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Glosario Topografía, Geodesia y GPS / Término

Error

Error

Error causado por confusión, falta de cuidado o ignorancia, incluyendo, pero no limitado a: transposición de números al escribirlos en HI o al leer el HI incorrectamente, ocupando el punto equivocado.


Error en GPS

Cuando en Topografía hablamos de la posición obtenida mediante técnicas GPS, se intuye que ésta, es bastante precisa y libre de errores. Sin embargo, existen diferentes fuentes de error que degradan la posición GPS desde algunos metros, en teoría, hasta algunas decenas de metros.

Estas fuentes de error son:

1.- Retrasos ionosféricos y atmosféricos

2.- Errores en el reloj del Satélite y del receptor

3.- Efecto multitrayectoria

4.- Dilución de la precisión

5.- Disponibilidad selectiva (S/A)

6.- Anti Spoofing

1. Retrasos ionosféricos y atmosféricos.

Al pasar la señal del satélite a través de la ionosfera, su velocidad disminuye, produciéndose un efecto similar a la refracción. Estos retrasos atmosféricos pueden introducir un error en el cálculo de la distancia, ya que la velocidad de la señal se ve afectada. (La luz sólo tiene una velocidad constante en el vacío).

Este retraso, no es constante de manera que existen diversos factores que influyen:

- A. Elevación del satélite. Las señales de satélites que se encuentran en un ángulo de elevación bajo se verán más afectadas que las señales de satélites que se encuentran en un ángulo de elevación mayor, debido a que la distancia a recorrer es mayor.

Retrasos ionosféricos GPS

- B. La densidad de la ionosfera está afectada por el Sol. Durante la noche, la influencia ionosférica es mínima. Durante el día, el efecto de la ionosfera se incrementa y disminuye la velocidad de la señal.

- C. El Vapor de agua. El vapor de agua contenido en la atmósfera también puede afectar las señales GPS. Este efecto, el cual puede resultar en una degradación de la posición, puede ser reducido utilizando modelos atmosféricos.

2. Errores en el reloj del satétite o del receptor.

A pesar de la alta precisión de los relojes (cerca de 3 nanosegundos), algunas veces presentan una pequeña variación en la velocidad de marcha y producen pequeños errores, afectando la exactitud de la posición. El Departamento de Defensa de los Estados Unidos, observa permanentemente los relojes de los

satélites mediante el segmento de control y puede corregir cualquier deriva que pueda encontrar.

3. Efecto multitrayectoria.

Este error puede darse cuando el receptor se situa cerca de una gran superficie reflectora, tal como un lago o un edificio. Es debido a que la señal del satélite no viaja directamente a la antena, sino que llega primero al objeto cercano y luego es reflejada a la antena, provocando una medición falsa.

Este tipo de errores pueden ser reducidos utilizando antenas GPS especiales que incorporan un plano de tierra, que filtra las señales procedentes con un ángunlo de elevación bajo.

Para obtener la más alta exactitud, la solución preferida es la antena de bobina anular (choke ring antenna). Una antena de bobina anular tiene 4 o cinco anillos concéntricos alrededor de la antena que atrapan cualquier señal indirecta.

El efecto multitrayectoria afecta únicamente a las mediciones topográficas de alta precisión.

4. Dilución de la precisión.

La Dilución de la Precisión (DOP) es una medida de la fortaleza de la geometría de los satélites y está relacionada con la distancia entre los satélites y su posición en el cielo. El DOP puede incrementar el efecto del error en la medición de distancia a los satélites.

Cuando los satélites están bien distribuidos, la posición se deteremina en un área menor y el margen de error posible es mínimo.

Cuando los satélites están muy cerca unos de otros, el área de encuentro también aunmenta, de manera que se incrementa la incertidumbre de la posición.

Se puede encontrar diferentes tipos de Dilución de la Precisión.

- VDOP: Dilución Vertical de la Precisión. Degradación de la exactitud en la dirección vertical.

- HDOP: Dilución Horizontal de la Precisión. Degradación de la exactitud en la dirección horizontal.

- PDOP: Dilución de la Precisión en Posición. Degradación de la exactitud en posición 3D.

- GDOP: Dilución de la Precisión Geométrica. Degradación de la exactitud en posición 3D y en tiempo.

El valor más importante es el GDOP, pues se trata de un combinación de resto. Cabe destacar que es importante conservar una buena distribución de satélites, y eliminar aquellos cuya elevación sea poca, pues influirán bastante a la hora de introducir fuentes de error.

5. Disponibilidad selectiva (S/A).

La Disponibilidad Selectiva es un proceso aplicado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos a la señal GPS. Su finalidad era denegar, tanto a usuarios civiles como a las potencias hostiles, el acceso a toda la precisión que brinda el GPS, sometiendo a los relojes del satélite a un proceso conocido como "dithering" (dispersión), el cual altera el tiempo ligeramente. Además, las efemérides (o la trayectoria que el satélite seguirá), son transmitidas ligeramente alteradas respecto a las verdaderas.

El resultado final es una degradación en la precisión de la posición.

Esta medida solo afectaba a aquellos usuarios que trabajaban de manera autónoma.

Se desactivó totalmente.

6. Anti Spoofing.

El efecto Anti-Spoofing es similar al efecto S/A, pues su objetivo era no permitir que los usuarios civiles y las fuerzas hostiles tengan acceso al código P de la señal GPS, obligándolos a emplear el código C/A, al cual se aplica el efecto S/A. El efecto Anti-spoofing encripta el código P en una señal conocida como código Y. Sólo los usuarios con receptores GPS militares (EEUU y sus aliados) pueden descifrar el código Y.

El código P modula a la portadora con una frecuencia de 10.23 Hz., mientras que el código C/A lo hace a 1.023 Hz, resultando más preciso, de manera que las distancias se puede calcular mejor, ya que se trasmite 10 veces más por el código P.

Por todas estas razones, los usuarios de receptores GPS militares generalmente obtendrán precisiones del orden de 5 metros, mientras que los usuarios de equipos GPS civiles equivalentes únicamente alcanzarán precisiones de 15 a 100 metros.

Enlace permanente: Error - Fecha de actualización: 2019-03-17 - Fecha de creación: 2018-01-07


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