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Errores en el GPS Topográfico

Errores en el GPS – Factores que afectan a la precisión

  • Degradación deliberada de la señal: AS y SA
  • Salud de los satélites
  • Fuerza de la señal de satélite ( SNR – Ratio señal/ruido )
  • Número de satélites visibles
  • Dilución de la precisión ( DOP )
  • Tiempo de observación
  • Observables empleadas: código C/A, fase L1, fases L1 y L2
  • Longitud de la Línea Base
  • Los efectos atmosféricos

DOPS

Los valores de DOP están en función de la distribución geométrica de los satélites en el espacio.

GDOP = Dilución de la precisión en posiciones 3D y tiempo( También llamado RDOP )            

    PDOP = Dilución de la precisión en posiciones 3D.

    HDOP = Dilución de la precisión en 2D.

    VDOP = Dilución de la precisión en vertical.

    TDOP = Dilución de la precisión en determinación del tiempo.

Errores en el GPS
Errores en el GPS

 COMPOSICIÓN DE UN EQUIPO GPS

  • Antena GPS
  • Receptor GPS
  • Terminal de Control
  • Sistema de Radioenlace ( para tiempo real )
  • Otros accesorios básicos.

ANTENA GPS

  • Recibe la señal de los satélites y la envía al receptor.
  • La posición que se calcula es la de su centro radioeléctrico.
  • Suelen incorporar un plano de tierra (efecto multipath).
  • CHOKE RING: antenas de alta precisión.

ERRORES RELACIONADOS CON LAS ANTENAS

  • Efectos de trayectorias múltiples (multipath): las señales se reflejan en objetos reflectantes que indican  al receptor un  tiempo de viaje equivocado en la trayectoria de las ondas.
  • Variaciones de los centros de fase de las antenas. Antenas tipo Microstrip: variaciones inferiores a una micra.

 

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Certificado GPS o verificación GPS

Certificado GPS, porque no se puede emitir uno

En Dekhipan – Taec al igual que revisamos las estaciones totales, hacemos lo mismo con los equipos GPS, pero hay que entender que son máquinas diferentes, y hay gente o organismo que a veces piden cosas que no son posibles por desconocimiento. Vamos a explicar de forma breve la imposibilidad de realizar un certificado GPS de calibración de sus equipos GPS por la propia naturaleza de estos.

La explicación es la siguiente:

Los receptores GPS reciben señal de satélites que orbitan alrededor de la tierra, esto hace que no sea posible reproducir siempre las mismas condiciones, ya que estas dependen de la zona de trabajo, hora del día, disposición de los satélites en el cielo visible, etc…

Además, el receptor GPS no está midiendo nada, si no que recibe una señal electromagnética y un software interno realiza un cálculo a partir de esa señal recibida de varios satélites para mostrar la posición.

certificado GPS - verificación GPS
certificado GPS – verificación GPS

Por tanto, además de no ser posible reproducir las condiciones y de no tratarse de un equipo que disponga de elementos mecánicos que midan, si no de un firmware en un chip que lo que hace es calcular, no existe tampoco posibilidad de tener ningún patrón para poder establecer comparaciones. Como ejemplo, se trataría en algunos aspectos del mismo caso que si se quisiera emitir un certificado de calibración de un CPU de un PC.

Todo ello hace que lo que si puede comprobarse es que el receptor está recibiendo señal de satélites (cosa que puede hacer cualquier usuario que conozca el funcionamiento del receptor), pero no emitir un certificado de calibración varias medidas y cálculos de incertidumbre comparado con un patrón. Es por eso que tenemos que hablar de verificación de GPS y no certificado GPS.

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Preguntas ETRS89 – GPS alquiler

GPS Alquiler – Preguntas frecuentes ETRS89

Existe una transformación exacta entre ED50 y ETRS89

En si mismo la idea convencional de dos datum distintos; dos elipsoides de diferente tamaño y forma situados en dos puntos del espacio distintos, se relacionan exactamente mediante expresiones matemáticas que únicamente contienen traslaciones, rotaciones y un factor de escala. Entonces, ¿por qué no existe una relación perfecta entre ED50 y ETRS89?. La respuesta a esta pregunta es debida a que la realización del sistema de referencia depende de varios factores: técnicas de observación, métodode compensación, equipo humano e instrumental utilizado, etc. En consecuencia, la realización de un datum presenta heterogeneidades, más si nos referimos a un datum clásico como ED50 basado en medidas terrestres junto con algunas espaciales.

En el caso de que tuviéramos dos materializaciones procedentes de dos datum geocéntricos, éstos también están afectados por su precisión intrínseca aunque el nivel de precisión teórica actual alcanzable está por encima de los residuos que se obtienen en la transformación. No es así en el caso de una transformación de un datum clásico a uno geocéntrico donde la heterogeneidad del primero es grande. Evidentemente hay que hacerse la pregunta siguiente: ¿qué precisión necesito?. Probablemente una decena de metros en los residuos de una transformación pueden ser suficientes para un sistema de localización de flotas o para un mapa a pequeña escala.

Un punto tiene una latitud y longitud únicas

Si existen varios datums consecuentemente tendremos diferentes meridianos origen y ecuadores dependiendo de la colocación en el espacio, tamaño y forma de estos elipsoides, esto lleva a que un punto real de la superficie de la Tierra tenga una latitud y longitud distinta dependiendo del datum al que se haga referencia.

GPS Alquiler
GPS Alquiler

Las coordenadas verdad o terreno de un punto nunca cambian

Depende de la resolución con que seamos capaces de conocer las coordenadas de un punto. Los modernos sistemas de referencia, como ITRS2000, con resoluciones centimétricas son sensibles a los
cambios en la posición de un punto debido a fenómenos geológicos como: movimiento de placas (deriva continental), elevación post glacial etc.

Esto nos lleva a la siguiente pregunta: ¿quiere decir que cada año voy a tener unas coordenadas distintas de los vértices geodésicos?. El sistema de referencia ETRS89 ha sido concebido para evitar este inconveniente práctico publicándose con cada realización ITRF y los parámetros de transformación a ETRS89 aprovechando así mismo el continuo incremento de precisión de los sucesivos ITRF.

¿Por qué ETRS89 y no WGS84?

WGS84 y ETRS89 son equivalentes para la gran mayoría de aplicaciones topográficas o cartográficas. El primero está basado en el elipsoide del mismo nombre, - WGS84-, mientras que el segundo sobre SGR80; adoptado por la Asociación Internacional de Geodesia en 1979. Ambos elipsoides son idénticos excepto la excentricidad en que difieren ligeramente. ETRS89 es el sistema de referencia geocéntrico oficial en Europa de precisiones mucho más elevadas que la última solución WGS84. Información obtenida del IGN

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Posicionamiento con GPS

Posicionamientos con GPS Absolutos

  • También comúnmente denominados posicionamientos puntuales o autónomos.
  • Se realizan con un solo receptor y son afectados por SA y AS.
  • Las mediciones son realizadas en código solamente( no se pueden resolver las ambigüedades ).
  • Precisiones de orden decamétrico ( 10-30 mm).
  • Los parámetros desconocidos en estas mediciones son: X,Y, Z del punto donde se encuentra el receptor.
  • Necesita al menos 4 satélites.

Posicionamientos con GPS Relativos

  • Dos o más receptores observan el mismo conjunto de satélites de forma simultánea.
  • Numerosos errores comunes a ambos receptores se anulan.
  • Los parámetros desconocidos son dx, dy, dz, comúnmente    referidos como elementos del vector GPS o línea base.

Posicionamiento con GPS Absoluto (Single Point)

SOLUCIÓN: X,Y,Z

Posicionamiento con GPS Relativo (Línea de Base-Vector)

SOLUCIÓN:DX,DY,DZ

Posicionamientos con GPS Relativos (cont)

  • Puede realizarse empleando medidas de código o de fase.
  • Las precisiones en las determinaciones dependen de múltiples factores (tiempo de medición, geometría de los satélites, etc). No obstante, pueden llegar a alcanzarse precisiones de orden centimétrico.
  • Este tipo de posicionamiento también se denomina Diferencial.
  • Hay varios métodos para resolverlos en función de la dinámica del receptor móvil: estático o cinemático.

Tipos de Mediciones con GPS

Posicionamiento con gps
Posicionamiento con gps

Método Estático

  • No existe movimiento de los receptores durante la observación
  • Proporciona las mayores precisiones, incluso subcentimétricas
  • El posicionamiento con GPS se obtienen tras postproceso de datos
  • Estático Rápido: reduce los tiempos de observación
  • Reocupación: cuando las condiciones de observación son malas se realiza un segundo posicionamiento después de un tiempo y luego se combinan ambas observaciones.

Método cinemático

  • Existe movimiento de uno de los receptores durante la observación, continuamente o con parada ( STOP & GO ).
  • Proporciona precisiones centimétricas.
  • El posicionamiento con GPS se obtienen tras postproceso de datos.
  • Requiere una inicialización previa y mantener la señal de satélites durante la observación.
  • Reinicialización: si se pierde la señal de satélite durante la observación hay que rehacerla en punto conocido, punto desconocido o en movimiento ( OTF ).

Aplicación en Postproceso

  • Empleamos los datos brutos almacenados durante la observación estática o cinemática.
  • El cálculo de posiciones relativas se realiza en gabinete
  • Se desconoce la fiabilidad de la observación en campo
  • Requiere observaciones redundantes: largo tiempo
  • Concede las mejores precisiones debido a la redundancia de datos en el cálculo.

Aplicación en tiempo real

  • Obtenemos instantáneamente posiciones relativas en campo.
  • Reduce el tiempo de observación en gran medida.
  • Se conoce la fiabilidad de la observación en campo.
  • Permite la realización de replanteos.
  • Concede precisiones suficientes para trabajos topográficos.
  • Existe un enlace de radio entre receptores (reduce la longitud de la línea base en base a la potencia de radios).
  • Formatos RTCM ( precisión submétrica ) y RTK ( precisión centimétrica ).

 

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Alquiler GPS – errores con TCP

Posibles errores con TCP en el alquiler GPS

A la hora de conectar el GPS móvil, con TCP en nuestro alquiler GPS, es decir, cuando vamos a conectarnos mediante conexión ntrip, puede sucedernos que no nos conecte por uno de estos casos:

No conexión de Internet en el alquiler GPS.

  • En este caso se detecta que no conecta a Internet, porque cuando hace las pruebas de conexión y pasa al estado de conectando a Internet, tarda demasiado y en la pantalla se aprecia cómo pasa de baudios, cuando se tendría que conectar a 115200. Si no conecta dará un error en la pantalla. Cuando sucede esto puede ser por que o bien, no hay cobertura de GPRS o el puerto de conexión del wavecom (puerto D por defecto) no funciona.

En el primer caso no habrá nada que hacer ya que sin cobertura es imposible conectarse. En este caso en Dekhiplan no te cobraríamos el día de alquiler GPS ya que no depende ni de ti, ni de nosotros y te daríamos la posibilidad de realizar alquiler GPS pareja.

En el segundo caso se puede primero resetear el GPS o si no funciona el reseteo, cambiar de puerto el wavecom, (es posible que a veces si se conecte a Internet y todo funcione bien, pero al rato se desconecte, y nos desaparezcan los GPS la precisión y nos salga sin conexión en pantalla, esto es porque el puerto no funciona bien) esto último siempre se podrá hacer siempre y cuando la libreta disponga de bluetooth y no ocupe el puerto A.

Cuando cambiemos de puerto tendremos que irnos a la pantalla de TCP y entrar en GPS a Estilos y dentro en editar RTK Móvil ntrip, dentro en Radiomodem habría que cambiar el puerto que está en D a A, de esta forma se solucionara el problema y el wavecom se conectara a Internet.

Alquiler GPS
Alquiler GPS

No conexión al ICV en el alquiler GPS.

Cuando al intentar bajarse los nodos de la red ERVA, sale un recuadro de póngase en contacto con su proveedor de ntrip, quiere decir que no se está pudiendo conectar con el servidor del ICV, en este caso realmente nosotros no tenemos la culpa, ya que es un problema que nosotros no podemos controlar, pero podemos intentar resetear el wavecom y el GPS, de esta forma refrescamos nuestra ip, y así a lo mejor poder conectarnos, la experiencia nos dice que cuando ocurre esto con un poco de paciencia y tras unos intentos y reseteos, logramos conectarnos, para resetear el wavecom basta con darle al botón de reset de baterías del GPS.

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Receptores GPS – Descripción – parte 2

Funcionamiento de los receptores GPS

ESTRUCTURA BÁSICA DE LAS SEÑALES DE LOS RECEPTORES GPS

Frecuencia Fundamentalfo = 10.23 MHz

Portadoras 

L1 = 154*fo = 1575.42 MHz      Long. de Onda = 0.19 m

L2 = 120*fo = 1227.60 MHz      Long. de Onda = 0.24 m

Códigos

Código   C/A =  fo/10 = 1 MHz           Long. = 293 m

Código       P = fo = 10 MHz               Long. = 29.3 m

             La portadora L1 modula ambos códigos C/A y P.

             La portadora L2 modula solamente el código P.

Sistemas de Medida con GPS

Medida de Código

Los receptores GPS son capaces de generar una réplica de los códigos generados en cada uno de los satélites.

 

Receptores GPS
Receptores GPS

Comparando ambos códigos, es posible computar el tiempo de viaje de la señal desde cada satélite a la estación. Si este cómputo estuviese libre de todo error, sería posible calcular la distancia entre cada satélite y los receptores GPS utilizando:

Distancia = dT x C (C=velocidad de la luz)

Esta medición está afectada por numerosos errores (error del reloj de los receptores GPS y del satélite, etc), por lo cual se utiliza el concepto de seudodistancia.

ANTI-SPOOFING (AS)

Cuando AS está activado, no se puede acceder al código P (excepto usuarios autorizados).

– El código P se combina con el W y se convierte en Y.

– Cuadramiento, correlación cruzada y seguimiento “Z”

(z-tracking) son métodos diseñados para utilizar P a pesar de su codificación.

Observaciones de Onda Portadora

Las mediciones de ondas portadoras son similares a las observaciones de código en cuanto que también se mide el tiempo de viaje de la onda desde el satélite a los receptores GPS.

Estas mediciones se realizan comparando la diferencia de fase entre las señales de los satélites y los receptores GPS.

La diferencia fundamental entre esta medición y la de código es que las ondas son iguales entre ellas y por lo tanto lo único que se mide es la diferencia de fase. El número entero de ondas entre los satélites y los receptores GPS (ambigüedad) se determina mediante modelado en el software.

 

 

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Alquiler equipo de topografía

ALQUILER EQUIPO DE TOPOGRAFÍA

En Dekhiplan(TAEC) desde valencia uno de nuestros servicios principales es el del alquiler equipo de topografía.

No solo tenemos experiencia en el tema de la calibración y reparación de equipos topográficos, también en lo referente al alquiler equipos de topografía.

Disponemos de equipos GPS Topcon tanto en formato pareja GPS, el mas tradicional, como GPS móvil con GPRS conectado a la red ERVA de Valencia, también se puede trabajar con otras redes como la de cataluña, castilla la mancha, murcia, disponemos de usuarios, para que solo tengas que preocuparte de trabajar.

En lo referente a Estaciones totales tenemos desde gamas mas potentes para los trabajos mas exigentes, como equipos de topografía de gamas mas básicas para levantamientos topográficos mas simples. Todas nuestras estaciones totales son de la marca Topcon.

En lo referente a niveles ópticos disponemos de gran variedad y precisión para que se adapten a las necesidades del trabajo.

Alquiler equipo de Topografía – Estación Total

Estación total GPT 7005(medición sin prisma)

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Alquiler equipo de topografía - Estación total
Alquiler equipos de topografía – Estación total

Alquiler equipo de Topografía -Nivel Óptico

Nivel óptico AT-G4  – Precisión +/- 2.0 mm

Desde 30€ + 10% seguro + IVA. +info

Alquiler equipo de topografía - Nivel Óptico
Alquiler equipos de topografía – Nivel Óptico

Alquiler equipo de Topografía – GPS

GPS pareja Hiper+ Topcon – Desde 105€ + 5% + IVA el día.

GPS móvil GPRS Topcon  – Desde 70€ + 5% + IVA el día. +info

Alquiler equipo de topografía - GPS
Alquiler equipos de topografía – GPS

Recuerda que puedes consultar nuestros precios de calibración estación total y de los diferentes equipos de topografía en nuestra web. Trabajamos en todo el ámbito nacional desde valencia, sevilla, almeria, como barcelona, madrid, murcia, granada, cuenca, oviedo o castilla la mancha.

Calibración estación total 125€ + IVA.

Calibración nivel óptico 75€ + IVA.

Calibración nivel Digital 75€ + IVA.

Calibración nivel Láser 80€ + IVA.

Verificación GPS 190€ + IVA.

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Conceptos equipo GPS Topográfico

Equipo GPS – Descripción General del Sistema GPS – parte 1

La Geodesia espacial

Ciencia basada en la observación y recepción de señales procedentes de objetos no ligados directamente a la superficie terrestre.

Sistemas de Posicionamiento Global:

  •  SLR
  •  VLBI
  •  DOPPLER

GPS → Cobertura Mundial

EL SISTEMA GPS

SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL

Conjunto de elementos que permiten la ubicación de cualquier objeto sobre un sistema de referencia espacial universal.

Constitución

  1. Sector Espacial
    • Constelación NAVSTAR de Satélites GPS
  2. Sector de Control
    • Estaciones de Monitorización y Control para seguimiento y manejo del sistema.
  3. Sector de Usuario
    • Equipo GPS diseñado para recibir, decodificar y procesar datos enviados por los satélites GPS.

Sistema Global de Posicionamiento (GPS)

  • GPS es un sistema de posicionamiento espacial desarrollado por el Departamento de Defensa de los EEUU, basado en satélites artificiales.
  • GPS hace posible la determinación de posiciones precisas, velocidades y tiempo.
  • La señal GPS es resistente a interferencias.
  • GPS provee cobertura continua en todo el mundo y bajo cualquier condición meteorológica.
  • La utilización de la señal de GPS es gratuita.
equipo GPS
equipo GPS

Sector Espacial

  • Sistema completo: 24 Satélites NAVSTAR. Actualmente operan 27 satélites.
  • Los satélites GPS transmiten la información necesaria para que el usuario determine sus órbitas (ALMANAQUE, EFEMERIDES TRANSMITIDAS).
  • La misma configuración se repite diariamente.
  • Orbitas a 20200 kilómetros de altura.
  • Los satélites son identificados por un número, de acuerdo a su orden de lanzamiento (SV – satellite vehicle) o según sus códigos de ruido pseudo aleatorio (PRN- Pseudo-Random Noise).

Sector de Control

  • Cinco estaciones de seguimiento ubicadas alrededor del mundo siguen a cada uno de los satélites. Los datos resultantes son remitidos y procesados por la Estación de Control Principal (Colorado Spring, US).
  • La estación principal también utiliza datos del NIMA (Ex-Defense Mapping Agency) y del USNO (US Naval Observatory).
  • La estación principal genera los mensajes de navegación y los envía a los satélites. Esta estación también puede maniobrar los satélites.

Sector de Usuario

El equipo GPS puede compararse con radio receptores que reciben solo las “emisoras de radio” GPS.

El equipo GPS está pre-sintonizado para recibir las frecuencias GPS (en forma similar a la búsqueda de su emisora favorita). A partir de allí, extraen la información codificada en esas ondas. Datos facilitados por Topcon.

 

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