UNIVERSIDAD YACAMBU
ASIGNATURA: EQUIPOS DE POSICIONAMINETO POR SATELITES
PROFESOR: CESAR MARTINEZ
TRABAJO FINAL
TEMA: Empleo de los sistemas de posicionamiento por satélite GPS y DGPS en las áreas navegación, aviación, construcción, investigaciones submarinas, aplicaciones agrícolas, sistemas de alerta, monitoreo y control u otro sistema libre de aplicaciones.
REALIZADO POR: Aris Mateo C.I. 9.587.458
Introducción
Por lo general los satélites son usados para las comunicaciones, pero otras de sus aplicaciones es su empleo para la determinación de posiciones de un determinado usuario u objeto.
El presente trabajo abarca artículos sobre generalidades y aplicaciones de l os sistemas GPS y DGPS.
I Generalidades:
El sistema de Posicionamiento GPS
Tradicionalmente los satélites se vienen utilizando para las comunicaciones a gran distancia, dado que de una manera muy rápida, efectiva y económica, permite dar servicios a una gran zona para la difusión de información, por ejemplo: la televisión, o establecer un enlace punto a punto de gran capacidad para comunicaciones telefónicas o de datos; pero otras de sus aplicaciones es su empleo para la determinación de la posición de un determinado usuario u objeto, siendo el GPS (Global Positioning System) el nombre del sistema más extendido. Este sistema de navegación por satélite, además de ofrecer una posición geográfica nos ofrece una referencia temporal muy precisa.
El primer empleo comercial que se dio al sistema fue para la navegación marítima, siendo un elemento imprescindible en la dotación de cualquier navío; en este caso, basta con tener datos de posicionamiento en dos dimensiones, lo que reduce la complejidad y el costo del sistema. Otra de las aplicaciones en la navegación aérea, donde ya si se requiere un posicionamiento en tres dimensiones y dado su bajo costo se puede incorporar en cualquier tipo de aeronave.
Otra de las aplicaciones más extendida es para la navegación y el control del tráfico de vehículos, tanto de uso particular como de flotas de transporte: camiones, autobuses o ferrocarril. Disponiendo uno de estos dispositivos en un vehículo es posible conocer en todo momento su posición y dirigirlo hacia un punto determinado o localizarlo en caso de robo o accidente. Este sistema, combinado con un mapa electrónico de la zona permite elegir la ruta más adecuada y dirigirnos hasta el lugar de destino, incluso haciendo las correcciones necesarias si nos desviamos de la ruta originalmente trazada.
También se utiliza en aplicaciones de guiado de cohetes y proyectiles, así como en topografía para la medida del terreno y desplazamiento de continentes.
Otra aplicación curiosa es para el seguimiento de presos bajo libertad condicional o de maltratadores y evitar así que se acerquen a sus víctimas.
Los sistemas de posicionamiento diferencial GPS (DGPS) permiten aumentar la precisión del posicionamiento absoluto en base a un receptor GPS situado en un punto de coordenadas conocidas, el cual procesa los observables y evalúa los errores del reloj y de la trayectoria del satélite así como los retardos ionosféricos y troposféricos que sufre la señal. El estudio de un sistema de posicionamiento diferencial de código o de fase requiere distintos elementos, que influyen directamente a la hora de evaluar las posibilidades y aplicaciones susceptibles de ser desarrolladas en cada ámbito
II. DGPS (GPS diferencial)
Se construyó pricipalmente por la introducción de la disponibilidad selectiva. Es un sistema a través del cual se intenta mejorar la precisión obtenida a través del sistema GPS.
El fundamento radica en el hecho de que los errores producidos por el sistema GPS afectan por igual (o de forma muy similar) a los receptores situados próximos entre si. Los errores están fuertemente correlados en los receptores próximos.
Si suponemos que un receptor basándose en otros técnicas conoce muy bien su posición, si este receptor recibe la posición dada por el sistema GPS será capaz de estimar los errores producidos por el sistema GPS. Si este receptor transmite la corrección de errores a los receptores próximos a él estos podrán corregir también los errores producidos por el sistema.
Con este sistema DGPS se pueden corregir en parte los errores debidos a:
III. PROCESO PARA LA APROBACION Y CERTIFICACION DE AERONAVEGABILIDAD DE UN SISTEMA GPS/DGPS PARA USOS ESPECIALES
La tecnología GPS/DGPS ha sido creada para aeronaves usadas en aplicaciones especializadas tales como agricultura, fotografía aérea, mapeo, extinción de incendios, búsqueda y rescate, etc. El único propósito de estas instalaciones es para la correcta ubicación de la aeronave. Estos tipos de instalaciones son considerados no esenciales y para uso en propósitos especiales, por lo tanto, el criterio para la performance de los equipos es determinada por el fabricante del equipo GPS/DGPS. Las tripulaciones no deben basarse en los equipos GPS/DGPS para navegación.
GPS diferencial (Differential GPS)
Técnica utilizada para mejorar la precisión del sistema GPS mediante la determinación de un error de posición desde los satélites del GPS a una posición fija conocida y la transmisión subsiguiente del error determinado, o factores de corrección, para usuarios del GPS que operan en la misma área.
Técnicas diferenciales pueden ser aplicadas al GPS para mejorar sustancialmente la precisión de posición y para proveer información de integridad.
El DGPS usa información obtenida generalmente desde un receptor basado en tierra, en un sitio de vigilancia para determinar y transmitir correcciones a los usuarios.
Los sistemas DGPS tienen tres componentes básicos; 1) Un receptor basado en tierra que monitorea y colecciona información del satélite y compara la información con la información de posición de búsqueda conocida, 2) Un método para transmitir correcciones determinadas en el sitio (o en una estación de control central) a los usuarios, y 3) un equipo del usuario que tenga hardware y software necesario para recibir y aplicar las correcciones de información recibidas desde los satélites.
Existen varios métodos de transmisión de información DGPS a los usuarios. Los sistemas que transmiten información sobre una área pequeña (hasta alrededor de 150 millas) son conocidos como "Sistemas de aumentación de área local (Local Area Augmentation System – LAAS) y los sistemas que transmiten sobre un área grande (más allá de 150 millas) son referidos como "Sistemas de aumentación de áreas grandes" (Wide Area Augmentation Systems – WAAS).
USO DE LOS SISTEMAS GPS Y DGPS, EQUIPOS REQUERIDOS Y APROBACIÓN REQUERIDA POR LA DGAC
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Equipo Requerido |
Aprobación Requerida |
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Uso Especial, No para Navegación |
Cualquier receptor GPS o DGPS |
Aeronavegabilidad |
PROCESO DE APROBACION E INSTALACION DE UN EQUIPO GPS/DGPS
El Inspector Principal de Aviónica (PAI) y el Inspector Principal de Aeronavegabilidad (PMI) deben determinar que el equipo GPS/DGPS esté aprobado e instalado de acuerdo a los siguientes requerimientos:
1. RDACs Parte 91, Subparte E ( Mantenimiento, mantenimiento preventivo y alteraciones), Parte 43 (Mantenimiento, mantenimiento preventivo, reconstrucción y alteraciones), Parte 43 apéndice A (Alteraciones mayores, reparaciones mayores y mantenimiento preventivo), Parte 145 (Talleres de Mantenimiento Aeronáutico).
Por ejemplo , referencias a la Advisory Circular AC 43.13-1B y/o
43.13-2A y/o manuales del fabricante equivalentes deben ser
especifica y completamente apropiados.
Para aquellos sistemas GPS/DGPS que han sido parte de TC o STC, pueden ser implementadas instalaciones subsiguientes (follow-on) en aeronaves similares. Se debe tener cuidado en asegurar que cualquier limitación incluída en el TC o STC están implementadas en la aprobación subsiguiente (follow-on approvals)
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AERONAVEGABILIDAD |
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FASE 1 |
Recibe la solicitud del aplicante para la aprobación de la instalación del sistema GPS/DGPS. |
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FASE 2 |
Informe al aplicante de los documentos requeridos para la aplicación formal. Chequee que la aplicación esté completa. |
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FASE 3 |
Analice los documentos de la instalación propuesta para una aprobación inicial. |
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FASE 4 |
Realice la Inspección de conformidad de la instalación del equipo. |
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FASE 5 |
Firme el Suplemento al Manual de Vuelo de la aeronave y en la forma 337 o en otro documento de aprobación de campo (Field approval) |
Son múltiples los campos de aplicación de los sistemas de posicionamiento tanto como sistemas de ayuda a la navegación, como en modelización del espacio atmosférico y terrestres o aplicaciones con requerimientos de alta precisión en la medida del tiempo.
A continuación se detallan algunos de los campos civiles donde se utilizan en la actualidad sistemas GPS:
V. APLICACIÓN DEL GPS A LA NAVEGACIÓN
Básicamente, consiste en determinar un destino, que se selecciona de una lista, y el sistema calcula de manera automática la ruta más adecuada según una serie de parámetros que se le indican: la más corta, la más rápida, sólo empleando carreteras principales, ... Si por algún motivo nos desviamos de la ruta calculada, el sistema recalcula el recorrido y nos da indicaciones para llegar al destino prefijado. Para evitar distracciones en la conducción, la ayuda guiada suele ser mediante mensajes de voz.
Para el funcionamiento de todo este complejo sistema, el primer paso que se realiza es la determinación de la posición del vehículo a través de la recepción de las señales de los satélites de la red GPS. Una vez obtenidas las coordenadas de longitud y latitud, estas son situadas en el mapa digitalizado y muestra en la pantalla la situación del vehículo en el mapa. A medida que se va circulando, se van recibiendo a intervalos las señales de los satélites y volviendo a situar el vehículo en el plano cartográfico.
Fuente: Sistemas GPS y aplicaciones Cesvimap.
Aplicaciones en la navegación
Navegación marítima
Su implantación ha sido muy rápida (antes las embarcaciones empleaban el sistema TRANSIT). Se piensa que en poco tiempo toda la navegación marítima se basará en GPS. Actualmente también se emplean sistemas hiperbólicos, pero estos sistemas tienden a desaparecer...
El coste del sistema GPS es bajo (además los barcos no requieren receptores de gran calidad) y lo puede usar cualquier embarcación.
Navegación terrestre
En este caso hay dos mercados principales:
Automóviles,
Integran el GPS y sistemas gráficos avanzados para proporcionar un sistema de guiado desde un punto de una ciudad a otro evitando atascos...
Receptores personales, Excursiones en 4x4, como sistema de guiado para invidentes...
La gran penetración de este sistema se debe al bajo coste de los receptores.
En la actualidad se emplea en aplicaciones profesionales:
También estamos viendo su aparición en pruebas deportivas como en el caso del ciclismo, donde permite conocer en cada instante y en tiempo real el tiempo que saca un corredor a otro, la pendiente de una rampa de un puerto....
Navegación aérea
Debido a su mayor complejidad técnica su proceso de instalación ha sido más lento. Se están desarrollando sistemas GNSS que pretender mejorar los actuales sistemas de gestión de vuelos.
Se están instalando en áreas de bajo tráfico, ya que su uso no está justificado si tenemos en cuenta que ya existe el RADAR.
Aplicaciones militares
Como el GPS es un sistema desarrollado por el ejército el desarrollo del GPS en este campo ha sido más rápido que en las aplicaciones civiles.
Se emplea en la navegación militar (aeronaves, vehículos terrestres, barcos...).
Una de las aplicaciones es, Guiado de misiles Constituye una revolución para los sistemas militares, se usa para el posicionamiento de las tropas...
Ciencias geográficas
Permite situar puntos con gran precisión.
Se pueden construir mapas geográficos mucho más precisos, mejorando los que había hasta ahora.
Otras aplicaciones
Sincronización, pues el GPS ofrece una referencia temporal muy exacta. Lo usan algunos sistemas de transmisión... Para conseguir la referencia temporal sólo se necesita un satélite, es muy barato Defensa civil, para la localización y delimitación de zonas afectadas por grandes catástrofes y guiado de vehículos de auxilio.
El GPS está causando un gran impacto tanto en aspectos tecnológicos como económicos.
Limitaciones
La más importante es la dependencia de un único país EE.UU. Concretamente del DoD (departamento de defensa). Cuando ellos quieran pueden eliminar el uso por parte de los civiles del sistema.
Actualmente hay dificultad en su uso en ciudades con edificios altos.
También es difícil garantizar su integridad, pues en caso de guerra se pueden lanzar misiles para eliminar algún satélite...
Navegación en Tierra y Mar
- Además de sus usos directos para determinar posición usando sistemas de navegación a bordo, GPS se utiliza para mejorar la precisión de cartas marinas, para guiar sistemas de auto-piloto, para marcar objetos sumergidos como obstrucciones o su sito favorito de pesca, y para determinar la posición exacta de naves en alta mar. Agencias de socorro y primeros auxílios dependen de sistemas de GPS para reducir el tiempo en tránsito a emergencias. Empresas de fletes y mudadas usan sistemas de GPS para mantenerse al tanto de la ubicación de sus vehículos, para planificar más eficientemente sus horarios de recogidas y entregas, y para determinar las tablas de mantenimento para los vehículos. El GPS también se está usando para mantenerse al tanto de la posición de vehículos y otras propiedades móviles, y en sistemas para ayuda directa al motorista como el OnStar .Usos Militares
- Además de las aplicaciones más comunes tal como la navegación general, los servicios militares utilizan el GPS en gran variedad de aplicaciones incluyendo dirigir proyectiles y "bombas inteligentes" a sus blancos, para organizar el despliegue de tropas, para la coordinación en el campo y muchas otras.Mapas y Agrimensura
- El GPS permite la construcción de mapas y cartas más precisas, y es usado rutinariamente por agrimensores para planear proyectos y localizar marcadores cadastrales, límites, estructuras, y rasgos naturales.Ciencias
- Las aplicaciones de GPS en las ciencias son innumerables. El GPS es especialmente valioso para investigadores de campo, para construir mapas y localizar sus estaciones de muestreo, para definir límites de habitáculos, para análisis espacial de rasgos naturales, para seguir a poblaciones de animales, y muchas otras. GPS también es usado ampliamente en la seismología, física, ciencias del espacio y en muchas otras ramas de la ciencia.Recreación
- GPS es usado por operadores de embarcaciones para mantener el curso y para regresar a sitios favoritos, por ciclistas y naturistas para mantenerse al tanto de sus posiciones y rutas, y por grupos de viaje para compartir información sobre viajes y rutas. Un nuevo "deporte" es el "geocaching" lo cual es básicamente una búsqueda de tesoros guiada por GPS. Los jugadores utilizan el GPS para viajar a coordinadas geográficas específicas y encontrar objetos escondidos por otros jugadores.Referencia de Tiempo
- GPS se usa frecuentemente como un cronómetro fiable. Por ejemplo, el GPS puede ser usado para sincronizar múltiples instrumentos científicos desplegados en el campo, o para cualquier experimento que requiera sincronización precisa. La tecnología de GPS también se esta usando para sincronizar torres de comunicaciones celulares, redes de telecomunicación y muchas otras. Cronometraje por GPS se usó en las olimpiadas por primera vez en los juegos del 2000. http://edis.ifas.ufl.edu/IN657Para conseguir estas precisiones se han desarrollado diferentes técnicas, como el sistema GPS diferencial (DGPS) formado por un receptor colocado en una posición fija conocida (Estación de Referencia). El propósito del sistema DGPS es usar la Estación de Referencia para medir el error en las señales GPS y calcular las correcciones para evitar estos errores. Las correcciones son comunicadas en tiempo real a los receptores de los equipos móviles, donde son combinadas con las señales recibidas de los satélites, para mejorar la precisión de la posición
VI. Agricultura
- La navegación por satélite puede ayudar a los agricultores a aumentar su producción y a mejorar la eficiencia de sus métodos de cultivo. Sistemas de GPS ubicados en los tractores y en otros vehículos agrícolas, junto con sofisticados sistemas de información geográficos utilizan varios métodos para recoger datos sobre las condiciones del suelo, humedad, temperatura y muchas otras variables. Con esta información, el sistema puede controlar muchos aspectos de la operación agrícola, por ejemplo, la intensidad de siembra por terreno, la aplicación de fertilizantes e insecticidas, los patrones de riego y mucho más. Estos sistemas también puede ayudar a los agricultores a mantenerse al tanto de la operación de sus fincas, manteniendo registros de rendimiento, historia de aplicación de productos químicos, analices del suelo, registros de pérdidas y ganancias por terreno, y muchos otros. Aplicaciones modernas de la tecnología GPS también incluyen el posicionamiento y la operación de equipos de agricultura robóticas en el campo. Para obtener más información sobre los usos de GPS en agricultura consulte el vínculo siguiente: http://deathstar.rutgers.edu/projects/gps/web_page/web_page.htmlG.P.S - Guía para la Agricultura
Aunque hace tiempo que se conocen los principios de la agricultura de precisión, es sólo a partir de la llegada de servicios DGPS de haz estrecho que se han convertido en realidad práctica en Europa.
Ahora permiten un enfoque completamente nuevo a la gestión de explotaciones agrícolas, ofreciendo importantes ventajas comerciales y medioambientales.
La exactitud de posicionamiento, con un margen de error de menos de un metro, hace que sea posible ahora que una cosechadora con equipos adecuados monitorice de forma continua el rendimiento de la cosecha a medida que va cosechando una parcela individual, relacionando los niveles de crecimiento con puntos específicos de la parcela. Después de la cosecha, pueden tomarse muestras sistemáticas de suelo usando posicionamiento DGPS y los mismos datos de rendimiento, para identificar la razón de cualquier variación. Cuando esta información es cargada en una abonadora controlada por ordenador, DGPS puede asegurar que ésta aplique los productos químicos únicamente en aquellos puntos de la parcela que los necesitan. Esto puede crear significativos ahorros de costes, además de reducir problemas medioambientales asociados con el aflujo de productos químicos sobrantes.
La fiabilidad y la exactitud de GPS Diferencial ha llegado a un nivel que ofrece a los agricultores posibilidades limitadas únicamente por su imaginación. La gestión de activos, el trazado de lindes, la gestión forestal y el seguimiento de vehículos son ahora operaciones sencillas. Ahora existe la tecnología necesaria para que el arado automático se convierta en realidad práctica, y para muchos, sólo es cuestión de tiempo el que los satélites se consideren herramientas agrícolas indispensables.
Explicación del GPS Diferencial
Cuando el Gobierno de Estados Unidos estableció el Sistema de Posicionamiento Global, lanzó 24 satélites que están cambiando el mundo. Por primera vez, han hecho posible el uso de un pequeño receptor que le indica a usted su posición, no importa donde esté en el planeta.
La navegación sin esfuerzo trae evidentes ventajas a navegantes y viajeros en lugares remotos de la tierra, y también aporta ventajas a multitud de usuarios, desde cartógrafos a empresas de transporte, servicios de emergencia, y ahora, gracias a la introducción del GPS Diferencial, a los agricultores.
Navegación para Todos
Para comprender las ventajas que aporta la tecnología GPS Diferencial a la agricultura moderna, merece la pena dedicar algún tiempo a explicar cómo funciona el GPS.
La idea original del Departamento de Defensa estadounidense fue establecer una constelación de satélites en órbita unos 23.000 km. por encima de la superficie de la Tierra. Éstos transmiten señales que pueden utilizarse para la navegación de buques de guerra, misiles y otros recursos del Departamento.
Sin embargo, rápidamente se hizo evidente que las señales de posicionamiento transmitidas por los satélites GPS podían ser recibidas por cualquiera, condujera un carro de combate, un superpetrolero o una cosechadora. El Gobierno de los Estados Unidos ha aceptado esta realidad y no tiene inconvenientes en que se utilice el servicio de forma gratuita. Lo único que se necesita para aprovechar esta tecnología que cuesta muchos billones de dólares es un receptor GPS que, hoy en día, puede comprarse por £100 o menos..
El receptor GPS contiene un diminuto ordenador que funciona escuchando las señales únicas transmitidas por cada uno de los satélites. El precio del receptor depende en gran medida del número de canales que contiene. Puesto que cada canal se utiliza para escuchar a un satélite individual, cuantos más canales posee, más señales de posicionamiento puede recibir y mejor será su rendimiento.
El receptor GPS sabe instantáneamente a cuál de los 24 satélites en órbita está escuchando, pero lo que es más importante, su reloj interno sabe cuándo se transmitió la señal de ese satélite. También sabe dónde debe estar ese satélite en su órbita, de manera que, al medir el tiempo que tarda la señal en viajar desde el satélite hasta el receptor GPS, puede calcular la distancia que hay entre los dos. Si el receptor GPS puede escuchar tres o más señales, su pequeño turbocerebro puede calcular instantáneamente la trigonometría necesaria para medir la distancia desde cada satélite, y calcular su posición. El proceso es esencialmente igual que usar una brújula para medir derrotas desde la torre de una iglesia y una colina para fijar la posición en un mapa bi-dimensional. Sin embargo, puesto que los satélites se desplazan en tres dimensiones, es necesario medir una tercera derrota para proporcionar la medición final que fijará la posición del receptor en la superficie de la tierra, o en el caso de un avión, por encima de ella.
Si el receptor GPS puede escuchar a un cuarto satélite, puede realizar unos cálculos matemáticos aún más útiles, para sincronizar su reloj interno con la hora universal usada por los relojes atómicos muy precisos a bordo de los satélites. Puesto que todas las mediciones del receptor se basan en el tiempo necesario para que la señal del satélite llegue a él, esta sincronización es esencial. No obstante, los cálculos matemáticos implicados son algo complejos para el no-experto, y es mejor no adentrarnos en ellos aquí. Para los propósitos de esta publicación, probablemente lo más sencillo es simplemente aceptar que todo esto ocurre, y seguir adelante.
Preciso pero no lo suficiente
Si un receptor GPS se utilizara en un vacío perfecto, el tiempo que tardan las señales de radio del satélite en llegar hasta él correspondería exactamente a la velocidad de la luz - 300.000 km. por segundo. Desgraciadamente, debido a que las señales deben atravesar la atmósfera de la Tierra, están sujetas a diversos factores que las pueden ralentizar. La señales se transmiten en la banda L, de alta frecuencia, que es altamente resistente a la interferencia, pero las partículas cargadas de la ionosfera y el vapor de agua de la troposfera pueden jugar un papel impredecible. Más cerca de la tierra, las señales pueden rebotar en otros objetos o accidentes geográficos causando errores locales por el efecto de trayectoria múltiple. Aunque la señal que llega a la antena de la unidad GPS directamente será la más exacta, los ecos de la misma señal recibidos desde edificios, montañas u otros objetos afectarán a su precisión de la misma forma en que causan el efecto familiar de sombra que a veces se ve en la televisión.
Otras potenciales fuentes de error pueden existir también; éstas pueden deberse a que el mismo satélite no está exactamente donde debe estar en su órbita, causando los que se conoce como errores de efemérides. El receptor GPS puede también ser algo menos que perfecto, y causar errores internos propios. Los errores más importantes, sin embargo, son causados por una distorsión intencionada llamada Disponibilidad Selectiva.
VII ALGUNAS APLICACIONES EN INVESTIGACIONES SUBMARINAS.
POSICIONAMIENTO
En la salmonicultura, la literatura señala que la extensión de la sedimentación (ie. contaminación) es localizada, por lo tanto el posicionamiento preciso de las estaciones de muestreo es vital, para asegurar el control en el tiempo (sobre las estaciones) y las buenas prácticas ambientales de la empresa. Considerando que una de las funciones de la RES. 404, es establecer bases o registros históricos para fines comparativos (ie. monitores ambientales), el posicionamiento de las estaciones de muestreo es vital. En el documento (RES. 404), se señala que se deberá utilizar para el posicionamiento GPS (navegador), los cuales en forma práctica tienen un error de hasta 20 metros. Sin embargo los requerimientos internacionales al respecto recomiendan utilizar tecnología DGPS, para obtener precisiones de ± menos de 0,5 m de error.
http://www.intrafish.com/laws-and-regulations/monprotocol.htm (2000).Concientes del costo de la técnica DGPS (Tiempo Real), proponemos que deben establecerse protocolos de operación estándar, para el empleo de GPS (navegadores) y DGPS con Post Proceso, esto con el fin de determinar en terreno la localización de la estación (mediante el primer sistema) y posteriormente corregir los datos de localización obteniendo la posición real (mediante el post proceso de la información DGPS). Debe considerarse además las siguientes características para el posicionamiento: "DATUM WGS-84 (World Geodetic System 1984)", "coordenadas UTM con huso 19 sur y huso 18 sur dependiendo de la longitud en la que se encuentren (entre los 66°W-72°W y 72°W-78°W respectivamente)".
Además, se propone que en cada centro de cultivo, se erija un "Vértice Georreferenciado" monumentación de cemento, con un centro (perno de acero inoxidable); a la cual se le tomará posición y deberá ser parte de la información a entregar a las autoridades (ie. verificación de las posiciones), y que servirá para la corrección de los datos DGPS en el post proceso.
Lo antes señalado, es un requerimiento especificado del Reglamento de Concesiones y Autorizaciones de Acuicultura Nº 209, 1993; el cual señala que en el sector de la concesión debe materializarse mediante un monolito de hormigón, un vértice vinculado a la red Geodésica Nacional.
Este vértice será base para la determinación y posterior replanteo de coordenadas con GPS u otro sistema geodésico de la concesión o futuras concesiones en la misma zona. La vinculación del punto base debe realizarse usando equipos GPS de precisión geodésica con método GPS diferencial (SHOA, Instrucciones Hidrográficas Nº9, Pub. 3109, 1998).
Los vértices de la concesión serán determinados desde los vértices base monumentados en terreno, los cuales deberán estar ligados a la Red Geodésica Nacional con equipo GPS (método diferencial estático), desde vértices SHOA, IGM o que provengan de éstos, de acuerdo a las Instrucciones Hidrográficas Nº9, Pub. 3109 (en Reglamento de Concesiones y Autorizaciones de Acuicultura Nº 209, 1993).
A modo de ejemplo, si los análisis químicos y/o inspección visual (filmación submarina), revelan la existencia de valores críticos, por lo cual deben repetirse mediciones en el corto plazo (ie. monitoreo) y en el mismo lugar anterior; lo más probable es que no se encuentre nada, situación que podría deberse al error instrumental de los GPS (navegador).
Una apreciación práctica del error de estos instrumentos (GPS navegador), es tomar valores instantáneos sobre un punto de coordenadas conocidas como lo son los vértices SHOA o IGM y calcular el error de las mediciones sobre ellos.
El error GPS tiene múltiples causas, siendo las más significativas:
Es por lo anterior que se recomienda entonces la rectificación de los datos mediante la técnica diferencial; situación exigida en los reglamentos internacionales sobre monitoreos ambientales en salmonicultura.
Ductos Costa Afuera e Instalaciones Asociadas
Los dos ductos submarinos son instalados entre cajas objetivo individuales costa afuera, a una profundidad de 2,850 pies (869 m) cerca del múltiple del extremo del ducto y cajas objetivo, a una profundidad aproximada de 42.7 pies (13 m) cerca de la perforación direccional horizontal (HDD) para el ducto costa afuera. Las cajas objetivo son radio-transmisores colocados en locaciones predeterminadas, usando un sistema de posicionamiento global (GPS).
La instalación del ducto costa afuera consistiría de los siguientes pasos: (1) una prospección previa a la instalación sería comparada con las prospecciones previas de peligros en el fondo, llevadas a cabo por la Solicitante; (2) preparación, soldadura y pruebas del ducto costa afuera; (3) transporte de materiales al sitio; (4) instalación de tubos; (5) prueba de instalación de postes; y (6) otros cruces del ROW.
Prospección Previa a la Instalación
Se llevará a cabo una prospección previa a la instalación, y será comparada con prospecciones previas de peligros en el fondo, antes de que comience la construcción.
Se establecerá un corredor para la instalación del ducto, y será programado en el sistema de navegación del navío de instalación de tubería. Un bote de persecución (un bote que sigue al navío de instalación) equipado con un dispositivo de vehículos
operados remotamente (ROV) monitorearía el contacto del ducto con el lecho marino.
El navío de instalación del ducto usaría un sistema diferencial de posicionamiento global (DGPS) que recibe comunicaciones satelitales para auto posicionarse de manera precisa sobre el lecho marino.
VIII DGPS: CERCANDO EL OBJETIVO
El DGPS (Differential GPS) o GPS diferencial constituye una solución relativa al problema de la precisión comentado anteriormente.
Se trata de un sistema desarrollado por fabricantes civiles de receptores que modifica el sistema GPS tradicional con el fin de obtener unas precisiones, sino exactas, similares a las obtenidas por el aparato militar.
Este aumento en la precisión puede conseguirse acoplando al receptor GPS, mediante algún tipo de conexión interface que podríamos denominar como intermediaria (conexión a Internet, sistemas de satélites adicionales, canales de radio reservados, etc.), un tipo de receptor especial que deberá ser compatible con el resto del sistema.
La función de este receptor es la de captar las señales emitidas por un conjunto de radiobalizas situadas estratégicamente en bases costeras, capaces de calcular, gracias a su relativa cercanía al receptor GPS, el error existente entre la posición exacta y la ofrecida, pudiendo en consecuencia aumentar la precisión (del orden de 3-5 metros aproximadamente) del dato recibido.
Como ya se comentó en el punto anterior, un receptor que dispusiera de esta característica era capaz de burlar la disponibilidad selectiva establecida por el Departamento de Defensa de Estados Unidos, ya que la medición no solo se basaba en los datos obtenidos de los satélites, sino también en otras informaciones complementarias.
A día de hoy, el uso del sistema DGPS solo se ha desarrollado en el campo de la navegación marítima, integrándose en los equipos GPS de las embarcaciones más modernas. La ayuda que ofrecen es excepcional, sobretodo en situaciones límite o de desastre.
FUNCIONALIDAD, APLICACIONES Y RELACIÓN CON OTRAS TECNOLOGIAS
Aparentemente, suele pasar que para el usuario medio no haya nada más allá del hecho de poder guiar su automóvil hacia un destino concreto; pero nada más lejos de la realidad. Los receptores GPS han sido equipados con diversas funciones adicionales que los hacen muy útiles en las situaciones menos pensadas. Además su integración con otras tecnologías no hace necesario disponer de un receptor GPS en si, sino que su potencial y funcionalidad han sido incorporadas a dispositivos más familiares y habituales en la vida de cualquier usuario.
Es por ello que, aunque la función principal de un GPS es la de informar sobre la posición que ocupa, por medio de la longitud y la latitud de modo que dicha localización pueda situarse fácilmente sobre un mapa, un plano, etc., hay otras muchas funciones y matices que hacen mucho más sencillo el proceso de navegación, y que merecen ser estudiadas en pos de un mayor conocimiento de estas por parte del lector.
Funcionalidad de un receptor GPS
Comencemos con algunas de las funciones de que dispone el propio aparato GPS:
1)
Localización temporal: nada más inicializar el dispositivo GPS, el usuario dispone de fecha y hora. Si, además, el receptor recibe alguna señal, estos datos serán exactos.2) Formato de hora: permite elegir entre hora universal (UT – Universal Time -), GMT (Greenwich Mean Time) u horario local.
3) Posición: quizás la función más tradicional, consiste en facilitar la posición (casi) exacta del receptor del usuario por medio de la captación de las señales de, al menos 3 satélites.
4) Altura: como ya se comentó en el punto anterior, esta función es posible si el GPS pudo captar la señal de, al menos, 4 satélites.
5) Velocidad: funcionalidad que indica el usuario la celeridad (si es que existe) a la que se esta desplazando el receptor de GPS.
6) Waypoints: un waypoint es la localización de un punto concreto de la superficie terrestre en base a sus coordenadas. En la navegación GPS, estos puntos son tomados como puntos de referencia o de paso intermedio en una ruta. Estos puntos pueden ser clave, por lo que un receptor GPS suele tener la memoria suficiente para almacenar varios de ellos, o, incluso, agruparlos para trazar una ruta concreta. Este concepto da lugar a otras muchas funcionalidades del GPS tal y como vamos a ver a continuación.
7) Distancia: esta función facilita, dados 2 puntos (o dos waypoints), la separación existente entre ambos, y el rumbo (normalmente marcado en grados) a seguir para llegar de un punto a otro.
8) Navegación: esta función es la tradicional de un receptor GPS integrado en un automóvil, esto es, dados dos waypoints (origen y destino), el receptor facilita periódicamente una serie de datos actualizados muy útiles para encauzarnos por la ruta adecuada. A saber:


Aplicaciones de un receptor GPS
No solo de coches vive el GPS, sino que su uso se extiende (e, incluso, se hace más necesario) a otros muchos ámbitos:
1)
Aplicaciones en navegación, y no solo en la de tipo marítimo. A saber:Últimamente, su uso también se ha generalizado mucho para localizar un vehículo con problemas y así poder ser atendido por la grúa. Esto último también puede aplicarse en caso de cometer un delito, ya sea para rastrear un vehículo sospechoso como para localizarlo en caso de robo.
Pero hay iniciativas que van mucho más lejos. Así por ejemplo, una iniciativa a largo plazo del gobierno británico propone monitorizar mediante GPS la localización de todos los vehículos del país, lo que permitiría localizar focos negros, ofrecer rutas alternativas en tiempo real en caso de atascos, informar sobre incidentes, etc.


- Navegación marítima:
es uno de los campos en los que el GPS es más útil, no solo por la capacidad que tiene de guiar una embarcación en mar abierto, sino por todas las posibilidades que ofrece en pos de facilitar las maniobras en condiciones adversas (por ejemplo, en situaciones con poca visibilidad).- Navegación aérea:
los sistemas de GPS son en este caso de gran utilidad para gestionar la disposición de toda la flota en el espacio aéreo, además de poder proporcionar otros datos adicionales en tiempo real, tales como los retrasos de los vuelos, un dato de gran interés para los usuarios de las líneas aéreas.2) Aplicaciones al ocio: el GPS es de gran utilidad en muchas actividades realizadas en el campo o en la montaña, tales como escalada, acampada o senderismo. De hecho, varios fabricantes han puesto a disposición de este perfil de usuario GPS especiales (por ejemplo, con forma de reloj de muñeca) que facilitan su transporte y manejo, y que ofrecen una ayuda fundamental al facilitar la orientación del deportista, intentando evitar así su extravío.
Mucho más banales son sus aplicaciones a actividades tales como el geocaching, deporte consistente en localizar un determinado objeto escondido por otros usuarios o equipos de usuarios.
3) Salvamento: está aplicación esta íntimamente relacionada con las dos anteriores. Es uno de los más importantes del GPS, que suele ser utilizado por equipos de salvamento (normalmente marítimos o de montaña) para localizar embarcaciones siniestradas, pateras a la deriva, montañeros en apuros, etc., para así poder rescatarles.

4)
Localización de personas: esta función cobra mucha utilidad en caso de enfermos (por ejemplo de Alzheimer) o personas discapacitadas que no pueden valerse por si solas.5)
Topología: el sistema GPS es ideal para estudios del terreno, no solo a nivel de salvamento como hemos mencionado antes, sino también en campos como el de la construcción.6) Aplicaciones en estudios naturales: la introducción de los dispositivos GPS en el campo de las ciencias naturales pueden facilitar notablemente el estudio, por ejemplo, de algunas especies animales.
Por ejemplo un grupo de científicos de la Universidad de Zurich han conseguido realizar un estudio detallado sobre el vuelo efectuado por las palomas, incorporando a estas pequeños dispositivos con GPS integrado, y analizando con ellos más de 200 rutas de distancia variable, pudiendo así analizar la capacidad de orientación y la adaptación de estas aves tanto en medios urbanos como rurales.
Relación con otras tecnologías
Dada la propia naturaleza del sistema GPS, es imposible que su concepción y desarrollo fuese llevado a cabo ignorando la realidad de las otras tecnologías existentes hoy en día. Veamos algunos ejemplos:
1)
Relación con la informática: se trata, quizá, de una de las relaciones más estrechas, ya que la informática y, más concretamente los computadores, es el medio de expresión natural del sistema GPS. Así, el GPS no va directamente integrado en un automóvil, sino que suele formar parte de dispositivos informáticos denominados ordenadores de ruta.Por otro lado, también se puede encontrar una relación con los equipos portátiles, que pueden ser modificados tanto a nivel de hardware como de software para funcionar como receptores GPS.

2)Integración en PDAs:
es uno de los avances más útiles, ya que, dada la portabilidad de la que hace gala una PDA, su funcionalidad como receptor GPS puede ser trasladada fácilmente a muchos ámbitos.Por ejemplo, mediante un sencillo adaptador, y un software adecuado (por ejemplo, Microsoft Pocket Streets) podemos acoplar la PDA a nuestro automóvil y utilizarlo como navegador en nuestros viajes.
3) Integración en teléfonos móviles
: es otra de las relaciones más practicas, sobretodo dada la masificación que hoy en día ha sufrido la telefonía móvil, y que hace que estos dispositivos estén hoy en día al alcance de prácticamente todo el mundo.Así, tenemos que algunos modelos de móviles modernos (como por ejemplo, el Nokia 5140 o el Motorola A780) que llevan integradas las funciones como receptor GPS.
En este sentido, tenemos como ejemplo la última iniciativa adoptada por el gobierno coreano, donde la compañía SK Telecom ha presentado, para desgracia de muchos adolescentes y regocijo de sus respectivos padres, una serie de móviles con GPS integrado y de precio asequible, que permiten conocer la localización de los hijos de estos últimos en todo momento. Además este tipo de móviles, solo incorpora 4 botones, lo que imposibilita el envío de sms’s, el acceso a Internet o el efectuar llamadas a números no pre-programados.
4) Relación con sistemas de comunicación inalámbrica
: la relación del sistema GPS con estándares como WiFi o Bluetooth puede ser muy fructífera.En esta línea, muchos dispositivos que no incorporan tecnología GPS (portátiles, móviles, etc.) se sirven, por ejemplo, del Bluetooth, para conectarse a un receptor, y así disponer de los datos de este, para utilizarlos posteriormente con algún tipo de programa de navegación.
A la luz de todo lo visto anteriormente, no es complicado llegar a la conclusión de que el sistema GPS no está todavía muy extendido... ¿o si que lo está?
Quizás pensemos que porque sus precios todavía se pueden calificar de privativos de cara a un público común o porque todavía no es un artilugio inamovible en el equipamiento de serie de un coche no estén extendidos, pero sin duda nos equivocamos.
El GPS no solo sirve para llevarnos a nuestro pueblo o a esa calle que no encontramos en el callejero. Es más, este tipo de sistemas han jugado desde hace años un papel muy importante en situaciones limite, tales como salvamentos, rescates en montaña, accidentes marítimos, etc., un papel que ha hecho posible algo que va mucho más allá de encontrar una calle; ha permitido salvar vidas.
Y no solo eso, sus aplicaciones en el campo de la informática, nos ha aproximado a un futuro que todavía veíamos lejano.
Por tanto, no menospreciemos las capacidades y virtudes de estos pequeños aparatos, y tampoco nos preocupemos si todavía no hemos podido hacernos con ninguno; las ventas están comenzando a aumentar, en vista de lo cual las grandes marcas han decidido fabricar modelos más asequibles y también abaratar los precios de los que no lo son tanto.
Si algún día el lector compra un receptor GPS, intente mirar más allá de su coche, porque, sin duda, los GPS pueden hacer algo más por usted...
Conclusión
El GPS (Global Positioning System) es un sistema de navegación por satélite, además de ofrecer una posición geográfica nos ofrece una referencia temporal muy precisa.
DGPS (GPS diferencial), Se construyó pricipalmente por la introducción de la disponibilidad selectiva. Es un sistema a través del cual se intenta mejorar la precisión obtenida a través del sistema GPS.
El fundamento radica en el hecho de que los errores producidos por el sistema GPS afectan por igual (o de forma muy similar) a los receptores situados próximos entre si. Los errores están fuertemente correlados en los receptores próximos.
Son múltiples los campos de aplicación de los sistemas de posicionamiento tanto como sistemas de ayuda a la navegación, como en modelización del espacio atmosférico y terrestres o aplicaciones con requerimientos de alta precisión en la medida del tiempo
El primer empleo comercial que se dio al sistema fue para la navegación marítima, siendo un elemento imprescindible en la dotación de cualquier navío.
La navegación por satélite puede ayudar a los agricultores a aumentar su producción y a mejorar la eficiencia de sus métodos de cultivo, después de la cosecha, pueden tomarse muestras sistemáticas de suelo usando posicionamiento DGPS y los mismos datos de rendimiento, para identificar la razón de cualquier variación. Cuando esta información es cargada en una abonadora controlada por ordenador, DGPS puede asegurar que ésta aplique los productos químicos únicamente en aquellos puntos de la parcela que los necesitan.
La función principal de un GPS es la de informar sobre la posición que ocupa, por medio de la longitud y la latitud de modo que dicha localización pueda situarse fácilmente sobre un mapa, un plano, etc., hay otras muchas funciones y matices que hacen mucho más sencillo el proceso de navegación, y que merecen ser estudiadas en pos de un mayor conocimiento.
Infografía
I. Generalidades
El sistema de Posicionamiento GPS
Tradicionalmente los satélites se vienen utilizando para las comunicaciones a gran distancia, dado que de una manera muy rápida, efectiva y económica, permite dar servicios a una gran zona para la difusión de información, por ejemplo: la televisión…
http://www.coit.es/pub/ficheros/gps_1171264b.pdf?PHPSESSID=f0298d4e9aee9b0dc25c262d7ba2ce2cLos sistemas de posicionamiento diferencial GPS (DGPS) permiten aumentar la precisión del posicionamiento…
http://72.14.205.104/search?q=cache:eo8l5WcGO9oJ:www.isprs.org/publications/related/semana_geomatica05/front/abstracts/Dimarts8/N14.pdf+aplicaciones+del+sistema+gps/dgps+en+la+navegaci%C3%B3n&hl=es&gl=ve&ct=clnk&cd=5&lr=lang_esII. DGPS (GPS diferencial)
http://www.jcminstrumental.netfirms.com/gps.htmIII. PROCESO PARA LA APROBACION Y CERTIFICACION DE AERONAVEGABILIDAD DE UN SISTEMA GPS/DGPS PARA USOS ESPECIALES
http://72.14.253.104/search?q=cache:uHSfxL_cMsIJ:www.dgac.gov.ec/docs/procedimientos/pro137-018.doc+aplicaci%C3%B3n+del+sistema+gps+en+la+aviaci%C3%B3n&hl=es&gl=ve&ct=clnk&cd=4&lr=lang_esIV. APLICACIONES DE LOS GPS
http://72.14.253.104/search?q=cache:iYgh3ddG5zoJ:www.iai.csic.es/gpa/postscript/Pozo-Ruz00a.pdf+aplicaci%C3%B3n+del+sistema+gps+en+la+aviaci%C3%B3n&hl=es&gl=ve&ct=clnk&cd=7&lr=lang_esV. APLICACIÓN DEL GPS A LA NAVEGACIÓN
http://www.jcminstrumental.netfirms.com/gps.htmNavegación en Tierra y Mar
- Además de sus usos directos para determinar posición usando sistemas de navegación a bordo, GPS se utiliza..http://217.116.8.23/publicac/publbit/bit98/quees.htm
VI. Agricultura
http://deathstar.rutgers.edu/projects/gps/web_page/web_page.htmlG.P.S - Guía para la Agricultura
http://canales.hoy.es/canalagro/datos/industria_auxiliar/gps.htmVII ALGUNAS APLICACIONES EN INVESTIGACIONES SUBMARINAS.
POSICIONAMINETO:
En la salmonicultura, la literatura señala que la extensión de la sedimentación (ie. contaminación) es localizada, por lo tanto el posicionamiento preciso de las estaciones de muestreo es vital, para asegurar el control en el tiempo (sobre las estaciones) y las buenas prácticas ambientales de la empresa http://www.colegiobiologosmarinos.cl/noticia/read.asp?newsID=113Ductos Costa Afuera e Instalaciones Asociadas
http://72.14.205.104/search?q=cache:UrN13iIkxNgJ:www.cabrilloport.ene.com/files/eiseir/spanish/2%2520-%2520Descripcion%2520de%2520la%2520Accion%2520Propuesta.pdf+aplicacion+de+los+sistemas+gps+y+dgps+en+investigaciones+submarinas&hl=es&gl=ve&ct=clnk&cd=31&lr=lang_esVIII. DGPS: CERCANDO EL OBJETIVO. FUNCIONALIDAD, APLICACIONES Y RELACIÓN CON OTRAS TECNOLOGIAS
http://observatorio.cnice.mec.es/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=357