UNIVERSIDAD YACAMBU

DIRECCIÓN DE ESTUDIOS VIRTUALES

DIPLOMADO EN TELECOMUNICACIONES AVANZADAS

Realizado por: ING. MARIA TERESA MÁRQUEZ V.

Equipos de Posicionamiento por Satélite

TRABAJO FINAL

APLICACIONES DE LOS GPS Y DGPS

INTRODUCCIÓN


 El Sistema de Posicionamiento Global tiene una variedad de aplicaciones en tierra, aire y mar. Básicamente, la tecnología GPS puede ser utilizada en cualquier lugar, menos en aquellos en los cuales es imposible recibir señal, como por ejemplo dentro de edificios, subterráneos o bajo el agua. En el aire, los GPS son utilizados para la navegación aérea, tanto en aeronáutica militar como en aviación comercial y general. En el mar, los GPS también son utilizados por aficionados a la náutica, pescadores y marinos profesionales. Las aplicaciones terrestres en cambio son más diversificadas. La comunidad científica por ejemplo utiliza la tecnología GPS para obtener datos de posición y tiempo muy precisos.

Esta tecnología permite ahorrar en costos ya que reduce drásticamente el tiempo que el profesional debe pasar en el sitio de medición aún obteniendo datos muy precisos. Las unidades profesionales de medición de terreno tienen un costo de varios miles de dólares, pero a diferencia de las unidades recreacionales o deportivas ofrecen una precisión con un margen de error de menos de un centímetro.

Los usos recreacionales del GPS son casi tan numerosos como el número de deportes. Para citar algunos, podemos decir que las unidades GPS son bastante populares entre los ciclistas, escaladores, cazadores, motociclistas, etc. Cualquiera que precise mantener un registro o control de su ubicación o posición geográfica, encontrar su camino quizás en medio de condiciones hostiles o saber la dirección y velocidad en que se desplaza puede sacar provecho de los beneficios del Sistema de Posicionamiento Global.

Es muy común hoy día encontrar unidades GPS instaladas en autos. En algunos países se encuentran sistemas de emergencia a los costados de las rutas que permiten que una persona que precisa ayuda presione un botón y transmitan su ubicación geográfica a la policía. Así también se encuentran disponibles sistemas más sofisticados, que muestran la ubicación dentro de un mapa cartográfico. Estos sistemas son utilizados por los chóferes para saber la ubicación en la que se encuentran y decidir la mejor ruta a tomar para llegar a un punto designado.

Así mismos, DGPS (Differential GPS) o GPS diferencial es un sistema que proporciona a los receptores de GPS correcciones a los datos recibidos de los satélites GPS. Estas correcciones, una vez aplicadas, proporcionan una mayor precisión en la posición calculada.

A continuación estudiaremos las aplicaciones de los GPS y DGPS, en diferentes actividades.

APLICACIONES

 

Aunque conocer nuestra posición pueda parecer algo trivial, cada vez más se está convirtiendo en un aspecto casi imprescindible en muchos campos, ya sean profesionales o lúdicos.

Hoy por hoy, podemos enumerar los siguientes campos en los que los sistemas de posicionamiento mediante satélites están presentes:

  1. Aplicación en la Navegación: dado que podemos calcular posiciones en cualquier momento y de manera repetida, conocidos dos puntos podemos determinar un recorrido o, a partir de dos puntos conocidos, determinar la mejor ruta entre ellos dos.

En este caso hay dos mercados principales:

La gran penetración de este sistema se debe al bajo coste de los receptores.
En la actualidad se emplea en aplicaciones profesionales:

También estamos viendo su aparición en pruebas deportivas como en el caso del ciclismo, donde permite conocer en cada instante y en tiempo real el tiempo que saca un corredor a otro, la pendiente de una rampa de un puerto.

Debido a su mayor complejidad técnica su proceso de instalación ha sido más lento. Se están desarrollando sistemas GNSS que pretender mejorar los actuales sistemas de gestión de vuelos.
Se están instalando en áreas de bajo tráfico, ya que su uso no está justificado si tenemos en cuenta que ya existe el RADAR.

  1. Aplicación en la Aviación.

En 1983 el derribo del vuelo 007 de la compañía aérea coreana al invadir cielo soviético, por problemas de navegación, acentúo la necesidad de contar con la ayuda de un sistema preciso de localización en la navegación aérea. Hoy en día el sistema GPS se emplea en la aviación civil tanto en vuelos domésticos, transoceánicos, como en la operación de aterrizaje.

La FAA (=Administración Federal de Aviación) de los EE.UU. se dio cuenta de los grandes beneficios que el GPS podría traer a la aviación, pero quisieron más; querían la precisión del DGPS y la querían para todo el continente, quizá para todo el mundo.

Su plan se denomina Sistema Aumentado de Área Amplia (="Wide Area Augmentation System" o WAAS según sus siglas en inglés) y es básicamente un sistema DGPS continental. La idea salió de algunos requisitos muy específicos que el GPS básico no podía lograr por sí mismo. Comenzó con el sistema fiable. GPS es muy fiable, pero un satélite GPS puede no funcionar bien durante un momento concreto y dar datos incorrectos.

Las estaciones de seguimiento del GPS detectan este tipo de cosas y transmiten en mensaje de estado del sistema que le pide a los receptores que ignoren el satélite estropeado hasta nuevo aviso. Por desgracia, este proceso puede llevar varios minutos, lo que podría ser demasiado tarde para un avión en mitad de un aterrizaje. Por ello la FAA tuvo la idea de que podrían configurar su propio sistema de seguimiento, el cual podría responder mucho más rápido. De hecho, ellos pensaron que podrían situar un satélite geosíncrono en algún lugar de los EE.UU. que pudiera alertar inmediatamente al avión cuando hubiera un problema. Además pensaron que podrían transmitir esta información justo sobre el canal GPS de forma que el avión podría recibirla en sus receptores GPS y no necesitaría ninguna radio adicional. Pero si tenemos un satélite geosíncrono ya transmitiendo a la frecuencia del GPS, ¿por qué no usarlo también para el posicionamiento? Añadir otro satélite ayuda al posicionamiento preciso y asegura que muchos satélites están siempre visibles alrededor del país.

Pero, es más, ¿por qué no usar ese satélite para retransmitir las correcciones diferenciales también? La FAA supuso que con 24 receptores de referencia dispersados a través de los EE.UU. con ellos podrían reunir datos de corrección bastante buenos para la mayoría del país. Esos datos podrían hacer la precisión GPS suficiente para aterrizajes de "categoría 1" (p.e.: muy cerca de la pista de aterrizaje pero no visibilidad nula). Este sistema está en camino. Las especificaciones han sido redactadas y aprobadas y se espera que el sistema pueda estar funcionando antes de 1997. Las consecuencias de esto van mucho más allá de la aviación, porque el sistema garantiza que las correcciones DGPS lloverán desde el cielo para que las use cualquiera.

Para completar este sistema, la FAA quiere establecer Sistemas Aumentados de Área Local (Local Area Augmentation Systems o LAAS ) cerca de las pistas de aterrizaje. Esto trabajará como el WAAS pero en una escala menor. Los receptores de referencia estarán cerca de las pistas de aterrizaje y así serán capaces de dar muchos más datos de corrección de la precisión a los aviones que lleguen. Con un LAAS el avión podrá usar GPS para hacer aterrizajes de "categoría 3" (visibilidad cero).

  1. Aplicación en la Construcción.

Se pueden mencionar algunas aplicaciones:

  1. Aplicación en las Investigaciones Submarinas.

Los cambios experimentados en los últimos años en la concepción metodológica de la Arqueología han significado un considerable incremento de las posibilidades investigadoras de esta ciencia. Al mismo tiempo se asiste a una evolución progresiva de la actitud de la sociedad acerca del patrimonio histórico y arqueológico.

En el campo de la Arqueología Subacuática, la combinación de técnicas históricas con las oceanográficas, con sistemas de posicionamiento global (GPS), sistemas electrónicos y electromagnéticos de localización, la ayuda de pequeños robots teleguiados y otros medios técnicos han permitido por un lado elaborar cartas de fondos marinos muy detalladas así como la localización de anomalías magnéticas correspondientes a abundantes naufragios en todos los mares.

Todo ello ha consolidado la Arqueología Subacuática como una "moderna frontera" para la ciencia, con la que todos los buceadores deben estar comprometidos, ya sea con su estudio e investigación o bien con su conservación y protección.

  1. Aplicación en la Topografía.

Gracias a la precisión del sistema, los topógrafos cuentan con una herramienta muy útil para la determinación de puntos de referencia, accidentes geográficos o infraestructuras, entre otros, lo que permite disponer de información topográfica precisa, sin errores y fácilmente actualizable.

Las posibilidades que nos ofrecen los sistemas de reconocimiento topográfico para funcionar en tiempo real, como por ejemplo la Estación Total GPS, ha sido posible doblar la productividad. La primera vez que Trimble Navigation presentó dichos sistemas, manejados por una sola persona y aptos para funcionar en todo tipo de condiciones climáticas, fue en 1994. Hoy día, son numerosas las minas de todo el mundo que utilizan la Estación Total GPS. En dichas minas se utiliza la Estación Total GPS para las siguientes aplicaciones:

  1. Aplicaciones en la Agricultura.

Agricultura de precisión es un concepto agronómico basado en la existencia de variabilidad en campo. Requiere el uso de nuevas tecnologías, tales como sistemas de posicionamiento global (GPS), sensores, satélites e imágenes aéreas junto con herramientas de manejo de información (SIG) para estimar, evaluar y entender dichas variaciones. La información recolectada puede ser usada para evaluar con mayor precisión la densidad óptima de siembra, estimar fertilizantes y otras entradas necesarias, y predecir con más exactitud la producción de los cultivos. La aplicación de conceptos de agricultura de precisión usualmente se considera relativo a la agricultura sostenible. Esta pretende evitar la aplicación de las mismas prácticas a un cultivo, sin tener en cuenta las condiciones locales de suelo y clima y puede ayudar a evaluar situaciones locales de enfermedad.

La agricultura de precisión puede ser usada para mejorar un campo o administrar un cultivo desde diferentes perspectivas:

  1. Aplicaciones en los Sistemas de Alarma, Control y Monitoreo

El sistema GPS se emplea en planificación de trayectorias y control de flotas de vehículos. La policía, los servicios de socorro (bomberos, ambulancias), las centrales de taxis, los servicios de mensajería, empresas de reparto, etc. organizan sus tareas optimizando los recorridos de las flotas desde una estación central. Algunas compañías ferroviarias utilizan ya el sistema GPS para localizar sus trenes, máquinas locomotoras o vagones  supervisando el cumplimiento de las señalizaciones.

  1. Aplicación en el Transporte

De la siguiente manera:

  1. Aplicación en el Deporte, acampada y ocio

En este entorno pueden realizarse muchas actividades de entretenimiento, ejercicios y aprendizaje, ya que en general, todas las actividades cotidianas como alimentarse, dormir, dar curso a las necesidades fisiológicas necesitan de elementos auxiliares no disponibles en la naturaleza virgen. El carecer de muchos de estos elementos tecnológicos puede ser para muchos un estímulo para agudizar el ingenio y la destreza con el fin de vivir unos días con la calidad de vida acostumbrada. Por eso, se necesita GPS para que:

  1. Aplicaciones en el Geocaching

Geocaching, actividad consistente en buscar "tesoros" escondidos por otros usuarios:

Geocaching es la actividad (hay personas que lo consideran ya un deporte) de esconder y encontrar "tesoros" en cualquier lugar, con la ayuda de un GPS.

Cualquier persona puede ir al campo o a la ciudad y esconder cualquier sorpresa en algún sitio. Se apuntan las coordenadas de GPS de ese punto y se hace público en algún lugar. En estos lugares donde se publican las coordenadas, la gente puede entrar a consultar tesoros escondidos cerca de su casa o por alguna zona donde vaya a hacer un viaje. La etiqueta marca que quien encuentra uno de estos tesoros puede llevarse lo que tenga pero tiene que dejar otra cosa.

Los supuestos regalos generalmente consisten en un objeto de poco o ningún valor, metidos en bolsas impermeables o fiambreras, o un cuaderno donde apuntar tu nombre para que quede registrado.

También es posible crear geocachings encadenados, donde el objeto anunciado contiene una nota con las coordenadas del regalo o de otras notas con otras coordenadas.

 

  1. Otras Aplicaciones:

En la Seguridad Pública

·         Respuesta y despacho rápido de los servicios de emergencia.

·         Disminución del tiempo de respuesta al lugar exacto, reduciendo así la severidad de daños y fatalidades.

·         Búsqueda y rescate.

·         Seguimiento de vehículos de emergencia.

·         Localización de vehículos robados.

En las Referencias Horarias

·         Sincronización precisa en redes de telecomunicaciones.

·         Redes celulares/Llamadas digitales.

·         Transacciones/inversiones bancarias.

·         Redes de distribución eléctrica; sincronización, localización de averías.

En la Energía

·         Explotación del fondo marino.

·         Exploración de recursos.

·         Perforaciones petrolíferas.

·         Control de residuos nucleares.

CONCLUSIONES

GPS se ha convertido en un estándar internacional para la definición de posiciones y distancias permitiendo a las naciones controlar y usar los recursos naturales con mayor eficiencia que antes.

Ya hemos visto cómo funciona el GPS y cuál es su función principal: conocer nuestra posición. Por los que podemos concluir, que los GPS lo podemos utilizar o aplicar en cualquier actividad.

INFOGRAFIA

http://www.opv.es/satelite/trabajos/pracGrupo4/aplica.htm

http://www.tronix.com.py/gps/gps_aplicaciones.htm

http://www.mailxmail.com/curso/informatica/gps/capitulo8.htm

http://www.monografias.com/trabajos19/navegacion-global/navegacion-global.shtml#OBJET

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistemas_de_posicionamiento_global#GPS_diferencial

http://www.iai.csic.es/users/gpa/postscript/Pozo-Ruz00a.pdf

http://www.isa.cie.uva.es/gps/GPSdgps.html

http://www.universia.es/html_estatico/portada/actualidad/noticia_actualidad/param/noticia/higba.html

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

http://neutron.ing.ucv.ve/revista-e/No7/Jose%20Brett/GPS-GNSS-ucv.htm

 

(Principal)(Síntesis)