GPS diferencial (simple y doble frecuencia) Receptores Topográficos y geodésicos María Virginia Mackern Facultad de Ingeniería Universidad J.A. Maza Mendoza 7mo Taller Nacional de estaciones permanentes GNSS 28 al 30 de octubre de 2009, San Luis, Argentina

RESUMEN ¿Qué es posicionamiento? ¿Qué es posicionamiento diferencial? Posicionamiento Diferencial con Códigos Posicionamiento Diferencial con fase Simple y Doble frecuencia. DISTANCIAS. PRECISIONES

¿Qué es el Posicionamiento?

LA SEÑAL GPS Posicionamiento Diferencial POSPROCESO Posicionamiento Instantáneo Absoluto- NAVEGACION

¿Qué ERRORES INTERVIENEN ? Disponibilidad Selectiva Retardo ionosférico Retardo troposférico Relojes de los receptores Multicamino Error propio del observable

Disponibilidad Selectiva S/A Antes del año 2000 HOY Principal causal de los avances en posicionamiento diferencial

Limitaciones del posicionamiento absoluto Antes del 1 de Mayo del 2000 100 m en latitud y longitud (2s) 130 m en altura (2s) HOY 10 m en latitud y longitud (2s) 15 a 20 m en altura (2s)

PUNTOS DE COORDENADAS CONOCIDAS ¿Qué es el Posicionamiento Diferencial ? ¿Qué necesita el Posicionamiento Diferencial ? PUNTOS DE COORDENADAS CONOCIDAS

Posicionamiento Diferencial con Códigos La Disponibilidad Selectiva es prácticamente eliminada Otros efectos no deseados son fuertemente atenuados La precisión alcanzable es de unos pocos metros El procesamiento de las observaciones es muy sencillo y robusto Es una técnica altamente productiva y de bajo costo

VENTAJAS del Posicionamiento Diferencial

La observación de códigos y su expresión aproximada Observación calculada a priori: Aproximación lineal de la diferencia

DIFERENCIAL- Simples diferencias (Base- Remoto)

¿Cuál es nuestra incógnita ahora? Componentes del vector entre las estaciones BASE y REMOTO

Implican entre 1 y varios metros según: Errores que afectan Efectos del multicamino y del error de observación Implican entre 1 y varios metros según: la calidad del receptor y las condiciones del sitio de observación No se pueden eliminar Combinados definen el límite de precisión para el posicionamiento diferencial con códigos

Requiere ser estimada con las coordenadas relativas Errores que afectan Efecto de la combinación de errores de reloj locales: Implica muchos metros Varía con el tiempo Requiere ser estimada con las coordenadas relativas o eliminada en un paso posterior

Errores que afectan el posicionamiento relativo Efectos diferenciales de la Ionósfera y Tropósfera Sus efectos crecen con la distancia entre estaciones y pueden llegar a varios dm para vectores de cientos de km Pueden ser ignorados siempre si trabajamos con códigos

El posicionamiento diferencial con códigos usando simples diferencias ¿Cómo ha quedado el problema? s l k m Con una época de observación simultánea a los mismos 4 satélites para ambas estaciones podemos calcular el vector

Dobles diferencias Satélite l Satélite k Estación B Estación r

El concepto de dobles diferencias con códigos ( Término geométrico ) Las incógnitas son las componentes del vector Se han cancelado los errores de reloj locales Los demás términos pueden despreciarse El multicamino y error de observación aumentan Con una época de observación simultánea a los mismos 4 satélites para ambas estaciones podemos calcular el vector

Requerimientos de posicionamiento diferencial Al menos dos receptores midiendo simultáneamente código C/A a por lo menos 4 satélites comunes. Al menos una época de observación común Prestaciones Se obtiene el vector entre los receptores con unos pocos metros de error Alta productividad

Métodos de posicionamiento diferencial con códigos Diferencias de observaciones Aplicación de correcciones diferenciales Son métodos rigurosos Exigen que el receptor guarde sus observaciones para ser corregidas a posteriori

Posicionamiento Diferencial con fase VENTAJAS Y DESVENTAJAS ¿Cómo obtener precisiones submétricas a milimétricas con GPS?

La observación GPS de fase Tiene una precisión mas que 1000 veces mayor que la del código Tiene una precisión milimétrica Permite aprovechar todo el potencial del GPS Es ambigua El cálculo de las observaciones es complejo

Fase y código Expresiones similares con importantes diferencias

La ambigüedad: Un entero desconocido Se necesita Medir un tiempo Para poder resolver las ambigüedades a los satélites

Muchas gracias por su atención!!! 7mo Taller Nacional de estaciones permanentes GNSS 28 al 30 de octubre de 2009, San Luis, Argentina