Introducción al Gps (IVª parte)

PROYECCIONES CARTOGRÁFICAS.
Con un poco de imaginación definiríamos una proyección como la representación del unos puntos de la superficie curva de la tierra en la superficie plana de un papel.

Un proyección tendría que tener dos cualidades:
Que conserve las áreas (equivalencia)

Que conserve los ángulos (conformidad)

El problema surge cuando nos damos cuenta que es imposible mantener las dos características a la vez,-es imposible desarrolar una esfera en un plano-, por lo que tenemos que buscar soluciones. Dependiendo del uso que le vayamos a dar al mapa, se empleará una u otra. De esta forma si vamos a emplear el mapa para comparar las superficies de paises emplearemos una proyección equivalente, si sólo necesitamos ubicar paises una conforme.

En función de las cualidades proyectivas, tenemos las proyecciones planas, que dependiendo de la situación del observador pueden ser:

Polares: Los meridianos se representan por rectas concurrentes al centro de proyección (localizado en cualquiera de los polos) y conservando el valor de sus ángulos. En consecuencia, la escala de representación varía con la latitud.

 

Ecuatoriales: En este tipo de proyecciones, los meridianos se representan por rectas paralelas entre sí, desigualmente espaciadas, mientras que los paralelos se representan por hipérbolas.

u oblicua: En esta proyección, los paralelos quedan representados como curvas cónicas tales como parábolas, elipses e hipérbolas.

y los desarrollos básicos, que pueden ser:

Desarrollos cilíndricos: Al desarrollar el cilindro, se obtiene una representación en la que los meridianos estarán representados por rectas paralelas equidistantes, y los paralelos por rectas perpendiculares a las anteriores que se van espaciando a medida que aumenta la latitud. 

Ejemplos de esta proyección son la de Mercator y la UTM (Universal Transversa de Mercator).

 

Desarrollos cónicos: Al desarrollar el cono, se obtiene una representación en la que los meridianos aparecen como rectas concurrentes al vértice del cono y forman ángulos iguales entre sí, mientras que los paralelos son circunferencias concéntricas cuyo centro es el vértice del cono.

 

Por último, como curiosidad, existen otro tipo de proyecciones, que se denominan modificadas.

Ejemplos son: 

Proyeccion sinusoidal: Los paralelos son rectas horizontales equidistantes, el meridiano central es una recta perpendicular a ellas y los restantes meridianos son curvas. En esta proyección sólo son verdaderas las distancias a lo largo de todas las latitudes y el meridiano central. Es una proyección equivalente (conserva las áreas).Se utiliza para representaciones donde las relaciones de latitud son significativas, al estar los paralelos uniformemente espaciados.

  

Proyección Mollweide: El ecuador tiene doble longitud que el meridiano central y está dividido en partes iguales que marcan los pasos de los meridianos, que quedan representados por elipses. Los paralelos se representan por rectas horizontales paralelas al ecuador y su separación queda determinada por la condición de que las áreas de las franjas entre paralelos sean semejantes en la superficie terrestre. Por ello esta proyección es equivalente, es decir, conserva las áreas. Se utiliza para distribuciones mundiales cuando el interés se concentra en latitudes medias.

Proyección Goode: Es una proyección discontinua en la que la Tierra se representa en partes irregulares unidas; de esta forma se mantiene la sensación de esfera y se consigue una distorsión mínima de las zonas continentales, pero con huecos en las superficies oceánicas. Es útil para la representación de datos en el mundo ya que su área es igual a la real. Se utiliza en los mapas de distribución de productos.

Fuentes: Ign, Wikipedia,  web

Introducción al Gps (IIIª parte)

Definiciones y nociones básicas:
Una vez conocidos los rudimentos del funcionamiento del sistema, se imponen ahora cirtos conocimientos muy someros de Geodesia. Éstos son muy importantes si posteriormente pretendemos entender el sistema de coordenadas. Comenzamos:
Geodesia: La geodesia estudia la forma, dimensiones y campo gravitatorio de la Tierra en territorios extensos. Como ya sabemos, esta es su principal diferencia con la Topografía, la cual basa sus trabajos en superficies de extensión reducida en las cuales puede considerarse despreciable la esfericidad terrestre.
Geoide: La palabra geoide significa "forma de la Tierra" y fue introducida por Listing en el año 1873. El geoide es un esferoide tridimensional que constituye una superficie equipotencial imaginaria que resulta de suponer la superficie de los océanos en reposo y prolongada por debajo de los continentes y que sería la superficie de equilibrio de las masas oceánicas sometidas a la acción gravitatoria y a la de la fuerza centrífuga ocasionada por la rotación y traslación del planeta, de manera que la dirección de la gravedad es perpendicular en todos los lugares.
Elipsoide:

Un elipsoide de revolución es una elipse que se hace girar alrededor de su eje menor
generándose un cuerpo similar al de una esfrera achatada en los polos generá

Con estos conceptos definidos, avanzamos en las nociones básicas:

Como dijimos antes el geoide, en teoría la tierra, está sometido a las anomalías de la gravedad y al achatamiento de los polos, por lo que resulta una superficie con protuberancias y depresiones -ojo, no confundir con accidentes geográficos-.

Para efectuar los cáculos precisos que nos situen en un punto de la esfera, es preciso definir una superficie matematicamente sencilla: Un elipsoide de revolución que se adapte lo más posible al geoide. Tenemos así el elipsoide general o elipsoide medio

Bien, hasta ahora tenemos una "tierra" teórica con protuberancias y depresiones -geoide- y una funda alrededor de ésta, lisa, que se adapta más o menos a la forma del geoide -elipsoide general- que nos facilita por su forma, la realización de cálculos.

Esta funda -elipsoide general- se adapta a la superficie del geoide en algunos lugares más que en otros, por lo que los diferentes paises adoptan para sus territorios elipsoides locales, en otras palabras, mueven el elipsoide general para adaptarlo lo más posible a su territorio. Para resolver esto se debe definir un elipsoide cuyo diámetro mayor y menor corresponda a la forma del geoide de modo que su superficie coincida con la curvatura del geoide en nuestra Zona. Tambien debe elegirse un Punto Fundamental, en el cual se haga coincidir la vertical del lugar (perpendicular al geoide) con la normal a la superficie del elipsoide perpendicular al elipsoide). En dicho punto deben coincidir las coordenadas geográficas con las astronómicas.

Dicho punto se denomina Punto Datum.

Surgen de esta manera multitud de elipsoides locales y por consiguiente de datum, que complican el cálculo de las coordenadas.

MesserWoland

1.- Superficie de los océanos

2.- Elipsoide

3.- Dirección de la plomada

4.- Continentes

5.- Geoide

Es por esto que es imprescindible programar en el receptor Gps, y en el programa que usemos para editar estos datos, los Datums correctos.

Introduccion al Gps (IIª parte)

Descripción del sistemaPara su correcto funcionamiento, el sisitema Gps, consta de tres partes o segmentos:
Segmento espacial: Comprende 24 satélites en órbitas alrededor de la tierra y a 20.200 kmt de altura, además de algunos satélites más de reserva. Está diseñado para que se pueda contar con un mínimo de cuatro satélites visibles por encima de un ángulo de elevación de 15º, en cualquier parte de la superficie terrestre, y a cualquier hora del día o de la noche. Cada satélite lleva un reloj atómico muy preciso que genera unas señales que son transmitidas hacia la tierra. Los receptores leen estas señales, identifican a cada satélite y graban datos de posición, hora, etc (efemérides). Necesitamos al menos recibir datos de tres satélites para poder situarnos en un plano (x,y) y un cuarto para conocer la altimetría (z).

Segmento de control: Consta de 5 antenas y de varios puntos de observación distribuidos en puntos muy cercanos al ecuador. Rastrea los satélites y calibra y corrige sus relojes. Determina la trayectoria de cada uno durante las 24 horas siguientes y se la transmite para que a su vez éstos se la envíen a los receptores en tierra y así conocer la posición de los satélites de antemano.(Es por este motivo el tiempo de espera al encender el Gps. Si lo habíamos conectado en las 24 hrs anteriores, el receptor sabe dónde están los satélites y los recepcionan enseguida. Si por el contrario hace tiempo que está inactivo, tardará algo de tiempo hasta localizarlos y cargar las efemérides).

Segmento de usuarios: Comprende a cualquier persona, máquina etc, que reciba e interprete las señales, determinando su posición y/o hora.

Introducción al Gps (Iª Parte)

 

¿Qué es el Gps?

La mayoría de los que practicamos deportes de montaña, estamos familiarizados con los Gps, esos aparatitos que llevamos en la mochila, en la muñeca, o en la bici, que nos dice por dónde ir, y que cuando llegamos a casa descargamos con avidez para recopilar un montón de datos de nuestra actividad,
Pero es cierto que muchas veces no sabemos realmente qué es y cómo funciona.
Sin ánimo de ser exaustivo, trataré de explicar unas pinceladas sobre el tema.

¿Qué es el Gps?

Es la abreviatura de NAVSTAR GPS, acrónimo de NAVigation System with Time And Ranging Global Positions System, algo así como Sistema de Posicionamiento Global con Sistema de Navegación por Tiempo y Distancia.
Desde la antigüedad, marinos, exploradores usaban el sol y las estrellas para, usando diferentes aparatos como teodolitos, sextantes, relojes, conocer su ubicación sobre la tierra. No hay que decir que este sistema tenía sus errores derivados tanto de la pericia del observador como de la climatología, ya que los cielos nublados imposibilitaban las mediciones.
Es a partir de la II guerra mundial, cuando el ejército de EEUU -no podía ser otro-, empieza a buscar un sistema de localización global. Tras varios fracasados proyectos, a principios de la década de los 70 del siglo pasado, se sientan las bases del actual sistema, basado en los datos que suministran 24 satélites situados a 20.200 kmts de altura y que cubren la totalidad de la superficie terrestre.
El origen y propiedad militar del sistema tenía el inconveniente de la precisión, ya que el ejército agregaba a los datos obtenidos un error para restar eficacia al sistema: Si no conocías los parámetros del error introducido, la precisión era escasa. A raiz del incidente de 1984, en el que un avión de la Korean Airlines fué derribado por la antigua URRS, al entrar en su espacio aéreo, debido a esta falta de precisión, el fallecido presidente Ronald Reagan liberalizó, con algunas particularidades, el sistema.
Es a partir de este momento cuando se populariza y se inicia la expansión del uso civil y doméstico del Gps.

ALERTA Gps

Desde pilotar un avión hasta localizar el camino a la gasolinera más cercana, el sistema GPS se ha hecho imprescindible en la vida diaria, pero un informe del Gobierno de Estados Unidos alerta de que podría fallar en 2010 por falta de fondos.

El Ejército del Aire estadounidense, responsable de la gestión de la red de satélites que hacen posible el sistema de posicionamiento GPS, ha descuidado sus tareas, asegura un reciente estudio de la Oficina de Responsabilidad Gubernamental.

El informe ha sido recogido por la prensa estadounidense y advierte al Congreso de Estados Unidos de que son necesarios unos 2.000 millones de dólares (1.460 millones de euros) para actualizar la red de satélites si se quiere evitar que empiecen a fallar.

"Cuando los viejos satélites empiecen a registrar fallos en 2010, existe una alta probabilidad de que la red caiga por debajo del número de satélites requeridos para proveer el nivel de servicio al que el Gobierno de Estados Unidos se ha comprometido", dice el estudio.

La Oficina de Responsabilidad Gubernamental acusa al Ejército de haber fracasado en su tarea de construir satélites para el sistema, ajustándose al presupuesto y en los períodos de tiempo requeridos.

El único en funcionamiento

Creado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos y gestionado por el Ejército del Aire, el sistema de posicionamiento GPS es el único sistema global de navegación vía satélite actualmente funcionando.

La red dispone de entre 24 y 32 satélites en órbita alrededor de La Tierra y son necesarios al menos cuatro para localizar un punto determinado.

El sistema GPS puede ser utilizado libremente por cualquiera y sus usos civiles se han multiplicado en la última década.

Es habitual en aviones comerciales, barcos y automóviles donde ha sustituido a los tradicionales mapas de carretera, pero también en la última generación de teléfonos móviles, en los que ha permitido la creación de numerosas aplicaciones.

Aunque, teóricamente, el sistema podría seguir funcionando con menos de 24 satélites operativos, los expertos creen que su precisión se reduciría notablemente.

Clave en el Ejército

Para usted o para mí supondría no obtener resultados tan exactos cuando buscamos una calle en el Tom-Tom o el restaurante más cercano en Google Maps para iPhone, pero para la aviación comercial o el Ejército las consecuencias de una mínima imprecisión son enormes.

"Ellos operan con un margen de precisión del 99,9%. Si cae por debajo del 95% no se sienten cómodos", dijo a la cadena CNN Alan Cameron, editor de la revista especializada en el sector GPS World.

Precisamente por su interés para la seguridad nacional, los analistas esperan que el Gobierno encuentre una forma rápida de realizar las inversiones necesarias para actualizar el sistema.

"Si algunos bancos son demasiado importantes para quebrar, también lo son ciertos programas gubernamentales. Es el caso del GPS y, como con los bancos, parece probable que se destinen grandes sumas a encontrar una solución", dijo David Coursey, analista de PC World.

Galileo, en 2011

Una eventual falta de precisión del sistema GPS beneficiaría al sistema europeo Galileo, desarrollado por la Unión Europea (UE) y la Agencia Espacial Europea y que debería estar operativo en 2011.

Cuando empiece a funcionar, Galileo tendrá un margen de error de sólo de 4 metros en horizontal y menos de 8 en vertical, prácticamente la décima parte del GPS.

La iniciativa europea nació para evitar una excesiva dependencia del sistema de posicionamiento estadounidense, especialmente en el caso de que se produjeran fallos como los que podrían empezar a afectar a los navegadores de nuestros automóviles a partir del próximo año.

Fuente El Mundo