cartografia, orientacion y gps

5/20/2018 Cartografia, Orientacion y GPS

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1111G.P.S.

1. G.P.S. (Global Position System)1.1. Constelacin de satlites1.2. Los aparatos receptores1.3. Precisin de los receptores1.4. Cdigos emitidos por los satlites1.5. Datos emitidos por los satlites

1.5.1. La posicin1.5.2. La altitud

1.6. El Datums y el receptor1.6.1. El receptor y el Datum

1.6.2. El Datum y la transmisin de datos del GPS al PC2. NAVEGACIN CON G.P.S.

2.1. Concepto de waypoint2.2. Concepto de ruta2.3. Concepto de track

3. USO PRCTICO DEL APARATO RECEPTOR3.1. Rastreo de satlites3.2. Precisin de navegacin3.3. Configuracin

3.4. Procesador de trayectoria3.5. Navegador3.6. Mapa3.7. Waypoints

3.7.1. Fijar waypoints3.7.2. Navegar a los waypoints

3.8. Tracks3.8.1. Registrar tracks3.8.2. Reproducir tracks

APNDICES

1. Otros sistemas de posicionamiento global2. Sistema G.P.S. diferencial (D.G.P.S.)3. Sistemas de argumentacin basados en satlites (S.B.A.S) 2003

G.P.S. (Global Position System)

G.P.S. son las siglas de Global Position System, un sistema desa-rrollado por el departamento de defensa de E.E.U.U. que per-

mite obtener la posicin en cualquier punto de la tierra (coor-denadas) mediante el uso de un aparato receptor que recoge laseal suministrada por un conjunto de satlites que orbitan en


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Cartografa, Orientacin y G.P.S. Javier Urrutia

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torno a la Tierra. El aparato receptor de la G.P.S. es lo que sesuele conocer con el simple nombre de G.P.S.

El G.P.S. permite la navegacin por cualquier parte de la tierrade una forma muy sencilla y con gran precisin por lo que su

uso se ha popularizado rpidamente en todos los mbitos: lageodesia, la ingeniera, la navegacin martima, el excursionis-mo o el alpinismo.

Fig. 1

1.1. Constelacin de satlites

El sistema emplea un conjunto de satlites que orbitan sobre lasuperficie terrestre, y que recibe el nombre de Constelacin desatlites. La constelacin de satlites que usa el sistema G.P.S.consta de 24 satlites situados a 20.200 km de distancia de lasuperficie terrestre, y se denomina Navstar (fig. 1).

Los satlites se sitan sobre seis rbitas prcticamente circula-res (excentricidad de 003). En cada rbita hay cuatro satlitescon una separacin de 90 entre cada uno de ellos.

Cada satlite da diariamente dos vueltas a la tierra (rbita se-misncrona). Las rbitas se sitan formando un ngulo de 55con el ecuador terrestre, y los planos orbitales se hallan separa-dos 60.

Con estas caractersticas la constelacin de satlites forma unaverdadera red que, a modo de ovillo de lana, envuelve a la Tie-rra. En cualquier punto de la Tierra deben ser visibles (desde elpunto de vista de sus seales), cinco satlites de forma simult-nea, con lo que se asegura la cobertura en todo momento ylugar del globo.

El proyecto se puso en marcha en 1973 y se termin de imple-mentar en Marzo de 1994 y es gestionado por el departamentode defensa de los E.E.U.U.


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11. G.P.S.

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1.2. Los aparatos receptores

Para poder usar el sistema hay que disponer de un aparato re-ceptor G.P.S. (figs. 2 y3). El dispositivo usa ondas de radiofre-

cuencia del orden de 1 GHz para comunicarse con los satlitesque en ese momento se encuentren en su esfera de visin, y leproporcionan la informacin necesaria para obtener la posi-cin (coordenadas) en la superficie de la tierra. El sistema fun-ciona de da y de noche, con independencia de las condicionesmeteorolgicas.

Para su correcto funcionamiento no se requiere, en la actuali-dad, de ningn tipo de antena, que opcionalmente puedenutilizar algunos aparatos con objeto de mejorar la recepcin de

la seal. Sin embargo, s que se necesita estar a cielo abierto,por lo que no funcionar en el interior de edificios, cuevas,calles estrechas rodeadas de edificios ms o menos altos, etc.

Como se ha dicho para poder usar la tecnologa G.P.S. hacefalta disponer de un aparato receptor de G.P.S. Hoy en da setrata de aparatos muy ligeros de aspecto y dimensiones simila-res a los de un telfono mvil. Tambin existen dispositivosespecficos para automviles.

Estos aparatos suelen disponer en la actualidad de 12 canalespor lo que podran a llegar a sintonizar simultneamente condoce satlites.

Fig. 3

Fig. 2


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Indicar que no todos los modelos pueden trabajar en la actua-lidad con el sistema W.A.A.S.

A la hora de elegirlo deberemos fijarnos en las siguientes carac-tersticas:

Nmero de canales (normalmente 12).

Compatibilidad con el sistema W.A.A.S o no.

Memoria interna (si tiene, o no, y su capacidad en Mb).

Nmero de waypoints que se pueden almacenar.

Nmero de rutas que se pueden almacenar.

Nmero de puntos de tracklog que se pueden almacenar.

Peso. Pantalla: tipo (LCD Niveles de Grises, Color, etc.) y di-

mensiones.

Alimentacin: pilas y duracin.

Resistencia a los golpes y al agua.

1.3. Precisin de los receptores

Los aparatos G.P.S. pueden proporcionar posiciones con unaprecisin del orden de algunos metros. La precisin consegui-da depende fundamentalmente de los siguientes factores:

Disponibilidad Selectiva (S.A.). Con objeto de impedir eluso militar de los receptores, el gobierno de los E.E.U.U.decidi controlar la precisin del sistema mediante un Pro-grama de Disponibilidad Selectivao S.A.(Selective Avai-lability). Con ello la precisin de los receptores se reduca

a unos 50 100 m, que poda aumentar en funcin de laspolticas que adoptase el Departamento de Defensa deE.E.U.U. En la actualidad el programa S.A. esta desacti-vado y es improbable que vuelva a ponerse en marcha pueses posible suprimir la seal G.P.S. en reas con conflictoblico.

Nmero de satlites sintonizados. Depende tambin delnmero de satlites que ha sintonizado el receptor para

obtener la posicin. Cada seal de un satlite se recibe enun canal diferente. Existen aparatos que disponen de 8canales, que pueden sintonizar 8 satlites de forma simul-


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tnea, y los hay de 12 canales, etc. Cuantos ms canalesdisponga el receptor mayor ser la precisin que puedeproporcionar. Sin embargo, es posible que el aparato nosintonice en un momento dado con todos los satlites, sino

que lo haga con 3, 4 6, por ejemplo, bien sea porque nose encuentran en su esfera de visin o porque no los captecon la intensidad de seal suficiente. Por ello, la precisinfinal de la medida viene dada por el nmero de satlitessintonizados y no por el nmero de canales de los que dis-pone el G.P.S.

Retraso onosfrico. Cuando una onda electromagnticase trasmite por las partculas cargadas de la ionosfera lohace con una velocidad que se ve reducida al atravesar elvapor de agua de la troposfera, lo que provoca un retrasoen las seales emitidas por los satlites. Esta calidad afecta-r a la precisin de la posicin que proporciona el receptorG.P.S.

Seal Multi-camino. Se produce por el rebote de las ondaselectromagnticas contra obstculos como edificios o la-deras montaosas, lo que da lugar a un retraso en la recep-cin de las seales emitidas por el satlite.

Errores de almanaque.Se producen por el desajuste hora-rio entre los satlites y el receptor. Los satlites van provis-tos de relojes atmicos de la mxima precisin, pero no aslos receptores.

Errores de efemrides.Debidos a la imprecisin de la si-tuacin orbital.

La calidad de la seal emitida por los satlites se denomina SQ(Signal Quality).

1.4. Cdigos emitidos por los satlites

Cada satlite de la constelacin emite dos tipos de cdigos:

Cdigo Militar o Cdigo PPS (Servicio de Posiciona-miento Preciso). Tambin llamado Cdigo P (Precision).No es utilizable por los receptores civiles. Usa dos frecuen-

cias, una de 1.57542 Hz y otra de 1.2267 MHz, y pro-porciona la mxima precisin posible con fines exclusiva-mente militares.


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Cdigo Civil o Cdigo SPS (Servicio de Posicionamien-to Estndar): Tambin llamado C/A o cdigo de adquisi-cin ordinaria. Es la seal reservada a usos civiles. Usa unafrecuencia de 1.57542 MHz. Inicialmente este cdigo lle-

vaba implcito un error en el posicionamiento conocidocon el nombre de Disponibilidad Selectiva o S.A, y que fuesuprimido por el gobierno de los E.E.U.U. en el ao 2000(ver apartado 2 de este mismo captulo).

Pese a la supresin de la S.A. el cdigo P o PPS da ms prece-sin que el cdigo civil C/A, debido a que el primero utilizados frecuencias distintas, lo que permite compensar los erroresdebidos a las condiciones ionosfricas.

1.5. Datos emitidos por los satlites

La seal que emite un satlite consiste en dos series de datosllamadasAlmanaque y Efemrides.

La informacin del almanaque incluye la fecha y la hora (obte-nida mediante relojes atmicos provistos en los satlites).

Las informacin de efemrides proporcionan la situacin orbital

del satlite.De este modo los satlites transmiten su situacin orbital y lahora exacta, lo que equivale a decir que nos proporcionan suposicin con respecto al punto donde nos encontramos.

1.5.1. La posicinCon un solo satlite no podremos conocer nuestra posicin,pues viene dada por dos coordenadas: Latitud y Longitud ( X

e Y en coordenadas U.T.M.), que son las dos incgnitas a re-solver.

Necesitamos sintonizar con, al menos, tres satlites de la cons-telacin. Por qu no son suficientes dos? Porque la seal de lossatlites tarda cierto tiempo en llegar al receptor, y los satlitesse hallan en movimiento orbital continuo. Por ello se hace ne-cesario un tercer satlite que permita conocer este tiempo.

Es interesante comprobar que el tiempo necesario para que

una seal llegue de un satlite al receptor G.P.S. es sumamentepequeo pero es imprescindible su seal. Siendo la velocidadde la luz c=300.000 Km/s, este tiempo es del orden de:


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11. G.P.S.

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t = 20.200 Km / 300.000 Km/s = 0067 s = 67 ms

El sistema S.A. (Disponibilidad Selectiva) actuaba precisamentesobre el tiempo de recepcin de la seal del satlite con objetode introducir un pequeo error aleatorio en la posicin.

El G.P.S. puede proporcionar, adems, la altitud del punto (co-ordenada Z). Para ello es necesario disponer de un satlite ms.

En resumen. Se requieren:

- cuatro satlites para la navegacin tridimensional (que in-cluye la altitud)

- tres satlites para la navegacin bidimensional (sin altitud)sobre la superficie terrestre.

1.5.2. La altitudAdems de las coordenadas geogrficas (latitud y longitud) oU.T.M. X e Y, el G.P.S. puede suministrar la altitud del puntoen el que nos encontramos. Para ello se necesita disponer decuatro satlites visibles (navegacin tridimensional).

Sea un punto P del terreno (fig. 4). Podemos definir dos altitudes:

Altitud elipsoidal.Es la altitud del punto P con respecto ala superficie del elipsoide de referencia. La podemos repre-sentar por la letra hy es la determinada por los receptoresG.P.S. En la figura es el segmento PE.

Altitud ortomtrica.Es la altitud del punto P con respec-to a la superficie del geoide. Se representa por la letra H.En la figura es el segmento PG.

Altura del geoidees el segmento GE y se representa mediantela letra N.

Fig. 4


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Por tanto:

H = h N

Cuando estaba en funcionamiento la Disponibilidad Selectiva

(S.A.) (ver apartado 2) la precisin para medir altitudes eramuy reducida. Si ya en las medidas en las coordenadas X e Y sepodan obtener errores del orden a 100 m, en la medida de laaltitud (coordenada Z) se obtienen errores aun mayores debi-do a la deficiente geometra de los satlites para la determina-cin de la altitud. Por ello el error cometido en la determina-cin de la altitud llegaba hasta los 150 m.

Con la supresin de la S.A. el error de los aparatos ha dismi-nuido de forma considerable hasta llegar a ser incluso del or-

den de unos pocos metros en la determinacin de las coorde-nadas X e Y, y no mucho mayor en la determinacin de altitu-des.

Por ello, hoy por hoy la medicin de altitudes con G.P.S. pue-de proporcionar valores bastante buenos, comparables a los queproporcionan los mejores altmetros.

1.6. El Datum

El G.P.S. es un dispositivo que permite establecer las coorde-nadas bien sean geogrficas, bien sean U.T.M., de una posi-cin determinada de la Tierra. La expresin de estas coordena-das es siempre relativa a cierto Datum, lo que significa que un

mismo punto se expresa con valores de coordenadas distintossegn el datum elegido. (Ver...)

Los receptores G.P.S. trabajan internamente con el DatumWGS84si bien es posible configurar los equipos para que con-viertan estos valores a otros Datums, como, por ejemplo, elDatum European 1950 (ED50) que se ha usado en la elabora-cin de la cartografa espaola.

Hay que subrayar que al cambiar el datum de un G.P.S., lo que

se est haciendo es efectuar una conversin al datum indicadopues el aparato sigue trabajando internamente con el datumWGS84.


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1.6.1. El Datum y el receptorEs, pues, muy importante recordar que el sistema G.P.S. siem-pre trabaja y transmite sus datos utilizando el Datum WGS84.Pero el receptor puede estar luego preparado para efectuar con-

versiones a otros Datums usuales (ver especificaciones del apa-rato para conocer cuntos y qu datums admite).

Si se desean comprobar las mediciones de coordenadas efec-tuadas con el G.P.S. con las dadas por un mapa habr que con-figurar el receptor para que suministre los valores en el Datumadecuado. Esto es muy importante, ya que si no encontrare-mos desviaciones.

En el caso de usar cartografa espaola, elaborada en base al

datum ED50, debemos configurar el receptor para que nos dlas coordenadas referidas a dicho datum. Si se deja que el apa-rato muestre las coordenadas con el datum WGS84 observare-mos desviaciones que pueden llegar a los 200 m en las coorde-nadas X e Y (usando coordenadas U.T.M).

1.6.2. El Datum y la transmisin de datosdel GPS al PC

Existe otro hecho particularmente importante a tener en cuen-ta cuando un receptor G.P.S. se conecta a un PC. La transmi-sin de datos entre el G.P.S. y el PC se efecta siempre utili-zando el Datum WGS84, con absoluta independencia del da-tum elegido para representar las coordenadas en el receptorG.P.S.

Cuando se envan coordenadas desde un programa paraPC, como Oziexplorer, a un G.P.S., hay que asegurarse deconfigurar el programa de modo que el datum de intercam-bio de datos con el G.P.S. sea el WGS84.

Cuando se envan coordenadas del G.P.S. al PC se harnsegn el Datum WGS84, por lo que el programa de PCdebe considerar, igualmente, que recibir coordenadas se-gn el citado datum WGS84.

En la figura 5del programa Oziexplorer se ve cmo el Datumelegido para el intercambio de informacin con el G.P.S. es elWGS84.


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Por ejemplo, las coordenadas U.T.M. del monte Moncayo(2.316 m) en Espaa son:

- segn el datum ED50:

X=596511 Y=4627002

- segn el datum WGS84 son:

X=596410 Y=4626796

Existe una diferencia de 101 m en la coordenada X y de 206 men la coordenada Y.

Fig. 5

NAVEGACIN CON G.P.S.

2.1. Concepto de waypoint

Con un receptor G.P.S. podemos conocer nuestra posicin (co-ordenadas) en cualquier instante, de tal manera que podemoshacer un seguimiento completo de nuestro recorrido, que es loque se conoce con el nombre de navegacin G.P.S.

Durante nuestro recorrido podemos ir marcando aquellas po-siciones o lugares que consideremos sean de nuestro inters.Estas posiciones se conocen con el nombre dewaypoints.

Los aparatos G.P.S. son capaces de almacenar en su memoriaestas posiciones o waypoints, en mayor o menor cantidad se-gn la capacidad del propio aparato.Cada waypoint dispone de un conjunto de datos propios:


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Posicin. Sin duda alguna la ms importante, definida poruna latitud y una longitud o por dos coordenadas U.T.M.

X e Y. Como se ha dicho el valor de estas cordenadas de-pender del datum escogido.

Altitud. La altitud a la que se encuentra el punto (coorde-nada Z).

Identificacin: Nombre o nmero que identifica al waypo-int o posicin.

Distancia de proximidad. Crculo imaginario que puededibujarse alrededor de un waypoint. La distancia de proxi-midad permite definir una zona o rea determinada entorno a un waypoint.

Smbolo.Cada waypoint puede tener un smbolo o iconoasociado en funcin de su naturaleza: cumbre, edificio,puente, collado, gasolinera, etc.

2.2. Concepto de ruta

Se define una ruta como un conjunto de waypoints que sepretenden alcanzar de forma consecutiva. Una ruta es, pues,un itinerario que permite visitar un conjunto de waypoints(fig. 6).

La ruta puede ser:

- entre dos puntos distintos, o

- teniendo el inicio y el final en el mismo punto, en cuyocaso se habla de ruta circular o circuito.

Ir a un waypointDado un waypoint marcado en el receptor G.P.S. podemosdirigirnos a l con facilidad mediante la opcin de navegacin

Ir a (Goto). El G.P.S. nos indicar:- la direccin a tomar para llegar al waypoint,

- la distancia que nos separa en todo momento del objetivo,

- el tiempo estimado en alcanzarlo con la velocidad y direc-cin tomada.


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Los aparatos G.P.S. permiten formar rutas agrupando una listade waypoints y permiten la navegacin a travs de la misma.En este caso la navegacin va informando de:

- la direccin a tomar para alcanzar cada waypoint de mane-

ra secuencial,- la distancia que nos separa de cada punto

- el tiempo necesario para situarnos sobre l.

Una vez alcanzado o sobrepasado cierto waypoint, la navega-cin nos orienta hacia el siguiente waypoint, etc.

Fig. 6

2.3. Concepto de track

Un track es un conjunto de puntos (posiciones) que se almace-nan automticamente en la memoria del G.P.S. a medida quenos vamos desplazando. (fig. 7) Cada uno de estos puntos esuna posicin de coordenadas definidas pero no es un waypointsino unpunto de track o trackpoint. A veces se habla de tracklogen lugar de track.

El track se representa sobre la pantalla del G.P.S. como untrazo de puntos que expresa el itinerario seguido.


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11. G.P.S.

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El track solo puede almacenar un nmero limitado de pun-tos o trackpoints debido a limitaciones de memoria.

El track puede ser guardado en el dispositivo como si fueseun archivo y con un nombre dado.

A diferencia de un waypoint, un punto de track posee un n-mero de datos ms limitado:

Posicin. Es el dato ms importante, definido por unalatitud y una longitud, o por dos coordenadas U.T.M. Hay

que sealar que los GPS siempre almacenan los puntos detrack en el formato latitud-longitud.

Altitud. La altitud a la que se encuentra el punto (coorde-nada Z).

Tiempo. Fecha y hora del momento en que se ha registra-do el punto.

Fig. 7

USO PRCTICO DEL APARATO RECEPTOR

En los apartados siguientes continuaremos con el estudio msprctico del receptor G.P.S. usando, a modo de ejemplo. elmodelo Garmin Etrex Legend (fig. 8).

Este equipo tendr opciones que no estarn presentes en otros

aparatos, y habr aparatos que incorporan funciones que noposee el presente G.P.S. En cualquier caso cada dispositivo poseesu propias instrucciones de manejo. La idea es comprender el


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funcionamiento general de estos aparatos y no su manejo ex-haustivo, para lo cual podremos consultar el manual corres-pondiente.

3.1. Rastreo de satlites

Al encender cualquier dispositivo G.P.S. la primera operacinque realiza es el rastreo de satlites, operacin que consiste enencontrar su posicin en el firmamento. Esta operacin puededurar varios minutos dependiendo de la mayor o menor situa-cin despejada que se disponga del cielo.

Ventana de estado

Anillo interior(Satlites en ngulode 45 en vertical)

Barras de potenciade la seal

Coordenadas y elevacin de la localizacin

Centro (Satlite en el Cnit)

Anillo exterior(Satlites en el horizonte)

Botones Men de Pginay Opciones en pantalla

Pgina de satlitecon 8 satlitesencontrados

Fig. 8

Cada satlite posee un nmero y se visualiza sobre dos crculosconcntricos que representan la bveda celeste (la proyeccinplana de una semiesfera desde su centro geomtrico) (fig. 9):

- el crculo mayor es la lnea del horizonte,

- el crculo interior expresa la visual a 45por encima delhorizonte.


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11. G.P.S.

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- El centro de ambos crculos es el cnit punto que se sitasobre nuestras cabezas.

Adems se muestran las direcciones cardinales N-E-S-W parasuministrar la orientacin de los satlites.

Cuando un satlite es encontrado:

- se muestra una barra con su nmero de satlite correspon-diente en la parrilla inferior. Esta barra indica la intensi-dad de la seal (ms larga cuanto ms fuerte es la seal).

- se muestra ms abajo nuestra localizacin en forma de co-ordenadas (geogrficas o U.T.M.)

- se muestra nuestra elevacin (altitud).

Disponer de visin abierta del cielo es fundamental para el ras-treo inicial de satlites que se realiza al conectar el aparato. Unavez se ha obtenido seal para la navegacin podremos introdu-cirnos en zonas fuertemente embarrancadas y boscosas de talmodo que podamos aspirar a mantener la cobertura propor-cionada por el sistema de satlites. Cuando se transita por estaszonas resulta muy importante llevar el receptor en la mano yalgo elevado con objeto de poder captar lo mejor posible lasseales.

3.2. Precisin de navegacin

La precisin para navegarse define como el error mximo ad-misible para la medicin actual de la posicin proporcionadapor el GPS. Cuanto menor es la precisin para navegar, conmenor margen de error obtendremos nuestra posicin.

En la actualidad los receptores GPS estn proporcionando pre-

cisiones de 4 m e incluso inferiores. Una buena seal con unaparato ordinario resulta buena por debajo de los 8-10 m.

En el proceso de arranque y localizacin de los satlites la pre-cisin va mejorando, en general, con el paso del tiempo, en lamedida que el receptor va recopilando las posiciones de lossatlites. Por esta razn, cuando aun se disponen de precisio-nes bajas, por ejemplo superiores a 25 m, no se deberan ano-tar coordenadas o marcar waypoints. Lo mismo pero en mayor

grado cabe indicar para la altitud. La determinacin de estevalor con exactitud requiere una buena precisin para navegar(convenientemente inferior a 5-6 m).


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La precisin para navegar depende de:

Visin del cielo.Es el factor ms importante. En zonasboscosas o muy embarrancadas la superficie visible de cie-lo es muy limitada por lo que en muchos casos nos debere-

mos conformar con navegar con una precisin muy limi-tada. En muchas ocasiones no es posible la navegacin tri-dimensional por lo que los valores de altitud que suminis-tra el aparato no podrn ser tenidos en cuenta. En estoscasos si se desean obtener valores de la altitud es ms apro-piado el uso del altmetro (puede calibrarse con los valoresobtenidos del GPS en un lugar de recepcin adecuada).

Altitud.Los lugares elevados dan origen a una mejor re-

cepcin y se evita en mayor medida el efecto rebote. Distribucin de satlites sintonizados. Fijndonos en la

pantalla de rastreo de satlites podemos ver como se distri-buyen stos en el firmamento. Si caminamos al pie de unasierra elevada podremos comprobar cmo no es posibledetectar satlites en ese flanco. Por ello la precisin paranavegar ser menor al encontrarnos con estas zonas quedenomino flancos ciegos. La situacin ms adecuada derecepcin se da cuando la distribucin de satlites es uni-

forme en todo nuestro entorno y no existen estos flancosciegos (fig. 10).

Fig. 10


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11. G.P.S.

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3.3. Configuracin

La configuracin del aparato G.P.S. puede realizarse desde al-guna pgina dedicada a tal efecto. En el Garmin Etrex la

pgina principal es la que se muestra en la figura 11:Desde donde podemos acceder al icono Setup (en espaol,Ajustar), que nos permite configurar el receptor.

Fig. 11

Fig. 12

Aqu (fig. 12) podemos modificar algunas opciones como lahora (Time), la pantalla (Display) o las unidades de trabajo(Units).

Esta ltima opcin units. (fig. 13) le indica al G.P.S. cmodebe expresar los resultados que muestre por lo que resulta vi-tal en el trabajo con el mismo.


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Fig. 13

Algunos aspectos que podemos modificar en esta pantalla son:

Formato de posicin. Indica en qu unidades se expresa laposicin que suministra el G.P.S. Algunas posibilidadesson:

Hdddmm.mmm - Coordenadas Geogrficas en grados y minutos.

Hdddmmss.s - Coordenadas Geogrficas en grados, minutos y segundos.

UPS UTM - Coordenadas U.T.M. (y U.P.S.).

Datos de mapa (datum).Datum empleado en la expre-sin de las coordenadas. Algunas opciones son:

European 1950 Datum European 1950 o ED50.

WGS 84 Datum WGS84.

Distancia/Velocidad. Unidades para la expresin de dis-tancias y velocidades. Algunas opciones son:

Mtrico Sistema mtrico decimal.

Altura. Unidades para la expresin de la altitud. Opcio-nes:

- Metros.- Pies.

Velocidad vertical. Unidades para la expresin de la veloci-dad vertical (velocidad de ascenso o descenso). Para elmontaero la unidad ms adecuada es el m/min.


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11. G.P.S.

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Profundidad. Unidades para la expresin de la profundi-dad.

3.4. Procesador de trayectoria

Es una ventana que suministra informacin detallada sobrenuestro trayecto (fig. 14).

Se puede seleccionar qu datos se mostrarn en esta pantallacon absoluta libertad. Podemos hacer aqu una breve descrip-cin de algunos de los parmetros ms interesantes:

Altitud.Altitud a la que nos encontramos.

Cuentakilmetros. Distancia que llevamos recorrida enkm.

Direccin.Direccin de marcha, Azimut (N, N.E., S.W.,etc.).

Rumbo. Rumbo de marcha (ngulo formado con el Nortemagntico).

Tiempo Movimiento.Tiempo en movimiento.

Tiempo Detenido.Tiempo parado.

Tiempo Total. Tiempo total invertido en el trayecto.

Velocidad. Velocidad de marcha.Velocidad media.Velocidad media de la marcha.

Fig. 14


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3.5. Navegador

La pantalla de navegacin (fig. 15) muestra, como si de unabrjula se tratase:

- qu direccin debemos tomar para llegar a nuestro objeti-vo,

- qu distancia nos separa del mismo,

- cunto tiempo se invertir en alcanzarlo.

Este modo funciona:

- fijando un waypoint como objetivo al cual encaminarse.

- siguiendo una ruta prefijada

- reproduciendo un track guardado.

El tiempo:

- Se estima, para llegar al destino, en funcin de la distanciaque nos separa del mismo y de nuestra velocidad y direc-cin de marcha.

- Se actualiza a medida que nos aproximamos o alejamos delmismo.

Nombre de destino (Waypoint) Distancia en lnearecta al destino

Flecha de orientacin

BrjulaCampos de fechaseleccionables

Tiempo al destino

3.6. Mapa

La ventana Mapa accesible desde la pantalla Mark-Waypoints(Men principal - Marca) es una forma ms visual de hacerseguimiento de la navegacin. En el Mapa aparecen todos loswaypoints que hayamos memorizado.

Si estamos navegando hacia un waypoint en la parte superioraparece:

Fig. 15


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11. G.P.S.

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- nombre,

- distancia

- tiempo estimado en alcanzarlo.

Fig. 16

La parte inferior es configurable (fig. 16) y puede mostrarparmetros como la altitud, la direccin de marcha, el giro, lahora actual, etc.

- Laposicin actual aparece como un objeto triangular orien-tado,

- La direccin a seguir aparece indicada por una lnea rectaque une esta posicin con el waypoint (fig. 16).

- La escala se representa mediante un pequeo segmento enla esquina inferior izquierda de la pantalla.

El mapa

Se puede visualizar en un conjunto amplio de escalas dis-tintas por lo que es posible hacer zoom sobre el mismomediante los dos botones situados en el lateral del aparato.

Va registrando nuestro camino en todo momento. Esta ca-racterstica se denomina Track Log y permite, por ejemplo,volver al punto de partida del itinerario.

Para seguir un trazo de un track log en el monte es intere-sante usar una escala en el mapa de 20-30 50 m.

Es posible cargar mapas en el dispositivo con localidades,carreteras, caminos, callejeros de ciudades enteras, puntos


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Escala del mapaElementos del mapa

Icono de posicin

Botones Men dePgina y Opciones

en pantalla

Ventana de estado

de inters como restaurantes, hoteles, monumentos, etc.(fig. 17). Para los modelos Garmin existe, por ejemplo, elsoftwareMapSource Metroguide .

Al hacer zoom sobre el mapa podemos observar que entorno al tringulo que muestra nuestra situacin hay uncrculo ms o menos amplio. El crculo asegura que nues-tra localizacin se halla en la regin encerrada por el crcu-

lo. El radio del mismo depender de la calidad de la recep-cin.

Fig. 17

3.7. Waypoints

Como se ha dicho, un waypoint es un punto especfico quedeseamos memorizar para poderlo incluir en un recorrido opara poder dirigirnos a l en cualquier momento.

3.7.1. Fijar waypointsExisten tres maneras de fijar un waypoint:

1. Situndonos fsicamente en l y marcando la posicinen el aparato. Para ello vamos al men principal:

- pulsamos el icono Mark (Hombrecillo colocando una

bandera) (fig. 18). Se accede ms rpidamente a estafuncin efectuando una pulsacin larga sobre el bo-tn-stick del aparato.


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11. G.P.S.

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- entramos en la pantalla de definicin del waypoint (fig.19), donde opcionalmente podemos modificar algunas delas propiedades del waypoint:

- Nombre,- Smbolo con el que se representar en el mapa,- Coordenadas de localizacin (U.T.M. o geogrficas

segn la configuracin) o la altitud.

- pulsamos el botn OK y queda memorizado el waypoint.

- El botn Mapa nos permite memorizar el waypoint y verlosobre el mapa.

- El botn Goto (Ir) permite encaminarnos hacia un waypo-int ya guardado.

Fig. 18

Fig. 19

2. Introduciendo un waypoint manualmente. Se hace comoen el caso anterior pero introduciendo las coordenadas de


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localizacin obtenidas de un mapa. Este mtodo no preci-sa situarnos fsicamente en el lugar.

3. Transfiriendo el waypoint desde el ordenador al GPSusando el cable de conexin y una aplicacin informtica

como MapSource de Garmin, OziExplorer, etc. (Ver cap-tulo 12, apartado 2.4).Es muy cmoda y no se cometenerrores en la determinacin o introduccin de las coorde-nadas pero requiere:

- un mapa georreferenciado,

- una aplicacin compatiblecon el modelo de G.P.S.

- el cable de conexin.

3.7.2. Navegar a los waypointsUna vez marcados los waypoint podemos navegar a cualquierade ellos de una forma muy sencilla:

- pulsamos en el botn Find (Buscar) del G.P.S. (situa-do en el lateral izquierdo del aparato).

- Se abre el men de bsqueda (fig. 20):

Hacemos click en la opcin waypoints, y se obtiene unnuevo men (fig. 21) donde aparecen todos los waypointsordenados alfabticamente (colocando en primer lugar losque empiezan por caracteres numricos).

- Para cada waypoint aparece su smbolo y su nombrecompleto.

- Podemos:

- desplazarnos arriba y abajo

- introducir el nombre completo o parcial del way-point que estamos buscando.

Fig. 20


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11. G.P.S.

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Seleccionar el que se desea.

- Su nombre aparecer resaltado y en la parte inferior seindicar la distancia al mismo y el rumbo a tomar.

Hacer click en la seleccin. Se obtiene la pantalla del waypo-int vista anteriormente (fig. 19).

- Hay que pulsar en el botn Goto (Ir) para iniciar lanavegacin (fig. 22).

Nombre de destino (Waypoint) Distancia en lnearecta al destino

Flecha de orientacin

BrjulaCampos de fechaseleccionables

Tiempo al destino

Para el seguimiento de la navegacinpodemos dirigirnos a lapantalla de Navegacin donde una flecha nos indicar la di-reccin a tomar. En la parte superior de la ventana aparece:

- el nombre del waypoint,- el tiempo estimado para alcanzarlo

Fig. 21

Fig. 22


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- la distancia que nos separa del mismo.

La parte inferior es configurable, es decir, se pueden elegirlos parmetros que se desean mostrar. Son interesantes:

- la altitud,- la direccin de marcha

- elgiro que indica la correccin que debemos aplicar a nuestradireccin de marcha para llegar al waypoint.Se expresa mediante un ngulo al que le sucede la letra R(right, derecha) o L (left, izquierda) para indicar en qusentido debemos aplicar la correccin.Por ejemplo, un giro de 018 L indica que debemos girar

18 a nuestra izquierda para llegar al punto. Consejo: Una manera rpida de fijar waypoints en los mode-los Garmin es manteniendo presionado el botn-stick del apa-rato durante unos segundos. Se accede as a la pantalla de crea-cin de un nuevo waypoint.

Fig. 23

3.8. Tracks

Cuando realizamos un itinerario con el GPS podemos proce-

der a memorizar todos los puntos por donde pasamos. El regis-tro resultante se llama Track o Tracklog.

3.8.1. Registrar tracksPara que el receptor GPS haga un seguimiento de este tipo quecree un tracklog:

- ir al men principal (fig. 23) y

- seleccionar la opcin Tracks.


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11. G.P.S.

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- Ponga la opcin Track Log a On (fig. 24).

A partir de este momento en la pantalla de mapa podr vercmo al desplazarse de un lugar a otro va dejando un ras-tro, que no es otra cosa que el Tracklog.

La ventana anterior (fig. 24)

- le permite guardar y cargar tracks almacenados en el apara-to.

- le indica el tanto por ciento de memoria ocupada por lostracks y,

- le indica en la parte inferior, el nmero de archivos librespara almacenar tracks. El nmero de tracks que se puedenguardar en la memoria del GPS es limitado y depende delaparato.

Ejemplo. En la figura 25se observa que el aparato:

- posee 3 tracks guardados

- que podra almacenar 7 ms.

Fig. 24

Fig. 25


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- que tiene el espacio de memoria ocupado por los tracks enun 2%.

- El botn Save (guardar) que aparece en la pantalla de Trac-ks le permite guardar el track actual para poder reprodu-

cirlo posteriormente.- El botn Clear (borrar) sirve para eliminar un track guar-

dado.

Fig. 26

3.8.2. Reproducir tracks1. Una primera posibilidad nos permite realizar un itinerario y

guardarlo en forma de Track.

2. Una segunda posibilidad es obtener el recorrido de Interneto de un amigo y cargarlo en el aparato a travs de un progra-ma como OziExplorer. (Ver captulo 12).

En cualquiera de los dos casos el Track debe encontrarse en laventana de Tracksmostrada anteriormente (fig. 21).

Nos desplazamos con el botn-stick:

- hasta el track que deseamos realizar

- y hacemos click en l.

Se nos mostrar:

- el nombre del track,

- una representacin del mismo en el mapa- la distancia que recorre (fig. 26).


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11. G.P.S.

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Fig. 28

Para reproducir el track:- pulsamos el botn Tracback.

- El siguiente paso es indicar si se quiere navegar hacia el

final del recorrido o hacia el principio (fig. 27).

Desde este momento se puede seguir el itinerario (track)

desde la ventana del Navegador (fig. 28). ste nos ir in-formando de:

- la distancia que queda al punto final del itinerario(que puede ser, en realidad, el inicio o el final delmismo, como se ha visto),

- el tiempo aproximado para cubrirlo, etc.

La flecha:

- nos guiar en el itinerario

- nos avisar incluso de la proximidad de un giro.

Fig. 27


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APNDICES

Apndice 1

Otros sistemas de posicionamiento global

Existen otros sistemas de posicionamiento global, como:

- GLONASS Global Orbiting Navigation Satellite System, de-sarrollado por el gobierno sovitico

- GNSS (Global Navigation Satellite System), es un proyectoque pretende la constitucin de una propia constelacinde satlites para uso civil.

Apndice 2Sistema G.P.S. diferencial (D.G.P.S.)

Con objeto de mejorar la precisin de los dispositivos recepto-res de G.P.S. se ha ideado un sistema denominado G.P.S. Dife-rencialo D.G.P.S. (Sistema de Posicionamiento Global Dife-rencial).

El sistema D.G.P.S. consiste en situar un sistema de radioemi-sores o radiobalizas en puntos fijos de la Tierra cuya posicinsea conocida con exactitud. Para poder usar el sistema D.G.P.S.hay que acoplar al aparato G.P.S. un receptor D.G.P.S. o recep-tor Rasant que capte estas seales de los radioemisores ubicadasen tierra.

Para entender el sistema, supongamos un receptor G.P.S. si-tuado en un punto cuya posicin exacta es S y cuya posicindada por el aparato es S. La seal S es la resultante de intro-

ducir en la posicin exacta S un error e que puede ser de cual-quier signo pero de pequeo orden.:

S = S + e

Para la radiobaliza situada en tierra se conoce su posicin exac-ta P, y se puede determinar su posicin de acuerdo con unG.P.S. situado en el lugar, P. La seal medida en la radiobalizaen el mismo instante est sujeta al mismo error, si no se hallamuy alejada del punto S. Entonces se cumple que:

P = P + e


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11. G.P.S.

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Podemos obtener la posicin exacta en el punto S, mediante ladiferencia de las dos seales. Restando miembro a miembro lasdos relaciones anteriores:

S - P = S P

Luego:

S = S + (P P)

Por lo que bastar sumar a la seal medida por el receptor G.P.S,la seal diferencial (P - P) enviada por la radiobaliza situadaen tierra, seal que es la diferencia entre su posicin exacta y ladeterminada va G.P.S.

El D.G.P.S. se est usando en navegacin martima utilizando

una red mundial de radiofaros (radiobalizas Rasant). Sin em-bargo, su aplicacin en tierra es limitado.

En la actualidad el G.P.S. diferencialva perdiendo inters conla eliminacin de la Disponibilidad Selectiva (S.A.) y el augede los sistemas de argumentacin basados en satlites.

Apndice 3

Sistemas de argumentacin basados en satlites(S.B.A.S) 2003

Los sistemas de argumentacin basados en satlites (S.B.A.S)permiten aumentar la precisin de los dispositivos G.P.S. me-diante el uso de satlites adicionales geoestacionarios y mlti-ples estaciones de referencia. El sistema es ms eficaz que elD.G.P.S., pues ste solo usa una estacin de referencia y el re-ceptor debe hallarse en las inmediaciones de la misma.

1. Las siglasW.A.A.S.son la abreviatura de Wide Area Argu-mentation System (Sistema de Argumentacin de rea Ex-tensa), y se trata del primer sistema de argumentacin dis-ponible basado en satlites. Se trata de un sistema que per-mite mejorar la precisin de los aparatos G.P.S. a 10 m eincluso menos (entre 4 y 2 m).

- El sistema W.A.A.S se basa en 25 estaciones de referenciasituadas en E.E.U.U con una distancia de unas 500 millas

entre las mismas. Cada estacin de referencia hace segui-miento a los satlites que le son visibles en un momentodado. Como se hallan en una posicin fija y determinada,


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pueden calcular el error de posicionamiento para cada co-ordenada:

e= P P

Donde P es la posicin exacta de la estacin y P la sumi-nistrada por los satlites. Las correcciones introducidas per-miten compensar efectos como el error cometido por elpaso de las ondas por la ionosfera, los errores en la hora delos satlites, etc.

Los datos se transmiten desde cada estacin de referencia ala central de W.A.A.S, tambin denominada central mas-ter o W.M.S, que los analiza y obtiene un mapa de co-rrecciones para los E.E.U.U.

- Finalmente la central W.A.A.S enva a un satlite geoesta-cionario (llamado satlite W.A.A.S) esta informacin al re-ceptor G.P.S. que pueda sintonizar con el referido satlite.

El satlite W.A.A.S. se diferencia de los de la constelacinen que es geoestacionario, o sea, que no cambia su posi-cin en el espacio, situndose siempre sobre el mismo puntode la tierra.

Los satlites W.A.A.S son como bases de datos que contie-nen la informacin relativa a todos los satlites y que pue-den difundirla a los dispositivos receptores G.P.S. para me-

jorar su precisin.

2. Otros sistemas que proporcionan el mismo servicio que elW.A.A.S. estadounidendse y que son compatibles con aqul,son:


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11. G.P.S.

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- EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Ser-vice) en Europa

- MSAS en Japn.

La compatibilidad implica que un receptor que es capaz desintonizar con un satlite W.A.A.S en E.E.U.U. lo puede hacercon un satlite EGNOS en Europa, y viceversa.

Trabajar con el sistema W.A.A.S, exige que el receptor G.P.S.debe estar preparado para ello. Hay que tener en cuenta que sededican exclusivamente uno o dos canales del aparato para sin-tonizar con el satlite W.A.A.S, por lo que en un dispositivo de12 canales, tan slo 10 podrn ser utilizados para sintonizarcon los satlites convencionales de la constelacin. Esto no su-

pone ninguna prdida si se tiene en cuenta que rara vez podre-mos llegar a sintonizar con 10 satlites simultneamente. Ade-ms los satlites W.A.A.S pueden servir tambin como satlitesconvencionales pues envan tambin informacin de posicin(cdigo SPS).

cartografia, orientacion y gps

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