Bases para el diseño y montaje de un prototipo GPS de referencia continua (Colombia) (página 2)

Con el funcionamiento de una estación de referencia en Colombia, se puede brindar servicios a distintos usuarios, que de cierta forma están vinculadas con la planeación regional y urbana, desarrollo y administración de recursos naturales, prevención de desastres, sistema de información catastral, sistemas de transporte, navegación, comunicaciones, la investigación y la docencia.

Algunas aplicaciones de las estaciones de referencia incluyen las áreas de geodinámica, geomática, obras civiles, hidrografía, deformación de estructuras y hundimientos, navegación marítima y terrestre, fotogrametría, control vehicular, rastreo, topografía, control medio ambiental, y muchas más aplicaciones que serian de gran beneficio para el desarrollo y evolución de la ciudad y el país.

Esta información será recopilada en una base de datos que podrá ser consultada a través de una pagina Web durante las 24 horas los 365 días del año, brindando apoyo a cualquier persona que necesite esta información.

Esta clase de sistemas brinda, la posibilidad de usar la estación para servicios múltiples con fines administrativos, aplicación de la ingeniería y de investigación, en instituciones que requieran datos GPS.

Estos son algunos ejemplos de aplicaciones que actualmente se realizan con estaciones de referencia y varios equipos GPS móviles:

El Instituto de Geofísica de la UNAM realiza la  medición de campos de deformación en la investigación sísmica  con el objetivo de estimar  la deformación actual de las placas tectónicas, incluyendo sus cambios temporales. Se mide el desplazamiento de puntos discretos con la ayuda de GPS. La estimación de los campos de deformación debe completarse con estudios neotectónicos y paleó sísmicos en diferentes escalas espaciales y temporales. Trabajos de investigación similares se efectúan en la cordillera andina de chile [Jurgen Klatz, 2001].

En el Norte de California el Centro de Datos Sismológicos de California está llevando a cabo un estudio para controlar los desplazamientos de la corteza terrestre en la zona del Pacífico Norte y Bahía de San Francisco. Su principal objetivo es detectar estos movimientos con antelación suficiente para poder predecir posibles terremotos y activar los servicios de protección. [Revista Mundo GPS, 2000].

El puente de Tsing Ma, inaugurado en 1998, y los puentes de Kap Shui Mun y Ting Kau conforman la impresionante red de obras de ingeniería sobre los brazos de mar que separan el nuevo aeropuerto de Chek-lap-Kok, la ciudad de Hong Kong y los Nuevos Territorios. Las autoridades han establecido un sistema de seguimiento y control automático mediante GPS con el cual vigilar el comportamiento y los desplazamientos sufridos por los tres puentes por causa de las influencias especiales del entorno, entre las que se cuentan la fuerza del viento, las oscilaciones térmicas, el oleaje y la actividad sísmica, así como las cargas por el afore vehicular y las horas pico [Leica Geosystems México,  2001]

El sistema CORS debe incluir un software TRS (Trimble Referente Station) multipropósito para estaciones de referencia GPS. El software TRS almacena datos referenciales GPS de los satélites a la vista. El almacenamiento de los datos es automático y puede ser programado por el usuario. Los datos se almacenaran en formato RINEX (formato de uso universal con otros fabricantes).

Esta técnica se basa en el uso de los dos receptores con tecnología para posicionamiento diferencial, donde la idea es colocar uno de los receptores en una localización conocida (que en este caso será la estación de referencia), que actuará como punto de referencia estático, mientras se logra el levantamiento con un receptor móvil ó un numero ilimitado de equipos móviles.

Luego ambas informaciones almacenadas en los receptores las descargaría al PC, en el software de procesamiento diferencial y obtendrá las mediciones mucho mas precisas que con un solo GPS standard Este servicio le podrá proporcionar posicionamientos con precisión Métrica, Sub-Métrica, Decimetrica, Centimetrica ó Milimétrica y dependerá de los modelos GPS y marcas que se elijan. EL receptor base y los remotos en el resto del país permitirán un excelente control de precisión en los levantamientos con GPS.

Para el análisis y desarrollo del proyecto se necesitara la creación de una base de datos ubicada en un servidor con conexión constante a Internet, la base de datos se creara sobre una plataforma de software libre como Linux.

Los componentes de la estación de referencia serian los siguientes:

• Un Servidor de Estación de Referencia de Operación Continua      
• Un Receptor GPS de categoría geodésica.
• Una Antena de Bobina Anular.
• Suministro de energía de corriente continúa y alterna.
• Enlace de comunicación TCP/IP, MODEM o Puerto Serie.
• Ubicación en una estructura geotécnica estable y  libre de obstrucciones o interferencias electromagnéticas.
• Un sistema de protección contra descargas eléctricas y electroestáticas.

Para la infraestructura requerida se debe escoger un lugar adecuado para la colocación de la estación de referencia, es importante considerar una vista amplia del cielo sin  obstrucciones sobre un ángulo de inclinación de 10-15 grados. Hay que tener presente que árboles altos, densos cerca del sitio pueden contribuir en pérdidas intermitentes de la señal. Cerca de la antena no deben de haber muros u obstrucciones ya sea vertical u horizontal ya que estos pueden causar problemas serios con la interferencia multipath.

Otros reflectores fijos potenciales pueden ser objetos de metal localizado en los alrededores, como automóviles, tejados de zinc, etc. Torres de televisión de alto poder o transmisión de microondas son fuentes potenciales de interferencia. Idealmente, el sitio debe estar por lo menos a 1 km alejado de tales estructuras.

Las condiciones atmosféricas son normalmente un factor para selección del sitio permanente para la automatización y mantenimiento de la estación y que resista a la intemperie. El clima local dictará principalmente el modo de cuidado de la antena.

Para la decisión definitiva de la ubicación de la antena, además de las consideraciones anteriores debe tenerse en cuenta lo siguiente:

Libertad de obstáculos que impidan o distorsionen la señal GPS.

Emplazamiento geológicamente estable, es decir, que el terreno no sufriese deformaciones, o en el peor de los casos que éstas fuesen conocidas y observables.

Fácil conexión a la red eléctrica y telefónica, con especial atención a la conexión a Internet y Fácil acceso que permitiese la realización de una nivelación geométrica seguridad y protección.

La estación permanente debe tener una instalación de alta calidad que soporte la antena. Los presupuestos de obra para la base que soportara la antena dependen de la aplicación y características del sitio escogido, la base debe contar con las más estrictas normas de calidad, se puede realizar un estudio de suelo para asegurar la estabilidad y evitar movimientos significativos o deslizamientos de la antena.

BIBLIOGRAFÍA

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• http://geodesia.ufsc.br/wikidesia/index.php/P%C3%A1gina_principal
• http://homepages.mty.itesm.mx/al584299/mypaper.htm
• http://www.icp.pt/template20.jsp?categoryId=3730&contentId=373275
• http://www.fi-p.unam.mx/simposio_investigacion2005/ponencia10_ext.html
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• http://www-ni.laprensa.com
• http://www-ni/archivo/2005/octubre/14/agenda/agenda-20051014-02.html
• http://www.atec.es/estacionesref.htm
• http://www.copa.org.ar/Eljalon/estacionesGPS.htm

Juan Alberto Muñoz Salinas

Estudiante de Ingeniería de Sistemas y Telecomunicaciones de la Universidad de Manizales (Caldas – Colombia).

Colombia, Manizales – Caldas, Fecha de elaboración del trabajo: 7 Mayo de 2007