tiempo real: 1000-1500 ptos/jornada (2 seg, 1seg) </li></ul></ul>Baselinea o Vector GPS B A
    20. 20. Resumen tipos de posicionamiento <ul><li>Usando el método de medición de CODIGO con un sólo receptor obtenemos una precisión de 4 a 10 m </li></ul><ul><ul><li>Dependiendo de la SA (100, 300 m …) </li></ul></ul><ul><ul><li>La solución es instantánea; Posición Absoluta </li></ul></ul><ul><li>Con el método diferencial , usando dos receptores simultáneamente siguiendo un mínimo de 4 satélites, ofrece una precisión en la ‘baselínea’ de 0,5 cm hasta 5 m . </li></ul><ul><li>En función del observable: </li></ul><ul><ul><li>Usando método Diferencial con Código obtendremos precisión métrica y submétrica </li></ul></ul><ul><ul><li>Usando método Diferencial con Fase obtendremos precisión de centímetros ya sea con aparatos mono o bifrecuencia </li></ul></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    21. 21. Escalas, Errores, Receptores <ul><li>Centimétrico: Diferencial con fase. Aparatos mono o bifrecuencia </li></ul><ul><li>Métrico-submétrico: Diferencial de código. Aparatos monofrecuencia </li></ul><ul><li>Deca-métrico: Posicionamiento absoluto de código </li></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    22. 22. Receptores para topografía <ul><li>Elección adaptada al tipos de posicionamiento que se va a utilizar </li></ul><ul><li>Navegadores: sólo código. Menor precio y precisión </li></ul><ul><li>Topográficos de una sóla frecuencia (L1) (límites ~20km) </li></ul><ul><li>Topográficos de doble frecuencia (L1+L2) (sin límite) </li></ul><ul><li>Estaciones de referencia para apoyo a receptores de fase en posicionamiento diferencial. Distribución </li></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    23. 23. COMPATIBILIDAD: Sistemas de Referencia <ul><li>Todas los resultados y precisiones anteriores están referidas al sistema de referencia utilizado por la constelación GPS: el World Geodetic System de 1984 (WGS-84) con altitudes al elipsoide </li></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias” <ul><li>En España se adoptó como oficial el Sistema de Geodésico de Referencia ED50 en 1970, por ley , para la Península y Baleares y se utilizan altitudes al nivel medio del mar (geoide). Ondulación </li></ul>h = H + N Elipsoide h P Topografía H Geoide N N = Ondulación del Geoide h = Altitud Elipsoidal H = Altura sobre el Geoide (~Altura Ortométrica)
    24. 24. COMPATIBILIDAD: Sistemas de Referencia <ul><li>Si comparamos las coordenadas X,Y,Z de un mismo punto en ambos sistemas, WGS84 y ED50, puede haber diferencias de hasta 300 metros </li></ul><ul><li>Las observaciones GPS no son compatibles con el sistema oficial para España ED50 y hay que realizar un cambio de sistema de referencia para poder compatibilizarlas </li></ul><ul><li>El Instituto Geográfico Nacional ya tiene dispuesto el nuevo referencial geodésico compatible con WGS84: European Terrestrial Reference System de 1989 - ETRS89 </li></ul><ul><ul><li>Aunque el nuevo sistema todavía no es oficial, el IGN ya tiene calculados parámetros de transformación entre ambos datum con 1.100 vértices con coordenadas en ambos sistemas para cada hoja de su MTN 1:50.000 </li></ul></ul><ul><ul><li>La precisión que se obtiene se estima unos 10-15 cm y requieren el conocimiento de la ondulación del geoide </li></ul></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias”
    25. 25. COMPATIBILIDAD: Cambio de sistemas de Referencia <ul><li>Si no se conoce la ondulación se puede realizar un cambio de sistema local asumiendo que geoide y elipsoide son “ paralelos” en la zona de trabajo </li></ul><ul><ul><li>Límite: 20 km </li></ul></ul><ul><ul><li>Errores: altimetría 1 cm/km </li></ul></ul><ul><li>Hay que utilizar al menos cuatro puntos , con coordenadas en ambos sistemas, que circunscriban a la zona de trabajo </li></ul><ul><li>Cuanto más amplia sea la zona de actuación mayor error tendrá el cambio de sistema de referencia </li></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias” Puntos a transformar Puntos de Control para calcular la transformación
    26. 26. Cambio de sistemas de Referencia <ul><li>Se pueden levantar los vértices geodésicos clásicos ED50 de la ROI, próximos a la zona de actuación, con las técnicas GPS vistas y determinar los parámetros de semejanza </li></ul><ul><ul><li>Precisión 2-5 cm </li></ul></ul><ul><li>Se puede utilizar la red IBERIA95-REGENTE, cuyas coordenadas ya las aporta el IGN en ambos sistemas y determinar los parámetros de semejanza para la zona </li></ul><ul><ul><li>Precisión 5-15 cm </li></ul></ul>I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias” Puntos REGENTE para calcular la transformación Puntos ROI para calcular la transformación
    27. 27. I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos técnicos para la determinación de Vías Pecuarias” Parámetros IGN ó CCAA, o determinados ex-profeso Ondulación de geoide o límite 20 km Estaciones de Referencia Permanentes, Estático y doble frecuencia Receptores mono o bifrecuencia. Método diferencial de fase Escalas: 1/1.000 y 1/2.000 Topografía: GNSS Instrumentos y Métodos apropiados
    28. 28. Sistema de Información Geográfica Topografía DAO/CAD Patrimonio Fotogrametría Antecedentes históricos Base de Datos SPS I CONGRESO NACIONAL DE VÍAS PECUARIAS Sesión Temática: “Aspectos Técnicos para la Determinación de Vías Pecuarias”

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