Universidad Yacambú
Vicerrectorado de Estudios Virtuales
Especialización en Gerencia, Mención Sistemas de Información
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Empleo de los Sistemas de posicionamiento por satélite GPS y DGPS
Introducción
Naturalmente, podemos utilizar nuestro receptor GPS para todo
aquello en lo que creamos que nos puede ser útil. No obstante, debemos tener en
cuenta que son, exclusivamente, receptores de datos que calculan nuestra
posición exacta y que no trabajan con ningún dato analógico (temperatura,
presión, humedad& ). Son dispositivos extraordinariamente útiles para cualquier
tarea de navegación, seguimiento de rutas, almacenamiento de puntos para
posteriores estudios, pero en ningún caso podemos esperar deducir datos
atmosféricos a partir de ellos.
Sin embargo, también debemos valorar que, incluso, los modelos más "pequeños" que los fabricantes de GPS's ponen a disposición de la navegación personal, son una evolución de los sistemas de navegación aeronáutica y marítima que se han ido perfeccionando diariamente desde hace años. Esto supone una serie de ventajas importantes para los usuarios de GPS's para la navegación personal terrestre.
También es interesante destacar, la gran utilidad de estos dispositivos para cuestiones de seguridad, pensemos en la cantidad de pérdida de vidas y de situaciones traumáticas que se podrían evitar, si en cualquier tipo de actividad al aire libre en la que las cosas se han complicado y se requiere la actuación de un equipo de rescate, se les pudiera facilitar la posición exacta en la que se encuentra un accidentado.
1.- Navegación
El Servicio de Guardacostas de EE.UU. es el responsable de proporcionar todas las ayudas de navegación. El huracán BOB que azotó la costa este de EE.UU. en 1991 destrozó o desplazó un gran número de boyas. La situación era peligrosa, pues los barcos iban a puerto confiados en unas boyas que ya no existían o estaban cambiadas de sitio.
El Servicio de Guardacostas equipó uno de sus barcos de mantenimiento de boyas con un receptor DGPS y reposicionaron las boyas de nuevo, en tan solo unos días.
A lo largo de este año se espera esté implantado el sistema DGPS para toda la
costa de EE.UU.
Navegación y control de flotas de vehículos.
El sistema GPS se emplea en planificación de trayectorias y
control de flotas de vehículos. La policía, los servicios de socorro (bomberos,
ambulancias), las centrales de taxis, los servicios de mensajería, empresas de
reparto, etc. organizan sus tareas optimizando los recorridos de las flotas
desde una estación central. Algunas compañías ferroviarias utilizan ya el
sistema GPS para localizar sus trenes, máquinas locomotoras o vagones,
supervisando el cumplimiento de las señalizaciones.
Navegación desasistida de vehículos. Se están incorporando sistemas DGPS como ayuda en barcos para maniobrar de forma precisa en zonas de intenso tráfico, en vehículos autónomos terrestres que realizan su actividad en entornos abiertos en tareas repetitivas, de vigilancia en medios hostiles (fuego, granadas, contaminación de cualquier tipo) y en todos aquellos móviles que realizan transporte de carga, tanto en agricultura como en minería o construcción. La alta precisión de las medidas ha permitido importantes avances en el espacio en órbitas bajas y así tareas de alto riesgo de inspección, mantenimiento y ensamblaje de satélites artificiales pueden ahora realizarse mediante robots autónomos
Localización y navegación en regiones inhóspitas. El sistema GPS se utiliza como ayuda en expediciones de investigación en regiones de difícil acceso y en escenarios caracterizados por la ausencia de marcas u obstáculos. Un ejemplo son los sistemas guiados por GPS para profundizar en el conocimiento de las regiones polares o desérticas
Guiado de disminuidos físicos. Se están desarrollando sistemas GPS para ayuda en la navegación de invidentes por la ciudad. En esta misma línea, la industria turística estudia la incorporación del sistema de localización en guiado de visitas turísticas a fin de optimizar los recorridos entre los distintos lugares de una ruta.
2.- Aviación
Algunos experimentos
realizados por la NASA y por las FAA de EE.UU. contribuyeron al aterrizaje de
helicópteros y aviones de pasajeros mediante DGPS como único sistema guía, sin
las radiobalizas tradicionales. Sistemas de aviación
civil. En 1983 el derribo del vuelo 007 de la
compañía aérea coreana al invadir cielo soviético, por problemas de navegación,
acentúo la necesidad de contar con la ayuda de un sistema preciso de
localización en la navegación aérea. Hoy en día el sistema GPS se emplea en la
aviación civil tanto en vuelos domésticos, transoceánicos, como en la operación
de aterrizaje. La importancia del empleo de los GPS en este campo ha impulsado,
como se verá en la siguiente sección, el desarrollo en Europa, Estados Unidos y
Japón de sistemas orientados a mejorar la precisión de los GPS.
En la actualidad los sistemas de aterrizaje con poca visibilidad son tan caros
que sólo están disponibles en los mayores aeropuertos. El DGPS es tan barato
que lo puede instalar cualquier aeropuerto. La mejora de seguridad de vuelo es
tremenda.
3.-
Construcción
Ingeniería civil. En este campo
se utiliza la alta precisión del sistema GPS para monitorizar en tiempo real las
deformaciones de grandes estructuras metálicas o de cemento sometidas a cargas.
5.- Aplicaciones agrícolas
Agricultura de precisión es un concepto agronómico basado en la existencia de variabilidad en campo. Requiere el uso de nuevas tecnologías, tales como sistemas de posicionamiento global (GPS), sensores, satélites e imágenes aéreas junto con herramientas de manejo de información (SIG) para estimar, evaluar y entender dichas variaciones. La información recolectada puede ser usada para evaluar con mayor precisión la densidad óptima de siembra, estimar fertilizantes y otras entradas necesarias, y predecir con más exactitud la producción de los cultivos. La aplicación de conceptos de agricultura de precisión usualmente se considera relativo a la agricultura sostenible. Esta pretende evitar la aplicación de las mismas prácticas a un cultivo, sin tener en cuenta las condiciones locales de suelo y clima y puede ayudar a evaluar situaciones locales de enfermedad.
La agricultura de precisión puede ser usada para mejorar un campo o administrar un cultivo desde diferentes perspectivas:
Otros beneficios para el agricultor son tener una historia de sus prácticas agrícolas y sus resultados, ayudarlo en la toma de decisiones y en el seguimiento de exigencias (como las que se requieren cada vez más en los países desarrollados).
6.-
Sistemas de alerta
Sistemas de alarma automática.
Existen sistemas de alarma conectados a sensores dotados de un receptor GPS para
supervisión del transporte de mercancías tanto contaminantes de alto riesgo como
perecederas (productos alimentarios frescos y congelados). En este caso la
generación de una alarma permite una rápida asistencia al vehículo. Sincronización de señales.
La industria eléctrica utiliza el GPS para sincronizar los
relojes de sus estaciones monitoras a fin de localizar posibles fallos en el
servicio eléctrico. La localización del origen del fallo se realiza por
triangulación, conociendo el tiempo de ocurrencia desde tres estaciones con
relojes sincronizados.
7.-
Monitoreo y control
Alineación de bandas transportadoras.
Los sistemas de bandas transportadoras actuales, los que
pueden alcanzar kilómetros de longitud, necesitan alineamientos exactos entre un
segmento y otro. El sistema GPS se utiliza para mantener en línea recta dichos
segmentos y corregir la velocidad del sistema, a fin de garantizar un buen
apilado. Gracias al sistema GPS, las bandas apiladoras y recuperadoras se
mantienen perfectamente perpendiculares a la banda transportadora principal. Estudio de fenómenos atmosféricos.
Cuando la señal GPS atraviesa la troposfera el vapor de
agua, principal causante de los distintos fenómenos meteorológicos, modifica su
velocidad de propagación. El posterior análisis de la señal GPS es de gran
utilidad en la elaboración de modelos de predicción meteorológica. Localización y navegación en
regiones inhóspitas. El sistema GPS se utiliza como ayuda en expediciones
de investigación en regiones de difícil acceso y en escenarios caracterizados
por la ausencia de marcas u obstáculos. Un ejemplo son los sistemas guiados por
GPS para profundizar en el conocimiento de las regiones polares o desérticas.
8.- Otros sistemas libres de aplicaciones
Los usos más comunes son los que todos conocemos: en actividades al aire libre en todas sus variantes (senderismo, bicicleta, rallies) el GPS es una inestimable ayuda para no perderse, aunque, por las lógicas limitaciones del sistema (da errores en barrancos y túneles) siempre es bueno tener un buen mapa de papel a mano. El GPS también es útil a la hora de salvar vidas para localizar a montañeros perdidos o a taxistas en peligro de muerte al ser atracados o secuestrados.
Pero el GPS también es útil a la hora de delimitar áreas. Se puede medir una propiedad de difícil acceso sin dificultades colocando varios receptores GPS en las esquinas de la propiedad. También es útil cuando se produce un vertido de fuel colocar dispositivos GPS en las boyas que delimitan el área para medir las dimensiones de la mancha.
Otras utilidades menos conocidas, pero igualmente
necesarias son su uso en topografía, navegación marítima, terremotos... etc.
Aunque también puede utilizarse para tareas más frívolas como no perdernos en
nuestra propia ciudad (coches con navegación por satélite) o para mejorar
nuestro nivel de golf.
Modelos geológicos y topográficos. Los
geólogos comenzaron a aplicar el sistema GPS en los 80 para
estudiar el movimiento lento y constante de las placas tectónicas, para la
predicción de terremotos en regiones geológicamente activas. En topografía, el
sistema GPS constituye una herramienta básica y fundamental para realizar el
levantamiento de terrenos y los inventarios forestales y agrario.
La posibilidad de usar el sistema para tareas de precisión se ha estudiado desde hace mucho tiempo. En la actualidad se han desarrollado técnicas para lograr exactitud topográfica y geodésica. Estas son conocidas como técnicas diferenciales o métodos de posicionamiento relativo. Esto es, que es posible conocer con gran exactitud la diferencias de coordenadas entre dos o más receptores.
El principio se basa en la asunción de que en ambos extremos de una línea los errores de las órbitas de los satélites son iguales. En este caso, los mismos satélites tienen que ser usados en los extremos de la línea a medir. Además, mediante el uso de receptores que captan las dos frecuencias de transmisión de las señales, los errores debidos a la ionosfera pueden eliminarse. En cuanto a la troposfera esta es considerada mediante el uso de modelos atmosféricos adecuados. Mediante el uso de estas técnicas, se pueden lograr precisiones menores a 1 m, y dependiendo del tipo de procesamiento y equipo se puede llegar a precisiones del cm, incluso de mm.
Levantamientos de mapas de exploración. Hoy en día, los geólogos pueden sencillamente dirigirse al terreno y capturar digitalmente la ubicación y composición de las muestras utilizando los aparatos GPS. En ese momento es posible generar mapas exactos y utilizar los datos capturados por el GPS para poblar los sistemas de información. Es posible encontrar fácilmente los emplazamientos antes visitados, utilizando las poderosas herramientas de navegación del sistema GPS.
Reconocimientos topográficos. Gracias a las posibilidades que nos ofrecen los sistemas de reconocimiento topográfico para funcionar en tiempo real, como por ejemplo la Estación Total GPS, ha sido posible doblar la productividad. La primera vez que Trimble Navigation presentó dichos sistemas, manejados por una sola persona y aptos para funcionar en todo tipo de condiciones climáticas, fue en 1994. Hoy día, son numerosas las minas de todo el mundo que utilizan la Estación Total GPS. En dichas minas se utiliza la Estación Total GPS para las siguientes aplicaciones:
Seguimiento y despacho de vehículos. Al utilizar el sistema GPS para seguir la posición de los camiones de carga, los despachadores de la mina pueden planear con exactitud las rutas para recoger y descargar el material, lo cual ahorra tiempo y combustible a la vez que reduce significativamente el tiempo que el camión queda inactivo. El sistema GPS también permite al usuario asegurarse de que se entreguen las cargas adecuadas a las pilas de materiales que corresponden, a la vez que aumenta las medidas de seguridad porque evita las colisiones.
Control de maquinaria. Al utilizar la misma técnica que se creó para los reconocimientos topográficos en tiempo real, los sistemas de conducción de maquinaria de la actualidad ayudan al operario de la perforadora a dirigirse exactamente a las posiciones previstas de los sondeos, y a los operarios de excavadoras les permite mantener la inclinación y posición en las ramificaciones minerales. Las funciones de control avanzadas de dichos sistemas permiten recibir en tiempo real información sobre las diversas variables mecánicas operativas de cada máquina, lo cual da lugar al mantenimiento técnico preventivo y garantiza que las operaciones se realicen dentro de las tolerancias indicadas. Dichos sistemas reducen los gastos de explotación gracias el aprovechamiento máximo del equipo y reducen el costo de los reconocimientos topográficos.
En lo que respecta a equipos auxiliares, por ejemplo indica al operario de la motoniveladora en tiempo real cuales son las zonas que están bajo o sobre el nivel de cota planificado, de manera que éste pueda determinar para cada pasada si es necesario cortar o rellenar.
Aplicaciones de tipo militar. Fue el principal motivo por lo que GPS se concibió. En la pasada guerra del golfo pérsico conocida como la tormenta del desierto, fue una prueba de fuego para el Departamento de Defensa de Estados Unidos para probar sus sistemas de localización. El sistema GPS se utiliza en la milicia para determinar la distribución adecuada de tropas en tierra, aviones, barcos, submarinos, tanques, etc., también para guiar misiles para la destrucción de objetivos. Los misiles Patriot que usaron las tropas estadounidenses para la destrucción de los misiles de Irak, es un claro ejemplo de la utilización al máximo de GPS.
Conclusión
En síntesis, podemos decir
que la tecnología pone a nuestra disposición un sistema para situarnos en la
Tierra realmente sofisticado, pero enormemente útil si sabemos utilizarlo.
Aunque nos pasa desapercibido, gracias a avances como este podemos desplazarnos
de una punta del globo a otra de la forma en la que lo hacemos a finales del
siglo XX, puesto que cuando, por ejemplo, tomamos un avión estamos haciendo uso
de ello sin darnos cuenta.
Por otro lado, saber exactamente dónde nos encontramos, es algo que en muchas
ocasiones nos es realmente necesario cuando practicamos cualquier tipo de
actividad al aire libre. ¿Quién no ha pasado más o menos temor, practicando
actividades a cualquier nivel, cuando en un territorio poco conocido no sabe si
está acercándose o alejándose del punto que busca? En estas ocasiones, disponer
de un sistema que nos proporciona nuestra posición exacta, tiene un valor
incalculable.
Bibliografía
GPS
http://galeon.hispavista.com/jcminstrumental/gps.htm
GPS (Global Position System) y DGPS (Differential Global Positioning System)
http://html.rincondelvago.com/gps-y-dgps.html
Sistemas de posicionamiento y navegación global mediante satélites
http://www.monografias.com/trabajos19/navegacion-global/navegacion-global.shtml#APLICAC
Sistemas de posicionamiento global (GPS)
http://www.iai.csic.es/users/gpa/postscript/Pozo-Ruz00a.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Agricultura_de_precisión
El GPS
http://www.cascada-expediciones.cl/mnusecundario/actualidad/Articulos/GPS/GPS.htm