UD 3

UNIDAD 3.- El sistema GPS.
        Estudia la gravedad y su efecto sobre nosotros y sobre los cuerpos que nos orbitan.  Examina las distintas órbitas de los satélites y sus usos. Explica el funcionamiento del sistema GPS.

ÍNDICE:

  • La gravedad. Newton. Órbitas. Keppler.
  • Satélites. Satélites geoestacionarios y no geoestacionarios. Flota de satélites GPS.
  • Funcionamiento del sistema GPS. Localización por triangulación.
  • Efecto de ralentización del tiempo en el satélite debido a su velocidad. Su compensación. Relatividad especial. Einstein.
  • Sistemas de coordenadas. Coordenadas terrestres.
  • PRÁCTICA.  Determinación de datos GPS con ARDUINO.
  • PRÁCTICA.  Localización de puntos geográficos marcados usando los datos recogidos por el GPS construido con ARDUINO.

Cómo tenemos ahora mucho trabajo explicaré lo primero que es un GPS y que datos nos envía para que entendáis cómo funciona.  Un GPS es un receptor de radio que escucha a unos satélites muy bien colocados por sus creadores que proporcionan continuamente su propia localización. Cuando el GPS recibe la saña de por lo menos 3 o 4 satélites y sus posiciones el GPS calcula en tierra gracias al teorema de Pitágoras y a la relatividad de Einstein su propia posición en la Tierra. 

El GPS que utilizamos es de tipo NMEA y si os leéis el manual del EM406 podréis entender que códigos nos envía por puerto serie. Nosotros no utilizamos todos los datos para trabajar, pues básicamente utilizamos el día, la hora, la latitud, la longitud, la altitud, la velocidad de desplazamiento horizontal, número de satélites que recepciona y poco más. Los datos el GPS los envía en líneas separadas. Cada línea empieza con el siguiente símbolo $ y después nos indica el tipo de trama y seguidamente nos manda los datos separados por comas. Un ejemplo de trama enviada por el GPS sería el siguiente:

$GPGGA,123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47

Desglosado:
     GGA          Global Positioning System Fix Data
     123519       Hora en Tiempo Universal por eso el siguiente UTC 12:35:19 UTC
     4807.038,N   Latitud 48 grados 07.038' N de Norte
     01131.000,E  Longitud 11 grados 31.000' E de Este
     1            Si es:       0 = invalido
                               1 = GPS fijado
                               
     08           Número de satélites captados
     0.9          Horizontal dilution of position
     545.4,M      Altitud en metros
     46.9,M       Height of geoid (mean sea level) above WGS84
                      ellipsoid
     (campo vacío) 
     (campo vacío) 
     *47          el checksum para comprobar si los datos recibidos son los enviados

Y estos son los datos que utilizamos entre otros para luego enviarlos y así saber donde se encuentra el globo sonda en cualquier momento.

Aquí os dejo una secuencia de tramas recibidas de un GPS NMEA 406A:

$GPGSV,3,1,10,13,71,031,39,04,69,256,26,10,52,310,23,07,42,154,43*7B
$GPGSV,3,2,10,23,37,049,43,02,29,311,21,20,19,100,45,08,17,175,34*7F
$GPGSV,3,3,10,09,13,186,,17,11,215,21*7F
$GPRMC,094638.000,A,3840.1013,N,00152.4259,W,0.14,77.96,140314,,*28
$GPGGA,094639.000,3840.1013,N,00152.4259,W,1,05,2.6,818.0,M,51.2,M,,0000*49$GPGSA,A,3,20,23,13,07,08,,,,,,,,4.1,2.6,3.2*3C


 

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