ANDRES SILVA SEGUNDO “A” SISTEMAS NTICS II

1 [Fecha]

Universidad técnica de Ambato

FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS,

ELECTRÓNICA E INDUTRIAL

Sistemas GPS

ANDRES SILVA SEGUNDO “A” SISTEMAS NTICS II

2 [Fecha]

SISTEMA GPS

El global de navegación por satélite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo

la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una precisión hasta de

centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de

precisión. El sistema fue desarrollado, instalado y empleado por el Departamento de

Defensa de los Estados Unidos. El sistema GPS está constituido por 24 satélites y utiliza

la triangulación para determinar en todo del globo la posición con una precisión de más

o menos metros.

El GPS funciona mediante una red de 24 satélites en órbita sobre el planeta tierra, a

20.200 km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra.

Cuando se desea determinar la posición, el receptor que se utiliza para ello localiza

automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales

indicando la identificación y la hora del reloj de cada uno de ellos.

Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el tiempo que

tardan en llegar las señales al equipo, y de tal modo mide la distancia al satélite

mediante "triangulación", la cual se basa en determinar la distancia de cada satélite

respecto al punto de medición. Conocidas las distancias, se determina fácilmente la

propia posición relativa respecto a los tres satélites.

Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que

emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición.

También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes

atómicos que llevan a bordo cada uno de los satélites.

ANDRES SILVA SEGUNDO “A” SISTEMAS NTICS II

3 [Fecha]

La creación del sistema GPS, se ve justificada por la demanda de los usuarios, por conocer el estado y situación de sus elementos móviles con gran exactitud, o su propia posición. Está basado en una constelación de 24 satélites, que transmiten permanentemente la información relativa al tiempo horario, órbitas, identificación, etc.

El sistema tiene una cobertura mundial de 24 horas al día, sin verse afectado por las condiciones meteorológicas. Está compuesto por tres segmentos diferenciados: Segmento Espacial, Segmento de Control Espacial y Segmento de Usuario. Los dos primeros están desarrollados, gestionados y controlados por el Departamento de Defensa de EEUU.

El segmento espacial está compuesto por los satélites operativos puestos en órbita.

Los satélites gps se llaman navstar (navigation system with time and ranging). Reciben

señales del segmento de control y transmiten otras al segmento de usuario.

Datos de los satélites

Altitud sobre la tierra 10.900 N.M. ( 20.000 Km.

aproximadamente)

Período Orbital 12 Horas

Peso 545 Kilos

Plano Orbital 55 Grados respecto al plano ecuatorial.

Funcionamiento 24 Horas

ANDRES SILVA SEGUNDO “A” SISTEMAS NTICS II

4 [Fecha]

La Universidad de Salamanca (España) ha desarrollado un software con la capacidad

para reconocer vehículos en una calle y seguirlos por medio de imágenes obtenidas por

un avión no tripulado. La principal aplicación de este sistema es el sector de la seguridad,

puesto serviría para labores de vigilancia o persecución de delitos.

En la actualidad los aviones no tripulados viven un momento de gran desarrollo, ya que

tienen múltiples utilidades. Estos pequeños aparatos de poco peso y cortas dimensiones

pueden portar cámaras de vídeo y tomar imágenes de interés. Sin embargo, uno de los

retos tecnológicos es procesar dichas imágenes para que sean de utilidad.

Con ese propósito se ha desarrollado el proyecto 'HAWK – Sistema de reconocimiento

de estructuras y seguimiento en tiempo real'. La idea es que el software desarrollado

reconozca las diferentes estructuras que pueden aparecer en las imágenes (edificios,

vehículos, personas y otros elementos) y el UAV sea capaz de “seguir de manera

autónoma” el objetivo deseado, que puede ser seleccionado a distancia por un operario,

según ha explicado a DICYT Víctor Parra Vidales, principal responsable de este desarrollo

tecnológico.

El sistema puede ponerse al servicio de algún cuerpo de policía para perseguir un delito

y evitar perderle la pista a un coche que huye o servir de escolta a un vehículo. De esta

forma, “tendríamos un apoyo aéreo que de manera autónoma sería capaz de

proporcionar la posición y la velocidad del vehículo en cuestión y con un rango de visión

mucho más amplio que desde el suelo”, indica el autor.

Víctor Parra es un alumno de la Universidad de Salamanca que ha desarrollado esta

iniciativa en el marco del Proyecto de Transferencia de Conocimiento Universidad-

Empresa (T-CUE) y que ha contado con el apoyo de las profesoras de la Facultad de

Ciencias Sara Rodríguez González y Belén Pérez Lancho. Para sacar adelante la idea, el

equipo ha tenido que superar diversos retos técnicos relacionados con el análisis y el

tratamiento de imágenes.

“La cámara móvil no proporciona información constante y no tenemos un fondo fijo

sobre el que trabajar”, apunta, así que el sistema funciona realizando “un filtrado de

imágenes que pueda eliminar todo lo que sobra basándonos en una red neuronal”, una

forma de aprendizaje y procesamiento automático artificial que imita el sistema

ANDRES SILVA SEGUNDO “A” SISTEMAS NTICS II

5 [Fecha]

nervioso animal. De esta manera, el software es capaz de aprender cuáles son los

objetos de interés que debe perseguir y para ello emplea algoritmos de seguimiento y

optimización de la comunicación.

Otras posibilidades

Aparte de identificar y seguir un vehículo en el campo de la seguridad ciudadana, la

incorporación de este software a los UAV tiene en teoría diversas posibilidades en otros

UTILIDADES

Serviría para labores de vigilancia o

persecución de delitos.

Reconocimiento de estructuras,

vehiculos, personas y otros

elementos

Se puede usar para que sirva como escolta

ANDRES SILVA SEGUNDO “A” SISTEMAS NTICS II

6 [Fecha]

campos, como el militar. El vehículo aéreo podría participar en misiones peligrosas sin

que hubiera riesgo para las vidas humanas, como seguir un tanque enemigo.

Asimismo es posible que sea del interés de empresas encargadas, por ejemplo, de la

seguridad de los puertos. “Un sistema de este tipo podría analizar las imágenes de un

recinto y, si detecta un vehículo fuera de ruta o en un lugar no permitido, alertaría a las

fuerzas de seguridad”, señala Víctor Parra.

Incluso este software podría ser utilizado también en otros contextos distintos a los UAV

porque su esencia es la capacidad de reconocer objetos en movimiento. Implantarlo en

un semáforo permitiría controlar de manera inteligente la señalización en función de la

cantidad de coches que circulen en un determinado momento. (Fuente: José Pichel

Andrés/DICYT)