INTRODUCCION

El uso de nuevas tecnologías ha alcanzado innumerables áreas del conocimiento entre ellas la

topografía. Aun cuando la tecnología GPS ha estado disponible hace más de 30 años, su uso,

manipulación y manejo de la información sigue prestando innumerables dudas, especialmente a

los nuevos usuarios. Este trabajo presenta la información básica relacionada con el uso del GPS

para apoyar el proceso de aprendizaje tanto de estudiantes de Ingeniería con los parámetros de

precisión, exactitud y calidad deseados en todo proyecto topográfico. El desarrollo de este trabajo

presenta como eje central los distintos aspectos contemplados en el levantamiento topográfico

haciendo énfasis en el uso del GPS para el posicionamiento.

OBJETIVOS

OJETIVOS GENERAES

El objetivo de esta práctica es la familiarización con el uso y funcionamiento del GPS para

poder hacer distintos levantamientos topográficos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Adquirir conocimientos y manejo de GPS en campo con sus respectivos coordenadas.

Aplicar la metodología correcta en la toma de puntos de topográficos para evitar

contratiempos y molestias

EQUIPO Y MATERIAL UTILIZADA

TECLAS

FLECHAS o CURSOR: Nos desplaza a través de las diferentes opciones del menú y controla

los movimientos del cursor en la pantalla mapa.

IN: Ajusta la escala del mapa para visualizar una escala más pequeña. (ZOOM IN)

OUT: Ajusta la escala del mapa para visualizar una escala más grande. (ZOOM OUT)

PAGE: Pasa de una página principal a otra. Sale de una página de submenu a una principal.

ENTER (MARK): Actúa igual que en un PC, selecciona una opción marcada del menú,

aceptando la entrada de datos. Crea Waypoints, si estamos en la pantalla de mapa,

generalmente manteniéndola pulsada durante más de un segundo.

QUIT: Regresa a la pantalla de la página previa. Cuando se están introduciendo datos,

restaura el valor previo.

MENU: Accede al Menú de opciones para la página en curso. Si se pulsa dos veces

visualiza el menú principal.

POWER/LIGHT: Enciende y apaga el receptor. Conecta y desconecta la iluminación.

NAV/MOB: Sólo presente en algunos modelos de GPS diseñados para la navegación en el

mar. NAV se utiliza como un acceso rápido a determinadas funciones, como GOTO o

TRACKBACK. MOB o "hombre al gua", utilizada para situaciones de emergencia, marca un

Waypoint e inicia la navegación hacia ese punto.

PANTALLA: Pantalla gráfica. Puede tener un mapa de fondo o no. De no tenerlo veremos

un fondo vacio con una representación de la huella o track y los puntos o waypoints.

Siempre que una tecla tenga más de una función (ENTER/MARK) para llamar a la función

principal (ENTER) tenemos que pulsarla una única vez, para llamar a la función secundario

(MARK) tendremos que mantenerla pulsada durante al menos un segundo.

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

Se denomina levantamiento topográfico al conjunto de operaciones necesarias para representar

topográficamente un terreno. Aunque en general todo levantamiento ha de hacerse con

precisiones ya establecidas, hay ocasiones en que, por la índole del trabajo, puede aligerarse aun

cuando lleguen a cometerse errores sensibles en el plano, e incluso, a veces, solo es necesario un

ligero bosquejo, con rápidas medidas, constituyendo un croquis.

GPS

El global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global (más conocido con la sigla

GPS, aunque su nombre correcto es 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,

un vehículo una nave, con una precisión hasta de centímetros, usando GPS diferencial, lo habitual

son unos pocos metros. Aunque su invención se atribuye a los gobiernos francés y belga, el

sistema fue desarrollado e instalado, y actualmente es operado, por el departamento de defensa

de los estados unidos.

ORIGINES DEL GPS

El lanzamiento del satélite espacial estadounidense Vanguard en 1959 puso de manifiesto que la

transmisión de señales de radio desde el espacio podría servir para orientarnos y situarnos en la

superficie terrestre o, a la inversa, localizar un punto cualquiera en la Tierra.

En 1993 el Departamento de Defensa de los Estados Unidos de América, basado en la

experiencia recogida del satélite Vanguard (en un principio para uso exclusivamente militar) puso

en funcionamiento un sistema de localización por satélite conocido por las siglas en inglés GPS.

En sus inicios el propio Departamento de Defensa programó errores de cálculo codificados

en las transmisiones de los satélites GPS para limitarlo solamente a la actividad militar que sí

contaba con decodificadores para interpretar correctamente las señales, pero a partir de mayo de

2000 esta práctica quedó cancelada y hoy en día el sistema GPS se utiliza ampliamente en muchas

actividades de la vida civil, aunque no está exento de ser reprogramado de nuevo en caso de

cualquier conflicto bélico.

Este sistema permite conocer la posición y la altura a la nos encontramos situados en

cualquier punto de la Tierra en todo momento, ya sea que estemos situados en un punto fijo sin

desplazarnos, e incluso en movimiento, tanto de día como de noche.

El sistema GPS permite rastrear también, en tiempo real, la ubicación de una persona,

animal, vehículo, etc., desde cualquier sitio y prestar auxilio si fuera necesario, con la condición

que esté equipado con un dispositivo que pueda emitir algún tipo de señal, ya sea de radio o

telefonía, que permita su localización.

La primera prueba exitosa del sistema GPS desde el punto de vista práctico como

instrumento de ayuda a la navegación, la realizó el trasbordador espacial Discovery en el propio

año que se puso en funcionamiento el sistema. Actualmente los satélites GPS pertenecen a una

segunda generación denominada Block II.

FUNCINAMIENTO DE GPS

El sistema se compone de 24 satélites distribuidos en seis órbitas polares diferentes,

situadas a 2,169 kilómetros (11 000 millas) de distancia de la Tierra; cada satélite la circunvala dos

veces cada 24 horas. Por encima del horizonte siempre están “visibles” para los receptores GPS

por lo menos 4 satélites, de forma tal que puedan operar correctamente desde cualquier punto de

la Tierra donde se encuentren situados. Una representación de la cantidad de satélites vista por

los receptores GPS está en la figura 1.2 que en ese punto de la tierra el receptor GPS recibe la

señal de 12 satélites.

Los receptores GPS detectan, decodifican y procesan las señales que reciben de los

satélites para determinar el punto donde se encuentran situados y son de dos tipos: portátiles y

fijos. Los portátiles pueden ser tan pequeños como algunos teléfonos celulares o móviles. Los fijos

son los que se instalan en automóviles o coches, embarcaciones, aviones, trenes, submarinos o

cualquier otro tipo de vehículo.

FUENTES DE ERROR

La posición calculada por un receptor GPS requiere en el instante actual, la posición del satélite y

el retraso medido de la señal recibida. La precisión es dependiente de la posición y el retraso de la

señal. Al introducir el atraso, el receptor compara una serie de bits (unidad binaria) recibida del

satélite con una versión interna. Cuando se comparan los límites de la serie, las electrónicas

pueden meter la diferencia a 1% de un tiempo BIT, o aproximadamente 10 nanosegundos por el

código C/A. Desde entonces las señales GPS se propagan a la velocidad de luz, que representa un

error de 3 metros. Este es el error mínimo posible usando solamente la señal GPS C/A. La precisión

de la posición se mejora con una señal P(Y). Al presumir la misma precisión de 1% de tiempo BIT, la

señal P(Y) (alta frecuencia) resulta en una precisión de más o menos 30 centímetros. Los errores

en las electrónicas son una de las varias razones que perjudican la precisión (ver la tabla). Puede

también mejorarse la precisión, incluso de los receptores GPS estándares (no militares) mediante

software y técnicas de tiempo real. Esto ha sido puesto a prueba sobre un sistema global de

navegación satelital (GNSS) como es el NAVSTAR-GPS. La propuesta se basó en el desarrollo de un

sistema de posicionamiento relativo de precisión dotado de receptores de bajo costo. La

contribución se dió por el desarrollo de una metodología y técnicas para el tratamiento de

información que proviene de los receptores.

Retraso de la señal en la ionosfera y la troposfera.

Señal multirruta, producida por el rebote de la señal en edificios y montañas cercanos.

Errores de orbitales, donde los datos de la órbita del satélite no son completamente precisos.

Número de satélites visibles.

Geometría de los satélites visibles.

Errores locales en el reloj del GPS.

APLICACIONES

Navegación terrestre (y peatonal), marítima y aérea.

Teléfonos móviles

Topografía y geodesia.

Construcción (Nivelación de terrenos, cortes de talud, tendido de tuberías, etc).

Localización agrícola (agricultura de precisión), ganadera y de fauna.

Salvamento y rescate.

Deporte, acampada y ocio.

A.P.R.S. Aplicación parecida a la gestión de flotas, en modo abierto para Radioaficionados

Para localización de enfermos, discapacitados y menores.

Aplicaciones científicas en trabajos de campo (ver geomática).

Geocaching, actividad deportiva consistente en buscar "tesoros" escondidos por otros

usuarios.

Para rastreo y recuperación de vehículos.

Navegación deportiva.

Deportes aéreos: parapente, ala delta, planeadores, etc.

Existe quien dibuja usando tracks o juega utilizando el movimiento como cursor (común en

los GPS Garmin).

Sistemas de gestión y seguridad de flotas.

PROCEDIMIENTO

PROCEIMIENTO DE CAMPO

Identificación del terreno del campus de la Universidad Peruana Unión. Toma de los

puntos con el GPS (Sistema de Posicionamiento Global).

PROCEDIMIENTO DE GABINETE

Uno de Excel para exportar los puntos tomados con el GPS al AutoCAD.

Selección de escala para la impresión del terreno levantado con GPS.

RESULTADOS

DATOS RECOLECTADOS EN EL TERRENO

CONCLUSIONES

Se conoció las características internas y externas del GPS.

Se llegó a conocer el manejo del GPS (sistema de posicionamiento global)

Se aprendió a tomar los puntos en diferentes coordenadas.

RECOMENDACIONES

Se recomienda para un levantamiento topográfico con GPS, se debe tomar en cuenta que

se capte más de 4 satélites con línea alta para que asi el margen de error sea mejor.

Se tiene que tener cuidado cuando se va a tomar el punto con el GPS y su correcto

guardado en el dispositivo.

Se debe tomar nota de los puntos en el cuaderno de apuntes para así evitar cualquier falla

mecánica del dispositivo GPS.

BIBLIOGRAFÍAS

TOPOGRAFÍA ABREVIADA, F. Domínguez García —Tejero Ediciones Mundi

TRATADO DE TOPOGRAFÍA, Davis Foote NeIIy. Aguilar Ediciones, Madrid 1971.

Topografía, Francisco Domínguez. L

James r. wirshing / introduccion a la topografía/mexico/ 1ra edición

Roy H. wirshing/ introduccion a la topografía/mexico/1ra edición.

ANEXOS