Lo Basico Del Sistema Gps

Alberto 2.004

Alberto 2.004 NDICE. 1. CARTOGRAFA. LOS MAPAS

1.1. Mapas. 1.2. Elipsoide. Latitud y longitud. 1.3. Proyeccin. 1.4. Sistemas de Coordenadas. 1.5. Datum. 1.6. Orientacin del mapa. Nortes. 1.7. Curvas de nivel.

2. ORIENTACIN. 2.1. La Brjula o Comps. 2.2. Otros instrumentos de Orientacin. 2.3. Clculo de las coordenadas de un punto. 2.4. Navegacin, Bearing, Heading, Course.....

3. EL SISTEMA GPS. 3.1. Introduccin. Como funciona el GPS. 3.2. Fuentes de error del sistema. 3.3. La correccin diferencial. 3.4. El sistema WAAS / EGNOS / MTSAT. 3.5. Usos del GPS

4. RECEPTORES GPS PORTTILES 4.1. Como es un receptor GPS porttil. 4.2. Importancia de la antena. 4.3. Conceptos bsicos. 4.4. Receptores con Mapa. 4.5. Receptores con Autorouting (navegadores). 4.6. Algunos receptores. 4.7. Como elegir un terminal GPS. 4.8. Cartografia admitida por los GPS. Mapas vectoriales (cartografa).

5. COMO USAR EL RECEPTOR GPS 5.1. Inicializacin del GPS. 5.2. Geometra. 5.3. La correccin WASS / EGNOS. 5.4. Ajustes previos del GPS. Configuracin. 5.5. Waypoints, Tracks y Rutas GPS. GOTO, Tracback. 5.6. Planificacin de una ruta. Excursin. 5.7. Navegacin bsica. Caminado con el GPS. 5.8. Rutas o Tracks. 5.9. Pruebas de navegacin. 5.10. Geocaching.

6. ACCESORIOS ESENCIALES. 6.1. Antena externa. 6.2. Alimentacin. Cables y tarjetas de memoria. 6.3. Otros accesorios.

7. EL GPS Y EL ORDENADOR. 7.1. La ayuda de un ordenador, requisitos y recomendaciones. 7.2. Programas para GPS y ordenador.7.3. Mapas digitales. 7.4. Mapas propios en los GPS.

8. GLOSARIO. DICCIONARIO DE TRMINOS. 9. OBSERVACIONES FINALES.

10. BIBLIOGRAFA, REFERENCIAS.

Curso bsico uso del GPS. Pgina 1 de 58

Alberto 2.004 1. CARTOGRAFA. LOS MAPAS. El objetivo de la cartografa es representar en un plano una parte de superficie terrestre. 1.1. MAPAS Vamos a ver una pequea diferencia entre lo que es una carta, un mapa y un plano. Carta: representacin en una parte ms o menos extensa de la superficie de la tierra. Mapa: representacin geogrfica de un pas o terreno en una superficie plana. Mapa topogrfico: representacin de un lugar o territorio de poca extensin en el que se detalla, la

naturaleza del terreno, los caminos, canales, ros, etc.... Un mapa es una representacin a tamao reducido de una parte de la superficie de la tierra. El grado de

reduccin del mapa se llama escala. Todos los mapas son necesariamente ms pequeos que la zona real y eso puede expresarse con una fraccin. Los mapas que ms utilizaremos sern los de escala 1:50.000, 1:25.000. Esto quiere decir, que cualquier distancia en el terreno ser 50.000 o 25.000 veces mayor que la trazada en el mapa.

Cuando trabajemos con mapas, debemos tener en cuenta que la distancia medida sobre el plano, es la llamada distancia reducida u horizontal que es diferente a las distancias natural-real y la geomtrica.

B

B

A

D

A

Distancia natural, real o topogrfica: la que separa a los puntos A y B medida sobre el suelo, sera la distancia ADB.

Distancia geomtrica: distancia que separa A y B, medidas sobre la recta imaginaria que los une.

Distancias reducida u horizontal: distancia que separa los puntos A y B resultantes de proyectar A y B sobre un plano horizontal, es la distancia medida en el plano.

Por lo tanto siempre la distancia reducida ser menor que la real, cuntos ms desniveles halla sobre el terreno, mayor ser la diferencia entre la distancia reducida y la real

Uno de los problemas de la cartografa, que puede no resultar evidente si el mapa abarca una zona relativamente pequea, es que la tierra es una esfera, mientras que el mapa es plano. La diferencia entre la curva de la superficie de la tierra y el trozo de papel plano sobre el cual se traza el mapa puede ser tan pequea que es posible ignorarla, si tan solo abarca 80 km. por lado, sin embargo, si se trata de 800 habr que tener en cuenta la distorsin.

Existen muchas maneras de proyectar un mapa de la tierra pero todos esos mtodos constituyen intentos de reproducir una esfera en una superficie plana.

En los mapas se utilizan sistemas para dar sensacin de relieve. Los sistemas empleados son el de tintas hipsomtricas y el de sombreado. El procedimiento de tintas

hipsomtricas consiste en colorear el espacio comprendido entre dos curvas de nivel, de distintos colores, o del mismo color con distinta tonalidad. El sombreado se realiza suponiendo una fuente luminosa procedente del noroeste con inclinacin de 45, el terreno presentar zonas iluminadas y zonas de sombra y penumbra. A las zonas de sombra y penumbra se las sombrea con distintas intensidades.

1.2. ELIPSOIDE. LATITUD Y LONGITUD. La Tierra tiene una forma muy compleja, pero se puede aproximar matemticamente a un elipsoide de

revolucin. En 1924 la Asociacin Internacional de Geodesia adopt como elipsoide de referencia el medido por

Hayford en el ao 1909 y que lleva su nombre. Hay otros elipsoides importantes como el de Clarke o el WGS84 que es utilizado por el Sistema GPS.

Sobre el elipsoide, se definen dos parmetros que son las coordenadas geogrficas longitud y latitud. Longitud de un punto es el ngulo entre su meridiano y el meridiano de origen (Greenwich). Histricamente

cada pas tenia su meridiano de origen, Espaa tomaba como origen de longitudes el meridiano de Madrid. El rango de longitudes va de 0 a 180, indicando detrs E si es hacia el Este, o W si es hacia el Oeste. Las lneas de longitud se llaman Meridianos.

La latitud de un punto es el ngulo entre el Ecuador, origen de las latitudes, y la perpendicular al elipsoide en ese punto. El rango de latitudes va de 0 a 90, indicando detrs si es Norte N o si es SUR S. Las lneas de latitud se llaman Paralelos.


Alberto 2.004 1.3. PROYECCIN. Es el procedimiento para presentar la superficie terrestre sobre un plano. Una proyeccin cartogrfica es una funcin matemtica que a cada punto del elipsoide de asocia un punto

sobre el plano. Es decir, que a cada punto de la superficie terrestre con coordenadas geogrficas los trasforma en un punto con coordenadas planas.

Con total independencia del Datum empleado en los clculos geodsicos, tenemos el problema matemtico de representar en una superficie plana, la superficie curva no rectificable del elipsoide utilizado (el elipsoide no es desarrollable). Por tanto todas las proyecciones causan forzosamente deformaciones geomtricas que afectan a la calidad del mapa.

Tenemos proyecciones planas (la superficie de proyeccin es un plano) las cilndricas y las cnicas. El cilindro y el cono si son superficies desarrollables y por tanto su paso al plano no conlleva ninguna dificultad geomtrica.

Son, por ejemplo, las proyecciones Lambert (antiguamente utilizada en la geografa espaola) y Universal Transversa Mercator (UTM) utilizada en los mapas topogrficos, mapas oficiales y en los excursionistas, tambin llamada cilndrica transversal de Gauss.

LA PROYECCIN CNICA CONFORME DE LAMBERT. La proyeccin cnica conforme de Lambert queda formada por el desarrollo de una superficie cnica,

tangente a un paralelo origen, o secante a dos paralelos. Es utilizada en las mapas oficiales franceses y de Andorranos.

LA PROYECCIN UNIVERSAL TRANSVERSA MERCATOR (UTM). Es la proyeccin reglamentaria en Espaa desde 1968, es una proyeccin cilndrica, transversa y

conforme.

Es cilndrica porque la superficie sobre la que se proyecta es un cilindro tangente a la tierra. Es transversa porque el cilindro de proyeccin es horizontal, tiene su eje en el plano del Ecuador y es

tangente a un meridiano.


Alberto 2.004 Es conforme porque los ngulos se conservan en la

proyeccin, el ngulo medido en el terreno y en el mapa tienen el mismo valor.

Los elementos que definen los ejes rectangulares de la cuadricula UTM, son: el Ecuador para el eje de las X, y el meridiano central de cada huso para eje de las Y, dando a este eje el valor de 500 km.

En las proyecciones cilndricas, las deformaciones crecen a medida las zonas a proyectar se separan de la lnea de tangencia, por lo que hay que limitar estas zonas. Para minimizar las deformaciones se divide la Tierra en 60 husos de 6 de amplitud cada uno, correspondindole a cada huso un cilindro de proyeccin y un meridiano origen que es el centro del huso. De esta manera, los puntos ms alejados de la lnea de tangencia (meridiano central) estn, como mximo a 3.

La numeracin de los 60 husos en que se divide la Tierra, se realiza desde el 1 al 60 a partir del antimeridiano de Greenwich, y de Oeste a Este. Estos husos abarcan desde el paralelo 80 Norte hasta el paralelo 80 Sur.

Los husos se dividen en 20 bandas esfricas de 8 de latitud que se alfabetizan con una letra mayscula, de Sur a Norte, empezando por la C y terminando por la X, Ambas inclusive (excepto las CH, I, LL, y O).

De las intersecciones de las bandas y husos salen 1.200 trapecios esferoides de 6 de longitud por 8 de latitud, que se llaman zonas, y que se designan con el numero del huso seguido de la letra de la banda correspondiente, sin que se repita ninguna.

1.4. SISTEMAS DE COORDENADAS Existen diversas formas de representar la ubicacin de un punto en la superficie terrestre, pero todas ellas

suponen la proyeccin del globo terrestre sobre un plano que est atravesado por un conjunto de lneas (rejilla): meridianos (longitud) y paralelos (latitud). Son las formas numricas de expresar posiciones en el mapa ya proyectado. Una posicin se define en relacin a un sistema de referencia fijo; un sistema tal que permita establecer sin lugar a error la posicin de dos localidades diferentes sin que se confundan entre s. Los sistemas mas comunes son las coordenadas UTM, las MGRS, las geogrficas y las Lambert utilizadas antiguamente en nuestro pas. Normalmente solo trabajaremos con dos tipos de sistemas de coordenadas:

geogrficas: Grados, minutos y segundos. 000000 N (latitud), 000000 E (longitud) UTM: 30T 695028 E (easting), 4631193 N (northing). COORDENADAS MGRS (Military Grid Reference System). Se trata de un sistema de coordenadas rectangulares que forma parte del

sistema UTM usado por los militares, que define las distintas zonas por pares de letras que definen cuadrados de 10 km de lado.

COORDENADAS GEOGRFICAS LONGITUD Y LATITUD Este sistema proyecta lneas de latitud (paralelos) y lneas de longitud (meridianos) sobre la superficie

terrestre. El Ecuador es el paralelo de referencia. Los meridianos cortan perpendicularmente a los paralelos y pasan por los polos norte y sur. En este sistema una posicin queda definida como la interseccin de un meridiano (lat/lon).

Por encima del Ecuador (al norte), las latitudes son positivas y por debajo del mismo (al sur), son negativas. Al este del meridiano de Greenwich o meridiano de referencia, cuyo valor es 0 las longitudes son positivas, mientras que al oeste son negativas.

Latitud y longitud se expresan en grados, minutos y segundos (DDMMSS), en grados y decimales de grado (DD.DDDD), o en grados, minutos y decimales de minuto (DDMM.MM). Normalmente se emplea el grado sexagesimal. Este sistema de referencia es el empleado en navegacin martima y area. Su principal virtud, es que abarca toda la superficie del globo terrqueo. En tierra no resulta tan prctico debido a la curvatura sobre el mapa de las lneas de referencia y de la divisin sexagesimal de las partes que lo forman.

COORDENADAS UTM (UNIVERSAL TRANSVERSA MERCATOR) En este sistema se proyectan pequeas zonas del globo sobre superficies planas, realizando proyecciones

sobre un hipottico cilindro transversal que va girando alrededor del eje norte sur. En UTM, la posicin se define por tres elementos: el huso o zona, la coordenada ESTE correspondiente al eje horizontal del mapa y la coordenada NORTE correspondiente al eje vertical. Cada huso tiene 6 de anchura en su parte central, ya que


Alberto 2.004 la deformacin crece a medida que nos alejamos del Ecuador la proyeccin UTM queda limitada entre los

paralelos 84 norte y 80 sur y se complementa con una proyeccin polar estereogrfica (UPS).

Estas coordenadas son las distancias lineales en metros a los ejes este y norte de referencia, dentro de cada zona y no coinciden con la coordenadas geogrficas lat/lon.

Para determinar una posicin sobre un mapa, los mapas UTM incorporan una cuadrcula kilomtrica y en los bordes del mapa aparece la numeracin de las coordenadas en incrementos de 1.000 m, por ejemplo 516.000, 517.000 este y 4.556.000, 4.557.000 norte.

En este caso, la posicin indicada en el mapa por un punto, se encuentra dentro del cuadro que empieza en 624 por el este y 4464 por el norte. Con ayuda de un escalmetro hay que medir la distancia en metros desde este punto hasta cada uno de los ejes ms prximos y aadirla a la numeracin correspondiente a los mismos. El resultado sera W 624509 N 4464677.

Zonas UTM en Espaa Caractersticas de las zonas UTM. Aqu hay una representacin de las 60 zonas UTM de la tierra. A las zonas de la Tierra se les denomina

husos.

Cada huso UTM est dividido en 20 bandas (desde la C hasta la X). Las bandas C a M estn en el hemisferio sur. Las bandas N a X estn en el hemisferio norte. Una regla til es acordarse de que cualquier banda que

est por encima de N (de norte) est en el hemisferio norte. Las primeras 19 bandas (C a W) estn separadas o tienen una altura de 8 cada una. La banda 20 o X

tiene una altura de 12. Espaa est incluida en las zonas / husos 28 (Islas Canarias), 29 (Galicia), 30 (centro de Espaa y Espaa

occidental), y 31 (Espaa oriental e Islas Baleares). Este sistema de coordenadas no es aplicable a altas latitudes ya que se producen altas de formacin por el

tipo de proyeccin utilizada. Por encima de 80 de latitud norte y sur se utiliza el sistema UPS (Universal Polar Stereographic)


Alberto 2.004 CAMBIOS DE COORDENADAS Y PROYECCIONES. La importancia de los cambios de coordenadas radica en la necesidad de utilizar distintos sistemas de

referencia. El GPS utiliza coordenadas egocntricas ortogonales, con el origen en el centro de masas de la Tierra, mientras la mayora de los mapas europeos utilizan el sistema de referencia ED50.

Los parmetros matemticos necesarios para cambiar de un sistema egocntrico a otro es lo que se llama el cambio de Datum.

A partir de las coordenadas geocntricas de un sistema de referencia se puede efectuar un cambio de coordenadas para pasarlas a geogrficas, una vez definida la superficie de referencia. En general esta superficie ser un elipsoide.

1.5. DATUM Sistema de referencia que se emplea para simplificar la forma de la Tierra y poder expresar en forma

numrica (longitud, latitud y altura) la posicin geodsica de los puntos reales del terreno. Para crear un mapa que represente las diferentes reas del globo terrqueo, ha sido necesario aplicar

diferentes modelos matemticos que sean capaces, en primer lugar, de representar de la mejor forma posible la forma de la Tierra. Para eso se definen los llamados elipsoides. Como la Tierra no es una esfera ni un ovoide perfecto, ha sido necesario definir diferentes elipsoides.

Una vez que hayamos sido capaces de definir la forma de la Tierra con un elipsoide, necesitaremos crear otro modelo matemtico que nos permita representar un punto concreto en un mapa con sus valores de coordenadas. A este modelo matemtico le llamamos datum. Ahora hay que destacar que un datum tiene que estar necesariamente referido a un elipsoide en particular: ste es conocido como el elipsoide de referencia.

Existen diferentes DATUMS si se usan diferentes elipsoides de referencia. Para definir un datum se necesita adems definir el llamado punto fundamental. Se trata de un lugar o sitio

preciso (una torre en la ciudad alemana de Potsdam para el caso del datum European 50) que se usa como referencia u origen para definir el resto de los puntos del mapa. Cuando se definen el resto de los puntos, se puede considerar adems diferentes tipos de proyecciones de la superficie curva de la Tierra en un mapa plano. Por tanto, un mapa podra decirse que se construye considerando el elipsoide, el tipo de proyeccin y el datum. Esto hace que un mismo mapa se pueda construir de muchas formas distintas, y todas ellas son vlidas.

El hecho ms destacable es que, como consecuencia de todo lo anterior, UNA MISMA POSICIN REAL, contendr valores de coordenadas diferentes si se expresan con DATUMS distintos.

Los DATUMS afectan tanto la posicin expresada en Latitud / Longitud (coordenadas angulares) como los sistemas locales de cuadricula (UTM, British National Grid etc.) (coordenadas rectangulares).

Si tenemos dos mapas de la misma zona y han sido dibujadas con diferentes DATUMS, entonces la latitud y longitud del mismo lugar es probable que sea diferente una de otra.

Es necesario aplicar ciertas correcciones cuando se pretende situar la posicin de una coordenada sobre un mapa que usa un datum diferente al que estn expresadas dichas coordenadas, ya que de otro modo los objetos que creemos podran emplazarse en un lugar equivocado. Los receptores GPS y los programas para el uso de mapas son capaces de efectuar estas correcciones.

HAY QUE COMPROBAR LOS DATUMS CUIDADOSAMENTE. Todas las latitudes y longitudes usadas

para la navegacin deben estar expresadas en el mismo datum del mapa que se est usando. No siempre se cometern los mismos errores, a veces son mayores, y a veces menores.

El Datum utilizado en la mayora de los mapas Espaoles es el Europeo, conocido tambin como ED50. En cada parte del mundo se aplica un datum, el que se adapte mejor.

El datum europeo significa que el elipsoide de Hayford es tangente al geoide en un punto conocido de la ciudad alemana de Postdam. El elipsoide se aproxima al geoide y a la superficie real de la Tierra. A veces se realizan variaciones locales del Datum para que el elipsoide se aproxime lo ms posible al geoide en esa zona concreta.

En resumen datum: Modelo matemtico que permite la representacin de un punto en un mapa. El concepto es complicado.

Uno de los aspectos ms relevantes que debera tener en consideracin un usuario de GPS's, es el hecho de que una misma posicin real, contendr valores de coordenadas diferentes si se expresan en dos datum diferentes. La mayor parte de los errores de los usuarios de los GPS's son cometidos por un uso indebido de los DATUMS.

ED50. Nombre abreviado que recibe el datum European 50.


Alberto 2.004 Para introducir manualmente valores de coordenadas en tu receptor GPS, hay que tener en cuenta: 1. El datum que usa el mapa del cual vas a tomar la posicin, si te han pasado algn waypoint tienes que

saber en que datum estn expresadas las coordenadas. 2. Elige en el men datum del GPS el mismo tipo que el de las coordenadas. 3. Ahora puedes introducir las coordenadas. Los datum deben de coincidir. Fjate que hay desviaciones de mas de 300 metros.

Numero Datum usado UTM, 1 European 1950

UTM, 2 WGS84 UTM, 3 Postdam UTM, 4 Geodeticum 1949 UTM, 5 NAD27 UTM, 6 Pico de las Nieves UTM, 7 Rome 1940 UTM, 8 Ireland 1965 UTM, 9 LC 5 Astro UTM, 10 Merchich UTM, 11 Observatorio 1966 UTM, 12 Austrian UTM, 13 CH-1903 UTM, 14 DOS 1968 UTM, 15 Marco Astro El datum Europeo 1979 no muestra ninguna

diferencia apreciable en relacin al Europeo 1950, y como coinciden, lo he eliminado de la lista.

La lnea superior muestra una distancia de 1 Km entre las dos marcas.

Recuerda, el circulo marcado tiene un radio que corresponde a 100 metros.

Datum Intercambio Datos con el GPS. Para los Garmin este datum siempre deber ser el WGS 84 (Sistema Geodsico Mundial de 1984). Estos

equipos siempre transmiten sus datos en este datum, INDEPENDIENTEMENTE de cual sea el datum con el que lo hayamos configurado.

Para los Magellans este datum siempre deber ser el WGS 84. Pasa lo mismo que con los Garmin. Para los Lowrance / Eagle - La mayora deber tener el datum fijado a WGS 84 pero se debe tener cuidado

cuando se est usando un GlobalNav 200 o un Eagle Explorer ya que algunas de estas unidades requieren que el datum de envo / recepcin de datos sea el mismo con el que se tiene configurado el GPS. Es decir. No siempre emiten en WGS84.

1.6. ORIENTACIN DEL MAPA. NORTES. En la mayora de las mapas aparece una grfica en la que se pueden ver las direcciones de los tres Nortes,

el magntico, el geogrfico y el de la proyeccin: NORTE MAGNTICO: Es la direccin que apunta hacia el polo Norte Magntico. El norte magntico no es

una direccin fija ya que depende de las variaciones del campo magntico terrestre que hace variar tanto la posicin del eje magntico como en ocasiones incluso la polaridad del campo.

NORTE GEOGRFICO: Es la direccin que seala hacia el polo Norte Geogrfico, que coincide con el eje de rotacin de la Tierra. Este tampoco es fijo debido a los movimientos de nutacion y precesin de la Tierra.

El norte magntico no coincide con el norte geogrfico. NORTE DE LA PROYECCIN: Esta es la direccin que seala el polo norte definido por la proyeccin. La

may ra de los mapas estn orientados segn este norte, es decir la parte superior del mismo seala el norte de l proyeccin.

D

signunadeclentde poa ECLINACIN MAGNTICA: Es el ngulo que forman el norte geogrfico y el norte magntico. Esto ifica que el norte que seala la brjula no corresponde con el norte del mapa, para corregir la diferencia, vez tomado el rumbo con ayuda del mapa y la brjula simplemente se resta o se suma el valor de la linacin magntica. EL norte geogrfico y el norte magntico estn cambiando continuamente, aunque amente de 5 a 10 minutos al ao. Para Espaa el norte magntico esta a la izquierda del geogrfico y han asar algunos aos para que el norte magntico pase a la derecha del geogrfico. En los mapas figura el


Alberto 2.004 valor del ngulo, la fecha de su determinacin y la variacin anual del mismo. Con esta informacin complementaria se puede calcular su valor en el momento de consultar el mapa. En Espaa, el norte magntico oscila entre los cuatro o cinco grados al oeste del norte geogrfico; como ejemplo un error de un grado nos desviara 90 metros de nuestro objetivo cada 5 kilmetros, en excursionismo las desviaciones son tan pequeas no merece la pena corregirlas.

La declinacin se mide tomando como origen el Norte geogrfico y en los dos sentidos. Cuando el Norte magntico esta a la izquierda (Oeste) del geogrfico, se llama declinacin Occidental, y cuando el Norte magntico esta a la derecha (Este) del geogrfico, se llama declinacin Oriental. En Espaa, y durante muchos aos, todava la declinacin es Occidental.

CONVERGENCIA DE MERIDIANOS: es el ngulo que forman el norte geogrfico y el de la proyeccin.

1.7. CURVAS DE NIVEL. Otros datos que suministran los mapas y que pueden ser de gran inters para nuestra actividad son las

alturas o depresiones, es decir, las curvas de nivel. Estas vienen representadas por unas lneas que unen puntos de igual altura. El lector de un mapa podra suponer que la ruta ms corta entre dos puntos es una lnea recta en el mapa cuando en realidad hay una montaa entre esos dos puntos o un barranco infranqueable. En ambos casos, la trayectoria ms corta y quiz la nica, consistira en seguir una de las curvas de nivel para evitar el obstculo.


Alberto 2.004 Las curvas de nivel se sitan a alturas

equidistantes. La altura entre curvas depende de la escala del mapa; mientras que en mapa de escala 1:25.000 las curvas se colocan en 10 metros de altitud, en uno de escala 1: 50.000 este valor es de 20 metros. La disposicin de las curvas definen el relieve. Cuanto ms juntas estn ms acusada es la pendiente y viceversa. Es comn a todos los mapas dibujar una curva de nivel ms gruesa y oscura cada 100 metros que recibe el nombre de curva maestra o directora y que en algn punto de su trazado lleva impresa la cota. En los mapas excursionistas las curvas de nivel se combinan con colores normalizados (tintas hipsomtricas) para facilitar la interpretacin de la altitud.


Alberto 2.004 2. ORIENTACIN. Desde antiguo, el hombre ha sabido orientarse sin necesidad de recurrir a sofisticados y costosos aparatos

electrnicos. Este pequeo manual intenta orientar a aquellos que por una u otra razn desean saber donde estn y hacia donde se dirigen, con medios sencillos. Mapa, brjula, escalmetro, coordingrafo, curvmetro y transportador de ngulos sern nuestros compaeros de viaje a lo largo de estas lneas y lo mejor de todo es que jams se quedarn sin batera.

2.1. LA BRJULA O COMPS. El comps o brjula nos permite conocer en que direccin nos estamos moviendo en cada momento, y de

esa manera saber la ubicacin relativa de nuestro destino. La brjula mide rumbos (ya que la aguja marca el norte magntico), y conocido el rumbo de una direccin se puede calcular fcilmente su orientacin y su acimut.

El comps de un GPS suele saber la direccin en la que nos movemos comparando la posicin actual con las anteriores para de esa manera saber hacia donde nos desplazamos. El principal inconveniente de este sistema est en que cuando estemos parados o movindonos muy lentamente el GPS no podr determinar nuestra direccin.

Algunos GPS incluyen un comps magntico-electrnico que funciona como una brjula tradicional, pero debemos tener en cuenta que al utilizarlos en el interior de un coche el magnetismo interior del vehculo puede alterar la lectura.

Las partes de una brjula de base transparente y limbo mvil que es la ms utilizada para trabajar con mapas son:

La base, la flecha de direccin, el limbo que es mvil, la aguja magntica. La brjula es el mtodo ms comn de relacionar un mapa con la parte de la superficie de tierra que

representa. Las hay de muchos tipos, pero prcticamente todas basadas en el mismo principio y es la propiedad de que, un imn que gira libremente se sita en la lnea norte sur. Tal vez la ms til para nuestros

propsitos sea la brjula silva o de base transparente que dispone de un crculo graduado mvil o la de alidada que nos permite tomar rumbos o marcaciones. Decimos que la aguja de la brjula seala hacia el norte; sin embargo, no seala exactamente el Polo Norte, es decir, al norte geogrfico, lo que atrae a la aguja es un campo magntico que procede de algn lugar del polo, y se denomina norte magntico.

Existen variaciones en el campo magntico. La diferencia de ngulo entre el norte geogrfico y magntico vara de un lugar a otro. En el margen del mapa se indica esta desviacin con una flecha que seala hacia el norte geogrfico y otra que seala hacia el norte magntico. La diferencia de grados entre uno y otro se llama declinacin magntica. En Espaa, actualmente, es aproximadamente de 5 NW.

ORIENTACIN CON LA BRJULA Dada una direccin en el terreno hallar su rumbo. Si tenemos la direccin AB para determinar su rumbo, se realizaran los siguientes pasos: 1- Situarse en el punto A. 2- Visar por la lnea de mira, al punto B. 3- Sin dejar de visar el punto B, girar al mismo tiempo el limbo mvil, hasta que la punta y la cola de la

aguja coincidan con las referencias de declinacin (N-S). 4- Leer en el limbo de la aguja la graduacin correspondiente al rumbo. Dado un rumbo, materializar la direccin en el terreno. Si tenemos el valor del rumbo de una direccin y queremos materializarla en el terreno, procederemos de

forma inversa al apartado anterior. 1- Moveremos el limbo hasta que la graduacin del rumbo dado quede frente al ndice. 2- Poniendo brjula lo mas horizontal posible, la moveremos hasta que la aguja coincida con las

referencias norte-sur. 3- Visados por la lnea de mira y tomamos una referencia lo ms lejana posible, procurando que la aguja

no se salga de sus referencias.


Alberto 2.004 4- El rumbo pedido nos lo materializa el punto de estacin en que estamos y la referencia lejana visada. Para identificar el punto donde estamos en el mapa (triangulacin). El mtodo consiste en identificar dos objetos preferiblemente a un ngulo de 90 entre s, una montaa

especialmente alta, un grupo de casas, un puente sobre un ro, cualquier elemento que podamos identificar en el mapa desde nuestro punto de vista. Sin embargo, es posible que debamos orientarnos a partir de puntos situados en ngulos diferentes a ste. Un tercer objeto nos ayudar a confirmar la posicin obtenida a partir de los otros dos.

Al utilizar las marcaciones de la brjula se debe trabajar colocndola sobre el mapa, si es posible en un lugar plano y nivelado, haciendo coincidir el norte con la aguja y asimismo sobre las lneas norte / sur que se aprecian en el mapa. Tendremos una pequea diferencia entre el norte geogrfico y el magntico, es la declinacin magntica. Para las distancias que nos interesan es poco importante, teniendo en cuenta que nuestras marcaciones tambin se desviarn varios grados utilizando una brjula simple.

El trazado es ms fcil disponiendo de un transportador, pero si no lo tenemos podemos utilizar la misma brjula.

Trazamos en el mapa una lnea norte / sur que atraviesa el smbolo del objeto que se ha observado. Colocamos el centro del transportador sobre el smbolo y a partir de su borde determinamos su marcacin y la opuesta. Trazamos una lnea que atraviesa el smbolo y estaremos en un lugar de esa lnea. Repetimos el proceso con el smbolo de otro objeto observado. Esta lnea cruzar la anterior; si hemos trabajado bien nos encontraremos en la interseccin de las dos lneas. Si es posible una tercera observacin, sta se encargar de confirmarnos nuestra exactitud, pues se cruzar con las dos anteriores en el mismo punto.

Para ir de desde nuestra posicin a otro punto en el mapa. Lo mejor es utilizar una brjula de base trasparente y limbo mvil. Paso 1: unimos el punto de origen y de destino en el mapa por medio del borde de la base transparente de

la brjula. Si no alcanza podemos extender la lnea imaginaria con el cordn con el borde de un carn o cualquier otra cosa recta.


Alberto 2.004 No es necesario alinear el mapa con el norte. Paso 2: sin mover el mapa ni la brjula girar el limbo mvil hasta que la flecha de orientacin del limbo(y

lneas paralelas si las tuviere) se alinea con las lneas norte-sur de mapa, es decir, que seale al norte del mapa.

Paso 3: levantamos la brjula del mapa y, mantenindola nivelada, girando sobre nosotros mismos hasta que la mitad de la aguja magntica que seala al norte (coloreada en rojo normalmente o con una gota de material reflectante) coincida con la flecha de orientacin. La direccin que tenemos que seguir para llegar al destino la seala la flecha de direccin que hay en el borde superior de la base trasparente de la brjula. Adems, podemos conocer el rumbo en grados por medio del dial del limbo mvil. Para seguir esta direccin es aconsejable localizar un punto de referencia situado en la direccin hacia la que nos dirigimos (un rbol grande, una roca...) y llegar hasta el. Repetir despus la operacin dirigiendo un nuevo punto de referencia. Si la visibilidad es escasa hay que enviar a un compaero por delante en la direccin deseada que sirva de referencia.

Atencin: para que coincidan la flecha de orientacin y la aguja magntica ah que girar sobre uno mismo, no girar la brjula.

2.2. OTROS INSTRUMENTOS DE ORIENTACIN. TRANSPORTADOR DE NGULOS Es un instrumento con una lnea de base sobre la cual se ha

sealado el centro y un borde graduado a partir del centro de 0 a 360. Nos ser especialmente til cuando debamos trazar en el mapa nuestro rumbo o el opuesto. Para la cartografa resultan ms tiles los de plstico transparente, ya que permiten ver los detalles del mapa a travs de l.

COORDINGRAFO. Es una especie de regla graduada transparente, con diferentes

escalas que sirve para sacar coordenadas UTM con precisin. CURVMETRO Consiste en una rueda sobre un eje conectado por un engranaje a un

disco. El disco puede disponer de una aguja que gira alrededor de una o ms escalas, de modo que las distancias en los mapas pueden leerse directamente despus de recorrer el tramo con la rueda

ESCALMETRO Es una regla graduada para adaptarse a las escalas cartogrficas y

vienen divididas en las escalas ms utilizadas.


Alberto 2.004 2.3. CLCULO DE LAS COORDENADAS DE UN PUNTO. Aqu solamente vamos a calcular las coordenadas UTM, la ms sencilla, utilizada y con mayor precisin en

el calculo. En los bordes de los mapas topogrficos aparecen las coordenadas, por medio de las cuales es posible

conocer con certeza la situacin de cualquier elemento o la posicin indicada por el GPS. Incluyen tambin una cuadricula kilomtrica, correspondiente a las coordenadas UTM que ayuda a

averiguar la situacin de cualquier punto. Las coordenadas UTM no corresponden a un punto, sino a un cuadrado. Siempre corresponde a un rea

cuadrada cuyo lado depende del grado de resolucin de la coordenada. Cualquier punto comprendido dentro este cuadrado (a esa resolucin en particular) tiene el mismo valor de coordenada UTM. El valor de referencia definido la coordenada UTM no esta localizada en el centro del cuadrado, sino en la esquina inferior izquierda de dicho cuadrado.

Una zona UTM siempre se lee de izquierda a derecha (para dar el valor del Easting), y de abajo arriba

(para dar el valor del Norting). Esto quiere decir: El valor del Easting corresponde a la distancia hacia el Este desde la esquina inferior izquierda de la

cuadrcula UTM. El valor del Norting siempre es la distancia hacia el Norte (en el hemisferio norte). Mientras mayor sea nmero de dgitos que usemos en las coordenadas, menor ser el rea representada. Normalmente, el rea que registran los GPS coincide con el valor de un metro cuadrado, ya que usan seis

dgitos para el valor de Easting y siete dgitos para el Norting. Tambin daremos el valor de la zona / huso y la banda (l numero de Huso y la letra de la Banda). SITUAR UN PUNTO DADO CON SUS COORDENADAS EN EL MAPA. Tengamos el punto A dado por sus coordenadas rectangulares X= 275.913, Y= 4541.690, que queremos

situar en un mapa a escala 1:25.000. Sabemos que el mapa esta dividido en cuadrados de 1 Km de lado y el punto estar en el cuadrado limitado por las barras meridianas 275 y 276 y por las rectas paralelas 4541 y 4542.

Tener en cuenta siempre el datum de las coordenadas y el datum del mapa, tiene que ser el mismo. Las tres primeras cifras de la abscisa y las cuatro primeras de la ordenada representan las coordenadas de

la esquina SW ( inferior izquierda) del cuadrado donde est el punto; a partir de esta esquina, tomemos los 913 m y 690 m, representados, finalmente, por 913/25 = 36,5 mm y 690/25 = 27,6 mm hacia la derecha y hacia arriba respectiva y sucesivamente (sentidos crecientes) y obtendremos la situacin del punto A.


Alberto 2.004

DETERMINAR LAS COORDENADAS DE UN PUNTO DEL MAPA. Si tenemos un punto situado en el mapa a escala 1:25.000 y queremos determinar sus coordenadas

rectangulares, procederemos de manera inversa al caso anterior. Desde el punto A bajamos una perpendicular a la recta horizontal 4541, hasta que la corte, punto A. Medimos la distancia AA y la que hay entre A y la esquina SW del cuadrado en el que se encuentra el punto A, obteniendo respectivamente 27,6 mm y 36,5 mm. Si los transformamos a la escala correspondiente nos dan 690 m y 913 m. Como la esquina SW tiene las coordenadas kilomtricas 275 para la X, que en realidad son 275.000 m y 4541 para la Y, que en realidad son 4.541.000 m, las coordenadas del punto A sern X= 275.913, Y= 4.541.690. El resultado final seria: Datum Europeo 1950 (europeo, como vemos anotado en el mapa) coordenadas UTM, huso 30T, 275913 Easting, 4541690 Northing.

Un procedimiento que facilita estas operaciones de calcular las coordenadas de un punto o situar un punto en el mapa por sus coordenadas, es el uso del coordinatgrafo o coordingrafo.

Debemos tener en cuenta en que sistema de coordenadas nos estn dando la posicin de un waypoint, puesto que debemos configurar nuestro GPS para que nos muestre la posicin segn dicho sistema.

2.4. NAVEGACIN. BEARING, HEADING, COURSE.....

Bearing, Heading, Course y Track. Todos estos trminos significan rumbos y no debemos de confundirlos. RUMBO. De una direccin es el ngulo que forma el Norte magntico con esa direccin, medido desde el

Norte magntico a la direccin en el sentido de las agujas del reloj. Es el que tomamos con la brjula. ACIMUT. De una direccin es el ngulo que forma el Norte geogrfico con esa direccin, medido desde el

Norte geogrfico a la direccin en el sentido de las agujas del reloj. Es el que tomamos sobre el mapa.


Alberto 2.004 ORIENTACIN. De una direccin es el ngulo que forma el Norte de la cuadricula o proyeccin con esa

direccin, medido desde el Norte de la cuadricula o proyeccin a la direccin en el sentido de las agujas del reloj. Es el que tomamos sobre el mapa respecto a las cuadriculas UTM.

BEARING. Rumbo, ngulo con el norte del punto donde nos encontramos a otro al que queremos ir. Angulo

horizontal que forma un punto desde otro, ngulo que forma un punto con el meridiano (verdadero, magntico) en otras palabras rumbo o direccin hacia ese punto.

HEADING. Tambin llamado TRACK. Ir hacia delante. Direccin horizontal a la que apunta en cualquier

instante el mvil. COURSE. Cuando un mvil se aparta de su ruta y quiere volver a ella entonces el rumbo mas idneo lo

calcula el GPS como COURSE. TRACK. Significa camino, pero en el GPS puede tener dos sentidos: El ngulo que formamos respecto al norte (heading). La huella (rastro, camino...) que vamos dejando marcada en el GPS segn nos movemos, puntos que se

van guardando en al memoria del GPS y se pueden ver en la pantalla llamada map o plot. Como ejemplo vamos a imaginar una ruta directa desde el punto A hasta el punto B:

NORTE

A

B

COURSE 90

PUNTO DE PARTIDA

PUNTO DE DESTINO

COURSE DESVIACIN=CDI

BEARING

HEADING=TRACK

TRACKLOG

ESTE

POSICIN GPS

1/ Sobre el mapa el tringulo corresponde a nuestro GPS. 2/ COURSE indica la orientacin respecto al norte de la lnea ms corta entre el punto A y B. 3/ Como el terreno es irregular nos obliga realizar un recorrido sinuoso, cuya huella en el mapa es la lnea

del TRAGLOG. 4/ En todo momento el receptor nos indica la separacin entre la trayectoria real y el camino directo entre A

y B. Se llama CDI (INDICADOR DE DESVIACIN DEL COURSE) y nos muestra mediante un indicador la desviacin respecto a la trayectoria ideal.


Alberto 2.004 5/ El receptor tambin nos muestra el rumbo real de nuestros pasos o HEADING tambin llamado por

muchos equipos TRACK. 6/ Teniendo en cuenta que nuestro equipo ha recibido la orden de guiarnos desde A y B (GOTO) y advierte

que no llevamos camino ideal, entonces nos va informando de la distancia a la que nos hallamos del punto B y del rumbo que deberamos (BEARING) seguir para alcanzar cuanto antes el punto de destino.


Alberto 2.004 3. EL SISTEMA GPS. 3.1. INTRODUCCIN. COMO FUNCIONA EL GPS.

Dentro de los grupos de Sistemas de Geodesia Espacial, destacan la Constelacin NAVSTAR (Navegacin

por Satlite en Tiempo y Distancia) y la Constelacin GLONASS (Sistema Global de Navegacin por Satlite). Ambas constelaciones fueron creadas por los Departamentos de Defensa de los Estados Unidos y Rusia, respectivamente, y su principal cometido era poder posicionar un objeto en la superficie de la Tierra a travs de las seales emitidas en forma de ondas de radio por los satlites de dichas constelaciones, que dicho objeto procesaba en la superficie, determinando as su posicin con una precisin en funcin del tipo de informacin recibida, tiempo de recepcin y condiciones de la emisin.

Este posicionamiento se produce sobre un sistema de referencia inercial cartesiano, que en el caso de usar la constelacin americana NAVSTAR corresponde al sistema WGS-84, y en el caso de usar la constelacin rusa GLONASS corresponde al sistema PZ-90.

A principios de los aos 80s, se empezaron a utilizar estos mtodos para aplicaciones de ndole civil, tales como actividades de navegacin area, martima y terrestre, lo que supuso un importante avance en la organizacin y el estado de los transportes y comunicaciones mundiales.

EL SISTEMA GPS (NAVSTAR). El Sistema GPS (Global Positioning System), tambin conocido como NAVSTAR, fue creado en 1973 por

el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD) para constituir un sistema de navegacin preciso con fines militares que sustituyeran al antiguo sistema utilizado, que no era otro que las mediciones Doppler sobre la constelacin Transit.

Para ello, aprovecharon las condiciones de la propagacin de las ondas de radio de la banda L en el espacio, as como la posibilidad de modular las ondas para que en ellas se pueda incluir la informacin necesaria que permita posicionar un objeto en el sistema de referencia apropiado.

Este proyecto se hizo realidad entre los meses de febrero y diciembre de 1978, cuando se lanzaron los cuatro primeros satlites de la constelacin NAVSTAR, que hacan posible el sistema que resolvera la incgnita de nuestra posicin en la Tierra.

Los Estados Unidos ofrecieron el uso de esta tecnologa militar gratuitamente a los civiles en 1980. Desde entonces, distintos organismos han adoptado GPS como la base para un sistema civil de navegacin por satlite el cual se conoce como "Global Navigation Satellite System (GNSS)".

Sin embargo, no hay que olvidar que esta red de satlites sigue siendo propiedad del Gobierno de los Estados Unidos de Amrica y est gestionada por su Departamento de Defensa. Este hecho ha tenido y tendr una gran influencia en su funcionamiento para usos civiles. De hecho, el Pentgono se

reserv el derecho de disponibilidad selectiva para evitar un mal uso del sistema por parte de criminales o terroristas. Segn esta poltica de disponibilidad selectiva, las seales de mayor precisin emitidas por los satlites del GPS quedan estrictamente reservadas para militares y otros usuarios autorizados, mientras que a los civiles se les limita el radio de accin de los GPS.

Satlite del sistema GPS

El GPS averigua nuestra posicin con relacin a unos puntos de referencia que son los 24 satlites activos y 3 o ms de reserva que circundan la tierra a 20.182 km de altura, con un periodo de poco menos de doce horas. Estn distribuidos de cuatro en cuatro en seis orbitas. Esta distribucin asegura que sobre el horizonte de cualquier punto de la Tierra sern visibles simultneamente cuatro o ms satlites. Cada uno de ellos transmite una seal de radio que contiene los datos relativos a su posicin en el espacio la hora actual en formato UTC (Tiempo Universal Coordinado), necesarios para que el receptor GPS pueda averiguar en una fraccin de segundo nuestra posicin en cualquier parte del planeta, a cualquier hora del da o de la noche, y en cualquier circunstancia meteorolgica.

La posicin es expresada en forma de coordenadas. La base del proceso para el clculo es simple: la seal que emite el satlite indica la posicin del mismo y

el instante de la partida de la seal. El receptor compara esta poca con la marca su reloj al recibir la seal, y calcula, multiplicando por la velocidad de la luz la distancia satlite-receptor. Utilizando varios satlites, y por consiguiente varias distancias satlite-receptor, se puede conocer la posicin del receptor.

Si el receptor recibe la seal de cuatro satlites como mnimo ya puede calcular la posicin en que se encuentra. La constelacin actual de satlites asegura que prcticamente en la totalidad de las ocasiones se tendrn como mnimo cuatro visibles.

Para utilizar el GPS se necesita cielo descubierto, por tanto en la montaa los nicos donde pueden haber dificultades para recibir la seal son en bosques muy espesos o bien en la proximidad de paredes de roca o en desfiladeros, en ciudad tendremos problemas en calles estrechas o zonas de edificios altos.

Los satlites utilizan relojes atmicos de alta precisin para evitar errores, y los receptores incluyen un clculo de medida del tiempo en el reloj del receptor.


Alberto 2.004 Posicionamiento: el receptor GPS calcula y muestra posicin donde nos encontramos. Normalmente tarda

un minuto despus de ser conectado en dar la primera posicin. Reloj: todos los receptores GPS llevan un reloj incorporado que se sincroniza con el de los satlites cada

vez que reciben su seal. Con lo que el receptor se convierte en un reloj de gran precisin. A continuacin vamos a describir las generalidades del sistema GPS y sus caractersticas ms importantes.

Para ello, debemos dividir el sistema en tres sectores o segmentos fundamentales y dependientes entre s, el sector espacial, el sector de control y el sector de usuarios.

El sector Espacial. Este sector lo forman los satlites de la constelacin NAVSTAR (Navegacin por satlite en tiempo y

distancia) en la actualidad comprende 24 operativos y 3 o ms de reserva. La constelacin est formada por seis planos orbitales, y en cada uno de ellos existe una rbita elptica casi circular donde se alojan los satlites regularmente distribuidos. Los planos tienen una inclinacin de 55 respecto al plano del ecuador. Cada rbita contiene al menos cuatro satlites, aunque pueden contener ms. Los satlites se sitan a una distancia de 20.182 Km de la Tierra, y completan una rbita cada doce horas. Estos satlites son puestos en funcionamiento por el Comando de las Fuerzas Areas Espaciales de USA (AFSPC).

Con estos fundamentos, se garantiza la presencia de al menos 4 satlites sobre el horizonte en todos los lugares de la superficie de la Tierra.

El sector de Control. Este sector tiene como misin el seguimiento continuo de todos los satlites de la constelacin NAVSTAR

para los siguientes fines: - Establecer la rbita de cada satlite, as como determinar el estado de sus osciladores. - Hallados los parmetros anteriores, emitirlos a los satlites para que stos puedan difundirlos a los

usuarios. Est formado por una red de estaciones de seguimiento, situadas a la altura del Ecuador, de manera que

estn siempre en contacto con los satlites, y un centro principal de control en la base area Falcon, en Colorado Springs (USA).

De este modo, el usuario recibe la informacin de las efemrides de posicin de los satlites y el error que se est produciendo en su reloj, todo ello incluido en el mensaje de navegacin.

El sector de Usuarios. Este sector lo compone el instrumental que deben utilizar los usuarios para la recepcin, lectura,

tratamiento y configuracin de las seales, con el fin de alcanzar los objetivos de su trabajo. Los elementos son el equipo de observacin y el software de clculo, que puede ser objeto de uso tras la campaa de observacin, o bien realizable en tiempo real, donde se obtienen los resultados in situ.

Equipo de observacin. Lo componen la antena, el sensor y la unidad de control o controlador. - La antena de recepcin tiene la misin de recibir las radiaciones electromagnticas que emiten los

satlites y transformarlas en impulsos elctricos, los cuales conservan la informacin modulada en las portadoras. Se denomina centro radioelctrico de la antena al punto que se posiciona en nuestra observacin. Dado que ste no suele coincidir con el centro fsico, es conveniente orientar todas las antenas de una misma observacin en la misma direccin con el fin de que el error se elimine.

- El sensor recibe los impulsos de la antena receptora, y reconstruye e interpreta los componentes de la seal, es decir, las portadoras, los cdigos y el mensaje de navegacin. En definitiva, lo que hace es demodular la seal original.

El proceso es el siguiente, el sensor correla los cdigos, es decir, lo compara con una rplica que l mismo genera, y de este modo halla el tiempo que ha tardado en llegar la seal al receptor, obteniendo la distancia al satlite multiplicando esa diferencia de tiempos por el valor de la velocidad de propagacin de las ondas en el


Alberto 2.004 vaco (aproximadamente unos 300.000 Km/s). Como estas distancias estn afectadas de errores, se las denomina seudodistancias.

Para obtener medidas de seudodistancia mediante diferencia de fase de las portadoras, el sensor reconstruye stas por modulacin bifase-binaria de los cdigos modulados en ellas.

Las coordenadas, tanto de los satlites como de los usuarios que se posicionan con el sistema GPS, estn referidas al sistema de referencia WGS84 (Sistema Geodsico Mundial de 1984).

EL SISTEMA GLONASS. El Sistema de Posicionamiento Global NAVSTAR no es el nico Sistema de Posicionamiento existente. El

Sistema Ruso GLONASS es tambin operativo, y a pesar de que actualmente la constelacin no est completada, proporcionaba a los usuarios civiles unas precisiones en el posicionamiento absoluto tpicamente mejores que las que proporciona el Sistema GPS, debido a que antes el sistema GPS aplicaba la degradacin intencionada de la informacin denominada Disponibilidad Selectiva (SA).

A principios de los 70s, quiz como una respuesta al desarrollo del Sistema GPS, el antiguo Ministro de Defensa Sovitico desarroll el Global naya Navigatsionnaya Sputnikova Sistema o Sistema Global de Navegacin por Satlite (GLONASS). El Sistema GLONASS es similar al GPS en muchos aspectos, aunque como se ver tambin hay muchas diferencias.

En el ao 1993, oficialmente el Gobierno Ruso coloc el programa GLONASS en manos de Fuerzas Espaciales Militares Rusas (RSF). Este organismo es el responsable del desarrollo de satlites GLONASS, de su mantenimiento y puesta en rbita, y certificacin a los usuarios. Este organismo opera en colaboracin con el CSIC (Coordinational Scientific Information Center), el cual publica la informacin sobre GLONASS.

Durante los 80s, la informacin acerca de GLONASS era escasa. No se saba mucho de las rbitas de los satlites ni de las seales usadas para transmisin de las seales de navegacin. Pero actualmente, gracias a estudios e investigaciones sobre este sistema, se dispone ya de gran cantidad de informacin acerca de GLONASS. Los Rusos, a travs del RSF y del CSIC publican el documento ICD (Interface Control Document). Este documento es similar en estructura al Segmento Espacial del sistema NAVSTAR GPS, donde se describe el sistema, sus componentes, estructura de la seal y el mensaje de navegacin para uso civil.

La constelacin ha experimentado un gran progreso desde los aos 1994 y 1995. Los planes de GLONASS son ofrecer dos niveles de servicio:

El Channel of Standard Accuracy (CSA), similar al Standar Positioning Service (SPS) del Sistema GPS, disponible para uso civil.

El Channel of High Accuracy (CHA), similar al Precise Positioning Service (PPS) del Sistema GPS, disponible solo para usuarios autorizados. La Organizacin Internacional de Aviacin Civil (ICAO) acept formalmente en Julio 1996, el uso de

GLONASS/CSA para uso en aviacin civil, como ya se hizo en 1994 con el GPS/SPS. El Sistema GLONASS, al igual que el Sistema GPS, est formado por tres sectores fundamentales: el

Sector de Control, el Sector Espacial y el Sector Usuario. Las efemrides GLONASS estn referidas al Datum Geodsico Parametry Zemli 1990 o PZ-90, o en su

traduccin Parmetros de la Tierra 1990 o PE-90. Este sistema reemplaz al SGS-85, usado por GLONASS hasta 1993.

USO COMBINADO DE LOS SISTEMAS GPS Y GLONASS. Los Sistemas GPS y GLONASS son sistemas autnomos, es decir, cada uno tiene su propio sistema de

referencia y su propio sistema o escala de tiempo. Usan diferentes sistemas de referencia para expresar las posiciones de sus satlites, y por lo tanto, para determinar las posiciones de los usuarios.

Para poder utilizar los dos Sistemas de Posicionamiento por Satlite, GPS y GLONASS, es decir, recibir seales de los satlites de la constelacin GPS y de la constelacin GLONASS, es necesario establecer la relacin entre los sistemas de tiempo y sistemas de referencia utilizados en los dos sistemas. El Sistema GPS utiliza el sistema de referencia WGS-84, mientras que el Sistema GLONASS utiliza el PZ-90. Los parmetros que definen los dos sistemas de referencia son significativamente diferentes.

La precisin obtenida con GLONASS es menor que la obtenida con GPS debido a que la Disponibilidad Selectiva est desactivada. Sin embargo, si la SA estuviera activada, la precisin con GLONASS sera mejor que con GPS.

Con la disponibilidad de receptores GPS/GLONASS, el usuario puede tener acceso a un sistema combinado de hasta 48 satlites (con las dos constelaciones completas). Con todos estos satlites, los trabajos en desfiladeros y otras localizaciones de visibilidad restringida, tales como reas boscosas, etc., es mejorada debido a la posibilidad de mayor informacin de ms satlites. Adems, una mayor constelacin de satlites tambin mejora la ejecucin del posicionamiento diferencial en tiempo real, ya que, el tiempo menor de toma de datos, con respecto a un posicionamiento diferencial calculado en post-proceso, se ve compensado por la obtencin de una mayor informacin de ms satlites. Pero eso no es todo, adems el tiempo de inicializacin para alcanzar precisiones de nivel centimtrico mejora en un factor de 3 a 6 con una constelacin de 48 satlites.


Alberto 2.004 Obtencin de los parmetros de transformacin entre PZ-90 y WGS-84. Los parmetros que definen los dos sistemas de referencia PZ-90 y WGS-84 son significativamente

diferentes. Para poder utilizar el sistema combinado GPS/GLONASS es necesario el conocimiento de las posiciones de todos los satlites utilizados, satlites GPS y GLONASS, en el mismo sistema de referencia. Para ello, lo que se realiza es el paso de las posiciones de todos los satlites GLONASS al sistema de referencia WGS-84, y as trabajar con la constelacin de los 48 satlites en un mismo sistema de referencia. Adems de la unificacin del sistema de referencia, es necesario establecer tambin la relacin entre los dos sistemas o escalas de tiempo utilizados. Esto se resuelve por medio de la informacin contenida en los mensajes de navegacin de cada uno de los sistemas, donde aparecen las diferencias entre los tiempos GPS o tiempos GLONASS con respecto al Tiempo Universal Coordinado.

rides de los satlites GLONASS en el sistema WGS-84 es necesario conocer los pa acin de PZ-90 a WGS-84, para lo cual se necesita un cierto nmero de satlites G das en ambos sistemas. Con estos satlites se calculan los parmetros de tr la tcnica de mnimos cuadrados, y se aplican al resto de satlites.

los satlites GLONASS en PZ-90 aparecen en el mensaje de navegacin que m estimacin de las posiciones de los satlites GLONASS en WGS-84 es realizada por un de seguimiento que utilizan tcnicas de medicin lser, radar y pticas para la de itas. Estas estaciones estn localizadas por todo el mundo.

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y Para obtener las efemrmetros de transform

LONASS con coordenaansformacin utilizando

Las coordenadas de andan los satlites. Laa serie de estaciones terminacin de las rbPROGRAMA GALILEO. El programa Galileo pretende romper la dependencia que tiene Europa de los satlites norteamericanos en

vegacin terrestre y desarrollar nuestro propio sistema GPS. Es un proyecto cofinanciado por la ESA gencia Espacial Europea) y la UE (Unin Europea) en el que tambin participa Espaa aportando un 10% de presupuesto, como integrante de ambas organizaciones. alileo se basar en una constelacin de 30 satlites situados en rbita a 24.000 km. de altitud que cubrir la talidad del globo terrestre con una red de estaciones de control en tierra. Se pretende que GPS sea mpatible con Galileo para abrir nuevas puertas a los consumidores y nuevas posibilidades de explotacin l sistema. El proyecto est todava en sus comienzos y no se prev que est operativo al menos, hasta 08. COMO FUNCIONA EL GPS. El GPS es un dispositivo que recoge las seales enviadas

ridicamente por una red de satlites situados alrededor de rbita de la tierra. La combinacin de seales de al menos es satlites (se necesitan un mnimo de tres puntos nocidos para dar coordenadas al punto desconocido) le rmiten al GPS deducir la posicin en la que se encuentra n respecto al un sistema de coordenadas geogrficas que

cluye la latitud (norte o sur) y la longitud (este u oeste), en pografa se calculan las coordenadas de un punto a partir de distancia de este a otros de coordenadas conocidas. La ncionalidad del GPS est limitada a la correcta recepcin de s seales de satlite, que precisan de visin clara del cielo sde la ubicacin del GPS. Debido a obstculos polticos, el Servicio Bsico de GPS

(uso civil) en un principio slo era capaz de localizar un objeto con una exactitud de aproximadamente 100 metros, pero ahora se ha reducido a solamente 10 metros. Como consecuencia de las presiones recibidas desde diferentes mbitos, el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, decidi retirar definitivamente las limitaciones que haban dispuesto (disponibilidad selectiva), as desde las 4:00 horas UTC del 2 de mayo de 2000, el GPS esta disponible, sin ninguna clase de limitacin, para todo el mundo. Existen tcnicas para anular su funcionamiento en reas geogrficas concretas, sin

ectar al resto del globo, tal como ha ocurrido recientemente durante los conflictos de Afganistn e Irak. Como error era poltico y no tcnico bast una orden del por entonces Presidente de los E.UU., Bill Clinton (mayo de 2000), para reducir el error a slo 10 metros.

Constelacin Navstar

El GPS es un sistema de navegacin basado en una constelacin (NAVSTAR) de satlites. El sistema NAVSTAR-GPS se basa en la medida simultnea de la

stancia entre el receptor y la seal de al menos cuatro satlites que nos dan los lores de latitud, longitud, altura y tiempo. El sistema ofrece, bsicamente, las siguientes informaciones: posicin del receptor

referencia temporal muy precisa. Es decir, los satlites emiten una seal a los


Alberto 2.004 receptores GPS en tierra. stos determinan la localizacin al calcular la diferencia entre el tiempo en que una seal es enviada y el tiempo en que es recibida. Para ello, los satlites GPS llevan consigo relojes atmicos que proveen una informacin temporal precisa. El tiempo exacto en que se envi el mensaje desde rbita es incluido en los mensajes de GPS para que los receptores sepan cuando se envi la seal. Con la informacin de los rangos de tres satlites y la informacin de la posicin de un satlite (o sea, los cuatro satlites que

aludamos al principio) cuando la seal fue enviada, el receptor puede calcular su propia posicin tridimensional. Saber que una seal electromagntica viaja a la velocidad de la luz (C = 300,000 km/s) en el vaco es la clave para comprender el funcionamiento del GPS. Determinando cunto tiempo tarda la seal en viajar desde el satlite al receptor, puede calcularse la distancia (d) que existe entre ambos. La posicin del receptor en un sistema cartesiano X, Y podra calcularse por interseccin cuando se tengan calculadas las distancias precisas hacia por lo menos tres satlites de posicin conocida. En realidad el posicionamiento GPS no es tan sencillo, pero el planteamiento anterior anticipa la base terica del sistema.

El funcionamiento se basa en un receptor que, a travs de las seales que recibe de varios satlites fija tu posicin sobre un mapa residente en el receptor.

El problema de encontrar las coordenadas de un punto se ha convertido en el problema de medir las distancias de los satlites al receptor. Esto se consigue con las pseudo-distancias que son el

tiempo que tarda la seal en ir del satlite al receptor, multiplicado por la velocidad de la luz en el vaco. Cuando el receptor recibe la seal del satlite, la compara con la que el genera y puede saber cuanto hace que envi la seal que le ha llegado del satlite.

En definitiva nuestro receptor recibe la informacin, llamada efemrides, de ltima hora, con datos de la situacin orbital de cada satlite, su constelacin, etc...con esta informacin y la que el GPS guarda en su memoria en forma de almanaque (informacin que predice la situacin orbital de todos los satlites), el GPS es capaz en calcular, de manera contina, la posicin, la velocidad y la hora exacta.

Las efemrides tardan unos 30 segundos en descargarse y su validez alcanzan una horas. El almanaque tarda unos 12 minutos en descargarse y su validez es de unas semanas. Tanto uno como otro mientras el GPS esta encendido se va actualizando.

3.2. FUENTES DE ERROR DEL SISTEMA.

Al igual que cualquier observacin de topografa clsica, una observacin GPS o GLONASS est sometida

a varias fuentes de error que se pueden minimizar o modelar segn los equipos y metodologa de observacin que utilicemos. Un receptor determina las distancias que hay entre su antena y las antenas de los satlites desde los cuales est recibiendo su seal. Basndose en estas distancias y en el conocimiento de las posiciones de los satlites, el receptor puede calcular su posicin. Sin embargo, diversos errores afectan a la medida de la distancia y por consiguiente se propagan al clculo de la posicin del receptor.

ELEMENTO FUENTE DE ERROR

- Errores en el oscilador (Reloj atmico del Satlite). Satlite - Errores o variaciones en los parmetros orbitales (efemrides).

- Refraccin ionosfrica. - Refraccin troposfrica. - S/A. Disponibilidad Selectiva. Error intencionado. - Prdidas de ciclos (causadas por la obstruccin de la seal del satlite debido a la presencia de rboles, edificios, puentes, montaas, etc).

Propagacin de la seal

- Multisenda. Ondas reflejadas (reflexiones de la seal emitida por el satlite en superficies cercanas al receptor). - Errores en el oscilador (Reloj del receptor). - Error en las coordenadas del punto de referencia. - Error en el estacionamiento de la Antena. - Error en la manipulacin del equipo.

Receptor

- Variacin y desfase del centro radioelctrico de la antena (falta de coincidencia entre el centro radioelctrico y el centro mecnico o fsico).


Alberto 2.004 Las medidas de cdigo y las medidas de fase se ven afectadas por errores sistemticos y por ruido

aleatorio. La precisin en posicionamiento absoluto que un usuario puede alcanzar con un receptor depende principalmente de cmo sus sistemas de hardware y software puedan tener en cuenta los diversos errores que afectan a la medicin. Estos errores pueden ser clasificados en tres grupos: los errores relativos al satlite, los errores relativos a la propagacin de la seal en el medio, y los errores relativos al receptor.

Algunos de estos errores sistemticos pueden ser modelados e incluso eliminados utilizando combinaciones apropiadas de los observables a partir de una o dos frecuencias, o trabajando en modo diferencial, utilizando dos receptores.

En la medida de la calidad y bondad de una observacin van a influir o contribuir dos trminos: el URE y el DOP. El URE (User Range Error) contempla los errores al predecir las efemrides, inestabilidades en el vehculo espacial, relojes de los satlites, efectos ionosfricos y troposfricos, efecto multipath, ruido de la seal, la Disponibilidad Selectiva (SA). El URE se define como la diferencia entre la seudodistancia y la distancia calculada a partir de las posiciones dadas de los satlites, temiendo en cuenta slo los errores de reloj y de deriva. El DOP o Dilucin de la Precisin es la contribucin puramente geomtrica al error en el posicionamiento de un punto. Es un valor adimensional que da una idea de la solidez de la figura formada por el receptor y los satlites que tiene a la vista.

Dilucin de la precisin. La geometra de los satlites visibles es un factor importante a la hora de

conseguir altas precisiones en el posicionamiento de un punto. Dicha geometra cambia con el tiempo como consecuencia del movimiento orbital de los satlites. Un factor que mide la bondad de esta geometra es el denominado factor de dilucin de la precisin (dilution of precisin, DOP).

El GPS tiene que ver el cielo sin obstculos. La seal que transmiten los satlites no es capaz de atravesar cuerpos slidos, si adems esa seal rebota contra edificios, muros de roca u otras estructuras macizas, el GPS puede sufrir despistes que llegan a provocar errores de hasta 500 metros en el clculo de la posicin. Estas equivocaciones o errores se conocen como error multisenda.

La Disponibilidad Selectiva: fue eliminada el 2 de mayo de 2000. Estuvo motivada por la excesiva precisin

obtenida en los receptores civiles, por esto se decide degradar esta precisin, esto se hace de dos formas: A. Haciendo oscilar el reloj del satlite. B. Manipulando los datos enviados por las efemrides de los satlites.

Todos estos errores afectan de una manera u otra a la precisin (3D/2D) de los receptores.

En condiciones favorables la posicin obtenida por nuestro receptor GPS puede encontrarse dentro de un circulo de entre 5 y 15 metros de dimetro.

3.3. LA CORRECCIN DIFERENCIAL. El DGPS o GPS diferencial se construy principalmente por la introduccin de la disponibilidad selectiva. Es un sistema a travs del cual se intenta mejorar la precisin obtenida a travs del sistema GPS. El fundamento radica en el hecho de que los errores producidos por el sistema afectan por igual (o de

forma muy similar) a los receptores situados prximos entre s. Los errores estn fuertemente correlados en los receptores prximos.

Las correcciones se basan en que un receptor fijo conoce muy bien su posicin es capaz de estimar los errores producidos por el sistema GPS. Este receptor transmite la correccin de errores a los receptores prximos.

Con este sistema DGPS se pueden corregir en parte los errores debidos a: a. disponibilidad selectiva. b. propagacin por la ionosfera-troposfera. c. errores en la posicin del satlite(efemrides). d. errores producidos en el reloj del satlite. El DGPS o GPS diferencial se distingue del normal en que ste es mucho ms preciso que es GPS. Es un

sistema desarrollado por los fabricantes de receptores civiles para conseguir una precisin similar al sistema militar. Para ello, es necesario acoplar al receptor GPS otro tipo de receptor. Este "complemento" capta las seales emitidas por una red de radiobalizas situadas en estaciones costeras. La utilizacin del sistema DGPS slo es aplicable en la navegacin marina, siendo especialmente til en las maniobras de atraque con poca visibilidad.

Ciertos servicios pblicos y privados suministran correcciones diferenciales en el sistema RASANT, consistente en una seal de radio FM enviada a travs del sistema RDS (Radio Data System) de transmisin de datos. Requiere conectar al GPS un pequeo receptor a travs del puerto de datos. En Espaa proporcionan gratuitamente las correcciones RASANT, el Instituto Geogrfico Nacional a travs de Radio Clsica, de Radio Nacional de Espaa y el Institut Geografic de Catalunya, a travs de Catalunya Radio. La implantacin del sistema EGNOS, desplazar el sistema RASANT.


Alberto 2.004 Dentro de lo que llamamos DGPS hay dos sistemas que nos proporcionan una precisin an mayor el

WADGPS y el AUGPS. El WADGPS (DGPS de rea Extensa) es una mejora sobre el DGPS tradicional. Este sistema trata de eliminar la dependencia del error del usuario con respecto a la distancia a la estacin de referencia mediante la medicin del retardo ionosfrico y las pseudodistancias a todos los satlites a la vista. El mayor inconveniente de este sistema est en todo el procesado que debe efectuar el receptor para utilizar estos datos, adems de ser capaz de recibir una seal proveniente de un satlite geoestacionario. El error oscila entre los 2-3 metros. El GPS Extendido (AUGPS) comprende el uso de estaciones monitoras del sistema,

estaciones maestras para WADGPS, satlites geoestacionarios para la retransmisin de correcciones diferenciales y cualquier otro mtodo que ayuda a mejorar la fiabilidad y precisin en tareas delicadas que as lo necesiten como, por ejemplo, los altmetros baromtricos en los aviones.

DGPS. Aunque su traduccin es GPS diferencial, se utiliza esta terminologa para trabajos diferenciales en los que solamente intervienen medidas de cdigo (observables de tiempo). Cierto es, que con las actuales tcnicas de posicionamiento conjunto GPS/GLONASS este trmino no es correcto, pero se sigue utilizando.

Existen ocasiones en las que la precisin en los posicionamientos no requiere recurrir a tcnicas de medicin de diferencia de fase, lo que supone adems un considerable ahorro en instrumental de observacin.

El posicionamiento diferencial con medidas de cdigo se realiza resolviendo sistemas en simples diferencias, donde las incgnitas son las tres coordenadas de los puntos y el estado del oscilador de los receptores en cada poca.

Los resultados obtenidos con este mtodo de posicionamiento son excelentes en muchos de los casos, siendo mejores en distancias mayores de 200 Km. Las precisiones pueden alcanzar en algunos casos el decmetro, pero los resultados son muy inestables, ya que la geometra de observacin, la calidad de recepcin de la seal (relacin seal /ruido) y el funcionamiento del oscilador del receptor han de ser factores ptimos para obtener estos resultados. Para garantizarlos, se deben realizar puestas largas (15-30 min.) para que se d la redundancia suficiente. Lo normal es asegurar los 30-50 cm.

Las aplicaciones ms comunes del DGPS son: * Navegacin de precisin. * Levantamientos y apoyo para cartografas de escalas menores de 1/5000. * Confeccin y actualizacin de sistemas de informacin geogrfica. * Todo trabajo en general que no requiera precisiones mayores de 0,3-0,5 m.

3.4. EL SISTEMA WAAS / EGNOS / MTSAT. Son sistemas de correccin de seales GPS. WAAS, Wide Area Augmentation System, estas siglas corresponden al sistema de Estados Unidos. En

Europa se denomina EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) y en Japn MTSAT (Multi-Functional Transport Satellite). Los tres sistemas tendrn unas prestaciones similares y sern totalmente compatibles e interoperables. Mediante su uso conjunto y con futuras extensiones, se espera poder llegar a proporcionar un servicio uniforme de navegacin con cobertura mundial.

Con estas correcciones el error del GPS se reduce a 1 metro en horizontal y 5 en vertical, para recibir la correccin no se necesita un receptor externo como para DGPS, lo nico es que nuestro equipo este preparado o sea que admita las correcciones WASS / EGNOS.

Los tres sistemas estn formados por unos satlites geoestacionarios a 36000 km de la Tierra, sobre el Ecuador y por una red terrestre de estaciones de seguimiento.

Los receptores Garmin permiten activar / desactivar la correccin. El EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) es un sistema de carcter regional

(Europa) que tiene por objeto complementar y mejorar el servicio proporcionado por los sistemas GPS (Global Positioning System) y GLONASS (Global Orbiting Navigation Satellite System). Estos sistemas fueron desarrollados, respectivamente, por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD) y la antigua Unin Sovitica con fines militares. ste es el principal motivo por el que ambos sistemas no satisfacen las necesidades de los usuarios civiles ms exigentes, como es la aviacin civil.

EGNOS ofrecer mltiples ventajas a sus usuarios, proporcionando mejoras considerables en cuanto a calidad de servicio, eficiencia y seguridad en todos los modos de transporte. Adems permitir nuevas aplicaciones en diferentes campos como la agricultura, la pesca, la geodesia, etc.

En el transporte areo, desde un punto de vista operacional, mejorar la provisin de los servicios ATS ofreciendo:

Rutas ms directas, lo que se traduce en ahorros de tiempo y combustible para los operadores areos y una reduccin de los niveles de contaminacin.

Aproximaciones y aterrizajes ms seguros en condiciones meteorolgicas adversas. Se podrn reducir los retrasos, cancelaciones y desvos a aeropuertos alternativos, aumentando los niveles de eficacia y seguridad de los aeropuertos. Capacidad de navegacin fuera del espacio areo europeo.


Alberto 2.004 Otras ventajas adicionales como mayor capacidad de pista, aproximaciones instrumentales, curvas de

precisin, evitando el sobrevuelo de poblaciones en el entorno aeroportuario. 3.5. USOS DEL GPS. Los usos ms comunes son los que todos conocemos: en actividades al aire libre en todas sus variantes

(senderismo, bicicleta, rallyes) el GPS es una inestimable ayuda para no perderse, aunque, por las lgicas limitaciones del sistema (da errores en barrancos y tneles) siempre es bueno tener un buen mapa de papel a mano. El GPS tambin es til a la hora de salvar vidas para localizar a montaeros perdidos o a taxistas en peligro de muerte al ser atracados o secuestrados.

Pero el GPS tambin es til a la hora de delimitar reas. Se puede medir una propiedad de difcil acceso sin dificultades colocando varios receptores GPS en las esquinas de la propiedad. Tambin es til cuando se produce un vertido de fuel colocar dispositivos GPS en las boyas que delimitan el rea para medir las dimensiones de la mancha.

Otras utilidades menos conocidas, pero igualmente necesarias son su uso en topografa, navegacin martima, terremotos... etc. Aunque tambin puede utilizarse para tareas ms frvolas como no perdernos en nuestra propia ciudad (coches con navegacin por satlite) o para mejorar nuestro nivel de golf.

El Sistema de Posicionamiento por Satlite, ya sea con GPS, GLONASS o GPS/GLONASS, es una herramienta imprescindible en la sociedad de nuestros das, y que los tcnicos en todas las materias afectadas deben saber tratar, manipular y ejecutar correctamente, ya que supone, como hemos dicho, un adelanto en la calidad y rendimiento de los trabajos respecto a los mtodos clsicos, que nunca se deben abandonar, pero que la evolucin de otras tcnicas obliga a ir dejando a un lado y recurrir a tcnicas, no slo ms modernas, sino ms fructferas y que en un futuro cercano estarn en el idioma y rutina cotidiano de los profesionales de estos campos.

Se citan a continuacin las ventajas que ofrece el posicionamiento por satlite en nuestro trabajo: No es necesaria la intervisibilidad entre estaciones, ya que el sistema de medida es indirecto entre

ellas y directo a los satlites. Esto reduce el nmero de estacionamientos al poder salvar los obstculos y reduce los errores accidentales y sistemticos al no tener que realizar punteras ni tantos estacionamientos con intervisibilidad entre los puntos. En definitiva, se reduce el tiempo de observacin y los errores que se producen en ella. Debemos aadir adems que la observacin nocturna es totalmente operativa.

Al trabajar con ondas de radio, estas no sufren efectos significativos a causa de la niebla, lluvia, fros y calores extremos, y otros tipos de incidencias.

El rango de distancias que se pueden alcanzar es mucho mayor, al no ser medidas directas. El mejor de los distancimetros no supera los 4-5 Km de distancia, adems del error que introduce. Con el posicionamiento por satlite podemos medir bases desde unos pocos metros hasta centenas y miles de Km.

Dado que no se dispone de sistemas pticos, su fragilidad es menor y su mantenimiento y calibracin no es requerido con la frecuencia que lo requieren los instrumentos pticos. Los costes de mantenimiento por ello son menores.

El servicio de las seales que ofrecen los sectores espaciales y de control es totalmente gratuito, lo que supone slo desembolsos en instrumentacin de observacin, clculo y gastos para I+D.

La obtencin de los resultados es rpida, mxime si sumamos la obtencin de los mismos en tiempo real (RTK). Adems, las observaciones y los resultados son interpretables y tienen comprobacin.

La variedad de mtodos de posicionamiento hace que sean sistemas apropiados y aptos para cualquier tipo de trabajo. Por otro lado, los inconvenientes ms relevantes son :

No puede ser utilizado en obras subterrneas y a cielo cerrado. Tiene dificultades de uso en zonas urbanas, cerradas, con altos edificios y zonas arboladas y

boscosas, debido a las continuas prdidas de la seal de los satlites. Este problema, no obstante, se est solucionando, y de forma satisfactoria, con el uso combinado de las constelaciones GPS y GLONASS para mantener siempre cinco o ms satlites sobre el horizonte.

El desconocimiento del sistema. El sistema de posicionamiento por satlite es una gran herramienta, y de fcil uso, pero ello no lleva consigo eximirse de su conocimiento y del tratamiento de sus observables correctamente, ya que de lo contrario, se pueden obtener resultados poco satisfactorios en precisin y rendimiento.


Alberto 2.004 Hoy por hoy, podemos enumerar los siguientes campos en los que el Sistema de Posicionamiento por

Satlite est presente : Geodesia.

Determinacin de las Redes fundamentales para la Cartografa, Topografa, Ingeniera y control de un pas, regin o localidad. Obtencin de la ondulacin del Geoide de forma regional o global.

Geofsica. Estudio de deformaciones de la superficie terrestre. Determinacin de la estructura de las distintas capas de la Atmsfera y comportamiento de las mismas.

Topografa y Fotogrametra. Densificacin de Redes Geodsicas. Levantamientos taquimtricos. Apoyo fotogramtrico. Determinacin de las coordenadas del centro ptico de la cmara en el momento de la toma.

Ingeniera. Redes fundamentales para cartografas donde se apoyen los proyectos de arquitectura o infraestructuras de todo tipo. Establecimiento de Redes bsicas para el replanteo de una obra de ingeniera. Replanteo de puntos de un proyecto de ingeniera. Control de calidad en obra. Control de deformaciones de estructuras.

Hidrografa. Levantamientos batimtricos. Estudios y anlisis de la evolucin de las cuencas hidrogrficas. Determinacin de itinerarios fluviales y martimos.

Sistemas de Informacin Geogrfica. Obtencin de los datos geogrficos para la formacin y actualizacin de bases de datos georeferenciadas y la cartografa de un Sistema de Informacin Geogrfica.

Navegacin. Situacin instantnea de vehculos sobre un sistema de referencia. Actualizacin de cartas de navegacin. Determinacin de itinerarios idneos. Deduccin de la evolucin e itinerario de un vehculo en movimiento. Inventarios de redes viales, fluviales, areas, navales y espaciales.

Defensa. Localizacin de objetivos de cualquier tipo. Evaluacin de zonas y recorridos por las mismas.

Ocio y Deporte. Localizacin y situacin en expediciones, safaris, rallyes, viajes, competiciones, excursiones en zonas de cartografa desconocida, etc.


Alberto 2.004 4. RECEPTORES GPS PORTTILES.

Los primeros equipos solo tenan uno o dos receptores de RF (Radio Frecuencia), actualmente los

receptores GPS son todos son de 12 canales, esto quiere decir que pueden recibir hasta doce seales de radio al mismo tiempo con lo cual con una antena exterior podemos recibir la seal de hasta 12 satlites (numero mximo desde una misma posicin), pudiendo as tener una buena precisin.

MAPA Y GPS El mapa es una imagen detallada y precisa del terreno, representa el relieve por medio de curvas de nivel y

contiene muchos otros datos cartogrficos (carreteras, caminos, poblaciones......). Cuanto ms detallado y actual sea el mapa, ms fcil ser reconocer los elementos del terreno y los accidentes que nos permitan saber donde estamos.

El mapa sirve como referencia para ubicar un objeto o elemento del paisaje. Sin l, de poco nos vale la informacin proporcionada por el GPS.

4.1. COMO ES UN RECEPTOR GPS PORTTIL Consta principalmente de una antena, una pantalla, un teclado y una conexin para alimentacin exterior y

volcado de datos. En esta seccin vamos a tratar de conocer un poco en qu consiste en GPS y como funciona. Dejaremos a

un lado los navegadores de automvil para centrarnos en los GPS de bolsillo.

GPS porttil Garmin Emap

Garmin GPS III Plus

4.2. IMPORTANCIA DE LA ANTENA.

Geometra es el trmino que alude al nmero y posicin de los satlites que, en un lugar y momento dados, puede ver nuestro receptor. Una buena geometra (bastantes satlites, repartidos por todo el firmamento), da lugar a un clculo ms preciso de la posicin. Una mala geometra (pocos satlites a la vista, a consecuencia de hallarnos, por ejemplo recorriendo el fondo de un barranco) genera errores importantes.

Es un elemento muy importante, puede ser interna o externa y de tipo helicoidal o plana. Algunos receptores tienen una conexin para conectarles una antena exterior. Para una buena recepcin tiene que ver el cielo sin obstculos.

4.3. CONCEPTOS BSICOS. Para empezar a usar un terminal, lo primero que debemos tener claro son los siguientes conceptos: WAYPOINTS: Es la posibilidad que nos ofrece el GPS de memorizar una posicin, guardndola en su

memoria para poderla utilizar mediante sus indicaciones para llevarnos una y otra vez a ese punto. En castellano se puede traducir como marca. Los GPS actuales almacenan entre 500 y 1000 waypoints, cada uno de los cuales se pueden identificar con un nombre escueto (hasta 10 caracteres), un smbolo o icono, las


Alberto 2.004 coordenadas de situacin y en algunos receptores un breve comentario con informacin sobre l. Es un punto localizado en cualquier lugar de la tierra con coordenadas (eje de abcisas y ordenadas). Un waypoint se puede introducir en el GPS mediante el teclado o con la tecla MARK, ENTER que grabar la posicin donde se encuentre en ese momento.

RUTA: es la unin de dos o ms waypoints mediante una lnea imaginaria, para

establecer el rumbo y el recorrido que se va a realizar. Si nos desviamos de la ruta el aparato nos avisar para que giremos a derecha o izquierda y en todo momento nos ir informando de la distancia a la que se encuentra el prximo waypoint y el tiempo que tardaremos en alcanzarlo si seguimos avanzando al ritmo actual.

TRACK LOG: Automticamente el GPS graba el recorrido que se est haciendo (es

como si al ir avanzando echramos miguitas de pan por nuestro camino) es una representacin esquemtica del camino recorrido, la cual podemos utilizar para regresar sobre nuestros pasos o tambin para cartografiar un camino o sendero que no aparecen en los mapas.

TRACK BACK: Si nos perdemos por cualquier motivo y necesitamos regresar al punto d

partida, nuestro aparato seguir fielmente todos los puntos por los que hemos pasado en el camino de ida, aprovechando el tracklog que se ha ido almacenando.

e

GOTO: la traduccin literal es ir a, por lo que podris entender la funcin; elegimos el

waypoint al que queramos dirigirnos, pedimos un GOTO y nuestro navegador nos orientar hacia dicho punto en lnea recta.

PANTALLAS: Aunque cada fabricante, e

incluso dentro del mismo fabricante los distintos modelos se disean de manera diferente, vamos a indicar algunas de las pantallas que nos vamos a encontrar y qu nos indican cada una:

Pantalla de satlites: Indica la posicin, n

estado de carga de la batera. Muestra la estimacin del error de posicin en metros (EPE) y la dilucin de la precisin (DOP).

umero e intensidad con que se recibe la seal de los satlites y el

Pantalla de Mapa: digamos que muestra un croquis con los waypoints que tenemos memorizados y estn


Alberto 2.004 cercanos a nuestra posicin (para ver otros tendramos que desplazar el mapa), si tenemos activa una ruta tambin nos la ensea y tambin el track activo que llevamos recorrido. Tiene una funcin para ampliar o disminuir la escala y as verlo con ms detalle. Los GPS que disponen de cartografa tendrn lo mismo que lo anterior pero presentado sobre el mapa de la zona concreta. Adems de muestra la posicin actual, pueden mostrar la velocidad, el tiempo y la distancia para llegar al punto de destino.

Aqu tenemos la opcin de orientar la pantalla, para que veamos siempre el norte arriba o por el contrario la direccin de la marcha arriba (track arriba).

Pantalla de Puntero y Comps (Brjula): Es la que ms usaremos, puesto que es la que nos

seala la direccin que debemos tomar mediante una flecha, situada en el interior de una anilla que tiene la funcin de brjula. Es evidente que por lgica nos indicar que nos alejamos del destino, cuando la flecha seale hacia otro lado que no sea la parte superior de la pantalla. Esta presentacin tambin indicar como mnimo, el rumbo y la distancia hasta el punto que se le ha pedido.

Aparece la velocidad y distancia actual al waypoint destino, el tiempo hasta el destino y la hora actual. La brjula nos indica el rumbo actual y el del punto de destino. Existe la opcin de ver la pantalla con los nmeros en grande y la brjula pequea. Como complemento, algunos otros indican la altura, nombre del punto adirigimos, etc.

l que nos

Pantalla de Autopista: es igual que la pantalla de brjula pero en este caso se hace hincapi en seguir la lnea recta de rumbo deseado. Es empleada en el mar o en travesas por el desierto.

Pantalla navegacin: en esta pantalla aparece una completa informacin de ayuda a la navegacin. brjula,

velocidad, tiempo transcurrido, hora de salida y puesta de sol, etc.


Alberto 2.004 Pantalla de Men: desde aqu accederemos al resto de funciones como: ajustes, listado de

WPT, rutas, tracks, etc. Pantalla informacin sobre los servicios de la prxima salida de autopista: indica la prxima

salida que podemos tomar y todos los servios disponibles.

4.4. RECEPTORES CON MAPA. Algunos receptores visualizan mapas en su pantalla, por desgracia estos mapas son muy sencillo, slo

representan carreteras, calles y algunos caminos principales, pero no tienen curvas de nivel, como un mapa topogrfico, por lo que no podemos darnos una idea clara del terreno que pisamos para la practica del senderismo, mountainBike o el 4x4. Estos mapas de tipo vectorial son muy tiles para zonas urbanas, pero en pleno monte donde no existen calles ni carreteras, son de escasa utilidad; pero gracias a la posibilidad de trazar el dibujo de los senderos y caminos, por medio del track, es posible realizar una cartografa personal de todos aquellos caminos que no figuran en el mapa del GPS.

El mapa con el que viene equipado el GPS es el MAPA BASE, es un mapa muy sencillo y abarca toda Europa, Oriente Prximo y Norte de frica, aunque con menor detalle. Reside en la memoria interna y no puede ser modificado ni eliminado por el usuario.

Sobre el mapa base, se pueden cargar otros mapas, mas detallados, que incluyen ciudades, carreteras, callejeros bastante completos e informacin de puntos de inters como aeropuertos, gasolineras, restaurantes, centros comerciales, pero para ello necesitamos una memoria interna fija, o una externa de tarjeta

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Lo Basico Del Sistema Gps