TRABAJO FINAL

 

Los GPS son un sistema de localización global ( Tierra , Mar y Aire) ) basado en una red de satélites que orbitan alrededor de la Tierra durante las 24 horas del día, los 365 días por año. entregando exactamente la información de donde uno está en ese momento, en cualquier parte en el mundo, no importa las condiciones ambientales. Además permiten saber cuanto falta para llegar al lugar deseado, qué dirección se necesita tomar.Permitiendo llevarlo a lugares reservados e inexplorados en forma más segura, independientemente de que halla cambiado la vegetación ya sea por la estación o se haya perdido la huella hecha anteriormente. Los GPS no reemplazan los mapas y las brújulas, son un complemento para la orientación y siempre se deben tener a mano esto objetos.

Esta tecnología fue desarrollada por militares con el fin de poder localizar y manejar distintos medios aviones, buques, vehículos y personal de tropa en lo que ha estrategia se refiere. A partir de 1980 estos equipos pueden ser usados para fines civiles. Sin embargo, por razones de seguridad, el GPS de uso civil no tiene la precisión milimétrica del GPS de uso militar.

 

La red del sistema esta compuesta por 24 satélites los cuales giran alrededor de la tierra, estos transmiten señales a la tierra que son recibidas por receptores GPS para determinar la localización de quien lo porte. Los GPS dan una localización extremamente precisa, normalmente a menos de 10 metros de la posición actual, sin interesar en que parte del globo en que se encuentre el usuario. En términos simples cada satélite transmite un mensaje que dice: "Soy el satélite A, mi posición actual es B, y este mensaje es enviado a la hora C". Una vez que el GPS recibe el mensaje, para determinar la actual posición el aparato compara la hora en que el mensaje fue enviado con la hora en que fue recibido. La diferencia de tiempo le dice al GPS cuan lejos se encuentra de ese satélite. Al realizar las mediciones de distancias con los otros satélites, se triangula la posición, usando un mínimo de 3 satélites, obteniendo así la longitud y latitud de la posición, o "2D". Con cuatro satélites como mínimo, el GPS podrá determinar la posición en 3D, latitud, longitud y altitud. Con una continua actualización de la posición el GPS también podrá determinar la velocidad y dirección que se lleva.

 

Uso del GPS

 

El uso de un GPS es fácil y prácticamente todo esta en los manuales, sin embargo es importante considerar los siguientes puntos para usarlo adecuadamente

- Modo de operación de la batería del GPS
- Diferencia horaria con respecto al Meridiano de Greenwich
- Representación de las coordenadas, en UTM, en Longitud y Latitud, etc.
- Cual es el Datum (punto geográfico referencial) que utilizan nuestras cartas locales
- Unidades de medida a usar ya sean millas, kilómetros, etc.
- Que tipo de orientación se usara magnética, verdadera, etc.
- La orientación de nuestros puntos que estén representados en la pantalla (mapa) del GPS: El norte, la ruta, etc. adicionalmente a que objetos queremos que se representen: puntos mas cercanos, anillos de distancia, rutas, etc.

Una vez configurado el GPS por si sólo procede a entregar la información mediante la recepción de señales de los satélites dando la posición del usuario, fecha y hora y datos adicionales que varían entre uno y otro GPS.

Es importante introducirle puntos geográficos (las coordenadas de estos puntos) llamados Way Points para poder llevar un registro de la ruta y así tener un control de dónde uno esta y cuanto falta, esto se debe complementar con el uso de cartas georeferenciadas IGM que están disponibles en el sitio
El GPS posee una memoria para almacenar las rutas, que permiten acceder a ellas, estos tracks permiten saber el tiempo de traslado las distancias recorridas, además de tener la ruta de vuelta.

 

El GPS en el área agrícola

Existen companías que ofrecen el servicio de medición satelital para el Agro con GPS geodésico. Este  servicio tiene por objeto proveer al productor agropecuario una cartografía completa, precisa y detallada de su campo. La utilización de instrumental de medición satelital (GPS), con el correspondiente soporte informático, permiten efectuar con exactitud y rapidez un relevamiento integral del establecimiento; que comprende la medición de todos los potreros y piquetes, así como los desperdicios, áreas de laboreo, accidentes geográficos, ubicación de caminos internos, canales, molinos, bebederos, tranqueras, edificaciones, etc. 

También se ofrece la posibilidad de relevar las alturas s.n.m. en toda la extensión del establecmiento, esto permite obtener planos de curvas de nivel de 20 cm de equidistancia y modelos tridimensionales del terreno. 

Muchos productores no conocen con certeza estos datos, y, dado que la explotación agropecuaria requiere cada vez mayor grado de tecnificación, este tipo de relevamiento es un complemento importante para una óptima asignación de recursos. 

El relevamiento se realiza in situ con Receptores Satelitales GPS de tipo Geodésico, con lo cual se obtienen precisiones de 2 a 3  centimetros en los puntos medidos. Finalizado el relevamiento, los datos son transferidos a un programa de CAD del cual surge el plano definitivo; es decir que el mismo queda archivado en formato digital. Esto ofrece innumerables ventajas con respecto a la rigidez de un plano convencional, entre las que caben mencionar : 

o Inmediata actualización del plano cuando varía el apotreramiento.

o Personalizarlo, agregando o quitando elementos.

o Incorporar el plano en informes

o Obtención de planos en colores para facilitar su interpretación.

o Hacer cálculos de superficies y distancias con un simple “click“ del mouse.

o Imprimir el plano o sectores del mismo en la escala y colores deseados en cualquier impresora.

o Componer el plano con fotos aéreas y/o imágenes satelitales.

o Si para el manejo del establecimiento está previsto la utilización de un SIG (Sistema de Información Geográfica) , el plano digital que ponemos a disposición del cliente puede transferirse a dichos sistemas en forma directa. Esto permitirá georeferenciar toda la información disponible y futura de cada potrero o unidad cartográfica definida por el productor. Es importante destacar que dichos sistemas serán de uso cada vez más frecuente en las explotaciones agropecuarias, ya que constituyen una poderosa herramienta de análisis.

La documentación entregada al comitente consta de planos a color en diversas escalas, con todo el detalle de lo relevado y el correspondiente archivo  en diskette, CD o vía Email. 

Un plano digital con información de superficies de potreros, áreas aprovechables, desperdicios , ubicación de mejoras, medidas lineales y altimétricas, es una herramienta de gran utilidad, entre otras cosas para :  

             Optima planificación de actividades agrícolo - ganaderas.

             Justo pago a contratistas al tener noción de las superficies trabajadas.   

             Compra de insumos ( por ej.: semillas, herbicidas, fertilizantes, materiales para alambrar, etc.)

             Mayor certeza en la presupuestación.

             Carta Base Digital para la elaboración de Mapas de Suelos.       

             Conocimiento exacto de rindes por potrero.

             Conocimiento exacto de la receptividad de cada potrero.

             Proyección y replanteo de alambrados, caminos, canales, centros de riego, etc.

             Optima distribución de futuras mejoras (molinos, aguadas, mangas, tranqueras, puestos, etc.)

             Cómputo métrico de cañerías.

             Verificación de superficies arrendadas o adquiridas.

             Futuras subdivisiones.

             Tasaciones y valuaciones rurales.

             Estudio de escurrimiento de aguas.

             Proyección de sistemas de riego.

             Proyección de terrazas para control de erosión hídrica en cultivos.

             Movimiento de suelos para fines diversos.

             Parquizaciones.

El costo de este servicio de medición es rápidamente amortizado, ya que además de facilitar el manejo de la explotación, evitará desembolsos equívocos por desconocimiento de superficies y/o topografía del terreno.

El DGPS

Con el fin de optimizar la precisión de GPS, se desarrolló una técnica conocida como GPS Diferencial (DGPS). La precisión en GPS va a depender de varios factores: el primer factor son las señales que emiten los satélites dirigidas al usuario civil, éstas vienen con un error implícito conocido como disponibilidad selectiva. Otro factor es la desviación de los relojes; los relojes que traen internamente los receptores GPS por supuesto no son atómicos como los que traen los satélites, el costo de estos relojes pueden en oscilar en el orden de $50,000 US dlls, por lo que es imposible e incosteable tener un receptor GPS dotado con un reloj atómico. La desviación de ambos relojes provoca que el tiempo de travesía de la señal no sea calculado de manera precisa, sumándole a ésto la velocidad de la luz , la cual se usa para efectuar los cálculos, es sólo una constante (aproximadamente 2.9979x108 m/s) pero en el vacío. Otro factor importante son las condiciones de radio-propagación de la ionosfera. Otro factor de error son las multitrayectorias de la señal, lo que hace que ésta al ser reflejada por un objeto sólido el tiempo de travesía sea inexacto. Estos y otros factores de error provocan que los cálculos que realiza el receptor GPS sean de poca aproximación.

DGPS es un método para eliminar errores en un receptor GPS, para hacer la salida más precisa. La idea principal de DGPS se basa en el hecho de que los satélites están a una altura considerable, por lo que si tomamos dos objetos separados uno del otro 200 kms, el tiempo de travesía de un satélite en particular a cada objeto tienen virtualmente los mismos errores, mas sin embargo la posición de los objetos son totalmente diferentes.

DGPS trabaja ayudándose con estaciones terrenas de referencia, éstas pertenecen a la Guardia Costera de los Estados Unidos y a agencias internacionales que establecen sus estaciones en cualquier lugar, especialmente alrededor de puertos y ríos navegables. La Estación de Referencia (con sus coordenadas geográficas exactas, ya conocidas), en vez de calcular otra vez su posición, calcula el tiempo de travesía (Tc) para c/u de los satélites que tiene a la vista y los compara con los tiempos de travesía para cada satélite (Ts). La diferencia entre Tc y Ts se le conoce como Error de Corrección (EC). Entonces, la Estación de Referencia transmite a c/u de los receptores GPS en tierra esos Errores de Corrección para que los utilicen para corregir sus respectivas medidas.

Con DGPS se pueden determinar posiciones con un alto grado de aproximación en el orden de metros, inclusive centímetros; es importante aclarar que estos receptores deben de estar equipados con DGPS; muchos de los nuevos receptores GPS están siendo diseñados para aceptar correcciones, y algunos están equipados con radio receptores en su interior.

Aplicaciones

Las aplicaciones de GPS son muy diversas, éstas se pueden clasificar en cinco categorías: localización, navegación, rastreo, cartografía y tiempo exacto. En aplicaciones de localización – determinar una posición– las más empleadas son para la localización de vehículos. Dado el alto índice de robos de vehículos, algunas compañías fabricantes de automóviles y compañías aseguradoras han empezado a instalar este tipo de aparatos en lugares ocultos dentro de los automóviles. También muchos de los taxis y camiones de carga utilizan GPS en sus vehículos para que estos sean localizados desde sus oficinas.

La navegación – obtener una posición a partir de la anterior – es una aplicación que requiere de mucha precisión, razón por la cual las compañías de aviación utilizan GPS para guiar a las aeronaves en climas inhóspitos así como para despegar y aterrizar este tipo de vehículos.

El rastreo también es otra aplicación muy importante, por ejemplo algunas compañías de flotillas de vehículos utilizan un programa de computadora provisto con un mapa de una ciudad o de una región, para rastrear todos sus vehículos. Algunas universidades y centros de investigación les ponen unos diminutos receptores GPS a animales en peligro de extinción o aves para conocer y estudiar sus trayectorias.

La cartografía es otra aplicación de mucha importancia dentro de las aplicaciones de GPS, al determinar con precisión la posición de ríos, bosques, montañas, carreteras y otros puntos es posible la elaboración de mapas muy precisos; con la ayuda de otras técnicas como la fotogrametría, topografía y planimetría es posible la elaboración de sistemas de información geográfica.

El tiempo exacto que nos brinda el sistema GPS, es utilizado por las cadenas nacionales de televisión para sincronizar las transmisiones a nivel nacional y para sincronizar los comerciales y programas. La puesta en órbita de satélites es otra aplicación que requiere de una finísima precisión debido a que se necesita poner un satélite en una posición exacta en un tiempo exacto, y evitar así posibles colisiones.

Las aplicaciones de tipo militar también son muy bastas, fue el principal motivo por lo que GPS se concibió. En la pasada guerra del golfo pérsico conocida como la tormenta del desierto, fue una prueba de fuego para el Departamento de Defensa de Estados Unidos para probar sus sistemas de localización. El sistema GPS se utiliza en la milicia para determinar la distribución adecuada de tropas en tierra, aviones, barcos, submarinos, tanques, etc., también para guiar misiles para la destrucción de objetivos. Los misiles Patriot que usaron las tropas estadounidenses para la destrucción de los misiles de Irak, es un claro ejemplo de la utilización al máximo de GPS.

Existen muchas aplicaciones más benéficas de la utilización de este sistema de localización; con GPS es posible guiar ambulancias, bomberos, policía o grupos de rescate para que estos lleguen en cuestión de minutos al sitio donde está la emergencia. Con GPS es posible que personas invidentes puedan guiase dentro de una ciudad, apoyándose en una detallada base de datos dentro del receptor. Otras áreas de aplicación de la tecnología GPS es la agricultura, minería, arqueología, construcción, exploración, cinematografía, pesca deportiva, entre otras.

En la actualidad existen otros sistemas satelitales que ofrecen el servicio de localización, como Inmarsat, AMSC (American Mobile Satellite Corp.), y OmniTRACS de Qualcomm, basándose en GPS y apoyándose en satélites geoestacionarios (GEOs) y sus respectivas estaciones terrenas de monitoreo;. los usos principales son el rastreo de flotillas de vehículos.

Con el lanzamiento de los satélites de órbita baja (LEO) y su puesta en operación en los próximos años, como por ejemplo Iridium, GlobalStar, Orbcomm, ODYSSEY, entre otros, habrá más opciones para aplicaciones en el área de la determinación de la posición.

El futuro de está tecnología es muy prometedor, todos de alguna manera nos vamos a ver beneficiados por las bondades del sistema mundial de localización.

Uso del GPS en actividades al aire libre

El uso del GPS en todas y cada una de estas actividades nos puede proporcionar una diversión y seguridad jamás imaginadas. Algunas veces cuando realizamos una actividad al aire libre nos dejamos llevar y no prestamos la suficiente atención al camino realizado o a las condiciones meteorológicas reinantes. Con el GPS no tendremos problema para saber en cada momento donde estamos y poder encontrar el camino de regreso. El uso que cada uno le va a dar a su GPS es, evidentemente, una cuestión estrictamente personal, pero las prestaciones específicas necesarias, para todo este tipo de actividades al aire libre, que nosotros creemos que debe tener un receptor GPS son las siguientes:

Alpinismo, excursionismo, esquí o snowboard fuera pistas, travesías, caza, pesca, búsqueda de setas.

Rutas, excursiones y travesías en mountain bike, 4x4 o moto off road.

 

Cartografía digital incluida en el propio receptor: útil para ver plasmado sobre un mapa donde nos encontramos. Sucede que los mapas topográficos incluidos normalmente no alcanzan el detalle necesario.

Viajes de vacaciones

·         Sistema receptor de 12 canales paralelos: necesario para poder tener una buena recepción de las señales.

·         Soporte: hay que asegurarse de que el receptor escogido puede ser montado, por medio de un soporte adecuado, en nuestro vehículo.

·         Posibilidad de alimentación directa, es decir, sin utilizar pilas, directamente a la toma del mechero del coche.

·         Trackback: son aconsejables receptores con esta función para poder deshacer el camino realizado en caso de necesidad.

·         Antena exterior: posibilidad de poder conectar nuestro receptor a una antena exterior para tener mejor recepción, y para poder tenerlo más a mano y no enganchado al parabrisas del coche. De todas maneras la mayoría de los receptores modernos trabajan bien sin ella: probar antes de comprar.

·         Cartografía digital incluida en el propio receptor: Existen receptores con cartografía incluida (que se puede actualizar) con las autopistas principales, ciudades, etc... que quizás ya es suficiente, pero no todos llegan al detalle de las calles de las ciudades.

 

Última actualización: 9/DICIEMBRE/2002

Copyright 2002 MCO. Todos los derechos reservados.

Dirección: 2da.Av.Los Cortijos de Lourdes.Edif. Fundación Polar. Piso 1, Caracas.

Teléfono: 0212-2027530. E-mail: mailto:mco@fpolar.org.ve