Navegación I

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martes, 16 de abril de 2013

500 Millas


Bueno comenzare explicando lo que es un Sistema de Navegacion Satelital y el GPS!

Sistema de Navegación Satelital (GNSS)

Un sistema global de navegación por satélite es una constelación de satélites que transmite rangos de señales utilizados para el posicionamiento y localización en cualquier parte del globo terrestre, ya sea en tierra, mar o aire. Estos permiten determinar las coordenadas geográficas y la altitud de un punto dado como resultado de la recepción de señales provenientes de constelaciones de satélites artificiales de la Tierra para fines de navegación, transporte, geodésicos, hidrográficos, agrícolas, y otras actividades afines.
Un sistema de navegación basado en satélites artificiales puede proporcionar a los usuarios información sobre la posición y la hora (cuatro dimensiones) con una gran exactitud, en cualquier parte del mundo, las 24 horas del día y en todas las condiciones climatológicas.



El SPG o GPS (Global Positioning Systemsistema de posicionamiento global) o NAVSTAR-GPS ,es un sistema global de navegación por satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una precisión hasta de centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión. El sistema fue desarrollado, instalado y actualmente operado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

El GPS funciona mediante una red de 24 satélites en órbita sobre el planeta tierra, 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 identificación y la hora del reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el tiempo que tardan en llegar las señales al equipo, y de tal modo mide la distancia al satélite mediante "triangulación" (método de trilateración inversa), la cual 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, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que llevan a bordo cada uno de los satélites.



Fuentes de errores del GPS


Errores
Descripción






Satélites
Reloj interno: La medición del tiempo es crítica para el GPS  Aunque los satélites llevan relojes atómicos con osciladores de cesio o de rubidio, sin embargo ningún reloj, incluso el atómico, es perfecto. Pequeñas imprecisiones en la medición del tiempo tienen su reflejo en una determinación de posición menos exacta (en un futuro se sustituirán esos relojes atómicos por otros más precisos).
Errores en los parámetros orbitales: Las "efemérides" transmitidas por los satélites tendrán asociado un error a causa de que es imposible predecir exactamente sus posiciones. Las órbitas que describen los satélites se encuentran a gran distancia de la tierra y están libres de las perturbaciones producidas por la capa superior de la atmósfera, pero incluso así, todavía sufren ligeras desviaciones de las órbitas previstas y esto genera también error.



Atmósfera
Los satélites GPS envían la información a través de ondas electromagnéticas. La luz sólo se transmite a una velocidad constante en el vacío, en el mundo real la velocidad de estas ondas se ve afectada por las distintas capas de la atmósfera que debe atravesar hasta llegar a nuestro receptor.
Como la velocidad de propagación de la señal es crítica para calcular la distancia este retardo se traduce en un error en la posición calculada.
Este error sólo puede ser calculado con precisión por los equipos profesionales bifrecuencia que son capaces de procesar las dos frecuencias portadoras (la que recibimos es en 1,5 GHz) y computar sus respectivos desfases





Multisenda
Es causado principalmente por múltiples reflexiones de la señal emitida por el satélite en superficies cercanas al receptor. El nombre se debe a que efectivamente el receptor recibe la señal por varias sendas. Primero la antena recibe la señal directa y posteriormente las señales reflejadas. Estas señales reflejadas pueden interferir la señal directa produciendo ruidos en la recepción. El efecto es que la señal de radio tiene un recorrido más largo y la medición de las distancia se ve influida por ello.
Este fenómeno se puede producir en el interior de un coche (rebotes contra el techo y las paredes metálicas), entre edificios o en zonas de montaña cerradas.



Receptor
Los receptores tampoco son perfectos y pueden introducir errores. La precisión está en función del precio y para precisiones centimétricas se requieren equipos que superan los 6.000 €. Dejando aparte los equipos profesionales, es imposible encontrar dos receptores portátiles que puestos uno junto a otro den exactamente la misma posición.




Disposición de los satélites
La geometría de los satélites también va a influir en la precisión de las medidas y una misma disposición puede ser buena para unas medidas y mala para otras. Por ejemplo, si todos los satélites están cercanos al Cenit la precisión planimétrica será buena, pero la altimétrica no. A la inversa, si los satélites están distribuidos regularmente por el horizonte, la medición planimétrica será mala y buena la altimétrica.
En general, la posición más desfavorable para observar un satélite es cuando está cercano al horizonte por el efecto de la refracción atmosférica. Los GPS suelen incorporar una máscara que elimina los satélites que tienen una elevación sobre el horizonte menor de 10º.

Componentes del GPS

El GPS está integrado por tres segmentos o componentes de un sistema, que a continuación se describen:

a) Segmento Espacial
Consiste específicamente en los satélites GPS que emiten señal de radio desde el espacio, formando una constelación de 24 satélites distribuidos en 6 órbitas con un período de rotación de 12 hrs., una altitud aproximada de 20 200 km y una inclinación de 55° respecto al plano ecuatorial. Esta distribución espacial permite al usuario disponer de 5 a 8 satélites visibles en cualquier momento.
b) Segmento de control
Es una serie de estaciones de rastreo, distribuidas en la superficie terrestre que continuamente monitorea a cada satélite analizando las señales emitidas por estos y a su vez, actualiza los datos de los elementos y mensajes de navegación, así como las correcciones de reloj de los satélites.
Las estaciones se ubican estratégicamente cercanas al plano ecuatorial y en todas se cuenta con receptores con relojes de muy alta precisión.

c) Segmento usuario

Lo integran los receptores GPS que registran la señal emitida por los satélites para el cálculo de su posición tomando como base la velocidad de la luz y el tiempo de viaje de la señal, así se obtienen las pseudodistancias entre cada satélite y el receptor en un tiempo determinado, observando al menos cuatro satélites en tiempo común; el receptor calcula las coordenadas X, Y ,Z y el tiempo.



Google Maps


Google Maps es el nombre de un servicio de Google. Es un servidor de aplicaciones de mapas en la Web. Ofrece imágenes de mapas desplazables, así como fotos satelitales del mundo e incluso la ruta entre diferentes ubicaciones o imágenes a pie de calle Google Street View. Desde el 6 de octubre de 2005, Google Maps es parte de Google Local.

Caracteristicas:

Básicas
Google Maps ofrece la capacidad de hacer acercamientos o alejamientos para mostrar el mapa. El usuario puede controlar el mapa con el mouse o las teclas de dirección para moverse a la ubicación que se desee. Para permitir un movimiento más rápido, las teclas "+" y "-" pueden ser usadas para controlar el nivel de zoom. Los usuarios pueden ingresar una dirección, una intersección o un área en general para buscar en el mapa.
Los resultados de la búsqueda pueden ser restringidos a una zona, gracias a Google Local. Por ejemplo, si alguien quiere consultar por "Waffles in Ottawa" (en español, gofres en Ottawa), para encontrar restaurantes que sirven este alimento cerca de la ciudad. Las búsquedas pueden encontrar una amplia gama de restaurantes, hoteles, teatros y negocios generales.
Como otros servicios de mapa, Google Maps permite la creación de pasos para llegar a alguna dirección. Esto permite al usuario crear una lista paso a paso para saber el cómo llegar a su destino, calculando el tiempo necesario y la distancia recorrida entre las ubicaciones.
Los desarrolladores pueden aplicar nuevas formas de ver el mundo gracias a estas APIS.
Coordenadas
Las coordenadas de Google maps están en el sistema WGS84 y se nos mostrará la latitud y la longitud, positiva para Norte y Este, negativa para Sur y Oeste.
Hay varias formas de obtenerlas, una vez que hemos localizado el lugar que nos interesa :
·         Se hace clic en el icono "enlazar" y los valores que hay a continuación de ?q= son las coordenadas. 
·         Hacer clic con el botón derecho del ratón en el punto deseado en el mapa para que aparezca un menú con opciones. En el menú, se ha de selccionar "¿Qué hay aquí?" y hacer clic en la flecha de color verde para obtener las coordenadas. 3
·         Usando páginas como http://www.agenciacreativa.net/coordenadas_google_maps.php
·         Poner el siguiente código en la barra de direcciones del navegador web javascript:void(prompt(,gApplication.getMap().getCenter()))
Estos datos pueden ser usados para ingresarlos en Nasa World Wind o TerraServer-USA, los cuales, en algunos casos, tienen imágenes de mayor resolución.
Avanzadas
En abril de 2005, Google añadió un Ride Finder (en español, indicador de vehículo), en el cual una persona puede ubicar un taxi o un transporte público en una gran ciudad en tiempo real. La persona debe hacer clic en la barra de Update Position (en español, actualizar posición) para encontrar la nueva ubicación del auto.
En junio de 2005, los mapas de carreteras de los Estados Unidos, Puerto Rico, Canadá y el Reino Unido fueron integrados a Google Maps.
A mediados de julio de 2005, Google comienza la versión japonesa de Google Maps y Google Local.
[editar]Imágenes satelitales
En abril de 2005, se crea una vista alternativa a la que se mostraba por el satélite. El mayor responsable de que Google Maps sea una realidad es el QuickBird
En junio de 2005, las imágenes de alta resolución (o a la máxima ampliación), ya estaban disponible para la mayoría de Canadá y Estados Unidos (incluyendo los estados de Hawaii y Alaska. Además se tienen de otros países en forma parcial como Francia, Irlanda, Italia, Irak, Japón, Bahamas, Kuwait, México, Holanda, etc.
Sin embargo, algunas áreas fueron oscurecidas por motivos de seguridad nacional, como el Capitolio, la Casa Blanca y el área 51.
Para el resto del planeta las imágenes se encuentran disponible en baja resolución, excepto para los polos.
No todas las fotos mostradas son de satélites, algunas son de ciudades tomadas por aviones que vuelan a bastante altura (sobre los 10.000 metros).
Multivistas
El 22 de julio de 2005, Google lanza una vista dual de su Google Maps. Esta vista combina el para y la vista satélital con mapas ilustrados y los nombres de calles en las imágenes del mundo real. Esto hace más fácil encontrar rutas entre dos puntos. .


500 Millas en una Regata Deportiva:




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