S08 - Métodos de posicionamiento GNSS Estático, estático rápido, cinemático, RTK, diferencial

GEOMATICA
Unidad II
Sistema de información Geográfica y
georreferenciación GPS
Métodos de posicionamiento GNSS: Estático, estático rápido,
cinemático, RTK, diferencial.
SEMANA 08
1
Logro Específico
Al finalizar la sesión, el alumno:
 Conoce los diferentes método de medición
utilizados, según la bibliografía vigente.
2
Revisión de la clase anterior
¿Cómo se marcan los puntos de control con
una estación total?
¿Qué es un plan de vuelo en fotogrametría?
3
Saberes previos
• ¿Qué es un método de medición estático?
• ¿Qué es un método de medición cinemático?
• ¿Qué significa RTK?
4
Utilidad
• ¿Por qué es importante conocer los métodos de
medición?
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Contenido
Métodos de posicionamiento GNSS
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Introducción
La precisión es un elemento importante, para tomar en
cuenta por los profesionales en topografía y es junto a ello,
que se hace necesario comprender los métodos para
posicionamiento con receptores GNSS, para determinar cuál
sería el método adecuado para realizar el levantamiento
topográfico o geodésico, de acuerdo a las especificaciones
técnicas requeridas.
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Receptores GNSS
Existen tres tipos de receptores GNSS:
 Los receptores que trabajan solamente con códigos para la
determinación de la posición. Son menos precisos que los otros
dos. Este tipo de receptores se denominan comúnmente
navegadores, son muy utilizados para el esparcimiento al aire libre,
deportes, navegación, pesca o cualquier actividad que requiera
definir la posición sobre la Tierra, con un rango no mejor a 3m de
precisión. NO es recomendable el uso de este tipo de equipo para
los levantamientos topográficos y geodésicos.
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Receptores GNSS
Existen tres tipos de receptores GNSS:
 Los receptores que tiene capacidad de rastreo de una onda del
espectro radioeléctrico. Los receptores de una frecuencia tienen la
capacidad de alcanzar mejores precisiones que los navegadores,
esto se logra en función del método de levantamiento utilizado y
el tiempo de rastreo. Son recomendables para realizar trabajos
topográficos que no requieran de una precisión muy alta.
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Receptores GNSS
Existen tres tipos de receptores GNSS:
 Los receptores que tiene capacidad de rastreo de dos ondas del
espectro radioeléctrico. Los receptores de doble frecuencia
permiten recibir mayor cantidad de señales de los satélites y
alcanzan precisiones muy altas, tanto, en la posición horizontal
como vertical. Claro está, que estas precisiones están
condicionadas al método de levantamiento establecido, el
tiempo de rastreo de las señales y las condiciones del entorno al
punto de observación.
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Receptores GNSS
Existen tres tipos de receptores GNSS:
 Las ventajas de los receptores de doble frecuencia son:



Los tiempos de rastreo son más cortos al recolectar los datos necesarios para
alcanzar las precisiones establecidas.
Permite observar líneas base más extensas y con muy buena precisión.
Permiten la eliminación de errores.
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Precisión receptores GNSS
La precisión de un levantamiento durante el tiempo de
rastreo con GNSS depende de:
 El tipo de receptor a utilizar.
 La precisión de la estación base.
 El número de satélites visibles.
 La geometría de los satélites.
 Las condiciones atmosféricas.
 La cantidad del tiempo de rastreo.
 Las obstrucciones de la señal de satélite.
 El número de observaciones redundantes.
 El software empleado para realizar el postproceso.
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Receptor base
El receptor base o de referencia es una antena parte del segmento
usuario la cual se ubica en un vértice medido previamente al cual se
determinan las coordenadas.
La función del receptor en la estación base es determinar de manera
muy precisa la distancia a los satélites y definir la posición calculada y
la posición medida. La diferencia entre ambas posiciones es conocida
como correcciones y serán transmitidas por medio de señales de radio
a los móviles involucrados en el levantamiento cuando es en tiempo
real o se incluirán al levantamiento cuando se realice el postprocesamiento.
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Receptor móvil
El receptor móvil o Rover cuenta con un dispositivo para recibir y
emitir señales de radio por medio del cual se reciben las correcciones
desde el receptor de la base, cuando se decida realizar el
levantamiento en tiempo real.
El receptor móvil calcula la distancia a los satélites, a esta distancia se
le aplica las correcciones determinadas por el receptor base. Esto
permite mejorar la precisión de la posición del punto coordinado.
Varios receptores móviles pueden recibir correcciones de un único
receptor base.
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Receptor base y móvil
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Método posicionamiento diferencial
El posicionamiento diferencial con GNSS utiliza dos receptores de
manera simultánea, donde un receptor ocupará una estación base
con coordenadas conocidas con anterioridad y el otro receptor se
ubicará en puntos donde NO se conocen las coordenadas.
La distancia entre ambos receptores será relativamente cercana. Los
errores de la seudodistancia para ambos receptores muestran la
misma magnitud, por lo tanto, si se logra determinar el error de la
seudodistancia de la base esta puede ser corregida en el receptor
móvil.
El posicionamiento diferencial con GNSS, también, se puede
desarrollar en tiempo real y se conoce como posicionamiento
diferencial en tiempo real (Real Time Differential), y esto se logra por
medio de la transmisión de señales de radio del receptor base a los
receptores móviles.
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Método posicionamiento diferencial
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Método posicionamiento relativo
El método de posicionamiento relativo es el más preciso de todos los
métodos porque busca eliminar los errores utilizando las diferencias
de distancia de código como de fase portadora. Su objetivo es obtener
las coordenadas de un punto en relación a otro. Los métodos de
posicionamiento relativo se utilizan frecuentemente porque permiten
alcanzar máximas precisiones y mayor productividad en el
levantamiento de puntos coordenados.
Es un método similar al posicionamiento diferencial y al método
cinemático en tiempo real.
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Método posicionamiento relativo
Diferenciación individual: La diferenciación individual busca restar las
observaciones de seudodistancia simultáneas entre los dos receptores
a un satélite. El resultado permite eliminar el error del reloj del satélite
y los errores atmosféricos.
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Método posicionamiento relativo
Diferenciación doble: La diferenciación doble busca determinar las
diferencias de observaciones de seudodistancia simultáneas entre los
dos receptores a dos satélites. En este caso el método elimina el error
del reloj del satélite.
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Método posicionamiento relativo
Diferenciación triple: La diferenciación triple busca determinar las
diferencias de observaciones de seudodistancia simultáneas entre dos
diferencias dobles para dos momentos distintos del levantamiento.
Este método elimina la ambigüedad y solamente se mantienen las
diferencias en las mediciones de la desviación de fase y las distancias
geométricas. Además, elimina las pérdidas de ciclos durante una
sesión.
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Posicionamiento relativo estático
Este tipo de método de levantamiento es muy utilizado para redes
geodésicas, estudios geodinámicos o levantamientos de muy alta
precisión. Tiene la limitación de ser lento y ocupar largas sesiones de
rastreo. Los receptores se ubican en los vértices y no se desplazan por
el tiempo de rastreo de la sesión de observación.
El procedimiento consiste en tener dos o más receptores, un receptor
asumirá el rol de base y se ubicará en un punto con coordenadas
previamente conocidas. Los otros receptores serán los móviles y se
ubicaran en vértices que no se conocen las coordenadas. Es necesario
que todos los receptores estén configurados con la misma velocidad
de la época. La velocidad de la época normalmente se utiliza a 15, 30 o
60 segundos.
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Posicionamiento relativo estático
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Posicionamiento relativo estático
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Posicionamiento relativo estático
rápido
Este método es utilizado para redes de control geodésico locales, o
densificación de redes de orden inferior, con líneas máximas de hasta
20 km. Solamente se puede utilizar con receptores de doble
frecuencia. Este método es similar al levantamiento estático, solo que
un receptor se mantiene en la estación base y los otros receptores se
desplazan a los vértices de coordenadas desconocidas. La velocidad de
la época se suele configurar de 1 a 3 segundos.
Cada cambio que se hace sucesivamente de vértice, se realiza una
sesión de observación, estas sesiones de rastreo son de menor
duración que las del posicionamiento relativo estático.
https://www.youtube.com/watch?v=ZcYZWJzmbTk
https://www.youtube.com/watch?v=ySxZq9h3M8Y
https://www.youtube.com/watch?v=ti9xTzk1Vjk
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Posicionamiento relativo cinemático
Se utiliza comúnmente para el levantamiento de detalles, por su
eficiencia a la hora de medir muchos puntos que están cerca unos de
otros. Presenta la desventaja que si se presentan obstrucciones o se
pierde el rastreo de menos de 4 satélites se debe inicializar el equipo.
Este método requiere de dos receptores que se deben inicializar al
principio del levantamiento.
Una forma de inicializar es teniendo una línea base conocida, cuyos
puntos de origen y final serán ocupados por los receptores para
realizar una observación estática rápida simultánea con un tiempo de
rastreo de entre 5 a 20 minutos, dependiendo de la longitud de la línea
base. Este proceso permite determinar las diferencias de las
observaciones de la línea base que por consiguiente arrojará, las
ambigüedades desconocidas del ciclo por medio de un postprocesamiento.
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Posicionamiento relativo cinemático
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Posicionamiento relativo cinemático
RTK
Este método tiene la ventaja de que define la posición en tiempo real,
eliminando los errores y las ambigüedades. Para la aplicación de este
método se requiere de mínimo dos receptores que reciban las señales
de manera simultánea. Ambos receptores deben contar con un radio
modem con frecuencias UHF, que emite y recibe señales de radio. Este
radio modem permite transferir correcciones al receptor móvil.
Para el método RTK se requiere que un receptor asuma el rol de base y
este emitirá las correcciones al receptor móvil, quien a partir del
software procesa las coordenadas y corregirá en tiempo real la
posición.
La velocidad de época normalmente se configura para los dos
receptores en 1 segundo. Es importante tomar en cuenta que NO
todos los receptores tienen la capacidad de realizar posicionamiento
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cinemático en tiempo real RTK.
Posicionamiento relativo cinemático
RTK
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Contenido
Determinación de los puntos de control
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Video explicativo
https://www.youtube.com/watch?v=5V3J7LGEBLM
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Cierre
• ¿Qué aprendimos hoy?
• ¿Cuáles son los puntos más importantes?
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Prepárate
• La semana 9 tenemos la PC2.
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