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G.P.S. APLICADO A LA AGRICULTURA (2ª parte)
G.P.S. to be used in agriculture

1.- G.P.S - Guía Para La Agricultura
2.- Explicación Del GPS Diferencial
3.- Navegación Para Todos
4.- Preciso Pero No Lo Suficiente
5.- Un Sistema Demasiado Preciso Para Su Propio Bien
6.- Corregir Los Errores Con DGPS
7.- Difusión
8.- Enlaces Por Satélite

 
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5. UN SISTEMA DEMASIADO PRECISO PARA SU PROPIO BIEN

Cuando el Departamento de Defensa estadounidense estableció el sistema GPS, desde luego la intención no fue la de proporcionar una manera fácil y gratuita de que los enemigos de los Estados Unidos lanzaran armas contra el país. Aunque el Departamento de Defensa quería que el sistema fuese utilizado con fines pacíficos por cualquiera, fue reconocido que la forma más segura de impedir su uso para guiar misiles era reducir su exactitud. Esto se consiguió mediante un proceso llamado Disponibilidad Selectiva (D/S); el Departamento de Defensa introduce 'ruido' en la señal de los satélites, reduciendo la exactitud de su mensaje. Estas distorsiones no preocupan a las fuerzas militares de los EE.UU. y sus aliados, que utilizan receptores P-code especiales que pueden descodificar los efectos de la Disponibilidad Selectiva y proporcionar una exactitud de posicionamiento de alrededor de 15 metros de forma rutinaria.




La aplicación de D/S parece ser aleatoria, y en tiempos de crisis como la Guerra del Golfo, puede ser desconectada del todo. Esto de hecho ocurrió con el fin de superar una escasez de receptores GPS P-code militares suministrando a las tropas receptores civiles comprados localmente. Bajo estas condiciones, los receptores civiles demostraron ser tan exactos como sus homólogos militares, más sofisticados. Cuando las condiciones atmosféricas son favorables, los sistemas funcionan correctamente y la Disponibilidad Selectiva está desconectada, un receptor GPS estándar con una vista clara del cielo puede proporcionar posicionamiento con un margen de error de tan solo unos metros. Desafortunadamente el usuario no tiene manera de saber cuándo dichas condiciones pueden producirse, y debe suponer, por prudencia, que la posición dada podría tener un error de hasta 100 metros. Esto no supone un problema para el capitán de un petrolero que intenta localizar el puerto de Amberes, pero es inútil si se busca una tubería enterrada o para confecccionar mapas de rendimiento de cosechas en los más modernos procesos de agricultura de precisión.

6. CORREGIR LOS ERRORES CON DGPS

La respuesta al problema de la inexactitud del GPS viene dada con el DGPS. El DGPS fue ideado como sistema sencillo para corregir los errores simplemente midiéndolos. Con la excepción de errores por trayectoria múltiple y los fallos técnicos de receptores individuales, los factores que afectan a la exactitud del posicionamiento GPS serán comunes en toda una zona que puede cubrir miles de kilómetros cuadrados. Todos los usuarios de GPS de esa zona estarán escuchando los mismos satélites con la misma D/S, y las señales pasarán por básicamente las mismas capas de distorsión atmosférica.

Al localizar un receptor GPS en un lugar cuya posición se conoce con precisión, es sencillo identificar el alcance de cualquier error en las señales de satélite. La localización exacta de dicho receptor de referencia, o para usar su nombre exacto, estación de referencia, será medida con error de pocos milímetros usando un marco de referencia científica internacional de alta precisión. Si la unidad GPS recibe señales de satélite que le dicen que está, por ejemplo, a 25,73 metros al este de donde realmente sabe que está, simplemente tiene que indicar a todos los demás receptores GPS de la zona que si desplazan su posición 25,73 metros al oeste, tendrán su localización exacta.

En la práctica el proceso es más complicado, puesto que la estación de referencia estará escuchando las señales de todos los satélites que puede ver por encima del horizonte. Comparará el tiempo que toma cada señal en llegar hasta él con el tiempo que sabe que la señal debería haber tomado. Lo que se proporciona al receptor móvil es precisamente esta diferencia de tiempo - de ahí viene el nombre de GPS Diferencial. Si el receptor móvil tiene menos canales, o si está en un lugar enmascarado por colinas u otros objetos, es posible que no escuche tantos satélites como la estación de referencia.
Esto significa que tendrá que seleccionar la información que necesita del paquete suministrado y emparejarla con los satélites que está escuchando.

7. DIFUSIÓN

La única forma en que un receptor GPS móvil puede recibir correcciones es mediante algún tipo de radioenlace. La naturaleza de este enlace variará según el servicio DGPS usado, y puede incluir radiofaros terrestres o satélites de comunicaciones.
Las correcciones en sí suelen transmitirse en un formato llamado protocolo RTCM SC-104. Éste es un estándar internacionalmente acordado que permite a cualquier receptor GPS móvil con la 'caja' adecuada instalada recibir, comprender y aplicar las correcciones.

La International Association of Lighthouse Authorities (Asociación Internacional de Faros y Balizas) (IALA) también ha establecido su propio protocolo que proporciona correcciones diferenciales desde su propia red de radiofaros a barcos con el equipamiento adecuado, de forma gratuita.
Cuando un usuario puede elegir entre el acceso a un servicio diferencial por radiofaro gratuito como el sistema IALA o a un servicio DGPS comercial, la decisión se basa generalmente en el nivel de calidad de posicionamiento y asistencia técnica requeridos. Los servicios por radiofaro tipo IALA representan una muy valiosa mejora a la seguridad marítima, al estar disponibles para cualquier persona que tenga el receptor adecuado. Los proveedores comerciales de servicios DGPS existen para responder a las exigencias de usuarios que requieren un servicio que monitoriza constantemente la calidad de las señales de satélite y los mensajes de corrección, y que pueden necesitar también asistencia técnica para tener garantizado un mayor nivel de exactitud de posicionamiento en cualquier momento del día o de la noche.

Los problemas asociados con los radiofaros terrestres son más pronunciados debido a las propiedades de la frecuencia MF. Ésta es más susceptible al ruido electromagnético y a las condiciones atmosféricas como tormentas con aparato eléctrico, distorsión atmosférica, trayectorias múltiples, enmascaramiento y simplemente el hecho de que el receptor esté fuera del alcance de las transmisiones de radio. Debido a la curvatura de la Tierra, éstas pueden recibirse típicamente sólo hasta una distancia de 200 km.

8. ENLACES POR SATÉLITE

Una nueva raza de satélites de comunicaciones proporciona ahora una solución para este problema. En lugar de enviarse los mensajes de corrección desde un radiofaro a nivel del suelo, son transmitidos en enlace ascendente a un satélite en órbita geoestacionaria por encima de la tierra. El satélite luego vuelve a transmitir las correcciones, que pueden ser recibidas por usuarios en cualquier lugar de una vasta área de la superficie terrestre. Los sistemas anteriores usaban los cuatro satélites de comunicaciones Inmarsat-C. Juntos, cubren toda la superficie de la Tierra, exceptuando los polos, que están enmascarados por la curvatura del planeta. Estas señales son de relativa baja potencia y requieren una antena grande comparable a una antena parabólica de televisión.
Esto no supone ningún problema para usuarios grandes, de movimiento relativamente lento, como barcos o plataformas petrolíferas. Sin embargo, es totalmente inadecuado para su uso en vehículos agrícolas.

Recientemente ha aparecido un nuevo tipo de satélite de comunicaciones, que transmite servicios de telefonía, televisión y otros a través de potentes haces muy estrechos. Éstos están enfocados hacia zonas geográficas específicas y están siendo utilizados por servicios como Racal LandStar y SkyFix para transmitir correcciones diferenciales. Debido a su potencia, las señales pueden ser recibidas por usuarios equipados con una antena combinada GPS y DGPS del tamaño de un plato de postre.


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