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5: Topografía y GPS - Geociencias

5: Topografía y GPS - Geociencias


5.1. Descripción general

Como recordará del Capítulo 1, los datos geográficos representan ubicaciones espaciales y atributos no espaciales medidos en determinados momentos. Un límite de propiedad, por ejemplo, está formado por un conjunto de posiciones conectadas por segmentos de línea.

En teoría, una sola posición es una característica "0-dimensional": un punto infinitesimalmente pequeño a partir del cual se forman características unidimensionales, bidimensionales y tridimensionales (líneas, áreas y volúmenes). En la práctica, las posiciones ocupan áreas bidimensionales o tridimensionales como resultado de la resolución limitada de las tecnologías de medición y la precisión limitada de las coordenadas de ubicación. La resolución y la precisión son dos aspectos de la calidad de los datos. Este capítulo explora las tecnologías y los procedimientos utilizados para producir datos posicionales y los factores que determinan su calidad.

Objetivos

Los estudiantes que completen con éxito el Capítulo 5 deberían poder:

  1. Identificar y definir los aspectos clave de la calidad de los datos, incluida la resolución, precisión y exactitud;
  2. Enumere y explique los procedimientos que utilizan los agrimensores para producir datos de posición, incluidos el recorrido, la triangulación y la trilateración;
  3. Calcular las coordenadas del plano mediante poligonal abierto;
  4. Calcule las elevaciones nivelando;
  5. Explicar cómo se utilizan las señales de radio transmitidas por los satélites del Sistema de posicionamiento global para calcular las posiciones en la superficie de la Tierra;
  6. Indique los tipos y la magnitud de los errores asociados con el posicionamiento GPS no corregido; y
  7. Identificar y explicar los métodos utilizados para mejorar la precisión del posicionamiento GPS.

Comentarios y preguntas

Los estudiantes registrados pueden publicar comentarios, preguntas y respuestas a preguntas sobre el texto. Se agradecen especialmente las anécdotas que relacionen el texto del capítulo con su experiencia personal o profesional. Además, hay foros de discusión disponibles en el sistema de administración de cursos de ANGEL para comentarios y preguntas sobre temas que quizás no desee compartir con todo el mundo.

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Nota: las primeras palabras de cada comentario se convierten en su "título" en el hilo.

5.2. Lista de Verificación

La siguiente lista de verificación es para los estudiantes de Penn State que están inscritos en clases en las que se han asignado este texto y los cuestionarios y proyectos asociados en el sistema de gestión de cursos de ANGEL. Puede resultarle útil imprimir esta página primero para que pueda seguir las instrucciones.

Lista de verificación del capítulo 5 (solo para estudiantes registrados)
PasoActividadAcceso / Direcciones
1Leer Capítulo 5Esta es la segunda página del Capítulo. Haga clic en los enlaces en la parte inferior de la página para continuar o volver a la página anterior, o para ir al principio del capítulo. También puede navegar por el texto a través de los enlaces en el menú GEOG 482 a la izquierda.
2Enviar cinco pruebas de prácticaincluso:
  • Posiciones horizontales
  • Posiciones verticales
  • Componentes GPS
  • Fuentes de error de GPS
  • Corrección de errores de GPS

Los cuestionarios de práctica no se califican y pueden enviarse más de una vez.

Vaya a ANGEL> [la sección de su curso]> pestaña Lecciones> carpeta Capítulo 5> [cuestionario]
3Llevar a cabo Actividades "Prueba esto"incluso:
  • Utilice la trilateración para determinar la posición de un punto en una red de control
  • Investigar el estado de la constelación de satélites GPS
  • Visualice las posiciones y órbitas de los satélites GPS
  • Realice el tutorial de GPS de Trimble
  • Descargue y explore el software de planificación GPS de Trimble
  • Realizar corrección diferencial de coordenadas GPS

Las actividades de "Prueba esto" no se califican.

Se proporcionan instrucciones para cada actividad.
4Envíe elExamen calificado del capítulo 5ANGEL> [la sección de su curso]> pestaña Lecciones> carpeta Capítulo 5> Prueba calificada del Capítulo 5. Consulte la pestaña Calendario en ÁNGEL para conocer las fechas de vencimiento.
5Leer comentarios y preguntaspublicado por compañeros de estudios. Agregue sus propios comentarios y preguntas, si corresponde.Los comentarios y las preguntas se pueden publicar en cualquier página del texto o en un foro de discusión específico del Capítulo en ANGEL.

5.3. Calidad de los datos geoespaciales

La calidad es una característica de las cosas comparables que nos permite decidir que una cosa es mejor que otra. En el contexto de los datos geográficos, el estándar máximo de calidad es el grado en que un conjunto de datos es apto para su uso en una aplicación en particular. Ese estándar se llama validez. El estándar varía de una aplicación a otra. Sin embargo, en general, los criterios clave son la cantidad de error presente en un conjunto de datos y la cantidad de error aceptable.

Siempre hay algún grado de error en los tres componentes de los datos geográficos: características, atributos y tiempo. Los datos perfectos describirían completamente la ubicación, extensión y características de los fenómenos exactamente como ocurren en cada momento. Sin embargo, al igual que el proverbial mapa a escala 1: 1, los datos perfectos serían demasiado grandes y demasiado detallados para ser de utilidad práctica. ¡Sin mencionar que es increíblemente costoso de crear en primer lugar!

5.4. Error e incertidumbre

Las posiciones son el producto de las medidas. Todas las medidas contienen algún grado de error. Los errores se introducen en el acto original de medir ubicaciones en la superficie de la Tierra. También se introducen errores cuando se producen datos de segunda y tercera generación, por ejemplo, escaneando o digitalizando un mapa en papel.

En general, existen tres fuentes de error en la medición: los seres humanos, el entorno en el que trabajan y los instrumentos de medición que utilizan.

Errores humanos incluir errores, como leer un instrumento incorrectamente, y juicios. El juicio se convierte en un factor cuando el fenómeno que se mide no es directamente observable (como un acuífero) o tiene límites ambiguos (como una unidad de suelo).

Caracteristicas ambientales, como variaciones de temperatura, gravedad y declinación magnética, también dan lugar a errores de medición.

Errores instrumentales se sigue del hecho de que el espacio es continuo. No hay límite para la precisión con la que se puede especificar una posición. Sin embargo, las mediciones solo pueden ser tan precisas. Independientemente del instrumento, siempre hay un límite en cuanto a la pequeña diferencia detectable. Ese límite se llamaresolución.

El siguiente diagrama muestra la misma posición (el punto en el centro de la diana) medida por dos instrumentos. Los dos patrones de cuadrícula representan los objetos más pequeños que pueden ser detectados por los instrumentos. El patrón de la izquierda representa un instrumento de mayor resolución.

Resolución.

La resolución de un instrumento afecta la precisión de las medidas tomadas con él. En la siguiente ilustración, la medición de la izquierda, que se tomó con el instrumento de mayor resolución, es más precisa que la medición de la derecha. En forma digital, la medición más precisa se representaría con decimales adicionales. Por ejemplo, una posición especificada con las coordenadas UTM 500.000. metros Este y 5.000.000. metros al norte es en realidad un área de 1 metro cuadrado. Una especificación más precisa sería 500,000.001 metros Este y 5,000,000.001 metros Norte, que ubica la posición dentro de un área de 1 milímetro cuadrado. Puedes pensar en el área como una zona de incertidumbre dentro del cual, en algún lugar, existe la ubicación del punto teóricamente infinitesimal.La incertidumbre es inherente a los datos geoespaciales.

La precisión de una sola medición.

La precisión adquiere un significado ligeramente diferente cuando se usa para referirse a una serie de mediciones repetidas. En la siguiente ilustración, hay menos variación entre las nueve medidas de la izquierda que entre las nueve medidas de la derecha. Se dice que el conjunto de medidas de la izquierda es más preciso.

La precisión de múltiples medidas.

Es de esperar que haya notado que la resolución y la precisión son independientes de precisión. Como se muestra a continuación, la precisión simplemente significa qué tan cerca una medición corresponde a un valor real.

Precisión.

Mencioné el Servicio Geológico de EE. UU. Estándar de precisión de mapas nacionales en el Capítulo 2. Con respecto a los mapas topográficos, el Estándar garantiza que el 90 por ciento de los puntos bien definidos probados estarán dentro de una cierta tolerancia de sus posiciones reales. Otra forma de especificar la precisión de una base de datos espacial completa es calcular la diferencia promedio entre muchas posiciones medidas y posiciones reales. La estadística se llama error cuadrático medio (RMSE) de un conjunto de datos.

5.5. Errores sistemáticos frente a errores aleatorios

El siguiente diagrama ilustra la distinción entre sistemático yaleatorio errores. Los errores sistemáticos tienden a ser consistentes en magnitud y / o dirección. Si se conoce la magnitud y la dirección del error, se puede mejorar la precisión mediante correcciones aditivas o proporcionales.Corrección aditiva implica sumar o restar un factor de ajuste constante a cada medición; corrección proporcional implica multiplicar las medidas por una constante.

A diferencia de los errores sistemáticos, los errores aleatorios varían en magnitud y dirección. Sin embargo, es posible calcular el promedio de un conjunto de posiciones medidas, y es probable que ese promedio sea más preciso que la mayoría de las mediciones.

Errores sistemáticos y aleatorios.

En las secciones siguientes, comparamos la precisión y las fuentes de error de dos tecnologías de posicionamiento importantes: la topografía y el Sistema de posicionamiento global.

5.6. Control de encuestas

Las posiciones geográficas se especifican en relación con una referencia fija. Las posiciones en el globo, por ejemplo, pueden especificarse en términos de ángulos con respecto al centro de la Tierra, el ecuador y el primer meridiano. Las posiciones en las cuadrículas de coordenadas planas se especifican como distancias desde el origen del sistema de coordenadas. Las elevaciones se expresan como distancias por encima o por debajo de un datum vertical como el nivel medio del mar, o un elipsoide como GRS 80 o WGS 84, o un geoide.

Los Agrimensores medir las posiciones horizontales en sistemas de coordenadas geográficas o planas en relación con las posiciones encuestadas previamente puntos de control. En los EE. UU., El National Geodetic Survey (NGS) mantiene unSistema Nacional de Referencia Espacial (NSRS) que consta de aproximadamente 300.000 estaciones de control horizontales y 600.000 verticales (Doyle, 1994). Las coordenadas asociadas con los puntos de control horizontales se refieren a NAD 83; las elevaciones son relativas a NAVD 88. En una actividad del Capítulo 2, es posible que haya recuperado una de las hojas de datos que NGS mantiene para cada punto de control NSRS, junto con más de un millón de otros puntos enviados por topógrafos profesionales.

Punto de referencia utilizado para marcar un punto de control vertical. (Thompson, 1988).

En 1988 NGS estableció cuatro órdenes de precisión del punto de control, que se describen en la tabla siguiente. La precisión mínima para cada orden se expresa en relación con la distancia horizontal que separa dos puntos de control del mismo orden. Por ejemplo, si comienza en un punto de control de orden AA y mide una distancia de 500 km, la longitud de la línea debe tener una precisión de 3 mm de error de base, más o menos 5 mm de error de longitud de línea (500,000,000 mm × 0.01 partes por millón).

Cuatro órdenes de precisión del punto de control
PedidoActividades de encuestaError de base máximo(Límite de confianza del 95%)Error máximo dependiente de la longitud de la línea (límite de confianza del 95%)
Automóvil club británicoDinámica global-regional; medidas de deformación3 mm1: 100.000.000 (0,01 ppm)
ARedes primarias NSRS5 mm1:10,000,000
(0,1 ppm)
BRedes secundarias NSRS; levantamientos de ingeniería de alta precisión8 mm1:1,000,000
(1 ppm)
CNSRS terrestre; encuestas de control dependientes para mapeo, información de la tierra, propiedad y requisitos de ingeniería1 °: 1,0 cm
2do-I: 2,0 cm
2do-II: 3,0 cm
3º: 5,0 cm
1 °: 1: 100.000
2do-I: 1: 50.000
2do-II: 1: 20,000
3er: 1: 10,000

Estándares de precisión de la red de control utilizados para el Sistema de referencia espacial nacional de EE. UU. (Comité Federal de Control Geodésico, 1988).

Doyle (1994) señala que los sistemas de referencia horizontal y vertical coinciden en menos del diez por ciento. Esto es porque

…. Las estaciones horizontales a menudo se ubicaban en montañas altas o colinas para disminuir la necesidad de construir torres de observación que generalmente se requieren para proporcionar una línea de visión para las mediciones de triangulación, transversal y trilateración. Sin embargo, los puntos de control vertical se establecieron mediante la técnica de nivelación del nivel de burbuja, que es más adecuada para ser conducida a lo largo de pendientes graduales, como carreteras y ferrocarriles que rara vez escalan las cimas de las montañas. (Doyle, 2002, pág.1)

Quizás se pregunte cómo se inicia una red de control. Si las posiciones se miden en relación con otras posiciones, ¿a qué se mide la primera posición en relación con? La respuesta es: las estrellas. Antes de que se dispusiera de relojes fiables, los astrónomos podían determinar la longitud solo mediante la observación cuidadosa de los eventos celestes recurrentes, como los eclipses de las lunas de Júpiter. Hoy en día, los geodesistas producen datos posicionales extremadamente precisos mediante el análisis de ondas de radio emitidas por estrellas distantes. Una vez que se establece una red de control, sin embargo, los topógrafos producen posiciones utilizando instrumentos que miden ángulos y distancias entre ubicaciones en la superficie de la Tierra.

6.7. Ángulos de medición

Los ángulos se pueden medir con una brújula magnética, por supuesto. Desafortunadamente, el campo magnético de la Tierra no proporciona las mediciones más confiables. Los polos magnéticos no están alineados con el eje de rotación del planeta (un efecto llamado declinación magnética) y tienden a cambiar de ubicación con el tiempo. Las anomalías magnéticas locales causadas por rocas magnetizadas en la corteza terrestre y otros campos geomagnéticos empeoran las cosas.

Por estas razones, los agrimensores confían en tránsitos (o sus equivalentes más modernos, llamados teodolitos) para medir ángulos. Un tránsito consiste en un telescopio para ubicar objetos objetivo distantes, dos ruedas de medición que funcionan como transportadores para leer ángulos horizontales y verticales y niveles de burbuja para asegurar que los ángulos sean verdaderos. Un teodolito es esencialmente el mismo instrumento, excepto que algunas partes mecánicas se reemplazan por componentes electrónicos.

Tránsito. (Raisz, 1948). Usado con permiso.

Los topógrafos expresan los ángulos de varias formas. Al especificar direcciones, como se hace en la preparación de un estudio de propiedad, los ángulos pueden especificarse como rumbos o acimuts. A Llevando es un ángulo menor de 90 ° dentro de un cuadrante definido por las direcciones cardinales. Un azimut es un ángulo entre 0 ° y 360 ° medido en el sentido de las agujas del reloj desde el norte. “45 ° Sur Sur” y “135 °” son la misma dirección expresada como rumbo y como acimut. Un interior ángulo, por el contrario, es un ángulo medido entre dos líneas de visión, o entre dos piernas de un atravesar (descrito más adelante en este capítulo).

Acimutes y rumbos.

En los EE. UU., Organizaciones profesionales como el Congreso Estadounidense de Topografía y Cartografía, la Asociación Estadounidense de Títulos de Tierras, la Sociedad Nacional de Agrimensores Profesionales y otras, recomiendan estándares mínimos de precisión para las mediciones de ángulos y distancias. Por ejemplo, como señala Steve Henderson (comunicación personal, otoño de 2000, actualizado en julio de 2010), la Sociedad de agrimensores profesionales de Alabama recomienda que los errores en las mediciones de ángulos en los levantamientos "comerciales / de alto riesgo" no superen los 15 segundos por el cuadrado. raíz del número de ángulos medidos.

Para lograr este nivel de precisión, los topógrafos deben superar los errores causados ​​por una calibración defectuosa del instrumento; viento, temperatura y suelo blando; y errores humanos, incluida la pérdida del instrumento y la lectura incorrecta de las ruedas de medición. En la práctica, los topógrafos producen datos precisos tomando mediciones repetidas y promediando los resultados.

8. Medir distancias

Para medir distancias, los agrimensores alguna vez usaron 100 pies de largo cintas de metal que se gradúan en centésimas de pie. (Esta es la técnica que aprendí como estudiante en una clase de topografía en la Universidad de Wisconsin a principios de la década de 1980. La imagen que se muestra a continuación es un poco anterior). Las distancias a lo largo de las pendientes se miden en segmentos horizontales cortos. Los topógrafos expertos pueden lograr precisiones de hasta una parte en 10.000 (error de 1 centímetro por cada 100 metros de distancia). Las fuentes de error incluyen fallas en la propia cinta, como torceduras; variaciones en la longitud de la cinta debido a temperaturas extremas; y errores humanos como tirones inconsistentes, lo que permite que la cinta se desvíe del plano horizontal y lecturas incorrectas.

Equipo de topografía midiendo una distancia de línea de base con una cinta de metal (Invar). (Hodgson, 1916).

Desde la década de 1980, medición de distancia electrónica (EDM) han permitido a los topógrafos medir distancias con mayor precisión y eficiencia que con cintas. Para medir la distancia horizontal entre dos puntos, un topógrafo usa un instrumento EDM para disparar una onda de energía hacia un reflector sostenido por el segundo topógrafo. El EDM registra el tiempo transcurrido entre la emisión de la onda y su regreso del reflector. Luego calcula la distancia en función del tiempo transcurrido. Los EDM de corto alcance típicos se pueden utilizar para medir distancias de hasta 5 kilómetros con precisiones de hasta una parte en 20.000, dos veces más precisas que las cintas.

Estacion total.

Instrumentos llamados estaciones totales Combine la medición de distancia electrónica y las capacidades de medición de ángulos de los teodolitos en una unidad. A continuación, consideramos cómo se utilizan estos instrumentos para medir las posiciones horizontales en relación con las redes de control establecidas.

5.9. Posiciones horizontales

Los topógrafos han desarrollado distintos métodos, basados ​​en redes de control independientes, para medir posiciones horizontales y verticales. En este contexto, una posición horizontal es la ubicación de un punto en relación con dos ejes: el ecuador y el primer meridiano en el globo, o los ejes xey en un sistema de coordenadas plano. Los puntos de control vinculan los sistemas de coordenadas a ubicaciones reales en el suelo; son las manifestaciones físicas de datums horizontales. En las siguientes páginas, revisamos dos técnicas que los topógrafos utilizan para crear y ampliar redes de control (triangulación y trilateración) y otras dos técnicas utilizadas para medir posiciones relativas a puntos de control (poligonales abiertos y cerrados).

5.10. atravesar

Los topógrafos suelen medir las posiciones en serie. Comenzando en los puntos de control, miden ángulos y distancias a nuevas ubicaciones y usan trigonometría para calcular posiciones en un sistema de coordenadas plano. Medir una serie de posiciones de esta manera se conoce como "ejecutar una poligonal". Una travesía que comienza y termina en diferentes ubicaciones se llama travesía abierta.

Una travesía abierta. (Adaptado de Robinson, et al., 1995)

Por ejemplo, digamos que las coordenadas UTM del punto A en la ilustración anterior son 500,000.00 E y 5,000,000.00 N. La distancia entre los puntos A y P, medida con una cinta de acero o un EDM, es 2,828.40 metros. El acimut de la línea AP, medido con un tránsito o teodolito, es de 45º. Usando estas dos medidas, las coordenadas UTM del punto P se pueden calcular de la siguiente manera:

XP = 500,000.00 + (2,828.40 × sen 45) = 501,999.98
YP = 5,000,000.00 + (2,828.40 × cos 45 °) = 5,001,999.98

Una poligonal que comienza y termina en el mismo punto, o en dos puntos diferentes pero conocidos, se llama travesía cerrada. Los errores de medición en una poligonal cerrada se pueden cuantificar sumando los ángulos interiores del polígono formado por la poligonal. No se puede conocer la precisión de la medición de un solo ángulo, pero dado que la suma de los ángulos interiores de un polígono es siempre (n-2) × 180, es posible evaluar la poligonal como un todo y distribuir los errores acumulados entre todos. los ángulos interiores.

Errores producidos en un travesía abierta, uno que no termina donde comenzó, no se puede evaluar ni corregir. La única forma de evaluar la precisión de una poligonal abierta es medir distancias y ángulos repetidamente, hacia adelante y hacia atrás, y promediar los resultados de los cálculos. Debido a que las mediciones repetidas son costosas, se prefieren otras técnicas topográficas que permiten a los topógrafos calcular y tener en cuenta el error de medición a las poligonales abiertas para la mayoría de aplicaciones.

5.11. Triangulación

Los cruces cerrados proporcionan una precisión adecuada para los estudios de los límites de la propiedad, siempre que haya un punto de control establecido cerca. Conducta de los agrimensoresencuestas de control extender y densificar redes de control horizontal. Antes de que estuviera disponible el posicionamiento satelital a nivel de levantamiento, la técnica más común para realizar levantamientos de control era la triangulación.

El propósito de una encuesta de control es establecer nuevos puntos de control horizontales (B, C y D) basados ​​en un punto de control existente (A).

Usando una estación total equipada con un dispositivo electrónico de medición de distancia, el equipo de inspección de control comienza midiendo el azimutalfay la distancia de la línea de base AB. Estas dos medidas permiten al equipo de topografía calcular la posición B como en una poligonal abierta. Antes de que el GPS de grado geodésico estuviera disponible, la precisión de la posición B calculada puede haber sido evaluada por observación astronómica.

Establecimiento de un segundo punto de control (B) en una red de triangulación.

A continuación, los topógrafos miden los ángulos interiores CAB, ABC y BCA en los puntos A, B y C. Conociendo los ángulos interiores y la longitud de la línea de base, la "ley de los senos" trigonométrica se puede utilizar para calcular las longitudes de cualquier otro lado. . Conociendo estas dimensiones, los topógrafos pueden fijar la posición del punto C.

Establecimiento de la posición del punto C mediante triangulación.

Habiendo medido tres ángulos interiores y la longitud de un lado del triángulo ABC, el equipo de inspección de control puede calcular la longitud del lado BC. Esta longitud calculada sirve como base para el triángulo BDC. Por tanto, la triangulación se utiliza para ampliar las redes de control, punto por punto y triángulo por triángulo.

Ampliación de la red de triangulación.

5.12. Trilateración

La trilateración es una alternativa a la triangulación que se basa únicamente en mediciones de distancia. Las tecnologías de medición de distancia electrónica hacen de la trilateración una técnica de posicionamiento rentable para levantamientos de control. No solo lo utilizan los agrimensores, La trilateración también se utiliza para determinar las coordenadas de ubicación con los satélites y receptores del Sistema de posicionamiento global..

La trilateración se utiliza para ampliar las redes de control mediante el establecimiento de nuevos puntos de control (B, C y D) basados ​​en los puntos de control existentes (A).

Las redes de trilateración comienzan de la misma manera que las redes de triangulación. Si solo se dispone de un punto de control existente, se establece un segundo punto (B) mediante travesía abierta. Utilizando una estación total equipada con un dispositivo electrónico de medición de distancia, el equipo de topografía mide el azimut α y la distancia de la línea de base AB. El operador de la estación total puede colocar su instrumento sobre el punto A, mientras que su asistente sostiene un reflector montado en un poste a la altura del hombro lo más firmemente posible sobre el punto B. Dependiendo de los requisitos del levantamiento de control, la precisión de la posición calculada B puede confirmarse mediante observación astronómica.

Establecimiento de un segundo punto de control (B) en una red de trilateración.

A continuación, el equipo de topografía utiliza la función de medición de distancia electrónica de la estación total para medir las distancias AC y BC. Se toman medidas tanto hacia adelante como hacia atrás. Una vez que las mediciones se reducen de distancias inclinadas a distancias horizontales, se puede emplear la ley de los cosenos para calcular los ángulos interiores y se pueden fijar las coordenadas de la posición C. Luego, se verifica la precisión de la corrección trazando el triángulo ABC y evaluando el error de cierre.

Medición de las distancias AC y BC.

A continuación, se amplía la red de trilateración midiendo las distancias CD y BD, y fijando el punto D en un sistema de coordenadas plano.

Fijación del punto de control D por trilateración.

¡PRUEBA ESTO!

UTILICE LA TRILATERACIÓN PARA DETERMINAR LA UBICACIÓN DEL PUNTO DE CONTROL

La trilateración es una técnica que utilizan los agrimensores para calcular una posición indeterminada en un sistema de coordenadas plano midiendo distancias desde dos posiciones conocidas. Como verá más adelante en este capítulo, la trilateración es también la técnica que utilizan los receptores GPS para calcular sus posiciones en la superficie de la Tierra, en relación con las posiciones de tres o más transmisores satelitales. El propósito de este ejercicio es asegurarse de que comprende cómo funciona la trilateración. (Tiempo estimado para completar: 5 minutos).

Nota: Necesitará tener instalado Adobe Flash Player para completar este ejercicio. Si aún no tiene el reproductor Flash, puede descargarlo gratis de Adobe.

  1. Mostrar una cuadrícula del sistema de coordenadas: En este ejercicio, interactuará con una cuadrícula del sistema de coordenadas. Primero, muestre la cuadrícula del sistema de coordenadas en una ventana separada para que pueda interactuar con ella mientras lee estas instrucciones. Organice la ventana de la cuadrícula del sistema de coordenadas y esta ventana para que pueda ver ambas fácilmente. Es posible que deba hacer esta ventana más estrecha. Se trazan dos puntos de control, A y B, en la cuadrícula del sistema de coordenadas. Un equipo de topografía ha medido distancias desde los puntos de control hasta otro punto, el punto C, cuyas coordenadas se desconocen. Su trabajo es fijar la posición del punto C. Encontrará el punto C en la intersección de dos círculos centrados en los puntos de control A y B, donde los radios de los dos círculos son iguales a las distancias medidas desde los puntos de control al punto C.
  2. Trace la distancia desde el punto de control A al punto C: En la cuadrícula del sistema de coordenadas, haga clic en el punto de control A para mostrar el formulario de entrada de datos. (Deberá hacer clic en el punto real, no en la "A".) El formulario consta de un campo de texto en el que puede escribir una distancia y un botón que traza un círculo centrado en el punto A. El radio de el círculo será la distancia que especifique. Según las mediciones de los topógrafos, la distancia entre el punto de control A y el punto C es de 9400 pies. Ingrese esa distancia ahora y haga clic en Trazar para trazar el círculo. [Ver resultado del paso 2]
  3. Trace la distancia desde el punto de control B al punto C: La distancia medida del punto B al punto C es de 7000 pies. Haga clic en el punto B (en el punto real, no en la “B”), ingrese esa distancia y trace un círculo. [Ver resultado del paso 3]
  4. Punto de trazado C: Ahora haga clic dentro de la cuadrícula de coordenadas para revelar la posición del punto C. Puede que tenga que buscarlo, pero debe saber dónde buscar en función de la intersección de los círculos. [Ver resultado del paso 4]
  5. Amplíe aún más la red de control: Ahora continúe extendiendo la red de control trazando un cuarto punto, el punto D, en la cuadrícula del sistema de coordenadas. Primero trace nuevos círculos en los puntos A y C. La distancia medida desde el punto A al punto D es 9600 pies. La distancia medida desde el punto C al punto D es de 8000 pies. (Es posible que desee establecer el radio del círculo centrado en el punto B en 0). Finalmente, haga clic en la cuadrícula del sistema de coordenadas para trazar el punto D. [Ver resultado del paso 5]

Una vez que haya terminado de ver la cuadrícula, cierre la ventana emergente.

EXAMEN DE PRÁCTICA

Los estudiantes registrados de Penn State deben regresar ahora a la carpeta del Capítulo 5 en ANGEL (a través del menú de Recursos a la izquierda) para tomar un cuestionario de autoevaluación sobre posiciones horizontales. Puede realizar pruebas de práctica tantas veces como desee. No se califican y no afectan su calificación de ninguna manera.

5.13. Posiciones verticales

A posición vertical es la altura de un punto en relación con alguna superficie de referencia, como el nivel medio del mar, un geoide o un elipsoide. Los aproximadamente 600,000 puntos de control vertical en el Sistema Nacional de Referencia Espacial de EE. UU. (NSRS) están referenciados al Datum Vertical de América del Norte de 1988 (NAVD 88). Los agrimensores crearon el Datum Vertical Geodésico Nacional de 1929 (NGVD 29, el predecesor de NAVD 88), calculando la altura promedio del mar en todas las etapas de la marea en 26 estaciones de mareas durante 19 años. Luego extendieron la red de control tierra adentro utilizando una técnica de topografía llamada arrasamiento. La nivelación sigue siendo una forma rentable de producir datos de elevación con una precisión inferior a un metro.

Un equipo de nivelación en el trabajo en 1916. (Hodgson, 1916).

La ilustración de arriba muestra un equipo de nivelación en el trabajo. El tipo bajo el paraguas mira a través del telescopio de un instrumento nivelador. Antes de tomar cualquier medida, el topógrafo se aseguró de que el telescopio estuviera ubicado a medio camino entre un punto de elevación conocido y el punto objetivo. Una vez que el instrumento estuvo correctamente nivelado, enfocó la mira del telescopio en una marca de altura en la barra que sostenía el compañero en el lado derecho de la imagen. El hombre de rodillas anota en un libro de campo la medida de altura indicada por el operador del telescopio.

Un nivel utilizado para determinar elevaciones.

La nivelación sigue siendo una forma rentable de producir datos de elevación con una precisión inferior a un metro. En la fotografía de arriba se muestra un moderno instrumento de nivelación. El siguiente diagrama ilustra la técnica denominada nivelación diferencial.

Nivelación diferencial. (Adaptado de Wolf & Brinker, 1994)

El diagrama de arriba ilustra nivelación diferencial. Un instrumento de nivelación se coloca a medio camino entre un punto en el que se conoce la elevación del suelo (punto A) y un punto cuya elevación se va a medir (B). La altura del instrumento por encima de la elevación de referencia es HI. El topógrafo lee primero una medición de referencia (BS) de una varilla niveladora sostenida por su asistente de confianza sobre el punto de referencia en A. La altura del instrumento se puede calcular como la suma de la elevación conocida en el punto de referencia (ZA) y el punto de referencia altura (BS). Luego, el asistente mueve la varilla al punto B. El topógrafo gira el telescopio 180 °, luego lee una visión hacia adelante (FS) de la varilla en B. La elevación en B (ZB) se puede calcular como la diferencia entre la altura del instrumento (HI) y la altura de la visual hacia adelante (FS).

El ex alumno Henry Whitbeck (comunicación personal, otoño de 2000) señala que los topógrafos también usan estaciones totales para medir ángulos verticales y distancias entre puntos fijos (prismas montados sobre trípodes a alturas fijas), luego calculan elevaciones mediante nivelación trigonométrica.

ALTURAS

Los topógrafos usan el término altura como sinónimo de elevación. Hay varias formas diferentes de medir alturas. Un nivel correctamente orientado define una línea paralela a la superficie del geoide en ese punto (Van Sickle, 2001).Una elevación por encima del geoide se llama altura ortométrica.Sin embargo, los receptores GPS no pueden producir alturas ortométricas directamente. En cambio, el GPS produce alturas relativas al elipsoide WGS 84.Por lo tanto, las elevaciones producidas con GPS se denominan elipsoidales (o geodésicas). alturas.

EXAMEN DE PRÁCTICA

Los estudiantes registrados de Penn State deben regresar ahora a la carpeta del Capítulo 5 en ANGEL (a través del menú Recursos a la izquierda) para tomar un cuestionario de autoevaluación sobre posiciones verticales. No se califican y no afectan su calificación de ninguna manera.

5.14. Sistema de Posicionamiento Global

Las señales de posicionamiento emitidas desde tres satélites del Sistema de posicionamiento global se reciben en un lugar de la Tierra. (Administración Federal de Aviación de EE. UU., 2007b)

El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) emplea trilateración para calcular las coordenadas de posiciones en o cerca de la superficie de la Tierra.La trilateración se refiere a la ley trigonométrica mediante la cual se pueden determinar los ángulos interiores de un triángulo si se conocen las longitudes de los tres lados del triángulo. El GPS extiende este principio a tres dimensiones.

Un receptor GPS puede fijar su latitud y longitud calculando su distancia desde tres o más satélites en órbita terrestre, cuyas posiciones en el espacio y el tiempo son conocidas. Si cuatro o más satélites están dentro del "horizonte" del receptor, el receptor también puede calcular su elevación e incluso su velocidad. El Departamento de Defensa de EE. UU. Creó el Sistema de posicionamiento global como ayuda para la navegación. Desde que se declaró en pleno funcionamiento en 1994, el posicionamiento GPS se ha utilizado para todo, desde el seguimiento de los vehículos de reparto hasta el seguimiento de los diminutos movimientos de las placas tectónicas que forman la corteza terrestre y el seguimiento de los movimientos de los seres humanos. Además del llamado segmento de usuarios compuesto por los receptores GPS y las personas que los utilizan para medir posiciones, el sistema consta de otros dos componentes: un segmento espacial y un segmento de control. Se necesitaron alrededor de $ 10 mil millones para construir durante 16 años.

Rusia mantiene un sistema de satélite de posicionamiento similar llamado GLONASS. Los países miembros de la Unión Europea están en proceso de implementar un sistema propio comparable, llamado Galileo. El primer satélite experimental GIOVE-A comenzó a transmitir señales de Galileo en enero de 2006. El objetivo del proyecto Galileo es una constelación de 30 satélites de navegación para 2020. Si los ingenieros y políticos logran que Galileo, GLONASS y el Sistema de Posicionamiento Global de EE. UU. Sean interoperables , como parece probable actualmente, el resultado será un Sistema global de navegación por satélite (GNSS) que proporciona más del doble del recurso de señal en el espacio que está disponible solo con GPS. Los chinos comenzaron a trabajar en su propio sistema, llamado Beidou, en 2000. A fines de 2011 tenían diez satélites en órbita, sirviendo solo a China, con el objetivo de un sistema global de 35 satélites para 2020.

En esta sección aprenderá a:

  1. Explicar cómo se utilizan las señales de radio transmitidas por los satélites del Sistema de posicionamiento global para calcular las posiciones en la superficie de la Tierra; y
  2. Describir las funciones de los segmentos de espacio, control y usuarios del Sistema de Posicionamiento Global.

5.15. Segmento espacial

El segmento espacial del Sistema de Posicionamiento Global consta actualmente de aproximadamente 30 satélites NAVSTAR activos y de reserva (se lanzan nuevos satélites periódicamente y los antiguos se retiran). "NAVSTAR" significa "Sistema de navegación con cronometraje y rango". Cada satélite rodea la Tierra cada 12 horas en tiempo sideral a lo largo de uno de los seis "planos" orbitales a una altitud de 20.200 km (aproximadamente 12.500 millas). Los satélites transmiten señales que utilizan los receptores GPS en tierra para medir posiciones. Los satélites están dispuestos de manera que al menos cuatro estén "a la vista" en todas partes en o cerca de la superficie de la Tierra en todo momento, con típicamente hasta ocho y potencialmente 12 "a la vista" en un momento dado.

La constelación de satélites GPS. Ilustración © Smithsonian Institution, 1988. Utilizado con autorización.

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El Centro de Navegación de la Guardia Costera de EE. UU. Publica informes de estado sobre la constelación de satélites GPS. Su informe del 17 de agosto de 2010, por ejemplo, enumeró 31 satélites, de cinco a seis en cada uno de los seis aviones en órbita (AF), y una interrupción programada, el 19 de agosto de 2010. Puede buscar el estado actual de la constelación. aquí.

Interpretación artística de un satélite NAVSTAR (NAVSTAR GPS Joint Program Office, n.d.).

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Los programadores científicos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) de los Estados Unidos han creado un modelo tridimensional interactivo de la Tierra y las órbitas de los más de 500 satélites artificiales que la rodean. El modelo es un subprograma de Java llamado J-Track 3D Seguimiento de satélites. Su navegador debe tener Java habilitado para ver el subprograma. Las instrucciones en el sitio describen cómo puede acercar y alejar, y arrastrar para rotar el modelo. Para ver las órbitas de satélites particulares, elija Seleccionar en el menú Satélite. Las series Block IIA y R son la generación más actual de satélites NAVSTAR.

5.16. Segmento de control

El segmento de control del Sistema de Posicionamiento Global es una red de estaciones terrestres que monitorea la forma y velocidad de las órbitas de los satélites. La precisión de los datos GPS depende de conocer las posiciones de los satélites en todo momento. Las órbitas de los satélites a veces se ven perturbadas por la interacción de las fuerzas gravitacionales de la Tierra y la Luna.

El segmento de control del Sistema de Posicionamiento Global (Administración Federal de Aviación de EE. UU., 2007b).

Monitorear estaciones son receptores GPS muy precisos instalados en ubicaciones conocidas. Registran discrepancias entre las posiciones conocidas y calculadas causadas por ligeras variaciones en las órbitas de los satélites. Los datos que describen las órbitas se producen en el Estación de control maestro en Colorado Springs, subido a los satélites y finalmente transmitido como parte de la señal de posicionamiento GPS. Los receptores GPS utilizan los datos de este mensaje de navegación por satélite para ajustar las posiciones que miden.

Si es necesario, el Centro de Control Maestro puede modificar las órbitas de los satélites mediante comandos transmitidos a través de las antenas terrestres del segmento de control.

5.17. Segmento de usuario

La Administración Federal de Aviación de EE. UU. (FAA) estimó en 2006 que unos 500.000 receptores de GPS se utilizan para muchas aplicaciones, incluidas topografía, transporte, agricultura de precisión, geofísica y recreación, sin mencionar la navegación militar. Esto fue antes de que los dispositivos de navegación GPS para automóviles surgieran como uno de los obsequios electrónicos de consumo más populares durante la temporada navideña de 2007 en América del Norte.

Los receptores GPS básicos para el consumidor, como el más bien anticuado que se muestra a continuación, consisten en un receptor de radio y una antena interna, un reloj digital, algún tipo de interfaz de usuario gráfica y de botón, un chip de computadora para realizar cálculos, memoria para almacenar puntos de referencia, enchufes para conectar una antena externa o descargar datos a una computadora y baterías de linterna para obtener energía. El receptor de radio de la unidad que se muestra a continuación incluye 12 canales para recibir señales de varios satélites simultáneamente.

Receptor GPS de grado recreativo, alrededor de 1998.

Los satélites NAVSTAR Block II emiten en dos frecuencias, 1575,42 MHz (L1) y 1227,6 MHz (L2). (En aras de la comparación, las estaciones de radio FM transmiten en la banda de 88 a 108 MHz.) Solo L1 fue diseñado para uso civil. Los receptores de frecuencia única producen coordenadas horizontales con una precisión de aproximadamente tres a siete metros (o aproximadamente de 10 a 20 pies) a un costo de aproximadamente $ 100. Algunas unidades permiten a los usuarios mejorar la precisión al filtrar los errores identificados por los receptores estacionarios cercanos, un proceso posterior llamado "corrección diferencial". Las unidades de frecuencia única de $ 300-500 que también pueden recibir señales L1 corregidas de la red de estaciones terrestres y satélites del Sistema de aumento de área amplia (WAAS) de la Administración Federal de Aviación de EE. UU. Pueden realizar una corrección diferencial en "tiempo real". Las coordenadas corregidas diferencialmente producidas por receptores de frecuencia única pueden ser tan precisas como de uno a tres metros (aproximadamente de 3 a 10 pies).

La señal transmitida en la frecuencia L2 está encriptada solo para uso militar. Sin embargo, los fabricantes de receptores GPS inteligentes pronto descubrieron cómo hacer modelos de doble frecuencia que puedan medir ligeras diferencias en los tiempos de llegada de las dos señales (estos se denominan receptores con “diferencia de fase de portadora”). Estas diferencias se pueden utilizar para aprovechar la frecuencia L2 para mejorar la precisión sin decodificar la señal militar cifrada. Los receptores de fase portadora de grado topográfico capaces de realizar una corrección diferencial cinemática en tiempo real (RTK) pueden producir coordenadas horizontales con una precisión inferior al metro a un costo de $ 1000 a $ 2000. No es de extrañar que el GPS haya reemplazado a los instrumentos electroópticos para muchas tareas topográficas.

Mientras tanto, una nueva generación de satélites NAVSTAR (la serie Block IIR-M) agregará una señal civil en la frecuencia L2 que permitirá un posicionamiento GPS sustancialmente mejorado.

5.18. Alcance por satélite

Los receptores GPS calculan las distancias a los satélites en función del tiempo que tardan las señales de los satélites en llegar al suelo. Para realizar tal cálculo, el receptor debe poder decir con precisión cuándo se transmitió la señal y cuándo se recibió. Los satélites están equipados con relojes atómicos extremadamente precisos, por lo que siempre se conoce la sincronización de las transmisiones. Los receptores contienen relojes más baratos, que tienden a ser fuentes de errores de medición. Las señales transmitidas por satélites, llamadas "códigos pseudoaleatorios", van acompañadas de los datos de efemérides de transmisión que describen las formas de las órbitas de los satélites.

Los receptores GPS calculan la distancia en función de la diferencia en el tiempo de transmisión y recepción de una señal GPS. (Adaptado de Hurn, 1989).

La constelación GPS está configurada para que un mínimo de cuatro satélites esté siempre "a la vista" en cualquier lugar de la Tierra. Si solo una señal de satélite estuviera disponible para un receptor, el conjunto de posibles posiciones incluiría toda la esfera de alcance que rodea al satélite.

Conjunto de posibles posiciones de un receptor GPS en relación con un solo satélite GPS. (Adaptado de Hurn, 1993).

Si hay dos satélites disponibles, un receptor puede decir que su posición está en algún lugar a lo largo de un círculo formado por la intersección de dos rangos esféricos.

Conjunto de posibles posiciones de un receptor GPS en relación con dos satélites GPS. (Adaptado de Hurn, 1993).

Si se conocen las distancias de tres satélites, la posición del receptor debe ser uno de los dos puntos en la intersección de tres rangos esféricos. Los receptores GPS suelen ser lo suficientemente inteligentes como para elegir la ubicación más cercana a la superficie de la Tierra. Como mínimo, se requieren tres satélites para un arreglo bidimensional (horizontal). Se necesitan cuatro rangos para una fijación tridimensional (horizontal y vertical).

Conjunto de posibles posiciones de un receptor GPS en relación con tres satélites GPS. (Adaptado de Hurn, 1993).

El alcance por satélite es similar en concepto al método de topografía en planotrilateración, mediante el cual las posiciones horizontales se calculan en función de las distancias desde ubicaciones conocidas. La constelación de satélites GPS es de hecho una red de control en órbita.

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Trimble tiene un tutorial "diseñado para brindarle una buena comprensión básica de los principios detrás del GPS sin cargarlo con demasiados detalles técnicos". Compruébalo en http://www.trimble.com/gps_tutorial/. Haga clic en "¿Por qué GPS?" Para empezar.

EXAMEN DE PRÁCTICA

Los estudiantes registrados de Penn State deben regresar ahora a la carpeta del Capítulo 5 en ANGEL (a través del menú de Recursos a la izquierda) para tomar un cuestionario de autoevaluación sobre los componentes del GPS. No se califican y no afectan su calificación de ninguna manera.

5.19. Fuentes de error de GPS

Un experimento mental (Wormley, 2004): conecte su receptor GPS a un trípode. Enciéndalo y registre su posición cada diez minutos durante 24 horas. Al día siguiente, trace las 144 coordenadas que calculó su receptor. ¿Cómo crees que se vería la trama?

¿Te imaginas una nube de puntos esparcidos por la ubicación real? Esa es una expectativa razonable. Ahora, imagine dibujar un círculo o elipse que abarque aproximadamente el 95 por ciento de los puntos. ¿Cuál sería el radio de ese círculo o elipse? (En otras palabras, ¿cuál es el error de posicionamiento de su receptor?)

La respuesta depende en parte de su receptor. Si usó un receptor de cien dólares, el radio del círculo que dibujó podría ser de hasta diez metros para capturar el 95 por ciento de los puntos. Si utilizó un receptor de frecuencia única habilitado para WAAS que cuesta unos cientos de dólares, su elipse de error podría reducirse a uno o tres metros aproximadamente. Pero si hubiera gastado unos pocos miles de dólares en un receptor de grado topográfico de doble frecuencia, el radio de su círculo de error podría ser tan pequeño como un centímetro o menos. En general, los usuarios de GPS obtienen lo que pagan.

A medida que crece el mercado de posicionamiento GPS, los receptores son cada vez más baratos. Aún así, hay muchas aplicaciones de mapas para las que no es práctico usar una unidad de nivel de encuesta. Por ejemplo, si su asignación era GPS 1,000 pozos de registro para su municipio, probablemente no querría configurar y calibrar un receptor de grado topográfico 1,000 veces. Entonces, ¿cómo se pueden minimizar los errores asociados con los receptores de nivel de mapeo? Un comienzo sensato es comprender las fuentes de error del GPS.

En esta sección aprenderá a:

  1. Indique los tipos y la magnitud de error e incertidumbre asociados con el posicionamiento GPS no corregido; y
  2. Utilice un gráfico PDOP para determinar los tiempos óptimos para el posicionamiento GPS en una ubicación y fecha determinadas.

Nota: Mi fuente principal para el material de esta sección es el texto de Jan Van Sickle. GPS para agrimensores, 2ª ed. Si desea un tratamiento legible y mucho más detallado de este material, le recomiendo el libro de Jan. Consulte la bibliografía al final de este capítulo para obtener más información sobre este y otros recursos.

5.20. Errores de rango equivalente del usuario

“UERE” es el término general para todas las fuentes de error a continuación, que se presentan en orden descendente de sus contribuciones al presupuesto total de errores.

  1. Reloj satelital: Los receptores GPS calculan sus distancias a los satélites en función de la diferencia de tiempo entre el momento en que un satélite transmite una señal y el momento en que se recibe en tierra. Los relojes atómicos a bordo de los satélites NAVSTAR son extremadamente precisos. Tienden a desviarse hasta un milisegundo del tiempo estándar del GPS (que está calibrado, pero no es idéntico al tiempo universal coordinado). Las estaciones de monitoreo que componen el “Segmento de control” de GPS calculan la cantidad de desviación del reloj asociada con cada satélite. Los receptores GPS que pueden hacer uso de los datos de corrección del reloj que acompañan a las señales GPS pueden reducir significativamente el error del reloj.
  2. Atmósfera superior (ionosfera): El espacio es casi un vacío, pero la atmósfera no. Las señales de GPS se retrasan y desvían a medida que pasan a través de la ionosfera, las capas más externas de la atmósfera que se extienden desde aproximadamente 50 a 1000 km sobre la superficie de la Tierra. Las señales transmitidas por los satélites cercanos al horizonte toman una ruta más larga a través de la ionosfera que las señales de los satélites en lo alto y, por lo tanto, están sujetas a una mayor interferencia. La densidad de la ionosfera varía según la latitud, la estación y la hora del día, en respuesta a la radiación ultravioleta del Sol, las tormentas solares y los máximos, y la estratificación de la propia ionosfera. Sin embargo, el segmento de control de GPS puede modelar los sesgos ionosféricos. Las estaciones de monitoreo transmiten correcciones a los satélites NAVSTAR, que luego transmiten las correcciones junto con la señal GPS. Sin embargo, tales correcciones eliminan sólo alrededor de las tres cuartas partes del sesgo, dejando a la ionosfera como el segundo mayor contribuyente al presupuesto de errores del GPS.
  3. Reloj receptor: Los receptores GPS están equipados con relojes de cristal de cuarzo que son menos estables que los relojes atómicos utilizados en los satélites NAVSTAR. Sin embargo, el error del reloj del receptor se puede eliminar comparando los tiempos de llegada de las señales de dos satélites (cuyos tiempos de transmisión se conocen con exactitud).
  4. Órbita satelital: Los receptores GPS calculan las coordenadas relativas a las ubicaciones conocidas de los satélites en el espacio. Saber dónde están los satélites en un momento dado implica conocer las formas de sus órbitas y sus velocidades. Las atracciones gravitacionales de la Tierra, el Sol y la Luna complican las formas de las órbitas de los satélites. El segmento de control de GPS monitorea las ubicaciones de los satélites en todo momento, calcula las excentricidades de la órbita y compila estas desviaciones en documentos llamados efemérides. Se compila una efemérides para cada satélite y se transmite con la señal del satélite. Los receptores GPS que pueden procesar efemérides pueden compensar algunos errores orbitales.
  5. Atmósfera inferior: (troposfera, tropopausa y estratosfera) Las tres capas inferiores de la atmósfera encapsulan la Tierra desde la superficie hasta una altitud de unos 50 km. La atmósfera inferior retrasa las señales de GPS, lo que aumenta ligeramente las distancias calculadas entre satélites y receptores. Las señales de los satélites cercanos al horizonte son las que más se retrasan, ya que atraviesan más atmósfera que las señales de los satélites en lo alto.
  6. Multitrayecto: Idealmente, las señales de GPS viajan desde los satélites a través de la atmósfera directamente a los receptores de GPS. En realidad, los receptores de GPS deben discriminar entre las señales recibidas directamente de los satélites y otras señales que se han reflejado en los objetos circundantes, como edificios, árboles e incluso el suelo. Algunas señales reflejadas, pero no todas, se identifican automáticamente y se rechazan. Las antenas están diseñadas para minimizar la interferencia de las señales reflejadas desde abajo, pero las señales reflejadas desde arriba son más difíciles de eliminar. Una técnica para minimizar los errores de trayectos múltiples es rastrear solo los satélites que están al menos 15 ° por encima del horizonte, un umbral llamado "ángulo de máscara".

Douglas Welsh (comunicación personal, invierno de 2001), supervisor de inspectores de petróleo y gas del Departamento de Protección Ambiental de Pensilvania, escribió sobre los desafíos asociados con el posicionamiento GPS en nuestro cuello del bosque: “... en muchas partes de Pensilvania el horizonte es el límite factor. En una ciudad con edificios altos y los valles profundos de algunas partes de Pensilvania, es difícil encontrar una hora del día en la que la constelación tenga cuatro satélites a la vista durante un período de tiempo determinado. En los bosques con maderas duras altas, el multitrayecto es tan frecuente que dudaría de la precisión de cualquier lugar a menos que se tomara una lectura varias veces ". Van Sickle (2005) señala, sin embargo, que los esfuerzos de modernización del GPS y el GNSS bien pueden mejorar esas brechas.

¿Ha tenido experiencias similares con el GPS? Si es así, publique un comentario en esta página.

5.21. Dilución de la precisión

La disposición de los satélites en el cielo también afecta la precisión del posicionamiento GPS. La disposición ideal (de un mínimo de cuatro satélites) es un satélite directamente sobre la cabeza, otros tres igualmente espaciados cerca del horizonte (por encima del ángulo de la máscara). Imagínese un gran paraguas que abarca la mayor parte del cielo, donde los satélites forman la punta y los extremos de las espinas del paraguas.

Las coordenadas GPS calculadas cuando los satélites se agrupan muy juntos en el cielo sufren dilución de la precisión (DOP), un factor que multiplica la incertidumbre asociada con los errores de rango equivalente del usuario (UERE: errores asociados con los relojes de los satélites y receptores, la atmósfera, las órbitas de los satélites y las condiciones ambientales que conducen a errores de trayectos múltiples). El DOP asociado con una disposición ideal de la constelación de satélites es aproximadamente 1, lo que no aumenta la UERE. Según Van Sickle (2001), el DOP más bajo encontrado en la práctica es aproximadamente 2, lo que duplica la incertidumbre asociada con UERE.

Los receptores GPS informan sobre varios componentes de DOP, incluida la Dilución de precisión horizontal (HDOP) y la Dilución de precisión vertical (VDOP). La combinación de estos dos componentes de la posición tridimensional se denomina PDOP, dilución de precisión de la posición. Un elemento clave de la planificación de la misión GPS es identificar la hora del día en que se minimiza el PDOP. Dado que se conocen las órbitas de los satélites, la PDOP se puede predecir para un momento y una ubicación determinados. Varios productos de software le permiten determinar cuándo son las mejores condiciones para el funcionamiento del GPS.

El estudiante de MGIS Jason Setzer (invierno de 2006) ofrece la siguiente anécdota ilustrativa:

He tenido la oportunidad de utilizar la tecnología de levantamiento GPS para recopilar datos de control terrestre en mi región y el mayor desafío suele ser el problema de la PDOP (dilución de la posición de precisión). El problema en mi área montañosa es la forma en que el terreno realmente impide que el receptor acceda a suficientes señales de satélite.

Durante una encuesta en Colorado Springs encontré un ejemplo bastante extremo de esto. Geográficamente, Colorado Springs está ubicado junto a las cordilleras frontales de las Montañas Rocosas, con Pike's Peak de 14,000 pies al oeste de la ciudad. Mi unidad GPS podía "ver" cinco, seis o incluso siete satélites mientras yo estaba en la mitad este de la ciudad. Sin embargo, cuanto más al oeste viajaba, comencé a ver progresivamente menos de la constelación, hasta el punto en que mi receptor solo pudo encontrar uno o dos satélites. Si una vista del cielo de 180 grados de horizonte a horizonte es ideal, entonces en ciertos lugares podría ver tal vez 110 grados.

No hubo trabajo real, aparte de la paciencia. Pude ajustar mis puntos de levantamiento lo suficiente para maximizar mi vista del cielo. A partir de ahí, era solo cuestión de tiempo ... Cada pájaro GPS tiene un tiempo de órbita de alrededor de doce horas, por lo que en un par de casos tuve que esperar hasta dos horas en un lugar en particular para que se vieran suficientes. Mi unidad GPS calcula automáticamente el PDOP y muestra el número de satélites disponibles. Por lo tanto, el valor de PDOP nunca fue tan bajo como me hubiera gustado, pero bajó lo suficiente para finalmente estar dentro de los límites aceptables. ¡La próxima vez podría enviar a un proveedor para un proyecto de este tipo!

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Trimble, un fabricante líder de receptores GPS, ofrece software de planificación de misiones GPS para descargas gratuitas. Esta actividad le presentará las capacidades del software y lo preparará para responder preguntas sobre la planificación de misiones GPS más adelante.
(El software de planificación de la misión es una aplicación de Windows (.exe). Los usuarios de Mac, así como los usuarios de Windows, consulte debajo de los pasos numerados).

  1. Visite el sitio web de Trimble
  2. Descargue el software de planificación Trimble, instálelo en su computadora (observe dónde está instalando su Archivos comunes) e inicie la aplicación.
  3. Instalar un almanaque: En el Almanaque menú, mueva el cursor a Importary en el submenú, elija Almanaque | navegue hasta la carpeta donde se instalaron los archivos comunes | Seleccione almanac.alm y haga clic en el Abiertobotón | hacer clic OK.
    (Si su sistema operativo Windows está instalado en su unidad C, entonces el nombre de la ruta al archivo almanac.alm probablemente se vea así, con o sin "(x86)":
    C: Archivos de programa (x86) Archivos comunes TrimblePlanning)
  4. Escoger Archivo | Estación… Elija una ubicación en la que desee planificar una misión GPS.
  5. Escoger Satélite | Información para explorar las características de los satélites activos GPS, GLONASS y WAAS.
  6. Escoger Gráficos | DOP | DOP - posición para ver cómo la combinación de HDOP y VDOP varían a lo largo de un período seleccionado de 24 horas en su ubicación seleccionada. ¿Puede determinar los mejores y peores momentos del día para que funcione el GPS?

Aunque Trimble todavía pone a disposición de forma gratuita el software de planificación que utilizó anteriormente, no incluye el acceso a un almanaque actualizado (información sobre los satélites disponibles actualmente). Es posible que haya notado que el almanaque que cargó era de 2010.

Sin embargo, si va aquí, encontrará una interfaz interactiva que le da acceso a una versión más actual de la misma funcionalidad que la aplicación de planificación utilizada anteriormente.

EXAMEN DE PRÁCTICA

Los estudiantes registrados de Penn State deben regresar ahora a la carpeta del Capítulo 5 en ANGEL (a través del menú Recursos a la izquierda) para tomar una prueba de autoevaluación sobre las fuentes de error del GPS. No se califican y no afectan su calificación de ninguna manera.

5.22. Corrección de errores de GPS

Una variedad de factores, incluidos los relojes de los satélites y receptores, la atmósfera, las órbitas de los satélites y las superficies reflectantes cercanas al receptor, degradan la calidad de las coordenadas GPS. La disposición de los satélites en el cielo puede empeorar las cosas (una condición llamada dilución de precisión). Se han desarrollado diversas técnicas para filtrar los errores de posicionamiento. Los errores aleatorios se pueden superar parcialmente simplemente promediando las correcciones repetidas en la misma ubicación, aunque a menudo esta no es una solución muy eficiente. Los errores sistemáticos se pueden compensar modelando el fenómeno que causa el error y prediciendo la cantidad de compensación. Algunos errores, como los errores de trayectos múltiples que se producen cuando las señales de GPS se reflejan en carreteras, edificios y árboles, varían en magnitud y dirección de un lugar a otro. Otros factores, incluidos los relojes, la atmósfera y las excentricidades de la órbita, tienden a producir errores similares en grandes áreas de la superficie de la Tierra al mismo tiempo. Los errores de este tipo pueden corregirse mediante una serie de técnicas denominadas corrección diferencial.

En esta sección aprenderá a:

  1. Explicar el concepto de corrección diferencial y otros métodos utilizados para mejorar la precisión del posicionamiento GPS; y
  2. Realice la corrección diferencial utilizando datos y servicios de la Encuesta geodésica nacional de EE. UU.

5.23. Corrección diferencial

La corrección diferencial es una clase de técnicas para mejorar la precisión del posicionamiento GPS comparando las medidas tomadas por dos o más receptores. Así es como funciona:

Las ubicaciones de dos receptores GPS, uno fijo y otro móvil, se ilustran a continuación. El receptor estacionario (o "estación base") registra continuamente su posición fija sobre un punto de control. La diferencia entre la ubicación real de la estación base y su ubicación calculada es una medida del error de posicionamiento que afecta a ese receptor en esa ubicación en cada momento dado. En este ejemplo, la estación base está ubicada a unos 25 kilómetros del receptor móvil (o "móvil"). El operador del receptor móvil se mueve de un lugar a otro. El operador podría estar registrando direcciones para una base de datos E-911, o árboles dañados por infestaciones de polillas gitanas, o farolas mantenidas por un departamento de obras públicas.

Una estación base GPS está fija sobre un punto de control, mientras que a unos 25 km de distancia, se utiliza un receptor GPS móvil para medir una serie de posiciones.

La siguiente ilustración muestra las posiciones calculadas en el mismo instante (3:01 pm) por la estación base (izquierda) y el receptor móvil (derecha).

Posiciones reales y calculadas de una estación base y un receptor móvil.

La estación base calcula la corrección necesaria para eliminar el error en la posición calculada en ese momento a partir de las señales GPS. La corrección se aplica posteriormente a la posición calculada por el receptor móvil en el mismo instante. La posición corregida no es perfectamente precisa porque los tipos y magnitudes de errores que afectan a los dos receptores no son idénticos y debido a la baja frecuencia del código de temporización del GPS.

La corrección de errores calculada en la estación base se aplica a la posición calculada por el receptor móvil.

Estación base GPS utilizada para corrección diferencial. Observe que la antena está ubicada directamente encima de un monumento de punto de control.

5.24. Corrección diferencial en tiempo real

Para que funcione la corrección diferencial, los arreglos registrados por el receptor móvil deben sincronizarse con los arreglos registrados por la estación base (o estaciones). Puede proporcionar su propia estación base o utilizar señales de corrección producidas por estaciones de referencia mantenidas por la Administración Federal de Aviación de EE. UU., La Guardia Costera de EE. UU. U otras agencias públicas o servicios de suscripción privados. Dados los equipos necesarios y las señales disponibles, la sincronización puede tener lugar inmediatamente (“tiempo real”) o después del hecho (“posprocesamiento”). Primero, consideremos el diferencial en tiempo real.

Habilitado para WAAS Los receptores son un ejemplo económico de corrección diferencial en tiempo real. "WAAS" son las siglas de Wide Area Augmentation System, una colección de aproximadamente 25 estaciones base configuradas para mejorar el posicionamiento GPS en las pistas de los aeropuertos de EE. UU. Hasta el punto de que el GPS se puede utilizar para ayudar a aterrizar aviones (Administración Federal de Aviación de EE. UU., 2007c). Las estaciones base WAAS transmiten sus mediciones a una estación maestra, donde se calculan las correcciones y luego se enlazan a dos satélites geosincrónicos (se planean 19). El satélite WAAS luego transmite señales con corrección diferencial en la misma frecuencia que las señales GPS. Las señales WAAS compensan los errores de posicionamiento medidos en las estaciones base WAAS, así como las correcciones de errores de reloj y las estimaciones regionales de los errores de la atmósfera superior (Yeazel, 2003). Los receptores habilitados para WAAS dedican uno o dos canales a las señales WAAS y pueden procesar las correcciones WAAS. La red WAAS fue diseñada para proporcionar una precisión de aproximadamente 7 metros de manera uniforme en toda su área de servicio de EE. UU.

DGPS: La Guardia Costera de los Estados Unidos ha desarrollado un sistema similar, llamado Servicio de Posicionamiento Global Diferencial. La red DGPS incluye unos 80 sitios de transmisión, cada uno de los cuales incluye una estación base de grado topográfico y un transmisor de “radiobaliza” que transmite señales de corrección a 285-325 kHz (justo debajo de la banda de radio AM). Los receptores GPS con capacidad DGPS incluyen una conexión a un receptor de radio que puede sintonizar una o más "balizas" seleccionadas. Diseñado para la navegación en el mar cerca de las costas de EE. UU., DGPS proporciona precisiones no inferiores a los 10 metros. Stephanie Brown (comunicación personal, otoño de 2003) informó que donde trabaja en Georgia, "con una buena constelación de satélites en el aire, [la precisión del DGPS] es típicamente de 4,5 a 8 pies".

La corrección diferencial en tiempo real de grado de encuesta se puede lograr utilizando una técnica llamada cinemática en tiempo real (RTK) GPS. Según el topógrafo Laverne Hanley (comunicación personal, otoño de 2000), “la cinemática en tiempo real requiere un enlace de radiofrecuencia entre una estación base y el móvil. He logrado una precisión superior a un centímetro de esta manera, aunque la instrumentación es delicada y requiere una gran habilidad por parte del operador. Varias veces descubrí que tenía una excelente geometría de GPS, pero había perdido mi enlace con la estación base. También sucedió lo contrario, donde quería registrar posiciones y tenía un enlace de radio de regreso a la estación base, pero la geometría del GPS era mala ”.

5.25. Corrección diferencial posprocesada

Posicionamiento cinemático puede proporcionar precisiones de 1 parte en 100.000 a 1 parte en 750.000 con observaciones relativamente breves de sólo uno o dos minutos cada una. Para aplicaciones que requieren precisiones de 1 parte en 1.000.000 o más, incluidos estudios de control y mediciones de movimientos de las placas tectónicas de la Tierra, posicionamiento estático se requiere (Van Sickle, 2001). En el posicionamiento GPS estático, dos o más receptores miden sus posiciones desde ubicaciones fijas durante períodos de 30 minutos a dos horas. Los receptores se pueden colocar a una distancia de hasta 300 km. Solodoble frecuencia, diferencial de fase portadora Los receptores capaces de medir las diferencias en el tiempo de llegada de la señal GPS civil (L1) y la señal militar cifrada (L2) son adecuados para este posicionamiento estático de alta precisión.

CORS y OPUS: La Encuesta Geodésica Nacional de EE. UU. (NGS) mantiene un Servicio de Usuario de Posicionamiento en Línea (OPUS) que permite a los topógrafos corregir diferencialmente las mediciones GPS estáticas adquiridas con un solo receptor diferencial de fase portadora de frecuencia dual después de que regresan del campo. Los usuarios cargan medidas en un estándar Formato de intercambio independiente del receptor (RINEX) a las computadoras NGS, que realizan correcciones diferenciales refiriéndose a tres estaciones base seleccionadas seleccionadas de una red de estaciones de referencia en funcionamiento continuo. NGS supervisa dos redes CORS; uno que consta de sus 600 estaciones base propias, otro una cooperativa de agencias públicas y privadas que acuerdan compartir los datos de sus estaciones base y mantener las estaciones base según las especificaciones NGS.

La red de estaciones de referencia de funcionamiento continuo (CORS) (Snay, 2005)

El mapa de arriba muestra la distribución de las redes CORS nacionales y cooperativas combinadas. Observe que los símbolos de la estación están coloreados para indicar la frecuencia de muestreo a la que se almacenan los datos de la estación base. Después de 30 días, todas las estaciones deben almacenar los datos de la estación base solo en incrementos de 30 segundos. Esta política limita la utilidad de las correcciones OPUS al posicionamiento estático (aunque también se puede mejorar la precisión de las observaciones cinemáticas más largas). Conscientes del hecho de que la demanda de GPS estático está disminuyendo constantemente, los planes futuros de NGS incluyen la transmisión de datos de la estación base CORS para su uso en tiempo real en el posicionamiento cinemático.

¡PRUEBA ESTO!

Esta actividad opcional (aportada por Chris Piburn de CompassData Inc.) lo guiará a través del proceso de corrección diferencial de las mediciones GPS estáticas utilizando el Servicio de usuario de posicionamiento en línea (OPUS) de NGS, que se refiere a la red de estaciones de referencia de funcionamiento continuo (CORS). .

El contexto es un proyecto de CompassData que involucró un levantamiento GPS diferencial de fase de portadora en un área de estudio remota en Alaska. El objetivo era estudiar un conjunto de nueve puntos de control terrestre (GCP) que luego se utilizarían para ortorrectificar las imágenes satelitales de un cliente. Esta zona es tan remota que no había ningún punto de control NGS disponible en el momento en que se llevó a cabo el proyecto. La alternativa era establecer una estación base para el proyecto y fijar su posición precisamente con referencia a las estaciones CORS en funcionamiento en otras partes de Alaska.

El equipo del proyecto voló en helicóptero hasta la cima de una colina ubicada en el centro del área de estudio. Con cierta dificultad, clavaron una barra de refuerzo n. ° 5 de 18 pulgadas en el suelo rocoso para que sirviera de monumento de control. Después de instalar un receptor de estación base GPS sobre la barra de refuerzo, volaron para comenzar la recopilación de datos con su receptor móvil. Gracias al clima favorable, Chris y su equipo recolectaron los nueve GCP identificables con fotografía requeridos el primer día. La estación base ubicada en el centro permitió al equipo minimizar las distancias entre la base y el móvil, lo que significaba que podían minimizar el tiempo necesario para reparar cada GCP. Al final del día, el equipo había producido cinco horas de datos GPS en la estación base y nueve ocupaciones de quince minutos en los GCP.

Como era de esperar, los datos GPS sin procesar no eran lo suficientemente precisos para cumplir con los requisitos del proyecto. (Las diversas fuentes de errores aleatorios y sistemáticos que contribuyen a la incertidumbre de los datos del GPS se consideran en otra parte de este capítulo.) En particular, el monumento clavado en la cima de la colina no era adecuado para su uso como punto de control porque la incertidumbre asociada con su posición no era adecuada. demasiado bueno. El primer paso del equipo del proyecto para eliminar los errores de posicionamiento fue posprocesar los datos utilizando un software de procesamiento de línea de base, que ajusta las distancias de línea de base calculadas (entre la estación de base y los nueve GCP) comparando la fase de la onda portadora de GPS cuando llegó simultáneamente tanto la estación base como el móvil. El siguiente paso fue fijar la posición de la estación base precisamente en relación con las estaciones CORS que operan en otras partes de Alaska.

Los siguientes pasos lo guiarán a través del proceso de enviar las cinco horas de datos de la estación base de doble frecuencia al Servicio de Usuario de Posicionamiento en Línea (OPUS) de la Encuesta Geodésica Nacional de EE. UU. E interpretar los resultados. (Para obtener información sobre OPUS, vaya aquí)

1. Descargue el archivo de datos GPS. El archivo en formato RINEX comprimido tiene un tamaño aproximado de 6 Mb y tardará aproximadamente 1 minuto en descargarse a través de DSL o cable de alta velocidad, o aproximadamente 15 minutos a través de un módem de 56 Kbps. Si no puede descargar este archivo, comuníquese conmigo de inmediato para que podamos ayudarlo a resolver el problema.

  • WILD282u.zip (5,8 Mb)

Los receptores GPS producen datos en los formatos patentados de sus fabricantes. NGS requiere que los datos GPS se conviertan al formato de “Receptor INdependiente de intercambio” (RINEX) para compatibilidad con OPUS. La mayoría de los paquetes de software que vienen con las unidades GPS tienen una utilidad incorporada para convertir sus datos GPS al formato RINEX. El propio NGS utiliza software de conversión gratuito proporcionado por un consorcio sin fines de lucro patrocinado por el gobierno llamado UNAVCO.

2. Examine el archivo RINEX.

  • Extraiga el archivo RINEX "WILD282u.05O" de su archivo ZIP.
  • Abra “WILD282u.05O” con el Bloc de notas de Microsoft o WordPad. (En este caso, WordPad conserva mejor las columnas de texto. Desactive el ajuste de palabras). O utilice otro editor de texto. (En cualquier ventana del editor de texto abierta, en el cuadro de diálogo Archivo> Abrir, asegúrese de que "Archivos de tipo:" esté configurado en "Todos los archivos" para que el archivo de destino aparezca en la lista).

El archivo de observación RINEX contiene toda la información sobre las señales que el receptor de la estación base de CompassData rastreó durante la encuesta de Alaska. Explicar todo el contenido del archivo está más allá del alcance de esta actividad. Por ahora, observe las líneas que revelan el tipo de antena, la posición aproximada de la antena y la altura de la antena. Informarás estos parámetros a OPUS en el siguiente paso.

3. Envíe los datos del GPS a OPUS

  • Apunte su navegador a la página de inicio de OPUS e ingrese la información necesaria para "Cargar su archivo de datos".
  • (Paso 1 de OPUS) Haga clic en el botón Examinar para abrir una ventana de carga de archivos. Navegue y cargue el archivo RINEX que descargó anteriormente. Para simplificar su envío, elija el archivo comprimido "WILD282u.zip".
  • (Paso 2 de OPUS) Seleccione el tipo de antena. Consulte la línea denominada “ANT # / TYPE” en el archivo RINEX que abrió en su editor de texto. Debería encontrar el tipo de antena "TPSHIPER_PLUS". Elija este tipo de la lista desplegable.
  • (Paso 3 de OPUS) Introduzca la altura de la antena sobre el monumento. Consulte la línea denominada “ANTENA: DELTA H / E / N” en el archivo RINEX que abrió en su editor de texto. El primer valor de esa línea, "1.0854", es H, en metros. (Consulte el sitio web de OPUS para obtener más información sobre la altura de la antena).
  • (Paso 4 de OPUS) Introduzca la dirección de correo electrónico a la que desea que se devuelvan los resultados.
  • (OPUS paso 5) Opciones. OPUS permite a los usuarios especificar una zona del sistema de coordenadas del plano de estado, seleccionar o excluir estaciones de referencia CORS particulares, solicitar una salida estándar o extendida y establecer un perfil de usuario para su uso en trabajos futuros. Para esta actividad, no se necesitan cambios en la configuración predeterminada.
  • (Paso 6 de OPUS) Haga clic en el botón "Cargar en ESTÁTICO" para enviar los datos para la corrección diferencial en relación con tres estaciones de referencia CORS. Dependiendo de cuántas solicitudes haya en la cola de NGS, los resultados pueden devolverse en minutos u horas. Cuando se probó esta actividad, la cola incluía solo una solicitud (consulte la ventana a continuación, que aparece después de que las solicitudes se hayan enviado correctamente) y los resultados se devolvieron en solo unos minutos, pero en el pasado, se tardaba hasta 10 minutos.

    Subir informe de resultados, Servicio de usuario de posicionamiento en línea, Encuesta geodésica nacional de EE. UU.

Cuando reciba su solución OPUS por correo electrónico, querrá descubrir la magnitud de la corrección diferencial que calculó OPUS. Para hacer esto, deberá determinar (a) la posición no corregida calculada originalmente por la estación base, (b) la posición corregida calculada por OPUS y (c) la distancia de marca a marca entre las posiciones original y corregida. Además del archivo RINEX original que descargó anteriormente, necesitará la solución OPUS y dos utilidades de software gratuitas proporcionadas por NGS. Los enlaces a estas utilidades se enumeran a continuación.

4. Determine la posición del receptor de la estación base antes de la corrección diferencial.

  • Consulte el archivo RINEX “WILD282u.05O” que abrió en su editor de texto. La novena línea del archivo RINEX enumera la posición del receptor de la estación base en las coordenadas X, Y, Z fijadas en la Tierra centradas en la Tierra. Este es un sistema de coordenadas cartesiano tridimensional cuyo origen es el centro de masa de la Tierra (como el datum NAD 83) .- 2389892.2740 -1608765.8567 5672855.7386 POSICIÓN APROXIMADA XYZ

    NGS proporciona una utilidad de conversión para transformar estos valores X, Y, Z en coordenadas de latitud y longitud y alturas elipsoidales más familiares.

  • Vaya a la conversión de XYZ a GEODETIC de NGS.
  • Ingrese las coordenadas X, Y, Z que se encuentran en el archivo RINEX. Tu resultado debería ser:
    • Latitud = 63 ° 13'53.74280 ″ N
    • Longitud = 146 ° 03’12.12710 ″ W
    • Altura = 1349.2248 m

5. Determine la posición corregida del receptor de la estación base. La solución OPUS que recibe por correo electrónico informa las coordenadas corregidas en X, Y, Z fijadas en la Tierra centradas en la Tierra, como coordenadas geográficas y como coordenadas UTM y State Plane. Busque las coordenadas de latitud y longitud y la altura elipsoidal que se especifican en relación con el datum NAD 83. Deben estar muy cerca de:

  • Latitud = 63 ° 13'53.73892 ″ N
  • Longitud = 146 ° 03’11.98942 ″ W
  • Altura = 1348.756 m

6. Calcule la diferencia entre las posiciones de la estación base original y corregida. NGS proporciona otra utilidad de software para calcular la distancia tridimensional entre dos posiciones. Sin embargo, a diferencia del anterior conversor XYZ a GEODETIC, el “invers3d.exe” es un programa que se descarga en su computadora.

  • Descarga "invers3d.exe"
  • Haga doble clic en el nombre del archivo para ejecutar el programa y elija elcoordenadas geodésicas opción.
  • Prestando mucha atención a los formatos requeridos, ingrese la latitud, longitud y alturas elipsoidales sin corregir que calculó en el paso 4 anterior.
  • A continuación, elija el coordenadas geodésicas nuevamente, ingrese las coordenadas corregidas y la altura que calculó en el paso 5.
  • Entre los resultados, busque la "distancia entre marcas" calculada. Esta es la magnitud de la corrección OPUS.

EXAMEN DE PRÁCTICA

Los estudiantes registrados de Penn State deben regresar ahora a la carpeta del Capítulo 5 en ANGEL (a través del menú Recursos a la izquierda) para tomar un cuestionario de autoevaluación sobre Corrección de errores de GPS. No se califican y no afectan su calificación de ninguna manera.

5.26. Resumen

Los puestos son un elemento fundamental de los datos geográficos. Los conjuntos de posiciones forman características, como las letras en esta página forman palabras. Las posiciones se producen por actos de medición, que son susceptibles a errores humanos, ambientales y de instrumentos. Los errores de medición no se pueden eliminar, pero los errores sistemáticos se pueden estimar y compensar.

Los agrimensores utilizan instrumentos especializados para medir ángulos y distancias, a partir de los cuales calculan las posiciones horizontal y vertical. El Sistema de Posicionamiento Global (y potencialmente en mayor medida, el emergente Sistema Global de Navegación por Satélite) permite tanto a los topógrafos como a los ciudadanos comunes determinar posiciones midiendo distancias a tres o más satélites en órbita terrestre. Como ha leído en este capítulo (y puede saberlo por experiencia personal), la tecnología GPS ahora rivaliza con los dispositivos de posicionamiento electro-ópticos (es decir, "estaciones totales" que combinan instrumentos de medición de ángulos ópticos e instrumentos electrónicos de medición de distancia) tanto en costo como en rendimiento. Esto plantea la pregunta: "Si los receptores GPS de grado topográfico pueden producir datos puntuales con una precisión inferior a un centímetro, ¿por qué se siguen utilizando tanto los dispositivos de posicionamiento electroópticos?" En noviembre de 2005 planteé esta pregunta a dos expertos, Jan Van Sickle y Bill Toothill, cuyo trabajo había utilizado como referencias al preparar este capítulo. También disfruté de una fructífera discusión con un estudiante experimentado llamado Sean Haile (otoño de 2005). Esto es lo que tenían que decir:

Jan Van Sickle, autor de GPS para agrimensores y Coordenadas básicas de GIS, escribió:

En general, se puede decir que el costo de una buena estación total (combinación de EDM y teodolito) es similar al costo de un buen receptor GPS de "grado topográfico". Si bien un nuevo receptor de GPS puede costar un poco más, sin duda hay ofertas para los buenos receptores usados. Sin embargo, en muchos casos un sistema RTK que podría ofrecer una producción similar a un EDM requiere dos receptores GPS y allí, obviamente, la ecuación de costos no se sostiene. En tal caso, la electroerosión es menos costosa.

Aún así, esa no es toda la historia.En algunas circunstancias, como los grandes levantamientos topográficos, la producción de GPS RTK supera a la EDM independientemente de la diferencia de costo del equipo. Recuerde, necesita una línea de visión con el EDM. Por supuesto, si un levantamiento topográfico es demasiado grande, es más rentable realizar el trabajo con fotogrametría. Y si se vuelve realmente grande, es más rentable utilizar imágenes de satélite y tecnología de detección remota.

Ahora, hablemos de precisión. Es importante tener en cuenta que el GPS no puede proporcionar alturas (elevaciones) ortométricas sin un modelo de geoide. Los modelos de geoide están mejorando todo el tiempo, pero están lejos de ser perfectos. El EDM, por otro lado, no tiene tanta dificultad. Con los procedimientos adecuados, debería poder proporcionar alturas ortométricas con muy buena precisión relativa en un área local. Pero es importante recordar que la precisión relativa en un área local con la línea de visión necesaria para una buena producción (EDM) es aplicable a algunas circunstancias, pero no a otras. A medida que el área crece, la línea de visión es escasa y se requiere una precisión más absoluta, la ventaja del GPS aumenta.

También debe mencionarse que la idea de que el GPS puede proporcionar una precisión de nivel de cm siempre debe discutirse en el contexto de la pregunta, "¿en relación con qué control y sobre qué datum?"

En términos relativos, en un área local, utilizando buenos procedimientos, es ciertamente posible decir que un EDM puede producir resultados superiores al GPS en alturas (niveles) ortométricos con cierta consistencia. En mi opinión, esta idea es la razón por la que es raro que un topógrafo realice un replanteo detallado de la construcción con GPS, es decir, bordillos y cunetas, alcantarillado, agua, etc. Por otro lado, es común que los topógrafos vigilen la propiedad esquinas con GPS en un sitio de desarrollo y otras características donde el aspecto vertical no es crítico. No es que el GPS no pueda proporcionar alturas muy precisas, es solo que lleva más tiempo y esfuerzo hacerlo con esa tecnología en comparación con EDM en esta área en particular (componente vertical).

Es cierto que el GPS no es adecuado para todas las aplicaciones topográficas. Sin embargo, no existe una tecnología topográfica que sea adecuada para todas las aplicaciones topográficas. Por otro lado, es mi opinión que sería difícil argumentar que cualquier tecnología topográfica es obsoleta. En otras palabras, cada sistema tiene fortalezas y debilidades y eso también se aplica al GPS.

Bill Toothill, profesor del Departamento de Ciencias e Ingeniería Geoambiental de la Universidad de Wilkes, escribió:

El GPS es tan preciso a corto alcance y más preciso a distancias más largas que el equipo electroóptico. El costo del GPS está bajando y puede que no sea mucho más que un instrumento electroóptico de alta gama. El GPS es adecuado para todas las aplicaciones topográficas, aunque para una parcela pequeña (menos de un acre), los instrumentos tradicionales como una estación total pueden resultar más rápidos. Esto depende de la disponibilidad de sitios de referencia locales (control) y de los requisitos de referencia del sistema de coordenadas del levantamiento.

La mayoría de las unidades GPS de grado topográfico (frecuencia dual) pueden lograr precisiones de nivel centimétrico con tiempos de ocupación bastante cortos. En el caso de RTK, esto puede ser tan solo cinco segundos con una comunicación adecuada a una "base" de transmisión. Las precisiones subcentimétricas son otra historia. Para lograr el subcentímetro, que la mayoría de los topógrafos no necesitan, se requieren tiempos de ocupación mucho más largos, lo que no es propicio para el trabajo de "producción" en un entorno empresarial. La mayoría de las aplicaciones subcentimétricas se utilizan para investigación, la mayoría de las cuales se encuentran en la categoría de deformación geológica. He estado usando GPS de doble frecuencia durante los últimos ocho años en el Parque Nacional de Yellowstone estudiando la deformación de la Caldera de Yellowstone. Para lograr resultados de menos de un centímetro, necesitamos al menos 4-6 horas de tiempo de ocupación en cada punto a lo largo de un transecto.

Sean Haile, un empleado del Servicio de Parques de EE. UU. en el Parque Nacional Zion cuyas responsabilidades incluyen el trabajo de GIS y GPS, está en desacuerdo con algunas de estas declaraciones, así como con parte del material del capítulo. Mientras estudiaba en esta clase en el otoño de 2005, Sean escribió:

Una comparación de los productos disponibles de [un fabricante] muestra que las tecnologías tradicionales pueden lograr una precisión de 3 mm. En condiciones ideales, el equipo GPS más avanzado solo puede alcanzar una precisión de 5 mm, y los resultados del mundo real probablemente se acerquen a los 10 mm. Es cierto que el GPS es a menudo la tecnología más rápida y fácil de usar en el campo en comparación con las soluciones electroópticas, y con niveles de precisión comparables ha desplazado a los métodos tradicionales. Sin embargo, si el topógrafo debe tener una precisión de mm, las herramientas electroópticas son más precisas que el GPS.

No hay forma, ninguna, de que pueda comprar una unidad sub-centimétrica en cualquier lugar por $ 1000-2000. Sí, los precios están bajando, pero solo recientemente (últimos tres años) se podía comprar una unidad GPS de precisión inferior al metro de un solo canal por menos de $ 10,000. Las unidades que menciona en el capítulo por $ 1000-2000, serían costosas para "vender a sus parientes más cercanos" durante ese mismo período de tiempo. No estoy en el negocio de medir placas tectónicas, pero me ocupo de unidades GPS de corrección diferencial de grado de levantamiento y mapeo a diario, por lo que puedo hablar desde mi experiencia sobre eso.

¿Y la respuesta de Bill de que el GPS es adecuado para todas las aplicaciones topográficas? Bueno, sinceramente ruego diferir. El GPS no es adecuado para topografía donde hay una vista limitada del horizonte. Podría esperar una eternidad y nunca obtener la cantidad requerida de SV. Incluso con la planificación de la misión. Obstrucciones como una cubierta de dosel alta, edificios altos, grandes paredes de roca ... todas estas cosas pueden resultar en altos errores de múltiples rutas, que pueden arruinar los datos de las mejores unidades de GPS. Ninguna de estas cosas afecta a la electroerosión. Sí, puede superar las malas condiciones de recopilación de GPS (hasta cierto punto) desplazando su punto de una ubicación donde la señal es buena, pero cuando lo hace, está tomando las medidas exactas (distancia, ángulo) que estaría haciendo con un EDM excepto con un instrumento que no es adecuado para esa aplicación.

El Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) eventualmente puede superar algunas de las limitaciones del posicionamiento GPS. Aún así, estos expertos parecen estar de acuerdo en que tanto el GPS como los métodos topográficos electroópticos llegaron para quedarse.

PRUEBA

Los estudiantes registrados de Penn State deben regresar ahora a la carpeta del Capítulo 5 en ANGEL (a través del menú Recursos a la izquierda) para acceder al cuestionario calificado para este capítulo. Éste cuenta. Puede realizar pruebas calificadas solo una vez.

El propósito del cuestionario es asegurarse de que ha estudiado el texto de cerca, que ha dominado las actividades de práctica y que ha cumplido con los objetivos de aprendizaje del capítulo. Le invitamos a revisar el capítulo durante el cuestionario.

Una vez que haya enviado el cuestionario y haya publicado las preguntas que pueda tener en nuestros foros de discusión o en las páginas de los capítulos, habrá completado el Capítulo 5.

COMENTARIOS Y PREGUNTAS

Los estudiantes registrados pueden publicar comentarios, preguntas y respuestas a preguntas sobre el texto. Además, podrá responder a otras publicaciones en cualquier momento.

Nota: las primeras palabras de cada comentario se convierten en su "título" en el hilo.

5.27. Bibliografía

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Plan de estudios y capacitación en ciencias de la información geográfica en el estado de Oregon

Talleres de operaciones forestales UAS: Comuníquese con Michael Wing

Nivel básico (pregrado y posgrado)

CE 202. Ingeniería civil III: Información geoespacial y SIG (3). Ofrecido todos los inviernos por el Departamento de Ingeniería Civil, de Construcción y Ambiental. Principios de diseño introductorios presentados con el uso de GIS (ArcGIS) e información geoespacial (teledetección, GPS, topografía y fotografía aérea) para la resolución de problemas de ingeniería civil.

FE 357. Aplicaciones de ingeniería forestal y SIG (3). Una introducción al uso apropiado y las aplicaciones potenciales de SIG (ArcView) en la ordenación de los recursos forestales. Se instruirá a los participantes en las habilidades necesarias para utilizar un SIG con fines de investigación. A los estudiantes se les presentarán conferencias y ejercicios que cubren una amplia gama de temas relacionados con GIS y GIS.

FW 303. Estudio de los sistemas de información geográfica en los recursos naturales (3). Ofrecido a través de distancia ed. solo por el Departamento de Pesca y Vida Silvestre como parte del Campus Extendido de OSU. Este excelente curso proporciona una descripción general de SIG, GPS y teledetección con respecto al estudio y la gestión de los recursos naturales. También hay un excelente ejercicio de entrenamiento de metadatos. El SIG presentado es ESRI ArcView, GPS de Trimble y detección remota a través del Centro Canadiense de Detección Remota.

GEO 365. Introducción a SIG (4). Anteriormente GEO 265, GIS Practicuum, y ofrecido por el Departamento de Geociencias presencialmente y vía educación a distancia como parte de OSU Extended Campus. Introducción a los principios de los sistemas de información geográfica (SIG) y experiencia en el uso de un sistema de información geográfica ampliamente popular para la entrada, el análisis y la visualización de datos espaciales. Se recomienda encarecidamente GEO 301 (Interpretación de mapas e imágenes) o GEO 360 (Cartografía). [Otoño, primavera en el campus]

SOC 499/599. Comunidades rurales y demografía (4). Ofrecido en otoño de 2007 por Roger Hammer en el Departamento de Sociología. El curso se dividirá en un seminario de lectura y discusión los martes y un taller de análisis espacial y cartografía GIS los jueves. El curso explorará las dimensiones conceptuales y cuantitativas de la ruralidad en América, centrándose en las dimensiones demográficas, culturales, económicas, ecológicas y socio-psicológicas contemporáneas en las que se ha concebido y evaluado la política rural. Para la parte de lectura / discusión del curso, los estudiantes y el instructor seleccionarán colectivamente temas para cada semana que se centren en la interacción de contextos rurales, urbanos y suburbanos. La parte del curso del laboratorio de análisis espacial GIS desarrollará habilidades básicas en mapeo computarizado y análisis espacial enfocándose principalmente en información demográfica.

Nivel intermedio

GEO 465/565. Sistemas de información geográfica y ciencia (4). Introducción al procesamiento, desarrollo, implementación y funciones de datos espaciales modernos de modelos y estructuras de datos de sistemas de información geográfica, y aplicaciones de procedimientos analíticos de SIG a una variedad de problemas ambientales. Ofrecido cada trimestre de invierno por el Departamento de Geociencias. Este curso se enfoca en los conceptos básicos de mapeo / base de datos / ciencias de la información fundamentales para el trabajo de alguna Paquete GIS, e incluye trabajo de proyectos para estudiantes graduados. Los ejercicios de laboratorio brindan a los estudiantes una breve introducción a ArcGIS 9. Este curso también se ofrece distancia ed. con los laboratorios de ArcGIS 9 como parte de OSU Extended Campus. PREREQ: GEO 360 para estudiantes universitarios de OSU y para graduados de OSU que realizan el certificado de Ciencias de la Información Geográfica, el prerrequisito se exonera para todos los demás graduados y para educación a distancia. estudiantes.

CSS 468/568. Análisis del paisaje del suelo (4). Principios de geomorfología del suelo, estratigrafía del suelo y procesos superficiales aplicados para comprender el sistema del suelo a escalas de paisaje. Énfasis en observaciones de campo de suelos, superficies geomórficas y medio ambiente. El proyecto de campo implica el diseño de unidades de mapas de levantamiento de suelos, mapeo de campo y técnicas cartográficas GIS. PRE-PREGUNTA: CSS 466.

GEO 567. Práctica responsable de SIG: ética para futuros profesionales geoespaciales (3). Este curso SOLO se ofrece a través de distancia ed. como parte de OSU Extended Campus. Este es un curso de seminario de posgrado que prepara a los profesionales actuales y aspirantes a reconocer, analizar y abordar cuestiones éticas en la ciencia y tecnología de la información geográfica. Los estudiantes primero revisan algunas teorías éticas generales y procesos de razonamiento moral. Al mismo tiempo, investigan brevemente la naturaleza de las profesiones en general y las características de una profesión de SIG en particular. Perfeccionan las habilidades de razonamiento moral a través de análisis metódicos de estudios de casos en relación con el Código de Ética y Reglas de Conducta de GISCI. También aprenden a desvelar las "ecologías morales" de una profesión a través de entrevistas reales a practicantes reales en el campo. Las asignaciones incluyen lecturas, discusiones en clase, entrevistas con los profesionales y preparación de estudios de casos originales. PREREQ: Ninguno, pero el curso es pensado como un curso culminante para los estudiantes en nuestro programa de certificado de posgrado en línea en GIScience.

Nivel avanzado

CE 505. Modelado digital del terreno (3). Ofrecido por Michael Olsen. Comprensión de los algoritmos y flujos de trabajo utilizados para modelar el terreno a partir de datos adquiridos mediante técnicas de teledetección. Más específicamente, se llevará a cabo la recolección, procesamiento y análisis de datos LIDAR. El curso se enfocará en optimizar triangulaciones (Delaunay, etc.) y cuadrículas (es decir, Spline, IDW, etc.) usando dichos datos. Discusión sobre errores y control de calidad para DTM. Aplicable a muchas disciplinas como Ingeniería Civil / Construcción, Geociencias / Geología, Ciencias Costeras, Ciencias GIS, Ciencias de la Computación, Silvicultura y muchas más.

CE 413/513. SIG en Recursos Hídricos (3). Ofrecido por Tracy Arras. Presenta tecnología GIS para desarrollar soluciones a problemas de recursos hídricos: calidad del agua, disponibilidad, inundaciones, medio ambiente natural y gestión de los recursos hídricos. Se presentan modelos típicos de datos GIS para información hidrológica, incluido ArcHydro. Se cubre la síntesis de recursos hídricos geoespaciales y temporales para respaldar el análisis hidrológico y la modelización. PREREQ: Un curso introductorio en SIG. Se ofrece todos los años, en primavera.

FE 422 / FE 522. Geomática forestal (4). NUEVO EN 2012. Ofrecido por Michael Wing. Forest Geomatics presenta técnicas de manipulación y análisis de datos geoespaciales dentro de un entorno de recursos naturales. Los temas incluyen técnicas digitales para la creación de bases de datos geoespaciales, técnicas de programación de computadoras para la manipulación y análisis de bases de datos y aplicaciones de datos geoespaciales para la medición y análisis de recursos naturales. Las reuniones de clase incluyen conferencias y trabajos de laboratorio de análisis espacial aplicado. Se debe diseñar, realizar y presentar un proyecto de término final.

PARA 421/521. Análisis espacial de paisajes boscosos (3). Revisión de literatura SIG, seminarios y trabajo de proyectos relacionados con recursos forestales, hábitat de vida silvestre y ecología del paisaje utilizando datos de detección remota, modelos digitales de elevación y otros datos digitalizados.PRE-PREGUNTA: FE 357, GEO 365, GEO 465/565 o equivalente. Se ofrecen años pares, en otoño.

GEO 580. Aplicaciones avanzadas de SIG en las geociencias (4). Ofrecido cada trimestre de primavera por el Departamento de Geociencias (solo nivel de posgrado). Este curso también se ofrece a través de distancia ed. en invierno y primavera como parte de OSU Extended Campus. GEO 580 amplía la base de la teoría de los SIG establecida en 465/565, al tiempo que fomenta la apreciación de los SIG como un analítico herramienta para la comprensión de procesos complejos. Incluye la elección del estudiante de un proyecto analítico de 8 semanas de duración o una serie de ejercicios rigurosos en ArcGIS 9. PREREQ: GEO 465/565 o curso teórico intermedio equivalente en SIG.

Más información sobre educación y capacitación en SIG, incluidas las inscripciones gratuitas a cursos cortos de tecnología SIG del Campus Virtual de ESRI


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Desde 2007, los agrimensores de todo el mundo han compartido sus mejores fotografías topográficas del campo. Dentro de esta colección, puede transportarse a prácticamente cualquier lugar de la Tierra y ver cómo funcionan los agrimensores, los tipos de equipos que se utilizan y los desafíos ambientales asociados con ser agrimensor en ese lugar.

Los Chapter Hubs basados ​​en la ubicación también tienen fotos específicas de las ubicaciones que representan. Puede utilizar nuestras aplicaciones Surveyor para compartir rápidamente sus fotos desde el campo.

Nota: Los miembros que hayan subido sus fotos de encuestas a esta colección también pueden mover sus fotos a centros basados ​​en la ubicación. Para ver cómo, siga este tutorial.

¿Busca tipos específicos de fotografías de topografía? Consulte la página de alimentación de fotografías de encuestas. ¿Quiere ver las fotos enviadas por los topógrafos agrupadas por etiqueta? Echa un vistazo a la página de categorías de fotos.

Tenga en cuenta: Las secciones de fotos dentro de Hubs son nuevas, así que publique sus fotos allí


Blog de CSDS

Oferta especial: Actualización de Trimble Business Center 2.5

Por tiempo limitado, los clientes ahora pueden actualizar a la última versión de Trimble Business Center por un bajo costo, independientemente del estado de su Acuerdo de mantenimiento de software.La nueva versión de Trimble Business Center incluye la capacidad de: intercambiar imágenes y escaneo 3D sin problemas datos con Trimble RealWorks, exporte directamente a un SIG usando los formatos Shapefile y Geodatabase, cree impresionantes imágenes panorámicas desde las estaciones totales Trimble VX y S8, y realice muchas otras funciones nuevas.

Hasta el 31 de diciembre de 2011, los clientes pueden recibir un descuento de $ 300 en un contrato de mantenimiento de software anual, incluso si su contrato de mantenimiento de software o la garantía inicial ha expirado. Cualquier cliente actualmente en Trimble Business Center 2.00 o superior cuyo contrato de mantenimiento de software o garantía inicial haya caducado durante 90 días o más es elegible para este descuento.

¿Por qué actualizar? La nueva versión de Trimble Business Center incluye la capacidad de:

  • intercambie datos de imágenes y escaneado 3D sin problemas con Trimble RealWorks
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  • cree impresionantes imágenes panorámicas desde las estaciones totales Trimble VX y S8
  • realizar muchas otras funciones nuevas.

Si desea aprovechar esta promoción especial, envíe un correo electrónico a [email protected] y tendremos un representante de nuestra División de Topografía Terrestre que se comunicará con usted directamente.

Nota: Los clientes con un Acuerdo de mantenimiento de software activo o una garantía inicial vigente tienen derecho a la actualización 2.50 sin cargo adicional. Los clientes con un contrato de mantenimiento de software o una garantía inicial que haya vencido, pero por menos de 90 días, pueden renovar por el precio normal.


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El U31T presenta un diseño compacto y ligero, ergonómico, fácil de usar y transportar, protección de grado industrial IP65, protección contra caídas de 1,2 metros, resistente. 2.Todos nuestros productos tienen un año de garantía, y estamos seguros de que los productos estarán libres de mantenimiento dentro del período de garantía. es una empresa de alta tecnología que se especializa en la investigación y fabricación de productos GNSS de alta precisión y equipos de topografía.

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Nuevo receptor GPS Hi Target, GPS RTK de placa principal de Trimble para levantamientos topográficos El sistema de receptor GNSS V30 está diseñado para cumplir con altos estándares de calidad a un precio asequible. Características principales del receptor GPS: Seguimiento de constelaciones múltiples Funcionamiento inteligente Diversificación de la aplicación RTK Funcionamiento sin problemas en el sistema CORS Batería de larga duración Diseño único y resistente Parámetros técnicos del GPS RTK: Mediciones Chip de levantamiento personalizado PCC avanzado Maxwell 6 con 220 canales Correlacionador múltiple de alta precisión para medición de pseudodistancia GNSS Mediciones de fase portadora GNSS nolse muy bajas con precisión de & ampamplt1mm en 1Hz, tecnología probada de seguimiento de baja elevación Raciones de señal de ruido reportadas en DB-Hz Satélite Singnals rastreados simultáneamente GPS: L1 C / A, L2E, L2C, L5 GLONASS: L1 C / A, L1 P, L2 C / A (restringido a GLONASS M) y L2 P GALILEO: Actualización SBAS: WAAS, MSAS, EGNOS Precisión Estático Rápido Estático GNSS Levantamiento Horizontal: 2,5 mm + 0,5 ppm RMS Vertical: 5 mm + 0,5 ppm Levantamiento diferencial RMS WAAS Típicamente y ampamplt Levantamiento de parada y avance de 3 metros Horizontal: 1cm + 1ppm RMS Vertical: 2.5cm + 1ppm RMS Tiempo de iniciación: típicamente 10 minutos para la base mientras que 5min para el móvil In tialización Confiabilidad y ampampgt99.9% Levantamiento RTK Horizontal: 8 mm + 1ppm RMS Vertical: 15 mm + 1ppm RMS Almacenamiento físico de hardware: 64M Sistema operativo: Windows CE 5.0 o Windows Mobile 6.1, CPU: Procesador ARM920T de alta velocidad de 533 MHz Memoria: 128 MB SDRAM incorporado en unidad flash de 512 M y unidades flash, más de 1 G compatible Pantalla: Pantalla a color táctil profesional para exteriores NEC de 3,5 pulgadas Dimensión: 19,5 cm X 10,4 cm Peso: 1300 g (incl. Batería de litio) Características ambientales Dos metros a prueba de agua, anti-caída natural de 3 m completamente a prueba de polvo, grado IP67 Temperatura de funcionamiento: -45 y ampamp # 8451

65 & ampamp # 8451 Temperatura de almacenamiento: -55 & ampamp # 8451

85 y ampamp # 8451 Eléctrico Energía de la unidad principal: 2.5W Entrada de energía: 6-36 V DC Sistema de batería: Sistema de batería de litio de doble compartimiento interno, cada batería tiene capacidad de 4400mAh funcionando hasta 10 horas para comunicación móvil GPRS y ampamp Almacenamiento de datos Memoria de datos 64M GPRS / GSM o 3G Interno GPRS / GSM o 3G totalmente integrado y sellado Rango de RTK (vua CORS) 20-50Km Radio UHF interna HI-TARGET (estándar) Frecuencia 460MHz con 116 canales Potencia de transmisión 0.1W, 1W, 2W ajustable Velocidad de transmisión Hasta Rango de trabajo de 19,2 Kbps 3

Radio frecuencia interna UHF 403 óptima de Pacific Crest ADL Foundation de 10 km

473 MHz Potencia de transmisión 0,5 W, 1 W, 2 W Velocidad de transmisión ajustable Hasta 19,2 Kbps, compatible con la mayoría de los protocolos de comunicación por radio Rango de trabajo 3

Radio UHF externa HI-TARGET óptima de 10 km (estándar) Frecuencia 460 MHz con 116 canales Potencia de transmisión 5 W, 10 W, 20 W, 30 W Velocidad de transmisión ajustable Hasta 19,2 Kbps Rango de trabajo 8

20 km óptimos Pacific Crest ADL Vantage Pro Radio externa Radio UHF Frecuencia 390

470 MHz Potencia de transmisión 4 W a 35 W Velocidad de transmisión ajustable Hasta 19,2 Kbps, admite la mayoría del protocolo de comunicación por radio Rango de trabajo 8

20 km óptimo Admite otro dispositivo de comunicación externo Por ejemplo: módem GSM externo Póngase en contacto con nosotros


Blog de CSDS

Hoy se publicó información sobre varios productos nuevos de Trimble en la Conferencia InterGeo 2011 en Nuremberg, Alemania. Aquí hay un vistazo rápido a la nueva tecnología que se avecina:

Estación total robótica Trimble S6 con tecnología Trimble VISION

Ahora disponible con la tecnología Trimble VISION, la estación total Trimble S6 permite a los topógrafos ver y medir de forma remota a través de una transmisión de video en vivo desde el instrumento en su controlador de datos. Al integrar los datos de la encuesta con el video en vivo, los topógrafos pueden verificar su trabajo y asegurarse de haber capturado todo antes de dejar el trabajo. La cámara calibrada permite a los usuarios integrar fácilmente imágenes en sus flujos de trabajo topográficos. La documentación fotográfica también permite a los topógrafos complementar los datos que proporcionan a los clientes con imágenes de las condiciones del trabajo y los atributos de los puntos, lo que facilita la comprensión de los datos.

La estación total Trimble S6 continúa brindando a los topógrafos poder y flexibilidad. Incluye el rendimiento de EDM de largo alcance de la tecnología Trimble DR Plus, lo que lo hace capaz de realizar mediciones de reflejo directo en más del doble del rango de los modelos anteriores. Un rango más largo significa menos configuraciones de instrumentos y un acceso más fácil a más ubicaciones, lo que ahorra tiempo y dinero a los topógrafos.

Estación total Trimble M3 con software Trimble Access Field

La potencia del software de campo Trimble Access ahora está disponible en las estaciones totales mecánicas Trimble M3. El software Trimble Access ofrece a los topógrafos un nuevo enfoque para la topografía que agiliza la recopilación, el procesamiento, el análisis y la entrega de datos a través de flujos de trabajo, colaboración y control mejorados. Diseñado para respaldar el trabajo diario de los topógrafos, incluidos levantamientos topográficos, replanteo, control y más, Trimble Access ofrece una interfaz familiar y fácil de usar para asegurar una curva de aprendizaje corta.

Trimble Access en el Trimble M3 permite a los topógrafos la disponibilidad opcional del módulo Trimble Access Roads. El mdulo de Trimble Access Roads importa definicin de carreterasde muchas fuentes de terceros, lo que permite a los usuarios teclear una definición completa de la carretera que incluye alineaciones horizontales y verticales, plantillas y peraltes, y registros de ensanchamiento. Los usuarios son guiados a través de compensaciones rápidas, replanteo de pendientes, rediseño en tiempo real y control de calidad en tiempo real.

Trimble GeoExplorer GeoXR Network Rover

El nuevo y resistente Trimble GeoExplorer GeoXR Network Rover es una solución completa especialmente diseñada para hacer que tanto los levantamientos de alta precisión como la medición de puntos de mano sean más fáciles, más eficientes y más flexibles. El Trimble GeoXR Network Rover agrega un nuevo aspecto a la productividad topográfica del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) al combinar la funcionalidad para el trabajo de campo de alta precisión con la flexibilidad y conveniencia del posicionamiento portátil en un solo dispositivo.

El Trimble GeoXR se puede usar montado en una varilla topográfica con una antena externa para obtener una precisión topográfica y cuando se conecta a una red Trimble VRS ™, sirve como un móvil avanzado y altamente productivo. El receptor se puede quitar rápidamente de la varilla y cambiar sin problemas a su antena integrada, convirtiéndose en una solución para la medición de puntos de mano con fácil acceso a funciones como la cámara integrada.

Para los usuarios de GIS, el Trimble GeoXH ™ también se ofrecerá en una configuración con precisión de centímetros. Con la opción de centímetro Trimble GeoXH, los usuarios pueden recopilar datos en el campo utilizando el software Trimble TerraSync® Centimeter Edition para flujos de trabajo GIS optimizados. La opción Centímetro estará disponible como una actualización de servicio de pago del GeoXH estándar de la serie 6000.

Software Trimble Business Center versión 2.60

El software Trimble Business Center es una suite de oficina de topografía completa diseñada para administrar, analizar y procesar todos los datos de topografía de campo, incluidos los datos de instrumentos ópticos (estaciones totales y niveles), GPS / GNSS y estaciones espaciales (imágenes y escaneo 3Dng datos).

La versión 2.60 mejora las capacidades de las oficinas de topografía con nuevas funciones clave, que incluyen:

  • Importación de puntos de replanteo: los usuarios pueden importar puntos de replanteo recopilados por el software Trimble Access Field. Los topógrafos de oficina pueden validar fácilmente los resultados para puntos, superficies y pasillos que se replantearon en el campo. El topógrafo puedeasegurarse de que el trabajo de campo se ajuste a los criterios especificados,cree informes para entregar a los clientes y archive toda la información para necesidades futuras.
  • Exportación GPS sísmica: los usuarios pueden exportar puntos topográficos a Tri.Aplicación GPSeismic recién adquirida de mbleï. Esta función de exportación solidifica la integración de los flujos de trabajo de topografía sísmica que van desde la recopilación de datos de campo hasta el procesamiento de la oficina y las potentes herramientas de análisis contenidas en GPS sísmico.
  • Procesamiento de línea de base mejorado: los usuarios pueden posprocesar los observables GNSS más rápido aprovechando el procesamiento informático de múltiples núcleos. Al disminuir el tiempo que lleva procesar las líneas de base, el software permite a los topógrafos de oficina dedicar más tiempo a analizar los resultados y crear entregas.

Kit de desarrollo de software Trimble Access (SDK)

Los desarrolladores de software ahora pueden crear aplicaciones personalizadas para los clientes y ponerlas a la venta a través de la tienda de Trimble. Trimble Access es un software de campo preferido plataforma para que los topógrafos controlen los instrumentos y recopilen datos de manera más eficiente. Ya están disponibles una variedad de módulos especializados, desarrollados por Trimble, como carreteras, túneles, monitoreo y minas. La adaptación de los flujos de trabajo a las aplicaciones de los usuarios puede permitir un proceso de control de mayor calidad y flujos de trabajo más eficientes para los equipos de campo.

Trimble Access es una solución de campo y de oficina para topógrafos que agiliza la recopilación, el procesamiento, el análisis y la entrega de información del proyecto de datos a través de flujos de trabajo mejorados, colaboración y control, lo cual está habilitado por la conectividad inalámbrica entreen los miembros del equipo del proyecto. La solución completa acelera las tareas topográficas típicas y especializadas, y permite compartir información bidireccional de manera fácil, rápida y segura entre el equipo de topografía de campo y la oficina. Las encuestas se pueden completar más rápido con menos tiempo de viaje de ida y vuelta a la oficina. Los equipos de administración y de campo pueden colaborar estrechamente al ver la misma información casi en tiempo real. Con Trimble Access, la productividad y la eficiencia se pueden mejorar significativamente en los proyectos. Los cuatro componentes de la solución Trimble Access incluyen: servicios Trimble Access, software base para aplicaciones topográficas típicas, aplicaciones especializadasn módulos y Trimble Connected Community.

Soluciones para sitios conectados de Trimble

Las soluciones Connected Site de Trimble para topógrafos crean relaciones de trabajo fluidas entre los productos, tecnologías y servicios de Trimble. A través del sitio conectado, Trimble se enfoca en brindar soluciones que se dirijan a los clientes.¿½ Procesos de trabajo completos. Al combinar cuidadosamente la innovación tecnológica con una comprensión profunda de los flujos de trabajo de los usuarios, la integración de datos y el mantenimiento a lo largo del ciclo de vida de los proyectos, Trimble ayuda a los topógrafos a alcanzar nuevos niveles de productividad para sus negocios.

Disponibilidad

La estación total Trimble S6 con tecnología Trimble VISION, el software Trimble Business Center versión 2.60 y el software SDK de Access Field ya están disponibles. El trSe espera que la estación total imble M3 con el software Trimble Access Field y Trimble GeoExplorer GeoXR Network Rover estén disponibles en el cuarto trimestre de 2011.

Para obtener más información sobre estos productos o para programar una demostración de campo, haga clic aquí y haremos que el especialista de producto apropiado se comunique con usted directamente.


Tabla de contenido

  • Capítulo 1: Datos e información
  • Capítulo 2: Escalas y transformaciones
  • Capítulo 3: Datos censales y mapas temáticos
  • Capítulo 4: TIGER, topología y geocodificación
  • Capítulo 5: Topografía terrestre y GPS
  • Capítulo 6: Infraestructura nacional de datos espaciales I
  • Capítulo 7: Infraestructura nacional de datos espaciales II
  • Capítulo 8: Datos de imágenes de detección remota
  • Capítulo 9: Integración de datos geográficos

Ver el vídeo: VLOG #1 - UN LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO CON GPS Y ESTACION TOTAL