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Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura – U.N.N.E.

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Trabajo Final de Agrimensura - 2008

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PROLOGO

En la actualidad vivimos sumergidos en un mundo altamente tecnológico

que nos sorprende día a día con elementos y herramientas que hacen cada vez

más sencillas las tareas cotidianas de la vida. Tanto en el trabajo, como en el ocio y

en el hogar; se hace indispensable el uso de tecnologías que hasta unos años atrás

no lo eran.

Existe una gran cantidad de ejemplos que dan prueba de esta realidad, uno

de ellos es el Sistema GPS, que por estos días está totalmente arraigado en las

sociedades del mundo. Con su inmensa cantidad de aplicaciones y ventajas resulta

imprescindible. El uso civil no profesional es muy variado y va desde el

implemento a cualquier tipo de vehículo o transporte hasta el uso en teléfonos

celulares.

En el terreno profesional genera un cúmulo de ventajas que significan

mucho ahorro de tiempo y dinero, lo que obviamente se traduce en beneficios. Se

aplica en obras de ingeniería, relevamientos, etc.

Una opción o variante de uso o aplicación del sistema GPS, consiste en la

colocación estratégica de estaciones fijas o permanentes en un determinado lugar

con el fin de ofrecer sus servicios a usuarios, en un radio de aproximadamente 200

kilómetros.

Este tipo de servicios de estaciones GPS permanentes, puede significar un

gran ahorro para los usuarios profesionales de la agrimensura, por ejemplo.

Ya que estando dentro de la zona de influencia, sólo se necesitaría contar

con un solo equipo GPS para la realización de mediciones de gran precisión.

Recordemos que para hacer mediciones diferenciales (que requieran

precisión), se debe contar con un aparato GPS como base (fijo) y otro como

móvil. Es decir, que si estamos en la zona de influencia de una EP, sólo

necesitaremos contar con un equipo (móvil), ya que la EP será nuestra base para

ejecutar las mediciones.

Aquí radica la gran importancia que supone el sistema GPS y las EP.

Por ello, y por considerar una gran oportunidad para realizar una

experiencia, en un tema de gran actualidad; nos propusimos realizar un trabajo

que implique usar este sistema.

Básicamente decidimos realizar un trabajo de mediciones con base y móvil

propios, y también utilizando los servicios de una Estación GPS Permanente. Con

la finalidad de analizarlos y compararlos posteriormente.

Pensamos, que ello nos permitirá sumergirnos y explotar ricos

conocimientos, con todo lo que ello significa.

Además nos permitimos desarrollar contenidos teóricos, de los distintos tipos

de mediciones, conceptos en general, instructivos, fórmulas, etc. Tratando de

generar y de englobar un trabajo final que nos sirva como experiencia y como

material didáctico, a nosotros y a otras personas interesadas en el tema.


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INDICE

I – OBJETIVOS PRINCIPALES .…………………………………………...………. 5

II – INTRODUCCION

1. Sistema de Posicionamiento Global …………......................................................... 6

2. Historia ……………………………………………………………………………. 6

3. Composición del Sistema GPS ……………………………………………………. 7

4. Señal del satélite …………………………………………………………………... 8

III – GPS DIFERENCIAL UTILIZANDO CODIGO (C/A)

1. Métodos de Posicionamiento ……………………………………………………... 9

1.1. Posicionamiento absoluto ………………………………………………. 9

1.2. Posicionamiento diferencial …………………………………………… 10

IV – GPS DIFERENCIAL UTILIZANDO FASES DE LAS ONDAS PORTADORAS

1. Observables ……………………………………………………………………… 12

2. Refracción atmosférica ………………………………………………………….. 13

3. Posicionamiento Relativo Estático ……………………………………………… 14

3.1. Diferencias de fase …………………………………………………….. 14

3.1.1. Simples diferencias ………………………………………….. 14

3.1.2. Dobles diferencias ………………………………………….... 16

3.1.3. Triples diferencias …………………………………………… 18

3.2. Resolución de ambigüedades ………………………………………….. 20

4. Posicionamiento Relativo Dinámico ……………………………………………. 20

5. Precisiones ………………………………………………………………………. 21

5.1. Posicionamiento estático ……………………………………………… 21

5.2. Posicionamiento dinámico ……………………………………………. 22

6. Obtención de las coordenadas en tiempo diferido o real ……………………….. 22

7. Georreferenciación ……………………………………………………………… 23

V – ESTACIONES GPS PERMANENTES

1. Comienzos en nuestro país ……………………………………………………… 24

2. Características …………………………………………………………………... 24

3. Situación en la Provincia de Corrientes ………………………………………… 27


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VI – DESARROLLO DEL METODO DE TRABAJO EN MODO DIFERENCIAL

GPS UTILIZANDO LOS SERVICIOS DE LA ESTACION PERMANENTE “MECO”

1. Descripción del procedimiento para medición de vectores GPS con el método

diferencial (post proceso) en Estaciones Permanentes ……………………………. 28

1.1. Trabajo de campaña …………………………………………………... 28

1.1.1. Antecedentes Catastrales …………………………………… 28

1.1.2. Descripción del trabajo de campaña ………………………... 29

1.1.3. Equipos utilizados ………………………………………….. 40

1.2. Trabajo de gabinete …………………………………………………... 40

1.2.1. Bajada de datos (del aparato y de la web) ………………….. 40

1.2.2. Proceso de descomp. de archivos y conversión a RINEX …. 41

1.2.3. Procesamiento de datos …………………………………….. 42

2. Valores obtenidos en el procesamiento y cuadros comparativos ……………… 43

2.1. Comparación de los valores de coordenadas de puntos medidos utilizando

“Meco” y los valores de coordenadas de esos puntos según monografía ………… 43

2.2. Comparación de las longitudes obtenidas entre dos puntos: midiendo con

base-móvil, con Meco y con las calculadas en base a las coordenadas de los PF de la

Red Catastral ……………………………………………………………………… 44

2.3. Cotejo y verificación de las dimensiones lineales según las tolerancias

exigidas por Catastro de Corrientes (Decreto 2283/68) ……………………..…… 46

2.4. Conclusiones de las mediciones ……………………………………... 47

3. Planos de las cuatro Redes Catastrales y plano del trabajo final ……………… 48

VII – GLOSARIO DE TERMINOS GPS ……………………………….……….. 49

VIII – BIBLIOGRAFIA ……………………………………………….…………. 63


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I - OBJETIVOS PRINCIPALES

A continuación se describen los objetivos que nos planteamos para la realización de

nuestro trabajo final:

Descripción del instructivo y del procedimiento a seguir para un trabajo de medición

de vectores con GPS empleando como base una estación permanente.

Comparación de las precisiones obtenidas entre ambos métodos de medición.

Conclusiones.

Comparación entre las coordenadas de los puntos fijos (de la Redes catastrales), y

las coordenadas que obtuvimos en las mediciones de campaña con GPS, de esos

mismos puntos.

Cotejo y verificación de los errores en las mediciones lineales con las tolerancias

exigidas por la Dirección General de Catastro para trabajos de mensura en la

provincia de Corrientes.

Conclusiones de la experiencia dando a conocer los comportamientos de los

resultados obtenidos para distancias variables utilizando un equipo GPS Geodésico

de simple frecuencia.


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II – INTRODUCCION

1. Sistema de posicionamiento global

El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global es

un Sistema Global de Navegación por Satélite que permite determinar en todo el mundo

la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una aeronave, con una precisión

hasta de centímetros, usando GPS diferencial, aunque lo habitual son unos pocos

metros. Aunque su invención se atribuye a los gobiernos francés y belga, el sistema fue

desarrollado e instalado, y actualmente es operado, por el Departamento de Defensa de

los Estados Unidos.

El GPS funciona mediante una red de 27 satélites (24 operativos y 3 de

respaldo) en órbita sobre el globo, a 20.200 km., con trayectorias sincronizadas para

cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando se desea determinar la posición, el

receptor que se utiliza para ello localiza automáticamente como mínimo tres satélites de

la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada uno de

ellos. En base a estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso

de las señales; es decir, la distancia al satélite. Por "triangulación" calcula la posición en

que éste se encuentra. La triangulación en el caso del GPS, a diferencia del caso 2-D

que consiste en averiguar el ángulo respecto de puntos conocidos, se basa en determinar

la distancia de cada satélite respecto al punto de medición. Conocidas las distancias, se

determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres satélites. Conociendo

además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, así se

obtiene la posición absoluta (coordenadas reales del punto de medición).

2. Historia

En 1957 la Unión Soviética lanzó al espacio el satélite Sputnik I, que era

monitorizado mediante la observación del Efecto Doppler de la señal que transmitía.

Debido a este hecho, se comenzó a pensar que, de igual modo, la posición de un

observador podría ser establecida mediante el estudio de la frecuencia Doppler de una

señal transmitida por un satélite cuya órbita estuviera determinada con precisión.

La marina estadounidense rápidamente aplicó esta tecnología, para proveer a los

sistemas de navegación de sus flotas de observaciones de posiciones actualizadas y

precisas. Así surgió el sistema TRANSIT, que quedó operativo en 1964, y hacia 1967

estuvo disponible, además, para uso comercial.

Las actualizaciones de posición, en ese entonces, se encontraban disponibles

cada 40 minutos y el observador debía permanecer casi estático para poder obtener

información adecuada.

Posteriormente, en esa misma década y gracias al desarrollo de los relojes

atómicos, se diseñó una constelación de satélites, portando cada uno de ellos uno de

estos relojes y estando todos sincronizados con base a una referencia de tiempo

determinada.

En 1973 se combinaron los programas de la Marina Estadounidense y el de la

USAF (United States Air Force).

Entre 1978 y 1985 se desarrollaron y lanzaron once satélites prototipo

experimentales NAVSTAR, a los que siguieron otras generaciones de satélites, hasta

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Global_de_Navegaci%C3%B3n_por_Sat%C3%A9lite

http://es.wikipedia.org/wiki/Departamento_de_Defensa_de_los_Estados_Unidos



http://es.wikipedia.org/wiki/Sat%C3%A9lite_artificial

http://es.wikipedia.org/wiki/Tierra

http://es.wikipedia.org/wiki/Triangulaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/1957

http://es.wikipedia.org/wiki/Uni%C3%B3n_Sovi%C3%A9tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Sputnik_I

http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Doppler

http://es.wikipedia.org/wiki/Armada_de_los_Estados_Unidos

http://es.wikipedia.org/wiki/TRANSIT




http://es.wikipedia.org/wiki/USAF




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completar la constelación actual, a la que se declaró con «capacidad operacional inicial»

en diciembre de 1993 y con «capacidad operacional total» en abril de 1995.

En 1994, este país ofreció el servicio normalizado de determinación de la

posición para apoyar las necesidades de la OACI (Organización de Aviación Civil

Internacional), y ésta acepto el ofrecimiento.

3. Composición del Sistema GPS

El Sistema GPS esta conformado por tres segmentos:

● Segmento Espacial

● Segmento de Control

● Segmento Usuario

3.1. Segmento Espacial: Básicamente está

constituido por una constelación de 24 satélites,

los cuales se ubican en seis orbitas planas casi

circulares (4 satélites por órbita), con una

inclinación de 55° respecto al plano del Ecuador y

están a unos 20.200 km. de altura. Además hay

satélites desactivados en órbita, disponibles como

reserva.

Constelación NAVSTAR.

3.2. Segmento de Control: Existen unas 5 estaciones de control oficiales, las cuales

están regularmente distribuidas.

Reciben continuamente las señales de los satélites en las dos frecuencias,

obteniendo la información necesaria para establecer con gran precisión las órbitas de

todos los satélites.

Todos los datos se envían a la Central donde se procesan y calculan las

efemérides, estado de los relojes y toda la información que luego se transmite y

almacena en la memoria de cada satélite para su radiodifusión.

Estaciones de

Control.

3.3. Segmento Usuario: Son los instrumentos utilizados para hallar coordenadas de un

punto, hacer navegación, etc.




http://es.wikipedia.org/wiki/OACI


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El equipo esencial está formado por antena y receptor. A ello debemos

agregarle los sistemas informáticos, los softwares específicos, y los sistemas de

comunicaciones.

La antena va unida directamente o por cable al receptor. Las coordenadas

halladas corresponden al centro radioeléctrico de la misma. La antena, considerada

como conjunto, consta siempre del elemento físico antena receptora, un pre-

amplificador y a veces, trípode o bastón de estacionamiento.

El receptor consta, generalmente de una sección de recepción de

radiofrecuencias (normalmente con diferentes canales para distintos satélites), un

procesador interno con su correspondiente soporte lógico software, una unidad de

memoria con soporte sólido o magnético, teclado de control, pantalla de comunicación,

conectores y salidas, y una fuente de alimentación externa o con dos tomas de

alimentación exterior para poder conmutar de una unidad de alimentación a otra sin

interrumpir el funcionamiento del receptor.

Cada receptor tiene sus características propias,

y no siempre poseen todos los elementos antes

mencionados, por ejemplo, determinados

modelos no traen pantalla de comunicación.

Para hacer todas las labores descritas

en la etapa receptora, son precisas frecuencias

de referencia, obtenidas a partir del reloj

oscilador del receptor.

A su vez existen tres tipos de

receptores:

● Navegadores

● Topográficos

● Geodésicos

Receptor Geodésico.

4. Señal del satélite

Hay una frecuencia fundamental, generada por el oscilador del satélite, de ella se

derivan todas las demás frecuencias que el satélite utiliza para emitir. Se emiten dos

ondas portadoras, llamadas L1 y L2; sobre una de ellas, L1, se monta la modulación

correspondiente al Código C/A.

En el gráfico se intenta esquematizar, de alguna manera, el tipo de señal que

emiten los satélites y sus componentes.


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III – GPS DIFERENCIAL UTILIZANDO CODIGO (C/A)

1. Métodos de Posicionamiento GPS

1.1. Posicionamiento absoluto: Cuando hablamos de posicionamiento absoluto nos

referimos al caso de un solo receptor operando en modo autónomo, es decir, la función

típica de navegación, calculando las coordenadas del receptor sobre la superficie

terrestre en base a las mediciones de distancia que realiza a los satélites visibles (o a los

posibles en función del número de canales del receptor) y mostrando estas coordenadas,

sin ningún tipo de corrección, en el display del receptor (con el intervalo de

actualización que hemos fijado, 1 seg. p. ej.).

Podemos distinguir dos modos de operación: estático y móvil.

El modo estático significa que el receptor permanece estacionado sobre el punto

del que se quieren conocer las coordenadas durante un intervalo de tiempo, que puede

ser de 1 a 5 minutos, si este receptor se encuentra calculando posiciones (coordenadas)

cada 1 seg. por ej., tendremos, para la solución en 3 dimensiones, un sistema de 4

ecuaciones con 4 incógnitas por cada un segundo, (si se observaran más de 4 satélites,

tendremos sobreabundancia de observaciones).

La posición final, coordenadas del punto estación, corresponde al promedio de

todas las posiciones calculadas cada un segundo.

El modo móvil, está relacionado con el uso del receptor en movimiento, en este

caso tendremos, calculando posiciones cada 1 seg., soluciones instantáneas en tres

dimensiones cada un segundo, que no corresponden al mismo punto (el receptor se está

moviendo).

Tendremos formado un sistema de 4 ecuaciones con 4 incógnitas cada un

segundo (y sobreabundancia si se observan mas de 4 satélites), que nos dará las


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coordenadas del punto en que se ubica el receptor a cada instante, siendo esta la

solución típica de navegación, una posición final por segundo, de modo que esta

sucesión de puntos nos describen la trayectoria seguida por el receptor.

Con estos métodos de operación la precisión general alcanzable en las

coordenadas de los puntos, como lo mencionamos anteriormente, será mejor que 10m

en horizontal y 15m en vertical, generalmente.

1.2. Posicionamiento Diferencial: Ahora bien, si retomamos la experiencia y en vez de

un receptor, colocáramos dos receptores no muy alejados entre sí (digamos 10 km. p.

ej.), que observan los mismos satélites, obtendremos que las gráficas de las

distribuciones de las posiciones horizontales calculadas por cada uno resultan muy

similares.

Este es el principio de la técnica de Corrección Diferencial.

Los errores en el satélite (reloj, órbita) y en la propagación de la señal (ionosfera

y troposfera), afectan de manera similar a dos estaciones no muy alejadas entre sí, que

utilizan los mismos satélites.

Y esto es así porque la distancia entre los receptores sobre la superficie terrestre

resulta muy pequeña comparada con la distancia a la que están los satélites (ver figura,

en la que están dibujados a escala uniforme el radio terrestre, la separación entre

estaciones y la distancia a los satélites), inclusive si los receptores se encuentran

exageradamente separados (500 km.), la porción de atmósfera que atraviesan las señales

del mismo satélite es prácticamente la misma.


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La técnica de corrección diferencial hace uso de estas características para

eliminar las influencias de estos errores en el cálculo de las posiciones de la segunda

estación (remota) a partir de conocerlos en una primera estación (base).

De modo que, si para cada posición calculada por la estación base, asignamos un

vector error y luego lo aplicamos, cambiado de signo, a la posición calculada en la

estación remota, tendremos las posiciones corregidas.

La aplicación de estas técnicas de corrección diferencial nos conducen al

fundamento del Posicionamiento Relativo, es decir, la utilización simultánea de dos o

mas receptores, tomando datos al mismo tiempo (con el mismo intervalo de grabación,

por ej. cada 1 seg.), uno, que estará ubicado sobre un punto de coordenadas conocidas,

será el receptor base y el otro (o los otros) será el receptor remoto y se ubicará en los

puntos que nos interesa relevar, o sea, conocer sus coordenadas.

Las coordenadas de los puntos relevados se obtendrán finalmente con una

exactitud que depende, no solo de los errores en cálculo del vector, como vimos hasta

ahora, sino que también de la exactitud con que se conozcan las coordenadas de la

estación de referencia, ya que al georreferenciar puntos de esta forma, trasladamos

cualquier incertidumbre en las coordenadas del sitio del receptor base, a los puntos que

se relevan con el receptor remoto, por lo tanto, para ser coherentes con la precisión del

método, las coordenadas del receptor base deben tener una mejor precisión que la propia

del método de medición utilizado; por ejemplo, de alguna vinculación a las redes

existentes.

De esta manera, y análogamente al posicionamiento absoluto, encontramos dos

modos de operación: estático y móvil.

En el modo estático, el receptor remoto es estacionado 1 a 5 minutos sobre el

punto que nos interesa relevar, haciendo mediciones de distancias a los satélites y/o

calculando posiciones, almacenando estos datos en su memoria interna. Al cabo del

relevamiento de todos los puntos que interesan, se bajan los datos del receptor base y

del remoto a una computadora para realizar el post-procesamiento de las mediciones de

ambos y aplicar algún método de corrección diferencial.

Con las posiciones corregidas del receptor remoto se efectúa un promedio y ésta

será la posición final correspondiente a cada punto relevado.

Como en todo posicionamiento estático, es importante, ya que podemos

manejarlo, trabajar con un PDOP bajo.

En el modo móvil, el receptor remoto está en movimiento, calculando y

almacenando distancias y/o posiciones en su memoria interna.

Luego de terminado el trayecto a medir, se bajan los datos y se efectúa el post-

procesamiento, aplicando corrección diferencial (posición o distancias), y así obtener

corregida cada posición instantánea, la gráfica de estas posiciones instantáneas

constituirá la solución final, es decir la trayectoria del receptor remoto.

Estas dos alternativas también pueden aplicarse en tiempo real, contando con el

equipamiento adecuado.

Las precisiones que caracterizan las mediciones con GPS en modo diferencial,

en función de la distancia entre las estaciones, pueden verse en el cuadro que se adjunta

al respecto, debe aclararse que en la actualidad y debido a las mejoras en los receptores

y software de post-procesamiento, los resultados que se obtienen pueden mejorar en

algunos casos.


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IV – GPS DIFERENCIAL UTILIZANDO FASES DE LAS

ONDAS PORTADORAS

1. Observables

Estos observables, a diferencia de los anteriores se definirán en el dominio del

espacio.

Para ello supondremos entonces que el emisor esta inmóvil y que la onda esta

congelada en el instante “t” de medición y extendida entre el satélite y el receptor.

La medición de la fase de la onda portadora, una vez reconstruida la señal, es

decir, eliminadas las modulaciones, se hace con avanzadas técnicas de electrónica. A los

fines geodésicos solo es necesario entender su significado geométrico, para lo cual se

empezará por un enfoque lo mas puro posible, todavía sin tener en cuenta las

“realidades” del “medir” que serán vistas posteriormente como características de las

observaciones.

Si bien el observable fase es la resultante de comparar la fase de la onda que

llega al receptor proveniente del satélite con la fase de la onda generada en el receptor,

en el instante t:

Фmedida = Фllega al receptor – Фcomp en el receptor

Es decir:

Фmed (t) = Фllega (t) – Фcomp (t)

Consideraremos como observable fase a:

Φllega (t)

La onda continua, extendida entre el emisor y el receptor en el instante t y

expresada en el dominio del espacio, es:


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donde N es una cantidad entera de ciclos desconocida y llamada ambigüedad porque

representa los N parámetros (distancias) que satisfacen la siguiente relación

(comprobable en el grafico anterior):

Фllega (t) – Фmisma que en sat (t) = ρ/λ – N

y que pasada en limpio es para nosotros la ecuación de observación:

Фllega (t) = Фen sat (t) + ρ/λ – N

donde:

ρ: distancia satélite-receptor, es el parámetro desconocido

Ф llega (t): observable susceptible de medir

Ф en sat.(t): se conoce su valor nominal desde la fción. generadora de la onda.

N: desconocida

λ: constante, se conoce su valor nominal al conocer la frecuencia de la onda.

2. Refracción atmosférica

La mayor parte de las frecuencias que componen el espectro electromagnético y

que ingresan del espacio exterior a la tierra, sufren un efecto de absorción por la

atmósfera terrestre a diferentes alturas.

O sea que al diseñar un sistema geodésico espacial debe tenerse en cuenta las

ventanas atmosféricas al momento de decidir el tipo de ondas que se usará para realizar

observaciones.

Pero así y todo, aparece otro efecto importante en el comportamiento de una

onda al atravesar la atmósfera y es la dispersión.

El efecto de dispersión es causado por la interacción entre el campo

eléctricamente cargado del medio y el campo electromagnético de la onda que lo

atraviesa.

En un grupo generado por la superposición de ondas con diferentes frecuencias,

y si el medio es dispersivo, cada una de aquellas tendrá distintas velocidades de

dispersión.

El resultado de esa mezcla de velocidades es la velocidad de grupo que es

realmente la velocidad con que se propaga la energía y finalmente la información.


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Cada una de las ondas que conforman ese grupo, se propaga individualmente

con su velocidad de fase.

Por eso es importante destacar que la atmósfera puede actuar o no como un

medio dispersivo, dependiendo de la onda que se trate y de la capa atmosférica que la

onda atraviese.

3. Posicionamiento relativo estático

El posicionamiento relativo estático consiste en determinar las coordenadas de

un punto incógnita utilizando para ello las coordenadas de otro punto denominado base

que permanece fijo. Para ello se deben realizar observaciones simultáneas a los mismos

satélites desde ambos puntos durante un periodo de tiempo.

Suponiendo que el punto A es el punto base y el B es el punto incógnita, el

resultado final que se desea obtener en posicionamiento relativo son las componentes

del vector entre ambos puntos, es decir:

3.1. Diferencias de fase: Asumiendo entonces que se realizan observaciones

simultaneas en dos puntos A y B a dos satélites j y k, se pueden formar nuevas

ecuaciones como combinación lineal de las anteriores. A estas combinaciones lineales

se las denomina de simples diferencias, dobles diferencias y triples diferencias de fase.

Los errores sistemáticos incluidos en la ecuación de observación original

presentan una fuerte correlación con las señales recibidas simultáneamente por

diferentes receptores desde distintos satélites. La utilización de las ecuaciones de

diferencias de fases mencionadas anteriormente utilizan estas correlaciones con el fin de

lograr un aumento en las precisiones, posibilitando en algunos casos la eliminación y en

otros la reducción de dichos efectos.

3.1.1. Simples diferencias: Se consideran dos receptores RA y RB ubicados

respectivamente en los puntos A y B los que en la época t reciben la señal proveniente

de un satélite j (ver figura).


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La ecuación de observación para el punto A será:

Restando miembro a miembro ambas ecuaciones se obtiene:

En forma simplificada la expresión final de la ecuación correspondiente a las

simples diferencias se escribe:


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Comparando está ultima ecuación con la correspondiente a la ecuación de simple

fase, se observa que se han cancelado los efectos de los errores asociados al reloj del

satélite, ya que dos receptores rastrean al mismo satélite en el mismo instante. No

obstante todavía subsiste un mayor número de incógnitas que de ecuaciones.

Las simples diferencias de fase también posibilitan una importante reducción de

los errores orbitales y por refracción atmosférica (troposfera e ionosfera). En casos en

que la distancia entre los receptores es pequeña en comparación con los 20000 km. de

altura de los satélites, los efectos causados de los errores mencionados serán muy

próximos y por lo tanto el término ΔAABj(t) será muy pequeño. El valor del término será

función de la separación entre receptores.

Para aplicaciones estáticas precisas, la desventaja de utilizar simples diferencias

es que el término correspondiente al reloj del satélite todavía está presente. Por lo tanto

el número de ecuaciones presentes en el procesamiento con simples diferencias será:

● 3 coordenadas

● nj ambigüedades (donde nj es el número de satélites)

● nt reloj receptor (donde nt es el número de épocas para cada receptor)

Considerando 4 satélites observados durante 1 hora con un intervalo de 15

segundos, resultarán 3 + 4 + 240 = 247 incógnitas, lo que implica un sistema de

ecuaciones normales muy grande. Esto puede reducirse modelizando el reloj del

receptor (por ej.: modelo polinómico).

El número de ecuaciones de simples diferencias resultantes será, para el mismo

ejemplo, 4 x 240 = 960

3.1.2. Dobles diferencias: Aplicamos la ecuación de simples diferencias

correspondientes a los puntos A y B, y a dos satélites j y k (ver figura).


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La ecuación de simples diferencias para el satélite j será:

La diferencia de ambas ecuaciones utilizando además la notación abreviada

proporcionará la ecuación correspondiente de dobles diferencias:


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En este modelo se observa claramente que se han removido los errores

provenientes de los relojes del satélite y del receptor.

Teniendo en cuenta que este modelo se construye a partir de simples diferencias

de fase, se concluye que además ya se han reducido los efectos causados por la

refracción atmosférica y los errores de los parámetros orbitales.

Para líneas de bases pequeñas (p. ej. < 25 km.), los errores son virtualmente

eliminados.

El número de incógnitas en el procesamiento de dobles diferencias es:

● 3 coordenadas

● nj ambigüedades

Si por ejemplo se observan 4 satélites durante una hora con intervalo de 15

segundos se obtendrá 4 + 3 = 7 incógnitas.

El número de ecuaciones será: 4 x 240 = 960

3.1.3. Triples diferencias: Hasta ahora sólo se ha considerado una época t. Para

eliminar la ambigüedad, que es independiente del tiempo, Remondi (1984) propuso

diferenciar las dobles diferencias entre dos épocas t1 y t2 (ver figura).


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La ecuación de dobles diferencias para la época t1:

La que corresponde a la época t2:

Haciendo la diferencia de ambas ecuaciones se obtendrá la ecuación de triples

diferencias:

donde:

Se puede observar que el modelo de triples diferencias se encuentra exento de

ambigüedad, así como también la reducción de los errores producidos por la atmósfera y

de los parámetros orbitales. La única información que queda en este modelo es la

relativa a las posiciones de los satélites y de los receptores.

Generalmente este procesamiento es menos preciso que el de dobles diferencias

(incrementa el ruido de la medición).

Las incógnitas en el procesamiento por triples diferencias serán entonces solo las

3 coordenadas.

El número de ecuaciones para el ejemplo ya mencionado será 4 x 240 = 960.

Después de haber desarrollado los modelos matemáticos de los algoritmos de

fases simples, simples diferencias, dobles diferencias y triples diferencias se puede decir

que las sucesivas diferencias contribuyen de dos maneras a la solución: reduciendo el

número de incógnitas de la ecuación de observación original y eliminando o


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minimizando los efectos de los errores sistemáticos. Pero crean la dificultad de

aumentar las correlaciones.

En las simples diferencias de fase hay que abordar el problema de invertir una

matriz de gran tamaño originada por las numerosas incógnitas de tiempo (una por

época).

En general se utiliza este método para obtener coordenadas siempre y cuando se

cuenten con buenos valores a priori de las correcciones del reloj local y del satélite, y

pueda aprovecharse la naturaleza entera de N.

En cuanto a los algoritmos de las ecuaciones de dobles y triples diferencias son

más simples que las correspondientes a simples diferencias ya que disminuyen

drásticamente la cantidad de incógnitas. Por otro lado tienen el inconveniente que

aumentan las correlaciones de las observaciones.

En particular las triples diferencias proveen una solución rápida de las

coordenadas, pero con fuertes problemas de correlación lo que hace disminuir la

precisión de los resultados. En particular esta solución es utilizada como dato de entrada

en los otros métodos.

Los paquetes de software comerciales para procesamiento relativo generalmente

utilizan las dobles diferencias de fases que normalmente permiten obtener soluciones

fijas (ambigüedades enteras) cuando los vectores no son largos.

3.2. Resolución de ambigüedades: En resumen, se puede decir que cuando se utiliza el

observable fase la precisión que se puede lograr es mucho mayor que la que se logra con

el uso de códigos pero aparece el problema de las ambigüedades cuya resolución

requerirá de tiempos de observación mucho más prolongados y de procedimientos de

medición y de cálculo considerablemente más complejos.

Es importante en este punto tener en cuenta que la ambigüedad inicial inherente

a la medición con fase es un número entero y depende del par receptor-satélite. No

habrá dependencia del tiempo siempre que no haya pérdida de señal durante la sesión.

4. Posicionamiento relativo dinámico

Las técnicas de posicionamiento estáticas se utilizan frecuentemente debido a

que permiten alcanzar las máximas precisiones. Pero actualmente, también, han

adquirido gran importancia los denominados métodos de medición cinemáticos o

dinámicos en los cuales mientras el receptor base se mantiene fijo, el receptor remoto se

desplaza rápidamente de un punto a otro. Esta modalidad de posicionamiento se

caracteriza por una productividad muy superior a la de los métodos estáticos

permitiendo lograr además precisiones aceptables para una gran cantidad de

aplicaciones.

Uno de estos métodos es el denominado stop and go, cuyo objetivo es la

determinación de coordenadas de puntos discretos con gran rapidez. Un receptor se

estaciona en la base mientras que el otro se va trasladando de punto en punto con la

particularidad de que se detiene en cada punto durante un tiempo muy breve (segundos

o a lo sumo algunos minutos). Para que este método resulte exitoso se tienen que

cumplir dos condiciones:

a) Se deben calcular las ambigüedades antes de comenzar el movimiento. Esto

se puede lograr, por ejemplo, mediante una determinación estática ordinaria.


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20

b) Sin apagar el receptor, se deben mantener las señales sin perdidas de ciclos.

Esto permitirá trasladar las ambigüedades iniciales a los puntos sucesivos.

Se recuerda que cuando se utilizan las dobles diferencias de fase las incógnitas

presentes son las ambigüedades iniciales y las coordenadas del receptor remoto, por lo

tanto si previamente se resuelven las ambigüedades el cálculo de las coordenadas será

inmediato (similar al caso de código).

Otro de los métodos es el cinemático puro, que tiene como objetivo el

relevamiento de una línea en forma continua, como por ejemplo el perímetro de una

isla, o la traza de una ruta e incluso en aplicaciones aéreas y marítimas. En este caso

también se debe mantener la recepción continua de la señal, luego de determinar las

ambigüedades iniciales.

La aplicabilidad de ambos métodos está limitada por la existencia de obstáculos

como túneles, densa arboleda, puentes, etc., ya que producen cortes en las señales

recibidas y por lo tanto se pierden las ambigüedades iniciales, siendo necesario en estos

casos volver a determinarlas.

Dentro de los métodos dinámicos el mas potente en la actualidad, es sin duda, el

denominado OTF (on the fly) o de resolución de ambigüedades en movimiento.

Este método ha surgido como consecuencia del gran avance que en los últimos

tiempos han experimentado las técnicas de procesamiento dinámico. Esta técnica,

originalmente fue aplicada exclusivamente a cálculos de alta precisión a partir de datos

obtenidos de receptores de doble frecuencia y código P.

La principal diferencia con los métodos de procesamiento tradicionales estriba

en que el método OTF utiliza el denominado filtro de Kalman. El filtro de Kalman

permite estimar posiciones con precisión creciente, mientras el receptor está en

movimiento, hasta que la precisión lograda es tal que permite calcular las ambigüedades

y de esa manera poder computar las coordenadas definitivas. El tiempo necesario para

lograr determinar las ambigüedades se denomina tiempo de refinamiento o de

convergencia.

Cuando el procesamiento se realiza con datos provenientes de receptores

L1/L2/P, se obtienen los mayores rendimientos, ya que ante eventuales perdidas de

ciclos es posible recuperar las ambigüedades rápidamente. Por ejemplo, para una base

corta es posible fijarlas en menos de 2 minutos.

El método OTF también es aplicable a datos provenientes de receptores L1. El

inconveniente que tienen es que los tiempos de refinamiento son mucho mayores. En

estos casos se logra determinar ambigüedades en un tiempo 10 veces mayor que con

L1/L2/P.

5. Precisiones

5.1. Posicionamiento estático: Según se ha señalado, al utilizar como observable la

fase de la portadora, un ciclo o fase completa equivale a una longitud de onda, que en

GPS es de 19,05 cm. (L1) o de 24,45 cm. (L2). La tecnología hoy disponible, cuando

mide el observable de fase, está en condiciones de apreciar la centésima parte de la fase

completa, esto significa que si se dispusieran de métodos de observación y cálculo

adecuados para eliminar todas las otras fuentes de error que influyen en la medición se

podría llegar a determinar la distancia satélite-receptor con una precisión del orden de

los 2 mm.


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Lo planteado en el párrafo anterior responde a una situación ideal, ya que es

imposible eliminar totalmente la influencia de todas las causas de errores sistemáticos.

No obstante, si de alguna manera queremos tipificar la precisión propia de GPS con

fases de la portadora podríamos utilizar la expresión:

(1 ppm significa una parte por millón de la distancia entre receptores)

Es decir, la expresión expresa el error en función de la distancia entre el receptor

base y el remoto y es válida para el método estático, con una sola frecuencia y dentro de

un radio de 30 Km., con efecto multipath mínimo y siempre que la medición se realice

con un buen PDOP.

En la medida que varían los métodos, tipos de receptor y distancias, varían

también las precisiones obtenidas.

5.2. Posicionamiento dinámico: En la búsqueda por mejorar el rendimiento de los

trabajos realizados con GPS manteniendo el orden de las precisiones que posibilita la

medición con fase se han desarrollado métodos dinámicos de medición, dentro de los

cuales existen diferentes variantes.

6. Obtención de las Coordenadas: Tiempo Diferido o Real

Aquí también se vuelve a conceptos conocidos, aunque con algunas variantes,

puesto que la mejor precisión que brinda la medición con fases de la portadora justifica

la introducción de otros recursos.

El tiempo diferido o post-procesamiento consiste, como ya sabemos, en efectuar

los cálculos de coordenadas a posteriori de la observación. La precisión que se quiera

obtener va a depender de las variantes introducidas, algunas ya mencionadas.

En cuanto a tiempo real sabemos que su ventaja es importante en relevamientos

pero es esencial cuando se trata de replanteos.

Pueden efectuarse replanteos con precisión centimétrica utilizando fases de la

portadora. Para ello debe contarse con el equipo adecuado, que incorpora el sistema de

conexión radial, siendo en realidad ésta la principal limitante, de modo tal que la

aplicación resulta efectiva, al menos por ahora, en un radio del orden de los 10 km.


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7. Georreferenciación

La Georreferenciación consiste en la identificación de todos los puntos del

espacio (aéreos, marítimos o terrestres; naturales o culturales) mediante coordenadas

referidas a un único sistema mundial.

La materialización oficial de ese sistema en la Argentina la constituye

POSGAR94 (Marco de referencia geodésico para la República Argentina por

resolución del Instituto Geográfico Militar – mayo de 1977).

La georreferenciación resuelve dos grandes cuestiones simultáneamente:

a) Permite conocer la forma, dimensión y ubicación de cualquier parte de la

superficie terrestre o de cualquier objeto sobre ella;

b) Permite vincular información espacial proveniente de distintas fuentes,

condición necesaria para el desarrollo de los sistemas de información territoriales o

geográficos.

Algunos criterios a tener en cuenta en la georreferenciación con GPS, son:

a) La primera cuestión es establecer la precisión que se necesita en las

coordenadas.

b) En base a ello hay que elegir el instrumental y el método de medición, tales

que, respetando la precisión exigida, reduzcan el trabajo sólo a lo necesario.

c) Partir de un punto que reúna las siguientes condiciones:

● Coordenadas confiables, garantizadas por entidad responsable

● Precisión adecuada

● Ubicado a distancia compatible con el instrumental y método a utilizar

● Debe recordarse que cualquier error en el punto de partida se traslada a

todo el levantamiento.

d) Siempre debe existir algún método de control; por ejemplo se puede vincular

el levantamiento a dos puntos de coordenadas conocidas; o bien realizar un itinerario

cerrando sobre el punto de partida; o bien medir vectores cuyo único fin es el control,

etc. En GPS es muy rápida (y tentadora) la medición mediante una radiación sin control.

e) Si se quiere georreferenciar un levantamiento ya existente, es suficiente

vincular dos puntos del mismo; siempre es conveniente medir al menos un punto más.

f) Es posible (y en casos necesario) combinar la medición con GPS y el uso de

medios terrestres de levantamiento. Será necesario resolver la manera de efectuar las

transformaciones de coordenadas de un sistema local al sistema general y/o viceversa.

Existen softwares que facilitan dicha tarea.


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V – ESTACIONES GPS PERMANENTES

1. Comienzos en nuestro país

Durante los años 1993 y 1994, el Instituto Geográfico Militar (IGM), en un

trabajo conjunto con el Consorcio de Universidades Americanas (UNAVCO), midió la

Red POSGAR 94, encomendando el procesamiento de la misma a la Universidad

Nacional de la Plata (UNLP). La Red POSGAR 94, debido a las grandes ventajas de la

tecnología GPS, empezó a extender su uso a todos los ámbitos de la Agrimensura y

Topografía, de esta manera las coordenadas de los puntos de la Red se hicieron cada vez

más imprescindibles para las distintas aplicaciones de precisión. En el año 1997 el IGM

adopta POSGAR 94 como Marco de Referencia Geodésico Nacional para la República

Argentina en forma oficial.

Se instala en el punto IGM0 (ubicado en la ciudad de Buenos Aires), un receptor

GPS Geodésico con la idea de recoger datos en forma permanente y ponerlos a

disposición del público usuario brindando un servicio de gran importancia, porque

facilita la vinculación de los trabajos realizados por profesionales independientes al

Marco de Referencia Nacional. De esta manera se crea en agosto del año 1998, la

primer Estación Permanente de la Red POSGAR 94 operada en su totalidad por

profesionales y técnicos del IGM. En base a esta experiencia, surge la propuesta de

plasmar una Red de estaciones permanentes, en condiciones de brindar este servicio en

todo el territorio nacional.

2. Características

Una red de estaciones GPS permanentes involucra tres componentes

fundamentales:

La Primera la constituyen las estaciones GPS permanentes funcionando en

forma autónoma. Esta componente es el pilar fundamental de la Red, pues cumplen con

la misión de recolectar las observaciones GPS de las que se nutre el resto de la Red.

La segunda componente la constituyen todas las EP comunicadas con un centro

de coordinación y almacenamiento de datos. Su finalidad es la de coordinar el

funcionamiento de la Red y concentrar las mediciones realizadas por todas las

estaciones en un único servidor, donde se las pone a disposición de los usuarios, siendo

este el primer producto tangible de la Red.

La tercera componente tiene la misión de procesar las observaciones de la red

en uno o varios centros de cálculo, para obtener coordenadas de las estaciones,

correcciones ionosféricas para receptores GPS de simple frecuencia y otros productos

útiles para la comunidad profesional y científica. El acceso a estos productos constituye

un servicio brindado por la red a través del servidor de Internet del centro de

coordinación.

Una EP recolecta observaciones constantemente, verifica que la calidad de los

datos satisfaga los estándares establecidos, transforma las observaciones a un formato

convencional, comprime los archivos de datos para facilitar su transferencia a través de

Internet y almacena toda la información en un servidor de Internet donde queda


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disponible para su aprovechamiento. Estas operaciones se realizan mecánicamente

mediante un programa de control que funciona permanentemente en una PC.

Los elementos básicos necesarios para instalar una EP son los siguientes:

● Un receptor y una antena GPS geodésicos.

● Una computadora para almacenar y administrar la información.

● Programas de automatización.

● Conexión a Internet.

● Una fuente ininterrumpible de energía (UPS).

Aunque una EP puede funcionar con un alto grado de automatización, nunca es

posible prescindir totalmente de personal técnico entrenado que realice controles

rutinarios, resuelva problemas imprevistos, atienda las tareas de mantenimiento

programadas, etc.

Para elegir un sitio adecuado para instalar una EP deben observarse algunos

requisitos, entre los más importantes:

● El horizonte en torno a la antena debe estar despejado para permitir la

recepción de satélites con bajo ángulo de elevación.

● En las cercanías de la antena no deben encontrarse objetos que puedan

interferir con las señales GPS o producir efecto multicamino.

● El terreno debe ser geológicamente estable.

● La antena debe estar montada sobre una estructura rígida y perdurable.

● El sitio debe estar libre de interferencias electromagnéticas que pueda

perturbar o impedir la recepción de las señales de los satélites.

● Debe contarse con la infraestructura indispensable para asegurar el

funcionamiento de la estación.

Además:

● La operación rutinaria de la estación se simplifica si el receptor esta instalado

en el mismo lugar donde trabaja el personal que la atiende.

● Si la estación se halla lejos de los centros que concentran la actividad

económica de la región su impacto socioeconómico es mucho menor.

El radio de cobertura de una estación permanente depende del tipo de

posicionamiento que desee lograr el profesional que utiliza sus datos (posicionamiento

geodésico, topográfico, etc.). Este radio puede extenderse hasta varios cientos de

kilómetros con la aplicación de correcciones del retardo ionosférico que pueden ser

obtenidas por los centros de cálculo sobre la base de las observaciones de la red. Más

aún, la utilización de estas correcciones permitirá que un profesional pueda realizar

numerosas tareas de apoyo topográfico con un solo receptor GPS de simple frecuencia.

Una estación permanente puede ser instalada por cualquier organismo público o

privado, pero es verdaderamente importante que todas las que se instalen se integren en

la red nacional de estaciones GPS permanentes. Esta red permite satisfacer objetivos

muy importantes, entre los que pueden distinguirse:

● Objetivo de carácter práctico: reducir la inversión en equipamiento que

deben realizar los profesionales para trabajar con GPS y mejorar el rendimiento de los


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trabajos de campo, pues muchas tareas podrán llevarse a cabo con un solo receptor de

simple frecuencia.

● Objetivos de carácter geodésico: mejorar la georreferenciación de los

catastros provinciales y municipales, perfeccionar el marco de referencia nacional

(POSGAR) y contribuir con el marco de referencia mundial (ITRF).

● Objetivos de carácter geofísico: determinar los movimientos de la corteza

terrestre, realizar estudios climatológicos, etc.

Es muy importante recalcar que una red nacional de estaciones GPS

permanentes es la forma mas eficiente, segura y confiable para evitar conflictos de

coordenadas entre provincias o municipios. El procesamiento conjunto de los datos de

toda la red garantiza la homogeneidad de las coordenadas de todas sus estaciones,

evitando los numerosos problemas que padecemos en la actualidad a causa de la

multiplicidad de marcos de referencia. Las EP deben estar integradas en la red porque

de esa manera se garantiza que:

● Sus coordenadas sean calculadas periódicamente en centros de cálculo

específicamente preparados para realizar esta tarea.

● El centro de coordinación y los centros de cálculo brinden su aporte técnico a

los profesionales a cargo de la estación y asesoramiento geodésico y topográfico a los

profesionales usuarios de la estación.

● Los datos de todas las estaciones estén disponibles en un servidor de Internet

al que cualquier usuario pueda acceder en forma segura y sencilla.

● Los datos se almacenan de acuerdo con estándares internacionales,

posibilitando un mejor aprovechamiento por parte de todos.

● Las coordenadas de la EP tienen valor legal porque se hallan referidas al

marco de referencia nacional promulgado por la autoridad competente.

Las EP han cambiado definitivamente la modalidad de posicionamiento, tanto

en el ámbito geodésico como en el topográfico. Sin ellas, la georreferenciación de una

parcela requiere la utilización de dos receptores GPS, uno ubicado en un punto de apoyo

y el otro en el vértice cuyas coordenadas se desean determinar. Además, si la distancia

entre ambos puntos se excede de algunas decenas de kilómetros se requiere el uso de

receptores GPS de doble frecuencia, para corregir el error ionosférico. La red de

estaciones GPS permanentes permite georreferenciar la parcela utilizando un solo

receptor ubicado en el vértice de la parcela y utilizando la EP más cercana como punto

de apoyo. Las correcciones ionosféricas generadas por la red, harán posible que muchas

aplicaciones prácticas puedan ejecutarse con un solo receptor GPS de simple frecuencia.

Gracias a ello los profesionales podrán acceder a tecnología GPS con una inversión en

equipamiento mucho menor. El rendimiento de los trabajos de campo también será

mejor, porque no será necesario utilizar un punto de control, todo el esfuerzo se

dedicara a medir en los puntos de interés.

Las redes de EP GPS constituyen el futuro de las redes de control geodésico.

Los receptores GPS son cada vez más accesibles y técnicamente más precisos,

debido a los avances tecnológicos, a la permanente actualización de la constelación de

satélites y a las nuevas técnicas de procesamiento de la información.

En la actualidad el IGM tiene a su cargo la Red de Monitoreo Satelital Continuo

(RAMSAC), la cual cuenta con 21 estaciones operativas distribuidas a lo largo del

territorio nacional como se muestra en la figura. La ubicación de las estaciones no es


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homogénea debido principalmente a que la mayoría de ellas fueron instaladas por

proyectos científicos internacionales.

Los círculos desarrollados en torno a las estaciones tienen un radio de 200 Km.

Dentro de ese radio, es

posible obtener una

precisión mejor que un

metro utilizando un receptor

de simple frecuencia y

midiendo una sesión de por

lo menos 4 horas de

duración. Este margen de

error es útil para muchas

aplicaciones topográficas y

la utilización de

correcciones ionosféricas

obtenidas por los centros de

cálculo permitirá mejorar

esa precisión, obtenerla con

menos tiempo de medición o

extenderla hasta una

distancia mayor de la

estación permanente.

Es altamente

deseable que en el futuro

cercano se instalen nuevas

EP cuya ubicación no

obedezca solamente a las

necesidades de los proyectos

científicos que se ejecutan

en nuestro territorio, sino a

las necesidades prácticas de

los catastros parcelarios y

mineros, tanto en el ámbito

provincial como en el de los

municipios. Ello permitirá

densificar la red y mejorar la

calidad de sus productos y

servicios. Red de Estaciones GPS Permanentes.

3. Situación en la Provincia de Corrientes

En el mes de Abril del año 2005 se realizó en la Ciudad de Corrientes la “Primer

Jornada Taller Regional Estaciones GPS Permanentes”. La que contó con la

participación de agrimensores de la Universidad de la Plata, IGM y de la Dirección

General de Catastro de la Provincia de Corrientes. Conjuntamente con dicho taller se

llevo a cabo la instalación de la primer Estación GPS Permanente de la provincia;

sumándose a la red de estaciones del país. La misma se emplazó en la terraza del

edificio de la Dirección de Catastro a modo de prueba, con la finalidad de brindar su


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servicio a profesionales y otros usuarios para un radio determinado de aproximadamente

200 Km.; cubriendo así parte de la Región Nordeste de nuestro país.

Una vez verificado el buen funcionamiento de la estación, la DGC con la ayuda,

asesoramiento y dirección del IGM; inicio la toma diaria de datos y publicación en

Internet. Tanto en la página web propia de Catastro (www.catastrocorrientes.gov.ar),

como en la del IGM (www.igm.gov.ar). Quedando a cargo de su manejo y

mantenimiento el personal del organismo catastral citado.

En sus comienzos tomaba observaciones a los satélites con lapsos de 30

segundos; luego se llevó a intervalos de 15 segundos a fin de cumplir con las exigencias

estipuladas por el IGM para todas las EP integrantes de la red. La capacidad de

almacenamiento de la tarjeta de memoria de este aparato era muy limitada ya que se

llenaba en unas 16 horas de trabajo aproximadamente, motivo por el cual se debía

realizar una descarga manual diaria.

En el año 2006 se sumo la posibilidad de adquirir una segunda estación GPS de

última generación con el fin de radicarla en el centro de la provincia para dar una mayor

y mejor cobertura a los usuarios de todo Corrientes. Fue instalada en la localidad de

Mercedes y comenzó a funcionar ese mismo año.

La EP con base en Catastro se mantuvo activa hasta julio de 2007, fecha en la

que dejó de funcionar por problemas técnicos y por tratarse de un aparato ya obsoleto.

También en ese año, el ente Catastral contó con la donación de una estación

GPS, la que tenía por objetivo suplantar al viejo aparato. Este nuevo instrumento se

mantiene momentáneamente inactivo, por problemas de índole técnico.

En la actualidad la EP de Mercedes: “Meco”, está poniendo a disposición de los

interesados, sus datos en las páginas web antes citadas.

VI – DESARROLLO DEL METODO DE TRABAJO EN

MODO DIFERENCIAL GPS UTILIZANDO LOS

SERVICIOS DE LA ESTACION PERMANENTE “MECO”

1. Descripción del procedimiento para medición de vectores GPS con el

método diferencial (post proceso) en Estaciones Permanentes

1.1. Trabajo de campaña

1.1.1. Antecedentes Catastrales: Los antecedentes para la realización de nuestro

trabajo fueron obtenidos de la página web de la Dirección General de Catastro de

Corrientes (www.catastrocorrientes.gov.ar) y de los archivos de esta entidad.

Esta página web cuenta con gran cantidad de información (parcelaria, de redes,

valuaciones, registros gráficos, etc.), que es brindada a los profesionales de la región.

Luego de observar el trazado de las redes (de 1º, 2º, 3º y 4º orden)

materializados y medidos por catastro, hicimos una preselección de los posibles puntos

a utilizar para las mediciones del trabajo en cuestión.

Una vez hecho esto imprimimos las monografías de los puntos pertenecientes a

esa preselección. Esto fue hecho con la idea de seleccionar grupos de pares de puntos,

los cuales estén situados primero a unos 50 Km. (en línea recta a la EP Meco), luego a

http://www.catastrocorrientes.gov.ar/

http://www.catastrocorrientes.gov.ar/


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unos 25 Km. y por último puntos fijos de la localidad de Mercedes para concretar las

mediciones previstas haciendo uso del método diferencial estático en post-proceso.

También adquirimos los planos a escala 1:500.000 de las cuatro Redes.

Del archivo de Catastro, obtuvimos copia de las monografías de los puntos a

medir en nuestro trabajo, que más abajo se muestran.

1.1.2. Descripción del trabajo de campaña: Para la realización de las mediciones de

campaña necesarias para nuestro trabajo necesitábamos una estación permanente. Ya

que la EP recientemente instalada en Corrientes Capital no funcionaba normalmente;

nos vimos en la necesidad de trabajar con la estación permanente “Meco”, ubicada en la

localidad de Mercedes.

Equipo Trimble Mod NetRS

(Perteneciente a la EP Meco).

Como la idea original de nuestro trabajo consistía en medir vectores de

diferentes distancias, conseguimos monografías de distintos puntos fijos (de varias

redes) cercanos a la localidad mencionada; con el fin de ir realizando mediciones a

algunos de ellos a medida que nos acercábamos a destino.

El día jueves 27 de Marzo del corriente emprendimos el viaje con destino a la

EP citada, con nuestro profesor orientador (Agrim. Jose Schaller). Luego de una

revisión de las monografías durante el camino surgió como primer punto fijo a medir, el

PF 2902 ubicado en la Estancia “La Mercedita” cercana a la localidad de Felipe Yofre,

al costado de la ruta provincial N° 123.

Para la localización de este punto y de todos los demás, ingresábamos las

coordenadas geográficas de los puntos fijos de las monografías en los navegadores GPS

con los que contábamos.

Al encontrar el monolito observamos que no se encontraba su placa

identificatoria (ver foto), por lo que decidimos

no tenerlo en cuenta y seguimos viaje hasta el

punto 2901 de la red terciaria, ubicado en la

entrada al pueblo Felipe Yofre.

PF 2902 dañado y sin placa.

El PF 2901 se encuentra a unos 27 km. de Mercedes (en el pueblo de Yofre), allí

instalamos la base para hacer la primera medición con “base y móvil” en modo

diferencial estático. El móvil fue colocado en el PF 2903 ubicado a la vera de la calle

San Martín de dicho pueblo.


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Luego de haber transcurrido un lapso de 45 minutos aproximadamente, dimos

por finalizada la medición, para seguir rumbo al PF 3004 situado en el paraje Villa

Centenario, en el acceso a Mercedes.

En este monumento colocamos la segunda base de nuestro trabajo y el móvil se

ubicó sobre el pilar de azimut del PF 3002 (3002 P según monografía), situado dentro

de la ciudad. Utilizamos el pilar de azimut debido a que no pudimos hallar el PF 3002,

por encontrarse bajo una edificación. El tiempo de medición duró una hora

aproximadamente.

Cabe destacar que durante esta jornada de trabajo predominaron las lluvias

intermitentes y mal tiempo en general, razón por la cual nuestro trabajo se hizo algo

dificultoso; pero aun así continuamos con nuestro último objetivo propuesto, el PF 1801

de la red cuarta situado en el ingreso a la ciudad de Chavarría a unos 53 Km. de

Mercedes, esto de regreso a Corrientes.

Ya en dicho punto estacionamos sobre él la tercera base de la campaña y como

móvil seleccionamos el pilar de azimut del PF 2801 (2801 P), realizamos mediciones en

modo diferencial estático durante unos 60 minutos aproximadamente con lo cual dimos

por finalizadas las operaciones relativas al trabajo de campaña para nuestro trabajo

final.

A continuación describimos las sesiones de medición de nuestro trabajo con sus

respectivos detalles:


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Primera Sesión de medición:

Método: Diferencial estático a post-proceso.

▲ Base (GPS I): PF 2901

● Altura de antena: H = 1,23 m.

● Hora de inicio: 9:10 hs.

● Hora de finalización: 10:15 hs.

► Móvil (GPS II): PF 2903




Monografías correspondientes:


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Segunda Sesión de medición:






► Móvil (GPS II): PF 3002 P (Pilar de azimut)

● Altura de antena: 1,72 m.



Monografías:


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Tercera Sesión de medición:






► Móvil (GPS II): PF 1801 P (Pilar de azimut)

● Altura de antena: 1,32 m.



Las monografías correspondientes son:


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1.1.3. Equipos utilizados: Para la medición en campaña utilizamos los siguientes

equipos:

● Dos receptores GPS geodésicos de simple frecuencia marca Trimble (base y

móvil), serie 4600 con controlador Trimble TC1.

● Un trípode común con suplemento para estacionar la base GPS.

● Un bastón provisto de nivel esférico y patas soporte para estacionar al “móvil”

GPS.

● Dos GPS navegadores marca Garmin modelo E-TREX.

● Una cinta de acero milimetrada de 10 metros.

● Dos cámaras fotográficas digitales.

● Como medio de transporte utilizamos una camioneta Toyota.

1.2. Trabajo de gabinete

1.2.1. Bajada de datos (del aparato y de la web):

Una vez terminado el trabajo de campaña se bajaron y procesaron los datos

obtenidos en el receptor utilizando el software Trimble Geomatics Office. Con el

módulo de comunicación se transfirieron los datos registrados en la memoria de los

receptores GPS a la base de datos del programa de la PC.

Estos archivos se utilizaron posteriormente con los datos de la estación

permanente. Es decir, que el siguiente paso consistió en bajar los archivos comprimidos

de la estación permanente MECO a través de la página oficial del IGM

(www.igm.gov.ar); e ingresando en la sección de RAMSAC (Red de Monitoreo

Satelital Continuo).

Los archivos que se encuentran en el servidor de dicha página, son archivos de

observación y navegación de todas las Estaciones Permanentes instaladas en

Argentina. Cada una con su respectivo nombre que la identifica.

Para la descarga: primeramente se debe seleccionar alguna de estas estaciones

disponibles del servidor, en nuestro caso Meco.

Posteriormente se debe indicar el o los días que se desean descargar. Para ello

existen dos opciones. La primera consiste en indicar la fecha del primer y último día de

medición. La segunda radica en seleccionar año y día del año (día GPS), del primer y

último día de medición que se pretenda obtener. En ambos casos se descargará el

intervalo entre los días elegidos.

Una vez que se han elegido las estaciones y los días, solo resta picar sobre el

botón Buscar.

Seguidamente se abrirá una ventana donde se expondrán los archivos de

medición y de navegación de las estaciones seleccionadas, para los días escogidos. Para

descargar los mismos simplemente se debe picar sobre los archivos indicados.

Los datos propiamente dichos consisten en:

● 1° un archivo ZIP perteneciente a las observaciones; y

● 2° otro archivo ZIP perteneciente al archivo de navegación.

Ambos correspondientes al mismo día de trabajo (el día 27 de Marzo de 2008).

http://www.igm.gov.ar/


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1.2.2. Proceso de descompresión de archivos y conversión a Rinex:

La base del formato Rinex parte de que la mayoría de los softwares para GPS

emplean los siguientes observables:

● La medida de la portadora de fase en una o dos frecuencias (L1 o L1 y L2).

● La medida de Pseudo distancia o código.

● El tiempo obtenido en el instante de validar las medidas de fase y código.

El Rinex implica que los datos binarios propios de cada tipo de receptor pueden

ser transformados a formato independiente universal ASCII7 durante el proceso de

descarga, permitiendo así usar otro tipo de software o intercambiar datos procedentes de

otros receptores. Dado que la estructura de los datos fuente (binario) difiere de cada

receptor, es necesario que cada proveedor de software GPS genere un interprete para

este formato.

Los archivos del servidor fueron compactados utilizando dos métodos distintos

para reducir su tamaño, y de este modo agilizar la descarga de datos.

El primer método efectuado es una compresión normal (.Z). De forma tal que

podrá descomprimirse con cualquier programa de descompresión del mercado (WinRar

o WinZip).

La segunda compactación fue realizada mediante el concepto Hatanaka (.d). En

este caso se debe utilizar el programa CRX2RNX.EXE. El mismo es de libre

distribución y se encuentra disponible en la página del IGM.

A continuación se expondrá un ejemplo para descomprimir un archivo de

observación y navegación provenientes de la estación MECO:

En principio se debe tener en cuenta como se nombran los archivos de

observación. Como ejemplo el archivo meco2450.07d.

Para el procesamiento de datos, además del archivo de observación se necesita el

archivo de navegación. Este archivo contiene información sobre los satélites GPS, y al

igual que los archivos de observación, se crea uno diariamente. La nomenclatura de los

archivos de navegación es muy similar a la de los archivos de observación:

auto2450.07n.Z. Este tipo de archivo sólo posee una compactación, a diferencia del archivo de

observación, al cual se le efectuaron dos.

Para la descompresión del archivo de observación primeramente se debe

descargar el programa CRX2RNX.EXE y colocarlo en la misma ubicación en donde se

ha guardado el archivo. Este programa también se encuentra en la página del IGM.

Luego, habrá que descomprimir el archivo de observación y el de navegación

mediante cualquier soft convencional de descompresión (WinRar o WinZip).

De este modo el archivo meco2450.07d.Z se transformará en meco2450.07d, y

el archivo de navegación auto2450.07n.Z en auto2450.245.n.

A continuación se deberá renombrar el archivo auto2450.07n. Este tipo de

archivo es genérico, es decir que puede utilizarse para procesar datos provenientes de

cualquier estación permanente. El único requisito será cambiarle sus cuatro primeros

dígitos “auto”, por el nombre de la estación que se desee procesar. En este caso,

“meco”. Por lo tanto, se modifica su nombre a meco2450.07n.


______________________________________________________________________

________________________________________________________________


41

Posteriormente se inicia una ventana de Símbolo de Sistema (MS-DOS). Para

ello se debe picar sobre el botón Inicio de Windows y luego sobre Ejecutar. Se abrirá

una ventana, en la misma se deberá escribir cmd y luego presionar la tecla Enter. De

esta manera se abrirá la ventana de Símbolo de Sistema (MS-DOS).

Una vez allí corresponderá dirigirse hasta la ubicación en donde se han guardado

los archivos descargados del servidor del IGM, en este ejemplo C:\GPS. Para ello debe

ingresar el siguiente comando: cd c:\gps.

Una vez allí se debe ejecutar el programa CRX2RNX.EXE, que descomprimirá

el archivo de observación. Para ello es necesario ingresar el siguiente comando:

crx2rnxmeco2450.07d. En este momento se descomprime el archivo y surgirá el

archivo de observación denominado meco2450.07o.

De este modo se han logrado obtener los siguientes archivos:

● meco2450.07o (archivo de observación RINEX)

● meco2450.07n (archivo de navegación)

Una vez obtenidos y descomprimidos los archivos de observación y de

navegación bajados del servidor de Internet, para poder realizar el procesamiento del

trabajo, se deben pasar los datos obtenidos en las sesiones de mediciones al formato

RINEX.

Esto es porque los archivos de datos que se bajaron desde la memoria del

receptor a la computadora suelen estar en un formato binario que varía de acuerdo con

la marca y modelo de receptor. Los mismos deben ser convertidos al formato estándar

RINEX (Receiver Independent Exchange Format). Para esto, dirigirse al directorio

donde se encuentra el archivo de observación .OBS descargado de la tarjeta de memoria

de la controladora y usar el programa TEQC.EXE para convertir este en formato

binario, a RINEX.

En este momento ya se está en condiciones de procesar los archivos

provenientes de la estación permanente MECO y de los receptores GPS, utilizando el

software adecuado.

1.2.3. Procesamiento de datos:

Para el procesamiento de los datos trabajamos con el programa “Trimble

Geomatics Office”. Una vez abierto el mismo le dimos nombre al “proyecto”, luego en

el menú de herramientas “archivos” nos dirigimos al submenú “propiedades del

proyecto” ahí determinamos las unidades y el formato; y fundamentalmente el sistema

de coordenadas, en nuestro caso utilizamos el sistema de coordenadas POSGAR 94

Datum WGS 84, y como proyección Gauss Krugger (fajas 5 y 6).

El próximo paso a seguir es el procesamiento de los datos de campaña

registrados por ambos receptores en las distintas sesiones de medición que fueron

transferidos desde la memoria de los equipos a este programa, según ya se detalló

anteriormente. Como primer “hallazgo” se observa en la pantalla que una vez

descargados los datos, los puntos medidos aparecen con el nombre y el código cargado

en campaña mediante el uso de la controladora. Observamos también que cada una de

las bases medidas presentan una línea que vincula tanto a base como a móvil, y que son

factibles de ser procesadas, lo que implica que el programa detecta que existe un


______________________________________________________________________

________________________________________________________________


42

número suficiente de registros de observaciones de satélites comunes en tiempos

comunes a ambos receptores suficiente para que se haga posible el procesamiento por el

método diferencial de la medida de fase y código.

Los puntos medidos y que aparecen en pantalla tienen coordenadas o se ubican

con coordenadas que resultan del promedio de la medición en modo absoluto (sin

corrección diferencial), con una precisión de alrededor de 5 a 10 metros. De la posición

verdadera.

Como tenemos las coordenadas verdaderas obtenidas de las monografías en cada

punto base de las distintas sesiones, reemplazamos las coordenadas aproximadas

(resultantes de la medición), por los valores de coordenadas verdaderas, dejando las

coordenadas aproximadas solo para el móvil.

Una vez realizado el procesamiento y obtenido el vector base-móvil, la

coordenada del móvil corregida en función de la coordenada verdadera de la base será

comparada con la coordenada verdadera de la monografía (catastral).

El procedimiento para el ingreso de las coordenadas verdaderas es el siguiente:

se debe hacer doble click en el punto a modificar y por medio del teclado se ingresan las

coordenadas geográficas (o las planas), en la ventana que aparece.

Luego se debe ingresar al menú “levantamiento”, en este se elige un estilo de

procesamiento, que para nuestro caso tiene dos variantes: por código y por fase.

Por tratarse de un equipo de simple frecuencia, la medición por fase, si supera la

distancia móvil-base de 10 Km., pierde precisión por el efecto ionosférico; por lo tanto

nosotros consideramos trabajar con procesamiento a más de 10 Km. en código y para

distancias menores a 10 Km. elegimos el procesamiento en fase.

Primero seleccionamos por fase: elegimos el vector de la primer sesión, luego

vamos al módulo y seleccionamos “procesar líneas de base”, donde el programa se

encarga de realizar las simples, dobles y triples diferencias (diferencias de fase), con

el fin de realizar las correcciones y obtener la posición corregida del móvil de esa

primera sesión. Y así sucesivamente para las demás sesiones.

Como resultado del procesamiento obtuvimos un vector tridimensional en el

sistema de referencia elegido cuyos componentes delta x, delta y, y delta z aplicados al

punto base tomado como verdadero nos dieron las coordenadas X, Y, Z (corregidas)

del móvil.

2. Valores obtenidos en el procesamiento y cuadros comparativos

2.1. Comparación de los valores de coordenadas de puntos medidos utilizando

Meco y los valores de coordenadas de esos puntos según monografía:

Fórmulas utilizadas:

Error en x: ∆x = O – V

Error en y: ∆y = O – V


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43

__________

Error total: ∆T = √ ∆x2 + ∆y

2

Error relativo:

Nota:

O = Observado (Coordenadas medidas con Meco).

V = Verdadero (Coordenadas de monografías).

PF

Coord. Gauss

Kruger de

Monografía (m.)

Coord. Gauss Kruger

empleando Meco (m.)

∆X / ∆Y

(m.)

∆T

(m.)

E Relativo

1801

X= 6.796.382,50

Y= 5.638.530,73

X= 6.796.382,94

Y= 5.638.530,59

∆X= 0,44

∆Y= - 0,14

0,46

120.000:1

1801 P

X= 6.796.968,29

Y= 5.637.757,93

X= 6.796.968,91

Y= 5.637.757,80

∆X= 0,62

∆Y= - 0,13

0,63

90.000:1

2901

X= 6.780.981,36

Y= 6.369.640,91

X= 6.780.980,63

Y= 6.369.640,27

∆X= - 0,73

∆Y= - 0,64

0,97

30.000:1

2903

X= 6.780.003,72

Y= 6.369.514,81

No se pudo procesar la

línea base con Meco

____

____

____

3002 P

X= 6.770.862,84

Y= 6.395.188,61



____

____

____

3004

X= 6.774.058,36

Y= 6.394.679,13



____

____

____

Distancias de los puntos fijos a Meco: Para el cálculo de Error relativo se utilizaron

las distancias extraídas de los resúmenes de líneas base del programa Trimble

Geomatics Office, las cuales son:

- PF 1801 a Meco = 55.001,17 m.

- PF 1801 P a Meco = 55.958,23 m.

- PF 2901 a Meco = 27.325,27 m.

Nota: Ver en el Anexo los resúmenes de líneas base correspondientes.


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________________________________________________________________


44


______________________________________________________________________

________________________________________________________________


45

2.3. Cotejo y verificación de las dimensiones lineales según las tolerancias exigidas

por Catastro de Corrientes (Decreto 2283/68):

● Según el artículo nº 146 del Decreto 2283/68 la fórmula para el cálculo de las

tolerancias para mediciones lineales urbanas en condiciones favorables, es:

T = 0,00025 L + 0,03

Lado Tolerancias Diferencias

Base y móvil - Calculada PF Dist. Meco - Calculada PF

1801-1801 P 0,27 -0,23 0,12

2901-2903 0,27 0,16 ……………….

3004-3002 P 0,84 -0,45 ……………….

De este cuadro podemos deducir que todas las diferencias entre las medidas de

nuestro trabajo (ya sea empleando Meco o con Base y Móvil), y las distancias

calculadas con la coordenadas de las monografías, son menores a las tolerancias

calculadas usando la fórmula que la Dirección de Catastro exige para las medidas

lineales urbanas en las condiciones antes nombradas.

● Para quintas y chacras (suburbano) en condiciones favorables, la formula es:

T = 0,00034 L + 0,10



1801-1801 P 0,43 -0,23 0,12

2901-2903 0,44 0,16 ……………….

3004-3002 P 1,20 -0,45 ……………….

Conclusión: en este segundo cuadro se colocaron las mismas diferencias, pero ya

para compararlas con las tolerancias exigidas por Catastro para trabajos en zonas

suburbanas en condiciones favorables. De lo que se observa que las diferencias siguen

estando dentro de las tolerancias.

● Para campos o zonas rurales, en condiciones favorables, es:

T = 0,00046 L + 0,20



1801-1801 P 0,65 -0,23 0,12

2901-2903 0,65 0,16 ……………….

3004-3002 P 1,69 -0,45 ……………….


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46

En este tercer cuadro vemos que se repite la misma situación que en los dos

anteriores, es decir, todas las diferencias quedan dentro de tolerancia.

Del análisis de los tres cuadros resulta obvio que si ya en el primero todas las

diferencias estaban dentro de tolerancia; con más razón se cumplirán en los dos

siguientes ya que los valores de “T” son más flexibles por tratarse de los establecidos

para zonas suburbanas y rurales, respectivamente.

Nota: En todas las fórmulas anteriores, "T" resulta expresada en metros y "L" es la

longitud cotejada o verificada en metros. Como así también los valores de diferencias

escritas en los cuadros.

2.4. Conclusiones de las mediciones:

Debe hacerse la salvedad que las conclusiones obtenidas están en función de la

breve campaña de medición efectuada, y que de incrementar el número de

observaciones las conclusiones podrían ser distintas.

1º. Utilizando un receptor geodésico de simple frecuencia para distancias de

entre 25 y 50 kilómetros (de la EP), se obtuvieron precisiones submétricas, con relación

al valor verdadero de coordenadas según monografías.

2º. El procesamiento con código es el más adecuado para esta distancia, pues se

observó que el procesamiento con fase en su solución menos precisa (que para el equipo

utilizado se denomina “flotante”), introduce resultados o discrepancias mayores.

Ejemplo:

1801 - Meco → con solución flotante: ∆ ≈ 6 m.

1801 - Meco → con código: ∆ ≈ 0.90 m.

Esto ocurre porque el cálculo de la ambigüedad N en la medida con fase es

distorsionada por el efecto ionosférico debido a la distancia de separación base-móvil.

En cambio, la medición de distancias por correlación de código resulta menos

influenciada por el fenómeno descripto anteriormente.

3º. Del trabajo realizado, como otra conclusión importante, también podemos

destacar que poniéndonos en las condiciones más desfavorables (de distancias de hasta

50 km.); se pueden realizar mensuras rurales cumpliendo con las tolerancias lineales

exigidas por Catastro.


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47

3. Planos de las cuatro Redes

Catastrales y plano del trabajo

final


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48

VII – GLOSARIO DE TERMINOS GPS

Ajuste: El ajuste de observaciones de medición es el proceso de corregir observaciones

para producir los mejores valores finales de los valores desconocidos. No se puede

realizar un ajuste a menos que una serie de observaciones siendo ajustadas contengan

redundancia. El proceso de ajuste también ayuda a encontrar y eliminar errores en las

observaciones y produce indeterminaciones estadísticas que se pueden usar para estimar

la precisión final de la medición realizada.

Ajuste con restricción mínima: Al realizar un ajuste por mínimos cuadrados de los

datos GPS, las matemáticas requieren que las coordenadas horizontales de al menos un

punto y las coordenadas verticales de al menos un punto (puede o no ser el mismo

punto) se mantengan fijas (restricciones) con valores conocidos o arbitrarios. Una

posición horizontal y una posición vertical es un set de restricción mínima. Se entiende

por ajuste con restricción mínima, un ajuste realizado manteniendo fijo un set de

coordenadas.

Ajuste con restricción parcial: En un ajuste con restricción parcial, el número de

restricciones aplicadas está entre lo que se requiere para un ajuste con restricción

mínima y lo que se necesita para un ajuste con restricción completa. Un ejemplo sería

una red que contenga dos puntos de control horizontal y sólo un punto de control

vertical. Restringir estos puntos daría como resultado un ajuste parcialmente restringido,

donde no se podrían determinar los parámetros de transformación de Dátum.

Ajuste con restricción total: Un ajuste con restricción total es aquél cuando se ha

restringido un control suficiente para permitir la solución para todos los parámetros de

Dátum. Si todos los parámetros de Dátum se resuelven para 2 puntos de control

horizontal y 3 puntos de control vertical, es suficiente para producir un ajuste totalmente

restringido.

Almanaque: Datos transmitidos por un satélite GPS los cuales incluyen información de

la órbita de todos los satélites, corrección de reloj y parámetros de retraso atmosférico.

Estos datos se usan para facilitar un rastreo rápido de satélites. La información de órbita

es una sub serie de efemérides con precisión reducida.

Almanaque, Datos: El satélite GPS transmite cómo parte del mensaje, información

referente a las órbitas de los satélites, la cual actualizada continuamente, nos permite

conocer de antemano la geometría de la constelación. Dicha información constituye el

Almanaque.

Altura Elipsoidal: Distancia vertical por sobre un elipsoide de referencia para un punto

específico. Los receptores GPS calculan las alturas elipsoidales sobre el elipsoide de

referencia WGS84.

Altura geodésica (altura elipsoidal): Altura de un punto sobre la superficie

elipsoidal. La diferencia entre la altura geodésica de un punto y su altura ortométrica

(altura sobre el elipsoide) es igual a la separación geoidal.

Altura Instrumental (HI): Altura del Instrumento (Antena).


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Altura Inclinada: Distancia desde la marca de medición al extremo del plano de la

antena. Al usar la altura inclinada y el radio de la antena GPS, se puede determinar la

altura vertical real o la altura de la antena. La altura del instrumento se usa en el

procesamiento para determinar la ubicación de la marca de medición en el suelo.

Ambiguedad DOP: Cantidad calculada usada para determinar la capacidad del post-

proceso de calcular las ambigüedades enteras.

Ambigüedad: Número entero de ciclos desconocido de la fase portadora reconstruida

contenido en un set intacto de mediciones, desde el paso de un satélite en un receptor.

También conocido como ambigüedad de entero.

Angulo de corte de elevación: Característica ajustable de los receptores GPS que

especifica que un satélite debe estar a un número específico de grados por sobre el

horizonte, antes que las señales emitidas por el satélite se puedan usar. Los satélites en

ángulos de baja elevación (cinco grados o menos), tienen menor fuerza en su señal y son

más propensos a perder enlaces, causando así soluciones ruidosas.

Antena: La antena es el componente de un sistema GPS que graba una señal análoga

del satélite GPS y la envía al receptor GPS para su procesamiento. Existe una variedad

de antena GPS, desde los aparatos de microbandas más simples a las antenas de anillos

concéntricos (choke ring) que mitigan los efectos de rebote de señal.

Archivo B: Archivo binario de datos generado por el receptor que contiene fase

portadora, fase de código y posición calculada del receptor para cada época, junto con

señales de salud que indican la confiabilidad de las mediciones.

Archivo D: Archivo descriptor de ASCII que contiene datos de características y

atributos bajados desde el receptor. Este archivo da el tiempo en segundos de la semana

(medido desde la medianoche del día sábado).

Archivo E: Archivo binario de efemérides bajado desde un receptor. A diferencia de un

archivo de almanaque, el cual proporciona información de los satélites, un archivo de

efemérides se aplica sólo a los satélites que enviaron datos de efemérides. El archivo es

un registro de un mensaje de emisión que comprende parámetros de órbita exactos y

correcciones de tiempo de todos los satélites rastreados durante el período de grabación

de datos. Esta información se usa para calcular la posición satelital. Los datos de

efemérides son descifrados y configurados en una estructura legible.

ASCII: American Standard Code for Information Interchange. Set de caracteres (letras,

números, símbolos) usados para desplegar y transferir datos digitales en el formato

inglés estándar.

Canal: Hardware de un receptor que permite al receptor detectar, rastrear y enlazar

continuamente la señal de un satélite. Mientras más canales disponibles tiene el

receptor, más grande es el número de señales satelitales que un receptor puede rastrear y

enlazar simultáneamente.

Centro de la fase: El centro de la fase de una antena GPS es la ubicación física de la

antena, donde se observan las señales GPS. Esta es la ubicación física donde se


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50

determinará la posición calculada. Las antenas GPS son manufacturadas para ubicar el

centro de la fase lo más cerca posible del centro físico de la cubierta de la antena. Para

determinar la posición de una marca de medición en el suelo, la antena GPS (y así el

centro de la fase), se centra sobre la marca y se mide la altura del instrumento hasta la

marca de medición para usar durante el procesamiento.

Cinemático, Levantamiento: En éste tipo de Levantamiento, se coloca un receptor en

un punto fijo denominado estación de referencia, y justo después de una operación

denominada Calibración que toma un par de minutos, un receptor móvil denominado

Rover, mide las coordenadas relativas al punto de referencia con sólo varios segundos

de observación, por lo que constituye un método de alto rendimiento.

Código C/A: Coarse/Acquisition (o Clear/Acquisition), código modulado en la señal

GPS L1. Este código es una secuencia de 1023 modulaciones de doble fase binarias

pseudoaleatorias a razón de 1.023 MHz, teniendo así un período de repetición de código

de un milisegundo. Este código fue seleccionado para proporcionar buenas propiedades

de rastreo.

Código P: Código protegido o preciso, usado en las portadoras L1 y L2. Este código se

hará disponible por medio del DOD, sólo para usuarios especializados. El código P es

una secuencia muy larga de modulaciones bifásicas binarias pseudoaleatorias en el

portador GPS, a un rango de 10.23 MHz, lo cual no se repite por alrededor de 38

semanas. Cada satélite usa un segmento de una semana de este código, el cual es único

para cada satélite GPS y es reconfigurado cada semana.

Cónica Conforme de Lambert: Uno de las proyecciones de mapas más ampliamente

usadas. Proyección muy popular para las áreas que están principalmente en extensión

esteoeste. Retiene conformidad (la escala es la misma en todas las direcciones en

cualquier punto del mapa). Las distancias son reales sólo a lo largo de uno (caso

tangencial) o dos paralelos estándar (caso secante). Las direcciones son razonablemente

exactas. Las distorsiones en formas y áreas son mínimas cerca de los paralelos estándar,

pero aumentan al alejarse de ellos. Las formas en mapas de escala de áreas pequeñas

son esencialmente reales. La distorsión es más pequeña para las latitudes medias. En

los Estados Unidos, la proyección Cónica Conforme de Lambert es la base que se usa

en el Sistema de Coordenadas Planas del Estado (SPCS) para estados con extensión este

oeste predominante.

Constelación: Conjunto de satélites GPS en órbita. La constelación GPS consiste en 24

satélites en órbitas circulares de 12 horas a una altitud de 20.200 kilómetros. En la

constelación nominal, cuatro satélites están interlineados en cada uno de los seis planos

orbitales. La constelación fue seleccionada para provocar una alta probabilidad de

cobertura satelital.

Control: Al realizar una medición donde una red de puntos recientemente instalada

debe unirse a una red local, regional o nacional, se debe incorporar los puntos de control

de esta red a la medición. El objetivo es restringir las coordenadas conocidas de estos

puntos de control en el ajuste para determinar la posición de nuevos puntos en

referencia a la red de control. Si por alguna razón las coordenadas de uno de los puntos

de control están incorrectas (error en el ingreso o límite distorsionado), el ajuste se

distorsionará al restringir este punto. Para evitar esto, se deberá revisar la exactitud


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51

relativa de los puntos de control antes de restringirlos en el ajuste. El control es el

proceso que se usa para revisar la exactitud relativa de los puntos de control.

Coordenada de Control: Al procesar los datos GPS grabados simultáneamente entre

dos puntos se requiere que las coordenadas de uno de los dos puntos estén fijos.

Normalmente, estas son las coordenadas conocidas de uno de los dos puntos. Estas

coordenadas se denominan coordenadas de control.

Coordenadas Cartesianas: Valores que representan la ubicación de un punto en un

plano, en relación con tres ejes de coordenadas mutuamente perpendiculares, las cuales

intersectan un punto u origen en común. El punto se localiza al medir su distancia desde

cada eje a lo largo de un paralelo.

Coordenadas cartesianas geocéntricas: Coordenadas x, y , z que definen la posición

de un punto con respecto al centro de la tierra.

Coordenadas de grilla: Coordenadas de un punto en la tierra física basado en un

sistema de grilla de dos dimensiones. Normalmente se nombra estas coordenadas como

Este y Norte.

Coordenadas de grilla local: Coordenadas de un punto en la tierra física basadas en un

sistema de grilla de dos dimensiones definido arbitrariamente. Estas coordenadas

normalmente se nombran como Este y Norte.

Coordenadas geodésicas: Sistema de coordenadas donde la posición de un punto se

define usando los elementos latitud, longitud y altura geodésica.

Datum Local: Es el Sistema Geodésico que se usa oficialmente en una región. Emplea

una elipsoide determinada que pasa por un punto específico del cual se conocen con

exactitud su deflección astronómica y su gravedad. Debido a que el centro de masas del

modelo Local, no coincide con el centro de masas de la tierra cómo en el WGS-84, las

coordenadas en Datum Local requerirán de transformaciones para convertirlas a WGS-

84.

Datos crudos: Datos GPS que no han sido procesados o diferencialmente corregidos.

Dátum geodésico: Cantidad numérica o geométrica o serie de cantidades que sirven

como referencia o base para otras cantidades. En la medición, se debe considerar dos

tipos de dátum: dátum horizontal, el cual forma la base para los cáculos de posiciones

horizontales que consideran la curvatura de la tierra. Y dátum vertical, al cual se

refieren las elevaciones. Históricamente, los dátum horizontales eran definidos por un

elipsoide y la relación entre el elipsoide y un punto en la superficie topográfica

establecido como origen del dátum. Generalmente (pero no necesariamente), esta

relación se puede definir por cinco cantidades: latitud geodésica, longitud y altura del

origen, los dos componentes de la desviación del dátum vertical en el origen y el acimut

geodésico de una línea, desde el origen hasta algún punto. El sistema GPS usa WGS84

el cual, como en los dátum más recientes, es geocéntrico y fijo a la Tierra (ECEF).

Detección de Error: Método o series de métodos que detectan errores

automáticamente.


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Dilución de Precisión (DOP): La geometría de los satélites visibles es un factor

importante para obtener resultados de alta calidad. La geometría cambia con el tiempo

debido al movimiento relativo de los satélites. La medición de la geometría es el factor

Dilución de Precisión (DOP).

DOP es una descripción del efecto de la geometría satelital en los cálculos de tiempo y

posición. Los valores considerados „buenos‟ son pequeños, p.ej. 3. Los valores mayores

que 7 se consideran pobres. Así, un DOP pequeño se asocia a los satélites ampliamente

separados.

Dilución de Precisión Geométrica (GDOP): Este es un factor que indica la calidad de

la medición al instante de realizarse. Menor el factor, mejor la calidad de la medida. El

factor está asociado al volumen de un tetraedro formado desde el receptor a cuatro

satélites. Mayor el Volumen, menor el factor y mejor la precisión.

Dilución de Precisión en Posición (PDOP): PDOP refleja los efectos de la geometría

satelital en los cálculos de posición.

Dilución de Precisión Horizontal (HDOP): HDOP refleja los efectos de la geometría

satelital en el componente horizontal de los cálculos de posición.

Dilución de Precisión Vertical (VDOP): VDOP refleja los efectos de la geometría

satelital en el componente vertical del cálculo de posición.

Dilución de Precisión de Tiempo (TDOP): TDOP refleja los efectos de la geometría

satelital en los cálculos de tiempo.

Deslizamiento de Ciclo o Cycle Slip (HDOP): Cuando la señal proveniente del satélite

se pierde en forma momentánea, también se pierde el control de fase y puede en

ocasiones invalidar una medición. Existen receptores que integran dispositivos de

detección y corrección de los deslizamientos de ciclo. Ver Dilución de Precisión.

Disponibilidad Selectiva (SA): Programa del Departamento de Defensa que controla la

exactitud de las mediciones de pseudodistancia, de tal forma que el usuario recibe una

pseudodistancia falsa con un error controlado en magnitud. Las técnicas diferenciales

GPS reducen estos efectos para aplicaciones locales.

ECEF: Sistema de coordenadas cartesianas a mano derecha, donde el eje X pasa a

través de la intersección del primer meridiano (Greenwich) con el ecuador, el eje Z es

coincidente con la posición intermedia del eje rotatorio y el eje Y es ortogonal con los

ejes X y Z.

Efemérides: Lista de posiciones o ubicaciones de un objeto celestial como una función

de tiempo. Disponible como “efemérides transmitidas” o como “efemérides precisas”

post procesadas.

Efemérides, Datos: Los Datos de Efemérides constituyen la información de la órbita de

un satélite particular, transmitidos por el propio satélite.


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Elevación: Altura sobre un dátum de referencia. El dátum de referencia puede ser un

elipsoide (elevación elipsoidal), un geoide (elevación ortométrica), sobre el nivel del

mar o sobre un plano de referencia definido localmente.

Elevación ortométrica: Altura de un punto sobre el geoide. Elevación ortométrica a

menudo es considerada idéntico a elevación al nivel del mar.

Elipse de error (absoluto y relativo): Todas las mediciones contienen error. La

posición calculada de un punto jamás es la posición real, ya que las mediciones usadas

para determinar la posición contienen error. Una elipse de error es una estimación

estadística de la precisión de la posición de un punto. Más específicamente, es una

región con forma elíptica alrededor de un punto que representa el área dentro de la cual

hay cierta probabilidad que la posición real del punto sea localizada. Por ejemplo, una

elipse de error con un 95% de nivel de confianza define el área dentro de la cual la

posición real del punto tiene un 95% de probabilidad.

Elipsoide: En la geodesia, a menos que se especifique de otra forma, es una cifra

matemática formada al girar una elipse alrededor de su eje menor. A menudo se usa

intercambiablemente con un esferoide. Dos cantidades definen un elipsoide; estas son

normalmente proporcionadas como la longitud del semieje mayor, a, y el achatamiento,

f = (a b)/a, donde b es la longitud del semieje menor.

Epoca: Marca de tiempo para un intervalo de medición o frecuencia de datos, por

ejemplo, 10 segundos.

Es una muestra o medición básica de la señal. El contador de épocas, cuenta la

cantidad de veces que se ha tomado una medición. El tiempo entre época suele variar

desde 1 a 99 segundos. Siendo de 15 segundos el más frecuente en la modalidad

estática, de 5 segundos para la Cinemática y de 1 segundo para RTK.

Error: Error causado por confusión, falta de cuidado o ignorancia, incluyendo, pero no

limitado a: transposición de números al escribirlos en HI o al leer el HI incorrectamente,

ocupando el punto equivocado.

Error de cierre: Al cerrar una línea transversal o un circuito de nivel en el punto

inicial, un error en las observaciones siempre producirá dos posiciones diferentes para el

punto inicial, la posición original y la posición calculada usando las medidas de la

medición. Por ejemplo, si la elevación del punto inicial para una ejecución de nivel es

100.000 metros, la elevación final del circuito debiera ser 100.000 metros si el circuito

finaliza en el punto inicial. Sin embargo, debido al error de medición, la elevación final

puede ser 100.060 metros. La diferencia entre las dos elevaciones es el error del cierre.

A menudo este error también se refiere al cierre.

Error de multitrayectoria: Error de posicionamiento GPS que es el resultado del uso

de señales satelitales reflejadas (multitrayectoria) en el cálculo de posición.

Error Medio Cuadrático (RMS): Medida estadística de la dispersión de posiciones

calculadas acerca de una solución de posición de un “mejor ajuste”. Se puede aplicar el

RMS a cualquier variable casual.


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Errores aleatorios: Errores normalmente pequeños, impredecibles causados por

imperfecciones en el equipamiento o de operadores.

Error Estándar (desviación estándar): El objetivo de cualquier medición es encontrar

el valor real. Debido a que todas las mediciones contienen error, jamás se observa el

valor real. Para calificar las mediciones, se deriva una estimación de error para cada

una de ellas. Una estimación de error estándar indica que hay un 66% de probabilidad

de que el valor real de una medición esté dentro del rango generado al sustraer y añadir

la estimación del error para el valor medido. Por ejemplo, si una medición de 50,5

metros tiene un 95% de error de ± 0,1 metros, entonces hay un 95% de probabilidad de

que el valor real esté entre: 50,4 y 50,6 metros. El valor 66% deriva de una distribución

normal. Para una variable normalmente distribuida, el error estándar es el límite dentro

del cual están el 66% de las muestras de las variables.

Estación: Ubicación o punto de la medición donde se graban los datos GPS.

Estación Base: En posicionamiento diferencial, extremo de la línea base que se asume

conocido y su posición fija.

Exactitud relativa: Exactitud estimada de la posición de un punto en relación a otro

punto. La exactitud de las mediciones a menudo se determina al examinar la exactitud

relativa de puntos establecidos por las mediciones. Por ejemplo, una especificación de

exactitud de 1 parte en 100.000 es una especificación de exactitud relativa. Esta

especificación de exactitud define el error permitido entre dos puntos, basada en la

distancia que hay entre ellos.

Excentricidad: Razón de distancia desde el centro de una elipse hasta su foco por el

semieje mayor.

Factor de Elevación (factor nivel del mar): El factor de elevación es un ajuste de

escala aplicado a las mediciones de distancias para reducirlas a la superficie del

elipsoide. Este es el primer paso para la conversión de distancias medidas a distancias

de grilla. Después que se reduce la distancia medida a una distancia elipsoidal, es puesta

en escala nuevamente por el factor grilla, para producir una distancia de grilla.

Factor de escala: El factor de escala es un ajuste de escala aplicado a distancias

elipsoidales para reducir las distancias a distancias de grilla. Este es el segundo y último

paso para convertir distancias medidas en distancias de grilla. El primer paso es reducir

las distancias medidas a distancias elipsoidales aplicando el factor de elevación.

Fase de Código: Término usado en referencia a los datos C/A o al Código P.

Fase del Portador: La fase del portador L1 o L2 de una señal GPS, es medida por un

receptor mientras enlaza la señal (también conocido como Doppler integrado).

Firmware: Centro electrónico de un receptor en el cual, instrucciones codificadas

referentes a la función del receptor y (a veces) algoritmos de procesamiento de datos,

son incrustados como porciones del sistema de circuitos interno.


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Geoide: Superficie basada en la gravedad, usada para representar de la mejor forma la

superficie física de la tierra. El centro del geoide coincide con el centro real de la tierra

y su superficie es una superficie equipotencial, que significa que en cualquier punto el

geoide es perpendicular a la dirección de la gravedad. Se puede visualizar el geoide al

imaginar que la tierra está completamente cubierta de agua. Esta superficie de agua es

una superficie equipotencial, ya que el agua fluye para compensar cualquier diferencia

que ocurra.

GPS Diferencial (DGPS): Técnica por medio de la cual los datos de un receptor en una

ubicación conocida se usan para corregir los datos de un receptor ubicado en una

posición desconocida. Las correcciones diferenciales se pueden aplicar en tiempo real o

por postproceso. Debido a que la mayoría de los errores en el sistema GPS son comunes

para los usuarios en un área extensa, la solución corregida DGPS es significativamente

más exacta que una solución autónoma normal.

Hora GPS: Sistema horario bajo el cual está basado el GPS. La hora GPS es un

sistema horario atómico y está relacionado con el Tiempo Atómico Internacional de la

siguiente forma: tiempo Atómico Internacional (IAT) = GPS + 19.000 seg.

Hora media de Greenwich (GMT): Hora basada en el Meridiano de Greenwich como

referencia. En distinción de la hora basada en un meridiano local o del meridiano de una

zona horaria.

Identificación de la Estación: Identificador alfanumérico de un punto de medición de

cuatro caracteres. Cada punto de medición debe tener una Identificación de Estación

única. De otra forma, el procesamiento tendrá problemas al determinar a qué punto

corresponden ciertas observaciones.

Inicialización Cinemática: Metal adjunto de longitud fija (0,2 metros), usado para

facilitar el proceso de inicialización de una medición cinemática. Se adjuntan dos

receptores Locus, uno de ellos en una ubicación conocida. Ellos actúan como una línea

base fija y permiten que los receptores se inicialicen (resolución de ambigüedades

enteras) más rápido que si hubiesen sido inicializados a través de una línea base de una

longitud desconocida.

Intervalo de Grabación: Intervalo de tiempo de la grabación de datos GPS en la

memoria del receptor GPS. Por ejemplo, un intervalo de grabación de 10 segundos

indica que los datos GPS se guardarán en la memoria del receptor cada 10 segundos.

Ionósfera: Capas de aire ionizado en la atmósfera, que se extienden desde 70 a 700

kilómetros y más. Dependiendo de la frecuencia, la ionósfera puede bloquear señales

de radio por completo o cambiar la velocidad de propagación. Las señales GPS penetran

la ionósfera pero se retrasan. Este retraso induce al error en las mediciones GPS y puede

producir resultados de medición pobres. La mayoría de los receptores/softwares de

procesamiento GPS modelan la ionósfera para minimizar sus efectos. También los

efectos de la ionósfera casi pueden ser eliminados al usar receptores de frecuencia dual

la cual calcula el retraso causado por la ionósfera.

L1: Señal de banda L principal emitida por cada satélite NAVSTAR en 1575.42 MHz.

La guía L1 es modulada con los códigos C/A y P y con el mensaje NAV.


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L2: Señal de banda L emitida por cada satélite NAVSTAR en 1227.60 MHz y es

modulada con el código P y con el mensaje NAV.

Latitud: Angulo generado por la intersección del semieje mayor del elipsoide de

referencia del dátum y el elipsoide normal (línea perpendicular a la superficie del

elipsoide) en el punto de interés. Al definir las coordenadas geodésicas de un punto, la

latitud es uno de los elementos posicionales.

Línea Base: Distancia tridimensional del vector entre un par de estaciones para las

cuales se han grabado datos GPS simultáneos y procesado con técnicas diferenciales. Es

el resultado GPS más exacto.

Longitud: Longitud del arco o porción del ecuador de la tierra entre el meridiano de un

lugar dado y el primer meridiano expresado en grados este u oeste del primer meridiano,

hasta un máximo de 180 grados.

Meco: Nombre de la estación permanente ubicada en la ciudad de Mercedes en la

provincia de Corrientes y que forma parte de la Red de Monitoreo Satelital Continuo

(RAMSAC).

Medición cinemática: Forma de medición diferencial continua con fase portadora, que

requiere de períodos cortos de observación. Las restricciones operacionales incluyen el

inicio o determinación de una línea base y rastrear un mínimo de cuatro satélites en

forma continua. Un receptor se ubica estático en un punto de control, mientras otros

receptores se desplazan por los puntos a medir.

Medición Estática: Método de medición GPS que involucra observaciones simultáneas

entre receptores estacionarios. El postproceso calcula el vector que está entre los puntos.

Multitrayectoria: Recepción de una señal satelital a lo largo de una ruta directa y a lo

largo de una o más rutas reflejadas. Las señales reflejadas son causadas por las

superficies reflectantes cerca de la antena GPS. Resultados de la señal en una medición

de pseudodistancia incorrecta. Ejemplo clásico de multitrayectoria es el espectro que

aparece en la televisión cuando un avión pasa sobre el lugar.

Mensajes de Navegación: Navigation Data: Una variedad de información que envía

continuamente el satélite. Esta información incluye datos efemérides, coeficientes

correctores del tiempo, coeficientes para corrección meteorológica, salud y datos de

almanaque.

Número PRN: Número de identificación del satélite.

Observación: Acto de grabar los datos (GPS) en una estación. Un ejemplo del uso de

este término sería: “La obervación en el punto 0001 duró 1 hora”. Observación es

normalmente intercambiable con el término ocupación.

Obstrucción: Característica física que bloquea la línea directa del satélite desde el

punto de observación. Las señales GPS son muy débiles. Se pueden bloquear

alcanzando la antena GPS con objetos que estén entre la antena y los satélites. Los

clásicos ejemplos de obstrucciones son los árboles y los edificios.


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Ocupación: Período de datos grabados en una estación. Por ejemplo, un período de

datos de 1 hora de grabación en un punto de medición se considera una ocupación.

Ocupación normalmente es intercambiable con el término observación.

Par de Estaciones: Dos puntos de medición entre los cuales existe un vector GPS. El

término Par de Estaciones se usa al analizar la calidad y exactitud de las mediciones

entre puntos.

Parámetros de Transformación de Dátum: La relación entre dos datums se define

mejor como una serie de 7 parámetros de transformación. Estos parámetros definen

cómo se cambian las coordenadas de referencia de un punto en un dátum, para

determinar las coordenadas del mismo punto en el otro dátum. Al realizar un ajuste por

mínimos cuadrados, estos parámetros se pueden estimar como parte del proceso de

ajuste. Parámetros de transformación de dátum es el término normalmente usado para

referirse a los parámetros de transformación estimados a través del proceso de mínimos

cuadrados.

Posición Ajustada: Posición final del punto de medición derivado de un ajuste de

mediciones usadas para deducir la posición.

Posicionamiento Diferencial: Determinación de coordenadas relativas de dos o más

receptores, los cuales han rastreado simultáneamente los mismos satélites. El

posicionamiento diferencial dinámico es una técnica de calibración en tiempo real

obtenida al enviar correcciones al usuario del receptor móvil desde una o más estaciones

de referencia. La medición estática diferencial GPS involucra determinar los vectores de

la línea base entre pares de receptores, comunes en ambas estaciones, tales como errores

en el reloj satelital, retraso de propagación, etc.

Posición Autónoma: También conocida como puntual o absoluta. Posición que se

deriva de un solo receptor sin usar ninguna corrección diferencial. Este es el método

menos exacto de posicionamiento.

Posición postprocesada: Posición de un punto de medición obtenida del procesamiento

de datos GPS observados simultáneamente entre este punto y otro punto con posición

conocida.

Posicionamiento Puntual: Denota el proceso de obtener la posición de un punto con

un sólo receptor y al menos cuatro satélites. La precisión en ésta modalidad es de

algunas docenas de metros.

Post proceso: Reducción y procesamiento de datos GPS después de que los datos

fueron grabados en terreno. El postproceso es normalmente llevado a cabo en un

computador en ambiente de oficina donde se usa el software apropiado para conseguir

soluciones de posición óptimas.

PPM: Partes por millón.

Proceso diferencial: Las mediciones GPS se pueden diferenciar entre receptores,

satélites y épocas. Aunque muchas combinaciones son factibles, la presente convención

para el proceso diferencial de las mediciones de fase GPS es sustraer diferencias entre


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receptores (diferencia única), luego entre satélites (diferencia doble), y luego entre

épocas de mediciones (diferencia triple). Una medición de diferencia única entre

receptores, es la diferencia instantánea en la fase de la señal del mismo satélite, medida

por dos receptores a la vez. Una medición de diferencia doble se obtiene al diferenciar

la diferencia única de un satélite con respecto a la diferencia única correspondiente a un

satélite de referencia seleccionado. Una medición de diferencia triple es la diferencia

entre una diferencia doble en una época de tiempo y la misma diferencia doble en la

época de tiempo anterior.

Proyección Cartográfica: Cualquier método sistemático de representar la totalidad o

parte de la superficie curva de la tierra bajo otra superficie, usualmente plana.

Pseudodistancia: Medición del tiempo de propagación aparente desde el satélite a la

antena del receptor, expresado como distancia. La pseudodistancia se obtiene al

multiplicar el tiempo de la señal de propagación aparente por la velocidad de la luz. La

pseudodistancia difiere de la distancia real porque los relojes del satélite y del usuario

no están perfectamente sincronizados, por el retraso de la propagación y otros

errores. El tiempo de propagación aparente se determina por medio del cambio de

tiempo requerido para alinear (correlativo) una réplica del código GPS generado en el

receptor con el código GPS recibido. El cambio de tiempo es la diferencia entre el

tiempo de la recepción de la señal (medido en el marco de tiempo del receptor) y el

tiempo de emisión (medido en el marco de tiempo satelital).

Punto Conocido: Punto también denominado de Referencia, del cual se conocen sus

coordenadas en forma precisa.

Rastreo: Proceso por medio del cual un receptor GPS encuentra y enlaza un satélite

GPS. Una vez que un receptor GPS ha rastreado 4 o más satélites, puede comenzar a

calcular posiciones.

Residuo: Diferencia entre el valor observado y el valor calculado. En un ajuste de

mínimos cuadrados de datos GPS, los vectores GPS se ajustan para hallar el mejor

ajuste para todos los vectores. El ajuste de cada vector produce un residuo para cada

vector. El residuo es el monto en que fue ajustado el vector con respecto a todos los

otros vectores. Los valores residuales se analizan para determinar si hay un problema

potencial con un vector(es) en el ajuste.

Residuo normalizado (Residuo estandarizado): Residuo de un vector GPS ajustado

dividido por el error estimado. Al normalizar un residuo, se puede determinar la

posición dentro de una distribución normal. Un residuo normalizado de 0 indica las

caídas residuales en el medio de la distribución normal. Un residuo normalizado de 3 o

más indica que el residuo cae fuera del extremo de la distribución. Debido a que sólo un

pequeño porcentaje de residuos cae normalmente fuera de los extremos, a menudo es

probable que un residuo normalizado de esta magnitud pueda pertenecer a una medición

que contiene un error.

Retraso ionosférico: Propagación de onda a través de la ionosfera, el cual es un medio

no homogéneo y dispersivo. El retraso de la fase depende del contenido de electrones y

afecta las señales portadoras. El retraso del grupo en la dispersión en la ionosfera,


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también afecta la modulación de la señal (códigos). El retraso de la fase y del grupo, son

de la misma magnitud pero de señal opuesta.

RINEX: Formato de Cambio Independiente del Receptor (Receiver Independent

Exchange format). Serie de definiciones estándar para promover los cambios libres de

datos GPS y facilitar el uso de los datos desde cualquier receptor GPS con cualquier

software. El formato incluye definiciones para tres observables GPS fundamentales:

tiempo, fase y distancia.

Salto de Ciclo: Pérdida de la cuenta de los ciclos del portador al medirlos con un

receptor GPS. La pérdida de señal, de interferencia ionosférica, de obstrucciones y de

otras formas de interferencia, causan el salto de ciclos (ver fase del portador). Para

calcular en forma apropiada un vector entre los datos reunidos por dos receptores GPS,

se debe corregir todos los saltos de ciclos.

Normalmente el software realiza esta labor. En ocasiones, el salto de ciclo no

será detectado por el software, dando como resultado una determinación incorrecta del

vector.

Semana GPS: Tiempo GPS iniciado la media noche del Sábado/Domingo 6 de enero

de 1980. La semana GPS es el número de semanas completas desde la hora GPS cero.

Separación geoidal: Diferencia de altura entre la altura elipsoidal y la altura

ortométrica en un punto dado de la superficie de la tierra. En otras palabras, es la

separación que existe entre la superficie del geoide y la superficie del elipsoide en un

punto dado de la superficie de la tierra.

Sesión: Una sesión es un grupo de datos GPS grabados simultáneamente. Por ejemplo,

si 4 receptores GPS grabaron datos simultáneamente en 4 puntos, el set completo de

datos se considera una sesión. Dentro de una sesión, se pueden calcular los vectores

GPS entre todos los puntos.

Singularidad: Singularidad es una condición que causa que la operación inversa de una

matriz resulte errada. La inversión de la matriz es una operación importante en los

ajustes por mínimos cuadrados. Si no se puede realizar la inversión de la matriz debido

a una singularidad, no habrá ajuste. Una situación que causará una singularidad es

intentar ajustar los vectores GPS en una red donde partes de la red GPS no están

conectadas a las otras, por ejemplo dos o más sets de puntos que no tienen conexión con

todas las otras partes, o bien, dos o más sets de puntos que no tienen conexión con cada

uno de los otros.

Sistema de grilla: Un sistema de grilla es un set definido de parámetros que, junto con

una proyección cartográfica, se usan para convertir coordenadas geodésicas (superficie

curva) a coordenadas de grilla (superficie plana).

Sistema de grilla local: Sistema de coordenadas del plano local usualmente definido

para usarlo en un proyecto de medición pequeño. Los parámetros de definición del

sistema, normalmente son un origen con coordenadas horizontales determinadas

arbitrariamente (tales como 0,0 o 1000,1000) y una dirección arbitraria (línea límite o

visual hacia otro punto). El sistema local normalmente permanece en sí mismo, sin una

relación conocida con algún otro sistema de coordenadas definido. Esta relación se


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puede determinar si las coordenadas de un número suficiente de puntos pueden ser

determinadas en ambos sistemas, entre los cuales se busca una relación.

Sistema de Posicionamiento Global (GPS): Sistema de navegación basado en

satélites, su misión principal es el proporcionar posicionamiento/navegación global para

operaciones terrestres, marítimas y aéreas.

Solución Fija: Procesar vectores GPS produce muchas soluciones para el vector en

diferentes épocas del procesamiento. Uno de los parámetros que está siendo solucionado

durante el proceso corresponde a las ambigüedades enteras. Una solución fija es una

solución del vector donde las ambigüedades enteras se han determinado correctamente y

se han mantenido fijas. La solución fija para un vector es a menudo la mejor solución.

Si por alguna razón las ambigüedades no pudieran tener solución, la solución final para

el vector será la solución flotante.

Solución Flotante: El procesamiento de los vectores produce muchas soluciones para el

vector en diferentes épocas del procesamiento. Uno de los parámetros que está siendo

solucionado durante el procesamiento corresponde a las ambigüedades enteras. Una

solución flotante es una solución del vector donde los valores enteros de las

ambigüedades podrían no ser determinados, por lo tanto, no son fijos para un valor

entero específico (queda como un valor de punto flotante).

SV: Vehículo Satelital o vehículo espacial.

GPS Tiempo: Tiempo de referencia usado por los satélites GPS. Los satélites

continuamente están transmitiendo el tiempo GPS, el cual está varios segundos

adelantado con relación al Tiempo Coordinado Universal (UTC).

UTC: Hora mantenida por el Observatorio Naval de los Estados Unidos. Debido a las

variaciones en la rotación de la tierra, a veces se ajusta la hora UTC por medio de un

segundo entero. La acumulación de estos ajustes comparados con la hora GPS, la cual

avanza continuamente, ha dado como resultado una desviación de 11 segundos entre la

hora GPS y la hora UTC a principios del año 1996. Después de responder por los saltos

de segundos y usar el ajuste contenido en el mensaje de navegación, la hora GPS se

puede relacionar con la hora UTC dentro de 20 nanosegundos o mejor que eso.

UTM: Proyección Cartográfica Universal Transversa de Mercator. (Universal

Transverse Mercator). Caso especial de la proyección Transversa de Mercator.

Abreviado como la Grilla UTM, consiste en 60 zonas, cada una tiene 6 grados de

amplitud en longitud.

Varianza del peso unitario: Indicador de calidad estadístico de una red ajustada por

mínimos cuadrados. El valor esperado de la varianza del peso unitario es 1. Un valor

inferior a 1 es un índice que las indeterminaciones asignadas a las mediciones son

demasiado optimistas. Un valor mayor que 1 es un índice que las indeterminaciones

asignadas a las mediciones son demasiado pesimistas o que hay uno o más errores en el

set de datos ajustados.


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Vector: Línea espacial descrita por componentes tridimensionales entre dos puntos. En

las mediciones GPS, un vector es el producto del procesamiento de datos crudos

grabados en dos puntos simultáneamente.

WGS 84: WGS84 es el dátum con que se denomina a las posiciones GPS y a los

vectores. Este dátum es básicamente equivalente al dátum NAD83 usado en los Estados

Unidos. La diferencia es muy pequeña para tener algún impacto en las posiciones GPS y

en los vectores.


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VIII - BIBLIOGRAFIA

- Hofmann B., Wellenhof, Lichtenegger H. and Collins J. – “Global Positioning

System” (theory and practice) Segunda edición – Springer-Verlag wien New York –

1992/93.

- “Curso GPS” de la Universidad Nacional de Rosario - 2004.

- Apunte de la Cátedra de Posicionamiento Satelitario de la carrera de Agrimensura de

la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura – UNNE.

- Araoz, L. – “Instructivo de trabajo para los equipos Leica Wild GPS System 200 de

Catastro de Corrientes” – 2005.

- IGM - “Instructivo para bajada de datos de la Red RAMSAC”.

- Ing. Agrim. Ana María Robín y Dra. M. Virginia Mackern – “Taller Regional de

usuarios de Estaciones GPS Permanentes” (Presentación Powerpoint) – Corrientes,

2005.

- Página web de la Dirección General de Catastro de Corrientes

(www.catastrocorrientes.gov.ar).

- Página web del IGM (www.igm.gov.ar).

- Enciclopedia libre de Internet “Wikipedia” (http://es.wikipedia.org).

- Página web www.topografía global.com.ar.

prologo - agrimensoft€¦ · iv – gps diferencial utilizando fases de las ondas portadoras 1....

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