Evolución de los Sistemas Globales de Navegación por Satélite GNSS aplicados a la Geomática
Juan F. PrietoETSI en Topografía, Geodesia y Cartografía – Universidad Politécnica de Madrid
Leica Roadshow Digital Realities 2016 | Madrid, 10 de junio
Antena Transit - Doppler
Sistema NNSS
Constelación Transit - Doppler
Stansell (1983)
Observación “Estática” Varios “pasos de satélite” “Post-proceso” “Translocación” Precisión posicionamiento absoluto Usuarios “expertos”
Sistema NNSS
Imagen, GIFW
Sistema GPS
Imagen, Scott Ehardt
Sin coste directo Efemérides transmitidas Posición instantánea Alta precisión Más de 24 SV’s
Constelación NAVSTAR
Sistema GPSPrimeros métodos de posicionamiento
Prieto, 1999
CARACTERISTICAS DE LOS METODOS DE TRABAJO CON GNSS
Método Número mín. satélites Tiempo de observación Precisión típica Otras característica
Estático 4 Varias horas 5 mm + 1 ppm Bifrecuencia. Sin límite. Relativo
Estático-Rápido 4 5-20 minutos 1cm + 1 ppm Límite 20 km. Relativo
Cinemático 4 1 época 2 cm + 2 ppm Límite 15 Km. Reinicialización si haypérdida de señal. Relativo
Cinemático en tiempo real
(RTK)
4 (OTF 5) 2-3 épocas 2 cm + 2 ppm
Límite en función sistemacomunicaciones. Algoritmo 40 km.Reinicialización si hay pérdida de señal.Relativo
Diferencial (DGPS) 3D:4 1 posición/segundo Post-pro: 30-40 cm,
TR: 50-60 cmRecepción de correcciones diferencialeso postproceso de las mismas. Relativo
Autónomo (SPP) 3D:4 1 posición/segundo Con SA: 100 m. Sin SA: 4-10 m Sólo un receptor
Métodos EstáticosGeodesia y Geodinámica
Sistema GPSEvolución de equipos
12+12 canales555 canales
Leica, 2016
Sistema GPSDisponibilidad de satélites con 24 SV’s
Prieto, 2002
L21227,60 MHz
Sistema GPS Estructura de las señales
Leica, 1999
FrecuenciaFundamental10,23 MHz
x 154
x 120
÷ 10
NAV 50 BPS Mensaje de Navegación (Almanaq., efemérides. …)
L11575,42 MHz
L21227,60 MHz
Código C/A1,023 MHz
Código P (Y)10,23 MHz
Código P (Y)10,23 MHz
Sistema GPS Evolución de las señales
Leica, 1999- Prieto, 2005IIR-M IIF
FrecuenciaFundamental10,23 MHz
x 154
x 120
÷ 10
NAV 50 BPS Mensaje de Navegación (Almanaq., efemérides. …)
L11575,42 MHz
L21227,60 MHz
Código C/A1,023 MHz
Código P (Y)10,23 MHz Código M
Código CivilL2C (CM y CL)1,023 MHz
Código P (Y)10,23 MHz Código M
CNAV 25 BPS Mensaje de Navegación modernizado (no fijo en longitud)
L51176,23 MHz
Código CivilI510,23 MHzx 115
Código CivilQ510,23 MHz
??
Sistema GPSSistema de Control y Monitorización
Wikipedia
Estaciones de Control y Seguimiento
MCS Colorado Springs
Hawaii
Diego Garcia
Ascension
Kwajalein
Nueva Zelanda
WGS84Estación Monitora Antena Terrestre de subidaPrieto, 1999
Sistema GPSEvolución del Sistema de Control
Wikipedia
Estaciones de Control y Seguimiento
MCS Colorado SpringsSchriever AFB
Hawaii
Buenos Aires
Diego Garcia
Ascension
Bahrain
Kwajalein
Smithfield
Hermitage
Quito
Cape Canaveral
Washington DC
Alaska
TahitiSur Africa
Corea del Sur
Nueva Zelanda
WGS84(G1150)Estación Monitora Antena Terrestre de subidaPrieto, 2005
Precisión efemérides transmitidas:de 2,5 m a 0,5 m
Sistema GPSEvolución del Marco de Referencia Geodésico
WGS84
WGS84 G11502002
ITRF2000
WGS84 G17722013
ITRF2008
WGS84 G16742012
ITRF2008
WGS84 G8731996
ITRF94
WGS84 G7301994
ITRF91
Comparación ITRF-WGS84
05
101520253035
1989 1990 1991 1992 1993 1994 1996 1997 2000 2005 2008
Solución ITRF
Prec
isió
n cm
Act ITRFAct WGS84
2014 ?
Nuevos Sistemas Nuevas constelaciones
Carácter GLOBAL
Carácter Regional QZSS (Japón)
IRNSS (Índia)
…..
Nuevos Sistemas Nuevas frecuencias
Prieto, 2015
Sistema GLONASSEvolución del Sistema de Control
Murmansk
Yakutsk
Zelenchuk
Vorkuta
Ulan-Ude
Ussuriysk
Nurek
Krasnoznamensk
Golitsyno
Schelkovo
San Petersburgo
Komsomolsk Amur
Yeniseisk
Control GLONASS
Control GPS
Prieto, 2013
Revnivykh, 2010
Sistema GLONASSEvolución del Marco de Referencia Geodésico
PZ-90
PZ-90.022007
ITRF2005
PZ-90.112014
ITRF2008
Sistema GalileoEvolución
Marco de Referencia GTRF07v00
GTRF07v01
GTRF08v01
GTRF09v01
GTRF13v01
GTRF14v01
Sobre ITRF2008
Satélites MEO (GPS, GLONASS)
GEO
Lookang
Sistema BeiDouEvolución
Marco de Referencia Sistema :
CGCS2000
Marco
CGS2012
2014
Satélites GEO, geoestacionario
IGSO, geoestacionario inclinado
MEO, similar a GPS, GLONASS, Galileo
Órbitas BeiDou
Montenbruck, 2013
MEO
IGSO
GEO
Status de constelaciones GNSSjunio, 2016
Total 74 operativos ,
84 disponibles,
0
5
10
15
20
25
30
35
GPSGLONASS
GalileoBeiDou
31
24
6
14
32
24
14 14 Operativos
Disponibles
Posicionamiento con 4 constelaciones
Prieto, 2002
2002
2016
Sistemas de aumento de la precisiónSBAS
GEO (L1) GNSS (L1,L2)
Estación de Control
SBAS (X,Y,Z)
Estación de Control
SBAS (X,Y,Z)
GNSSSeñales
1
GEO (L1)
2
Cor
recc
ione
sca
lcul
adas
GNSS (L1,L2)3
Sistemas SBASActuales
Imagen, ESA
Estacionesde Control
Sistemas SBASEvolución
Imagen, ESA
Evolución en los métodos de posicionamientoPostproceso – RINEX 3
3.02 OBSERVATION DATA M RINEX VERSION / TYPEsbf2rin-9.3.3 20160609 000423 LCL PGM / RUN BY / DATEVILL MARKER NAME13406M001 MARKER NUMBERAUTOMATIC ESA/ESOC OBSERVER / AGENCY3001316 SEPT POLARX4 2.9.0 REC # / TYPE / VERS5166 SEPCHOKE_MC NONE ANT # / TYPE
4849833.7962 -335049.1807 4116014.8247 APPROX POSITION XYZ0.0937 0.0000 0.0000 ANTENNA: DELTA H/E/N
G 9 C1C L1C C1W C2W L2W C2L L2L C5Q L5Q SYS / # / OBS TYPESE 8 C1C L1C C5Q L5Q C7Q L7Q C8Q L8Q SYS / # / OBS TYPESS 2 C1C L1C SYS / # / OBS TYPESR 6 C1C L1C C2P L2P C2C L2C SYS / # / OBS TYPESC 4 C1I L1I C7I L7I SYS / # / OBS TYPESG L1C 0.00000 SYS / PHASE SHIFTSG L2W 0.00000 SYS / PHASE SHIFTSG L2L 0.00000 SYS / PHASE SHIFTSG L5Q 0.00000 SYS / PHASE SHIFTSE L1C 0.00000 SYS / PHASE SHIFTSE L5Q 0.00000 SYS / PHASE SHIFTSE L7Q 0.00000 SYS / PHASE SHIFTSE L8Q 0.00000 SYS / PHASE SHIFTSS L1C 0.00000 SYS / PHASE SHIFTSR L1C 0.00000 SYS / PHASE SHIFTSR L2P 0.00000 SYS / PHASE SHIFTSR L2C 0.00000 SYS / PHASE SHIFTSC L1I 0.00000 SYS / PHASE SHIFTSC L7I 0.00000 SYS / PHASE SHIFTS
30.000 INTERVAL2016 6 8 0 0 0.0000000 GPS TIME OF FIRST OBS2016 6 8 23 59 30 0000000
o/l
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