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Procesado de Datos GPS: código y fase Algoritmos - gAGE

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1. 4 4 TABLE A3 GPS NAVIGATION MESSAGE FILE HEADER SECTION DESCRIPTION 4 4 4 HEADER LABEL DESCRIPTION FORMAT Columns 61 80 4 4 4 RINEX VERSION TYPE Format version 2 10 F9 2 11X File type CN for Navigation data A1 19X 4 4 PGM RUN BY DATE Name of program creating current file A20 Name of agency creating current file A20 Date of file creation A20 4 4 4 COMMENT Comment line s A60 Ap ndice II descripci n del formato RINEX a an an eee ee ee eee eee ION ALPHA 4 ION BETA a e a e e e a e DELTA UTC A0 A1 T W LEAP SECONDS T a ee e um ue e ue e e e e e e e e e e em END OF HEADER i e e Ionosphere parameters AO A3 of almanac page 18 of subframe 4 Almanac parameters to compute time in UTC page 18 of subframe 4 AO A1 terms of polynomial T reference time for UTC da
2. 15 Pr ctica 2 Ficheros RINEX de datos y efem rides 31 Tema 3 Los observables GPS y sus combinaciones 37 Pr ctica 3a Observables GPS y sus combinaciones ule e ee ee eno 43 Pr ctica 3b Detecci n de cycle slips sus ua aa aaa 49 Tema 4 rbitas y relojes de sat lites GPS 55 Pr ctica 4a Elementos orbitales y sistemas de referencia 63 Pr ctica 4b Errores en rbitas y relojes Efecto de la S A 69 Tema 5 Modelado de la pseudodistancia c digo 77 Pr ctica 5a Modelado de la pseudodistancia Propagaci n y efectos dependientes del sat lite comi rt ts 89 Pr ctica 5b Modelado de la pseudodistancia Efectos relativistas Distancia geom trica y pseudodistancia modelada 97 Tema 6 Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n c digo 105 Pr ctica 6a Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n posicionamiento y efecto de la S A 1 eee ec aa aa ea eee 121 Practica 6b Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n an lisis Tema 7 Posicionamiento diferencial c digo y fase 105 Pr ctica 7a Posicionamiento diferencial con c digo 151 Pr ctica 7b Posicionamiento diferencial con c digo y fase 163 P Wan oa TINTA a Dn 179 Ap ndice I estado de la constelaci n GPS sssssssssu 179 Ap ndice II descripci
3. Discrepancia m Practica 4b ejercicio 3a_5 Error para el reloj PRN 15 S A off gag Practica 4b ejercicio 4a Comparacion de los valores del reloj del satelite PRN 6 con S A off ctas Reloj PRNi5 o ph o E i Reloj PRN19 eci oo ab H i bee PCI H i 4 524 y a og Me OM E 522 4 ene i 4 RE o o S Kd sat a at Los 520 d 4 oL wth E Me a a S nic Ke TO EE ss M 1 A x E E 2L ES 4 3 x EN t a oe So se Pe 3 4 aL Mr T E 4 EE E e nn E DS 514 a E r E 7 512 A 8 i i i i i i 510 i H i i i i o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS deso Practica 4b ejercicio 4d Comparacion de los valores del satelite PRN 10 con S A off Es Practica 4b ejercicio 4d Comparacion de los valores del satelite PRN 17 con S A off ph o eci 15288 J 76500 h i a Al 76505 4 15286 4 76510 4 15284 2 E E S 76515 4 15282 4 H z6s20 a 15280 4 E 76525 4 15278 4 76530 4 15276 4 76635 Al 15274 i i i H i i 76540 i H i i i H o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Practica 4b ejercicio 4e Comparacion de los valores del satelite PRN 6 con S A on Practica 4b ejercicio 5 Comparacion de las estimaciones de los relojes para PRN 10 100 T T T T T T T T 15290 T
4. signal payload T NNSS Transit M Mixed 4 4 4 PGM RUN BY DATE Name of program creating current file A20 Name of agency creating current file A20 Date of file creation A20 4 4 4 COMMENT Comment line s A60 196 E ee MARKER NAME ERN NN MARKER NUMBER e ee et ER o OBSERVER AGENCY Pe A REC TYPE VERS 4 ANT TYPE an c ee eee am am am am eee eee APPROX POSITION XYZ ANTENNA DELTA H E N Procesado de Datos GPS c digo y fase Receiver number type and version Version e g Internal Software Version Antenna height Height of bottom surface of antenna above marker Eccentricities of antenna center relative to marker to the east and north all units in meters gt gt gt 44 4 4 amp Default wavelength factors for Li and L2 1 Full cycle ambiguities 2 Half cycle ambiguities squaring O in L2 Single frequency instrument zero or blank The default wavelength factor line is required and must preceed satellite Specific lines Wavelength factors for L1 and L2 1 Full cycle ambiguities 2 Half cycle ambiguities squaring O in L2 Single frequency
5. x_sta y_sta z_sta coordenadas del receptor WGS84 metros x_sat y_sat z_sat coordenadas del satelite WGS84 metros Coeficientes de KLobuchar fichero klobuchar dat alpha0 alphal alpha beta0 betal beta2 beta3 OUTPUT Tiono retardo ionosferico metros L1 gAGE grupo de Astronomia y GEomatica parameter declarations c 299792458 d0 pi 3 1415926535898d0 Calculate the geodetic user longitude and latitude call car2geo x_sta y_sta z_sta ulon ulat h Calculate the elevation and azimuth of receiver satelite ray x1 x_sat x_sta 276 Procesado de Datos GPS c digo y fase yi y_sat y_sta zi z sat z sta rho dsgrt x1 2 y1 2 z1 2 slat dsin ulat slon dsin ulon clat dcos ulat clon dcos ulon G1 slat clon x1 slat slon yi clat z1 rho G2 slon x1 clon y1 rho G3 clat clon x1 clat slon yl slatx z1 rho elev dasin G3 azim datan2 G2 G1 Calculate the Earth centered angle fm in semicercles fm 0 0137d0 elev pi 0 11d0 0 022d0 Compute the subionospheric latitude xilat in semicercles xilat ulat pi fm dcos azim if xilat gt 0 416d0 xilat 0 416d0 if xilat 1t 0 416d0 xilat 0 416d0 Compute the subionospheric longitude xilon in semicercles xilon ulon pi fm dsin azim dcos xilat pi Find the Geomagnetic latitude gmlat in semicercles gmlat xilatt 0 064d0 dcos xilon 1 617d0 pi Find the local time at subionspheric point tsub in sec tsub 4 32d4 xilon t if
6. 1 iL a i H 4 os E i i E H L 4 o 31900 31950 32000 32050 32100 32150 32200 32250 32300 32350 tiempo segundos GPS Ap ndice V gr ficas de los ejercicios gAGE NAV 303 Gr ficas Pr ctica 6b Altura m Altura m ra m i Alt Altura m Practica 6b ejercicio 2a Estimaciones de la altura sobre el elipsoide Practica 6b ejercicio 2b Estimaciones de la altura sobre el elipsoide ionospheric Correction on fonospheric Correction off 32000 Practica 6b 32050 32100 32150 32200 32250 32300 32350 ejercicio 2d Estimaciones de la altura sobre el elipsoide Tiempo segundos GPS T d T T T T T TGD Correctionon gt TGD Correction off f Ue EA 32000 32050 32100 32150 32200 32250 32300 32350 Practica Tiempo segundos GPS 6b ejercicio 3 Satelites observados Satel tes o 32000 Practica 6b ejercicio 3c Errores debidos al numero de satelites 32050 32100 32150 32200 32250 32300 32350 Tiempo segundos GPS E GonPRN21y03 x Sin PRN 21 y 03 190 T T T T T T T T 190 T Tropospheric Correction on Tropospheric Correction off A 180 i 4 180 170 4 170 160 4 160 E 150 4 S 150 140 4 140 130 4 130 120 4 120 110 i i i i i i 110 i 31900 31950 32000 32050 32100 32150 32200 32250 32300 32350 31900 31950 Tiempo segundos GPS Pra
7. 3 Refracci n ionosf rica Representar gr ficamente la combinaci n ionos f rica L1 L2 para el sat lite PRN28 Cu l es el significado f sico de esta combinaci n Ejecutar por ejemplo plot cat 95octi8casa a gawk if 4 28 print 3 5 6 a dem para P1 P2 Por qu esta combinaci n presenta signo contrario a la anterior Tiene sentido que la gr fica de la combinaci n P1 P2 atraviese el eje de abcisas De qu factores puede depender el valor de la refracci n ionosf rica geom tricos regionales horarios c clicos 26 b Superponer en un mismo gr fico las combinaciones L1 L2 y P2 P1 observar que esta ltima es P2 P1 para evitar el problema del signo para el sat lite PRN28 Ejecutar por ejemplo 6Ejecutando netscape upci00178 tec0 anim gif se puede visualizar una movie de la evoluci n del retardo ionosf rico vertical a lo largo de un d a a escala plane taria El retardo oblicuo en la direcci n del rayo sat lite receptor se obtendr a mul tiplicando por el factor de oblicuidad FO 1 sen elev donde elev es la elevaci n del sat lite respecto al horizonte local del receptor IONEX Daily ionospheric TEC ftp cddis gsfc nasa gov gps products ionex Pr ctica 3a Observables GPS y sus combinaciones gAGE NAV 45 plot cat 95o0ct18casa algawk if 4 28 print 3 5 6 lt cat 95octl8casa algawk if 4 28 print 3 8 7 A la vista de lo
8. Qu tipo de tiempo se est considerando en el eje x b Repetir la representaci n desplazando 356 236 la gr fica del segundo d a y 2 x 3756 472 la del tercero Ejecutar gnuplot set grid plot lt cat gage2710 980 algawk if 4 14 print 3 7 5 23690187 lt cat gage2720 980 algawk if 4 14 print 3 236 7 5 22202591 lt cat gage2730 980 algawk if 4 14 print 3 472 7 5 22800909 set xrange 41500 41985 replot exit A qu se debe el desplazamiento de 356 que se observa entre las er ficas de dos d as consecutivos Por qu puede asegurarse que b sicamente se est observando el efecto del multipath del c digo c A qu puede deberse la deriva que se observa en estas gr ficas d Podr a detectarse igualmente el multipath del c digo con la combi naci n PC LC Qu ventajas o inconvenientes presentar a respecto de la combinaci n P1 L1 0Su formato es el correspondiente a los ficheros a Han sido obtenidos con la placa Lassen SK8 Trimble Un receptor de muy bajo coste que proporciona pseudodistancias y fases truncadas para la frecuencia f1 31Superponer las gr ficas desplaz ndolas a lo largo del eje y para que se puedan comparar Pr ctica 3a Observables GPS y sus combinaciones gAGE NAV 47 Respuestas Pr ctica 3a Observables GPS y sus combinaciones 48 Procesado de Datos GPS c digo y fase Pr ctica 3b Det
9. Representar en funci n del tiempo las diferencias V1619C A VISINC A mod Ejecutar gnuplot plot lt paste CA_16_19 CAm 16 19 lawk print 1 2 4 exit Qu se est visualizando en la gr fica SA multipath ruido 6 C lculo de la pseudodistancia modelada Utlizando los valo res registrados en los ficheros 130ct98 rnx y 130ct98 eph calcular a mano el pseudodistancia modelada para el sat lite PRN14 correspondiente al instante t 38230sec Para ello se deber n seguir los siguientes pasos a Selecci n elementos orbitales A partir del fichero 130ct98 eph seleccionar el bloque de elementos orbitales m s pr ximos al instante de tiempo t 38230sec b Distancia geom trica sat lite emisi n receptor recepci n 58Estos ficheros han sido capturados por un receptor est tico en el punto de coordenadas WGS 84 4789031 176612 4195008 en metros 102 Procesado de Datos GPS c digo y fase i Coordenadas en emisi n Aplicando el algoritmo del pseudo rango ver p gina 85 calcular las coordenadas del sat lite PRN14 en el instante de emisi n de la se al Nota utilizar el programa coord_ems_P f y la subrutina orbit f Si se desea calcular las cordenadas en el instante de emisi n median te el algoritmo geom trico puede utilizarse la rutina rec2ems f ver detalles en la cabecera del c digo ii Suponiendo el receptor est tico en el punto de coordenadas 4789052 176614 41
10. 122400000000D 05 000000000000D 00 120000000000D 02 300000000000D 01 210 Procesado de Datos GPS c digo y fase 1198 215 O 15 0 0 0 559808686376D 04 0 272848410532D 11 0 108600000000D 05 0 350348437500D 04 0 255325126648D 01 0 931322574615D 09 0 000000000000D 00 0 106803754883D 05 0 182923507690D 01 0 000000000000D 00 0 400000000000D 01 0 228762856445D 05 0 447064399719D 00 0 186264514923D 08 0 300000000000D 01 12 98 215 015 0 0 0 199414789677D 04 0 181898940355D 11 0 108900000000D 05 0 131731816406D 05 0 143945598602D 01 0 372529029846D 08 0 000000000000D 00 0 171148715820D 05 0 118937969208D 01 0 931322574615D 09 0 220000000000D 02 0 135737919922D 05 0 288976097107D 01 0 931322574615D 09 0 300000000000D 01 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 5 A A ne TABLE A13 GLONASS OBSERVATION FILE EXAMPLE 1 0 2 0 3 0 40 810 610 710 1 8l 2 10 OBSERVATION DATA R GLONASS XXRINEXO V1 1 AIUB 27 AUG 93 07 23 TST1 VIEWEG BRAUNSCHWEIG 100 XX RECEIVER 1 0 101 XX ANTENNA 3844808 114 7T15426 767 5021804 854 1 2340 0000 0000 1 1 2 C1 L1 10 000 1993 8 23 14 24 40 0490000 GLO 93 8 23 14 24 40 0490000 0 3 2R01R21 23986839 824 20520 565 5 23707804 625 19937 231 5 23834065 096 9334 581 5 93 8 23 14 24 50 0490000 0 3 2R01R21 23992341 033 49856 525 5 23713141 002 48479 290 5 23831189 435 24821 796 5 93 8 23 14 25 0490000 0
11. 40 3000 4000 5000 6000 Gr ficas Pr ctica 4a Distancia km 26750 7000 Practica 4a ejercicio 2c Distancia Geocentrica PRN 15 8000 26700 26650 26600 26550 26500 26450 26400 26350 Distancia PRN 15 o o 10000 20000 30000 40000 50000 Tiempo segundos GPS 60000 70000 80000 90000 Distancia km Procesado de datos GPS c digo y fase 18 d LD PD 16 gt 14 c 12 gt 10 gr es ni ga PG ra DEAN Se a LEG PASARAN SAS 2 3000 4000 5000 e LI PI 6000 7000 8000 42 pici o 3000 4000 5000 yu 6000 7000 8000 10 as b ic o 40 3000 26562 5 26562 26561 5 26561 26560 5 26560 26559 5 26559 4000 5000 Practica 4a ejercicio 3c 1 6000 7000 8000 Variacion dea PRN 15 T TI 5e Tor o Semieje mayors o E o al 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Ap ndice V gr ficas de los ejercicios 0 007 0 00698 0 00696 0 00694 0 00692 Excentricidad adimensional 0 0069 0 00688 0 00686 1 0631 1 063 1 0629 1 0628 1 0627 1 0626 Nodo ascendente radianes 1 0625 1 0624 1 0623 media Anomali 0 007 0 00698 0 00696 0 00694 Excentricidad 0 00692 0 0069 0 00688 0 00686 Practica 4a ejercicio 3c
12. 77 60 N ambig edad entera ai 40 3 f2 X c fi 1 546 A1 19 029 cm A2 24 421 cm TGD K k ret instrum y 1 Combinaciones de observables A partir de los observables b sicos anteriormente descritos se pueden definir las siguientes combinaciones donde P y L se expresan en metros e Combinaci n libre de ionosfera el efecto de la ionosfera depende del cuadra do de la frecuencia a 40 3 f2 Ello permite que pueda cancelarse me diante la combinaci n PC f P1 f2P2 LC f L1 f2 L2 71 54 J fG Tema 3 Observables GPS y sus combinaciones gAGE NAV 41 e Combinaciones PW y wide lane LW LW proporciona un observable con una longitud de onda Aw 86 2 cm cuatro veces superior a la de L1 L2 siendo muy til para detectar saltos de ciclo en la fase cycle slips Suele usarse la combinaci n de Melbourne Wiibbena W LW PW PW fi P1 f2P2 LW fiL1 f2L2 fi fa fi fe e Combinaci n ionosf rica cancela la parte geom trica de la medida quedando nicamente el efecto de la ionosfera y las constantes instrumentales adem s del multipath y el ruido de observaci n Se utiliza tambi n para detectar saltos de ciclo en la fase Notar el cambio de orden de los factores en LI y PI PlePl ePl o LI L1 L2 Substituyendo las expresiones de P1 P2 L1 y L2 en las definiciones anteriores se obtienen las siguientes expresiones y relaciones entre ambig edades para PC LC PW LW
13. e Interface Control Document ICD GPS 200c 1997 http www navcen uscg mil gps geninfo e GIPSY OASIS II Mathematical description 1986 Articulos e Hern ndez Pajares M J M Juan J Sanz A Garca Rodrguez O L Colombo 2004 Wide Area Real Time Kinematics with Galileo and GPS Signals Institute of Navigation ION GNSS 2004 Long Beach CA USA September 2004 Best Paper Award e Hern ndez Pajares M J M Juan J Sanz O Colombo 2003 Feasibility of Wide Area Subdecimeter Navigation With GALILEO and Modernized GPS IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing Vol 41 9 pp 2128 2131 e Hern ndez Pajares M J M Juan J Sanz O Colombo 2003 Impact of real time ionospheric determination on improving precise navigation with GALILEO and next generation GPS Navigation Vol 50 3 Fall 2003 pp 205 218 e Colombo O Hern ndez Pajares M J M Juan J Sanz 2002 Wide Area carrier phase ambiguity resolution using a tomographic model of the Ionosphere Navigation Vol 49 1 pp 61 69 e Hern ndez Pajares M J M Juan J Sanz and O Colombo 2002 Improving the real time ionospheric determination from GPS sites at Very Long Distances over the Equator Journal of Geophysical Research Space Physics Vol 107 A10 pp 1296 2001JA009203 e Hern ndez Pajares M J M Juan J Sanz O Colombo and H van der Marel 2001 A new strategy for real time integrated water vapor determination in WADGPS n
14. 4 4 4 BROADCAST ORBIT 4 iO radians 3X 4D19 12 Cre meters omega radians OMEGA DOT radians sec 4 4 4 BROADCAST ORBIT 5 IDOT radians sec 3X 4D19 12 Codes on L2 channel GPS Week to go with TOE Continuous number not mod 1024 L2 P data flag 4 4 4 BROADCAST ORBIT 6 SV accuracy meters 3X 4D19 12 SV health bits 17 22 w 3 sf 1 TGD seconds IODC Issue of Data Clock 4 4 4 BROADCAST ORBIT 7 Transmission time of message 3X 4D19 12 sec of GPS week derived e g from Z count in Hand Over Word HOW Fit interval hours see ICD GPS 200 20 3 4 4 Zero if not known spare spare 4 4 4 Adjust the Transmission time of message by 604800 to refer to the reported week if necessary A A A A A ne TABLE A5 METEOROLOCICAL DATA FILE HEADER SECTION DESCRIPTION tooo O SS HEADER LABEL DESCRIPTION FORMAT Co
15. 45 e 15 4 20 20 il 25 j 25 4 30 30 4 35 H 35 40 i 40 t i 3000 4000 5000 6000 7000 8000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Gr ficas Pr ctica 3b script ejercicio 5 a L1 a L1 4e 06 T T T T 4e 06 T T T T Horg Me o 6e 06 6e 06 4 8e 06 8e 06 j 4 1e 07 1e 07 1 2e 07 1 2e 07 1 4e 07 1 4e 07 1 6e 07 1 6e 07 3000 4000 5000 6000 7000 8000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 b L1 P1 b L1 P1 120 T T T T 120 T T T T E Miis OS pee PO LOO ster prt PRA der ARA 100 100 4 80 80 p e 60 A 60 40 4 20 4 o i i i o i i 3000 4000 5000 6000 7000 8000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 c LC PC c LC PC 180 T T T T 180 T T T T ES 160 A 160 140 e 140 4 120 120 100 1 100 4 80 A 80 p ad 60 60 p aol 2 dol 2 Farag EA we wed jos di S al Temes EA RO E a Ln Da a upon ood gt CERDAS AS LA edo Po O RESTO qd q merde Sr NS Sle sao E q cr aw Ma es Bade d SLI o 20 i i i i 20 i i i i 3000 4000 5000 6000 7000 8000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 292 18 d LD PD 16 ur 12h 10 Besta steele pan a ido 2 3000 24 5000 e LLP 8000 26 28 30 fy a 32 p 34 Be 36 38 42 Ipi org Ipi cl o 3000 4000 5000 6000 pu 7000 8000 10 15 h 20 p 25 L 30 bo 35
16. E 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Practica 4b ejercicio 6_2 Offset reloj satelites todos 35000 T 1 7 Offset reloj satelites o pr 9 o mo mi o m 2500 amm 4 20000 E E 4 15000 i 4 r a 3 1000 4 S 5000 SS CS SCS 4 g o o o gq s 5 an 1 5000 E i 4 10000 4 15000 I d l 4 e o 20000 i i i H i 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Tiempo segundos GPS Ap ndice V gr ficas de los ejercicios gAGE NAV 299 Gr ficas Pr ctica 5b Practica 5b ejercicio 3a Correccin relativista T T T T Practica 5b ejercicio 4a 1 Comparacion de coordenadas entre los instantes de emision y recepcion Corr relativista o 150 r y y E af 4 100 bn OT es M MEE a e ni 1 2 o A iii E so 4 g E s E ob 4 E ol J 5 e Fi E 5 o o oe 50 4 1 ous ee dt E E 7 ee 100 et 4 e al E E 4 exe i i i i 150 1 i i i i 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 98000 28500 38099 39500 310000 40900 1000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Practica 5b ejercicio 4a 2 Comparacion de coordenadas entre los instantes de emision y recepcion Practica 5b ejercicio 4a 3 Comparacion de coordenadas entre los instantes de emision
17. END OF HEADER Last record in the header section 60X 4 4 4 Records marked with are optional 4 gt gt 0 gt 00 gt 000 0202020202 0022222222 TABLE A11 GLONASS NAVIGATION MESSAGE FILE DATA RECORD DESCRIPTION 4 4 4 OBS RECORD DESCRIPTION FORMAT 4 AO Nono on oo nn oo 4 PRN EPOCH SV CLK Satellite number 12 Slot number in sat constellation Epoch of ephemerides UTO year 2 digits padded with 0 1X 12 2 if necessary month day hour minute 4 1X I2 Second F5 1 Ap ndice II descripci n del formato RINEX SV clock bias sec TauN D19 12 SV relative frequency bias GammaN D19 12 message frame time tk D19 12 O le tk 1t 86400 sec of day UTC The 2 digit years in RINEX 1 and 2 xx files are understood to represent 80 99 1980 1999 and 00 79 2000 2079 4 4 BROADCAST ORBIT 1 Satellite position X km 3X 4D19 12 J velocity X dot km sec X acceleration km sec2 health 0 0K Bn 4 4 4 BROADCAST
18. Ejecutar gnuplot set grid set auto plot 30may00 a pos org u 1 10 30may00 a pos u 1 10 exit En cu nto ha variado la altura c Eliminar ahora los sat lites PRN21 y PRNO3 del fichero 30may00 a org y volver a posicionar utilizando las mismas opciones con las que se gener el fichero 30may00 a pos org Ejecutar cat 30may00 a org gawk if 4 21 amp amp 4 3 print 0 gt 30may00 a Procesar de nuevo 30may00 a con GCAT En cu nto ha variado la altura Probar con otros sat lites 4 Filtrado por elevaci n de sat lites En la carpeta Model seleccionar una elevaci n m nima de 15 grados para los sat lites Cutoff satellite elevation y volver a procesar con las restantes opciones por defecto color azul a Comparar el VDOP obtenido con el del fichero 30may00 a pos org Ejecutar gnuplot set grid plot 30may00 a pos u 1 7 30may00 a pos org u 1 7 exit b Comparar las estimaciones de la altura sobre el elipsoide obtenidas con las del fichero 30may00 a pos org Ejecutar 134 Procesado de Datos GPS c digo y fase gnuplot set grid plot 30may00 a pos u 1 10 30may00 a pos org u 1 10 exit Por qu mejora la estimaci n de la altura a pesar de haber empeorado el VDOP 5 Correlaci n entre par metros Desactivar la opci n Tropospheric Correction en la carpeta y repetir el procesado mantener las restantes opciones en su valor por defecto color
19. GEODETIC Li 80151 4072 5066671 0 0000 L1 6 11 53 11256947 60212 16225110 75413 220 1013 0 0000 0 0000000 R10R03 1 GPS REC TYPE VERS ANT TYPE APPROX POSITION XYZ ANTENNA DELTA H E N WAVELENGTH FACT L1 2 TYPES OF OBSERV INTERVAL LEAP SECONDS TIME OF FIRST OBS END OF HEADER 00 2 6 11 53 0 0000000 O 14G23G07G02G05G26G09G21R20R19R12R02R11 212 Procesado de Datos GPS c digo y fase 24484865 974 14662682 882 2 21950524 331 13784707 24912 22507304 252 9846064 848 2 20148742 213 20988953 712 4 22800149 591 16650822 70012 19811403 273 25116169 741 3 23046997 513 3264701 688 2 22778170 622 821857836 745 1 22221283 991 988088156 884 2 19300913 475 83282658 19013 20309075 579 672668843 84713 23397403 484 285457101 34211 00 2 6 11 53 10 0000000 0 14G23G07G02G05G26G09G21R20R19R12R02R11 R10R03 22578985 016 11244012 910 2 22359738 890 16227337 841 2 24490324 818 14691368 710 2 21944376 706 13817012 849 2 22512598 731 9873887 580 2 20147322 111 20996416 338 4 22798942 949 16657163 594 2 19812513 509 25110234 795 3 23053885 702 3227854 397 2 22770607 029 821898566 774 1 22222967 297 988079145 989 2 19297913 736 83298710 38413 20313087 618 672647337 04113 23392352 454 285484291 40311 sran sas N a a Oa ae a aa a aa 0 a Oaa 5T a a TABLE A15 GE
20. Pr ctica 5a Modelado de la pseudodistancia Propagaci n y efectos dependientes del sat lite 96 Procesado de Datos GPS c digo y fase Pr ctica 5b Correcci n relativista distancia gAGE NAV 97 Pr ctica 5b Modelado de la pseudodistancia c digo Correcci n relativista distancia geom trica y pseu dodistancia modelada Objetivos Estudiar las diferentes componentes del modelado de la pseudodis tancia para el c digo En particular el efecto sobre la distancia geom trica receptor sat lite de considerar las coordenadas del sat lite en el instante de emisi n o de recepci n los efectos relativistas y la comparaci n de la pseudodistancia medida por el receptor y la mode lada antes de resolver las ecuaciones de navegaci n prefit residual Estudiar su impacto sobre el error de posicionamiento Ficheros a utilizar 130ct98 a 130ct98 eph sta pos Programas a utilizar GCAT Desarrollo 1 Copiar los programas y ficheros de la pr ctica en el directorio de trabajo 2 Mediante la aplicaci n GCAT generar un fichero con los diferentes t rminos del modelado de la pseudodistancia para los datos del fichero 130ct98 a utilizando las rbitas broadcast 130ct98 eph Para ello seguir los pasos e Ejecutar GCAT e Pulsar y seleccionar el fichero 130ct98 a por defecto se selec ciona tambi n el fichero 130ct98 eph para las rbitas broadcast 98 Procesado de Datos GPS c digo y fase e En la carpe
21. en el programa GCAT bajo la opci n Satellite coordinates at emission Using the PR ver p gina 90 86 Procesado de Datos GPS c digo y fase B Algoritmo puramente geom trico El algoritmo anterior proporciona la poca de emisi n de la se al ligada al reloj del sat lite t El algoritmo que se presenta a continuaci n la liga esta poca al reloj del receptor tsta tstalemision tsta recepcion At donde ahora At se calcula de forma iterativa suponiendo conocidas unas coordenadas aproximadas del receptor fosa de acuerdo con el siguiente algoritmo su convergencia es muy r pida 1 Calcular la posici n r del sat lite en el instante de recepci n de la se al tata 2 Calcular la distancia geom trica entre las coordenadas del sat lite obtenidas anteriormente y la posici n del receptor y a partir de ella calcular el tiempo de propagaci n de la se al entre ambos puntos ee m Posta C At 3 Calcular la posici n del sat lite en el instante t tsta At gt Tsat 4 Comparar la nueva posici n r con la previa Si difieren por encima de un cierto valor umbral iterar el proceso a partir del paso 2 Finalmente la poca de emisi n en la escala de tiempo GPS vendr dada por Tlemision tstalemision dista donde dtsta es el offset del reloj del receptor respecto al tiempo GPS que puede obtenerse de la soluci n de navegaci n aunque a posteriori 51
22. omgp fk rk a12 x 2 x 1 d0 ex dcos Ek Crc dcos 2 d0 omgptfk Crs dsin 2 d0 omgptfk xIk xlo xId tk Cic dcos 2 d0x omgp fk Cis dsin 2 d0 omgptfk c Position in orbital plane xp rk dcos uk yp rk dsin uk c Longitude of ascending node xlmk xlmk Omgg Omgd om_e tk om_e toe 270 Procesado de Datos GPS c digo y fase c CT System coordinates x xp dcos x1mk yp dcos xIk dsin xlmk y xp dsin xlmk yp dcos xIk dcos xlmk z yp dsin xIk return end subroutine nsteffensen xm e ex implicit double precision a h o z Algorithm para acelerar la convergencia del Metodo de Newton Rapson Ecuaciones del tipo p 8 p gt E M e sin E El metodo requiere que g p lt gt 1 gt p raiz simple 0000 tol 1 d 15 xm datan2 dsin xm dcos xm p xm 10 continue pO p pi xm e dsin p0 p2 xmte dsin p1 dd dabs p2 2 d0 p1 p0 if dd 1t tol goto 100 p p0 p1 p0 2 p2 2 d0 p1 p0 if dabs p p0 gt tol goto 10 100 continue ex p return end Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 271 e Subrutina rec2ems f A A Q OQ AH 0 O O OG G CADA O O O A Q O OQ O a A OAO A subroutine rec2ems iyear idoy sec x sta y sta z sta a x y z dt implicit double precision a h o z dimension a 38 Aplicando el ALGORITMO GEOMETRICO esta subroutina calcula las coordenadas WGS 84 de un satelite en el instante de emision de la sen al y en el sistema ligado a la Tierra en el inst
23. poca de emisi n de la se al medida seg n el reloj del sat lite 154 viene dada por t lemision tstalrecepcion At donde At Pie Para el c lculo de las coordenadas de los sat lites debe utilizarse la poca de emisi n medida en la escala de tiempo GPS Tlemision i e la definida por los relojes del Segmento de Control Esta puede obtenerse corrigiendo el valor t con el offset dt t T del reloj del sat lite que se puede obtener a partir del mensaje de navegaci n As finalmente se tiene T emission t emission dt t4 reception P c dt Notar que la expresi n anterior relaciona la poca de emisi n T emision en la escala de tiempo GPS con las pocas de observaci n tsa registradas por el receptor referidas al reloj interno del receptor El algoritmo anterior tiene la ventaja de proporcionar la poca de emisi n de la se al directamente y sin requerir ning n c lculo iterativo si bien precisa de la medida de pseudorango para relacionar ambos instantes La exactitud con que se determina T emision es muy alta y depende fundamentalmente del error en el t rmino dt menos de 10 o 100 nanosegundos con S A off y S A on respectivamente Ello permite calcular las coordenadas de los sat lites con un error inferior a la d cima de mil metro en ambos casos la velocidad de los sat lites GPS es de unos pocos Km s Este algoritmo es el que se implementa por defecto
24. una definici n te rica que incluye los modelos y los estandards para su implementaci n El segundo es su realizaci n pr ctica a trav s de observaciones y de un conjunto de coordenadas de referencias conjunto de estrellas o de estaciones fiduciales I6No es un sistema inercial en sentido estricto pues est afectado por el movimiento de revoluci n de la Tierra alrededor del Sol Tema 2 Descripci n del sistema GPS gAGE NAV 27 Satelite Eje de rotacion de Satelite la Tierra de CIO Hon Z m n Polo Norte Polo Norte Meridiano Medio de Greenwich sy xu Ya Zu j RE Posicion del 1 Posicion del usuario j pe usuario Equador i Equinoci Ecuador Medio Vernal 32000 0 A d Equinocio Medio J2000 0 Centro de masas Centro de Masas de la Tierra Fig 9 Sistema de referencia CIS Sistema de referencia CTS La transformaci n de coordenadas entre los sistemas CIS y CTS se realiza mediante una serie de rotaciones correspondientes a ver por ejemplo las transformaciones entre estos sistemas en Hofmann Wellenhof et al 1994 Precesi n y nutaci n rotaci n forzada el eje de rotaci n de la Tierra y su plano ecuatorial no se mantiene fijo en el espacio sino que gira alrededor del polo de la ecl ptica tal como se ilustra en la figura 10 Este movimiento es debido al efecto de la atracci n gravitatoria de la Luna y el Sol sobre el elipsoide terrestre El movimiento total puede desco
25. 2 6 lt cat sp3 offlgawk if 1 10 print 2 6 exit a Cu l es la discrepancia acumulada a lo largo de todo el d a entre ambas estimaciones Repetir la comparaci n para otros sat lites por ejemplo PRN06 PRNO1 PRNO9 Calcular las discrepancias entre las estimaciones de rbitas y relojes precisos de ambos ficheros Para ello generar en primer lugar un fichero con las observaciones comunes observar la particular estructura de la siguiente instrucci n que debe ser ejecutada en una sola l nea Ejecutar cat sp3 off eci_5 off gawk i 1 1 2 1 if length X i 0 printf 02d 46d 8 4f 48 4f 8 4f 8 4f An 1 2 3 X i 4 Y i 5 Z i 6 T i else X i 3 Y i 4 Z i 5 T i 6 gt eci_sp3 xyzt gnuplot set grid plot eci_sp3 xyzt u 2 3 eci_sp3 xyzt u 2 4 eci sp3 xyzt u 2 5 exit b De qu orden son las diferencias obtenidas entre las coordenadas pre cisas de los sat lites Hacer un gr fico de la diferencia entre estimaciones de relojes precisos gnuplot set grid plot eci sp3 xyzt u 2 6 exit 74 Procesado de Datos GPS c digo y fase c C mo podr a interpretarse la deriva observada en la figura d LAfectar a esta deriva com n para todos los sat lites al posi cionamiento preciso si se realizara con uno u otro fichero de relojes precisos e Qu ha de afectar m s la deriva com n o la dispersi n de va
26. 208 Procesado de Datos GPS c digo y fase 4 TABLE A10 GLONASS NAVIGATION MESSAGE FILE HEADER SECTION DESCRIPTION 4 4 4 HEADER LABEL DESCRIPTION FORMAT Columns 61 80 4 4 4 RINEX VERSION TYPE Format version 2 10 F9 2 11X Ig File type CG GLONASS nav mess data A1 39X 4 4 4 IPGM RUN BY DATE Name of program creating current file A20 Name of agency creating current file A20 Date of file creation dd mmm yy hh mm A20 4 4 4 COMMENT Comment line s A60 4 4 4 CORR TO SYSTEM TIME Time of reference for system time corr year month day 316 Correction to system time scale sec 3X D19 12 to correct GLONASS system time to UTC SU TauC 4 4 4 LEAP SECONDS Number of leap seconds since 6 Jan 1980 I6 4 4 4
27. 50 50 100 150 200 38000 20 20 40 60 80 100 120 140 38000 Pra 250 200 150 100 50 50 100 150 Practica 6a ejercicio 4a Desviaciones de las estimaciones respecto al nominal cinematico 38500 39000 39500 40000 40500 Tiempo segundos GPS 41000 Practica 6a ejercicio 5a Desviaciones de las estimaciones respecto al nominal random walk Dx e Dy Dz o 38500 39000 39500 40000 40500 Tiempo segundos GPS 41000 ractica 6a ejercicio 5c_1 Desviaciones de las estimaciones respecto al nominal random walk Q 0 T T T T T 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Tiempo segundos GPS ctica 6a ejercicio 5c 3 Desviaciones de las estimaciones respecto al nominal random walk Q 9999 T T T T T T Dx o Dy DZ e 200 38000 38500 39000 39500 Tiempo segundos GPS 40000 40500 41000 gAGE NAV 301 Practica 6a ejercicio 4b Estimaciones del reloj cinematico 200000 150000 100000 f 50000 50000 Estimacion del reloj m o T 100000 150000 200000 Reloj e 38000 200000 38500 39000 39500 40000 Tiempo segundos GPS 40500 41000 Practica 6a ejercicio Sb Estimaciones del reloj random walk 150000 100000 f 50000 50000 Estimacion del reloj m o 7 100000 150000 2000
28. EXAMPLE Ap ndice II descripci n del formato RINEX gAGE NAV 205 1 0 2 0 3 0 40 810 610 710 1 8l 2 10 OBSERVATION DATA M MIXED RINEX VERSION TYPE BLANK OR G GPS R GLONASS T TRANSIT M MIXED COMMENT XXRINEXO V9 9 AIUB 24 MAR 01 14 43 PGM RUN BY DATE EXAMPLE OF A MIXED RINEX FILE A 9080 9080 1 34 BILL SMITH ABC INSTITUTE X1234A123 XX ZZZ 234 YY 4375274 587466 4589095 9030 0000 0000 1 1 1 2 6 G14 G15 G16 G17 Gis G19 0 4 P1 Li L2 P2 18 000 2001 3 24 13 10 36 0000000 01 3 24 13 10 36 0000000 O 3G12G 9G 6 23629347 915 300 8 353 23629364 20891534 648 120 9 358 20891541 20607600 189 430 9 394 20607605 01 3 24 13 10 50 0000000 4 4 1 2 2 G9 G12 WAVELENGTH FACTOR CHANGED FOR 2 SATELLITES NOW 8 SATELLITES HAVE WL FACT 1 AND 2 01 3 24 13 10 54 0000000 0 5G12G 9G 6R21R22 23619095 450 53875 632 8 41981 375 23619112 20886075 667 28688 027 9 22354 535 20886082 20611072 689 18247 789 9 14219 770 20611078 21345678 576 12345 567 5 22123456 789 23456 789 5 01 3 24 13 11 0 0000000 2 1 FROM NOW ON KINEMATIC DATA xxx 01 3 24 13 11 48 0000000 O 4G16G12G 9G 6 21110991 756 16119 980 7 12560 510 21110998 23588424 398 215050 557 6 167571 734 23588439 20869878 790 113803 187 8 88677 926 20869884 20621643 727 73797 462 T 57505 177 20621649 3 4 A 9080 COMMENT MARKER NAME MARKER NUMBER OBSERVER AGENCY REC TYPE VERS
29. See earlier Navstar GPS Constellation Status reports for information on the decommissioning of inactive satellites The PRN numbers of decommissioned satellites are re assigned to new satellites PRN number of SVN32 was changed from 32 to 01 on 28 January 1993 PRNO5 and PRNOG are equipped with corner cube reflectors for satellite laser ranging SLR SLR tracking of the satellites will permit onboard clock errors and satellite ephemeris errors in GPS tracking to be differentiated PRNO6 SVN36 moving to slot C 5 was C 1 making way for PRN29 SVN57 ref NANU 2008003 PRNO7 SVN37 had been set unhealthy since 17 August 2007 Decommissioned from active service on 20 December 2007 L band transmitters remain active for end of life testing ref NANUs 2007108 2007169 PRN29 SVN57 was launched on 20 December 2007 at 20 04 UT and set usable on 2 January 2008 at 20 41 UT ref NANUs 2007170 2007171 2008001 PRN32 SVN23 previously decommissioned has been recommissioned for tests After an initial test in December 2006 it has been continuously transmitting L band signals since 2 April 2007 It was added to broadcast almanacs on 27 June 2007 It remains set unhealthy until further notice ref IGS and NANUs 2006155 2007051 2007081 Constellation plot lt http gge unb ca Resources GPSConstellationPlot pdf gt The next scheduled GPS satellite launches are ref NGA and Spaceflight Now IIR 19 M 6 NET 13 March 2008 IIR 20 M 7 NET
30. amp y inv P_ n 1 x _ m 1 do i 1 nvar y i 0 d0 do k 1 nvar if k 1t i ik k ix i 1 2 if k ge i ik i k k 1 2 y i y 1 P ik x X enddo enddo AAA tto tt goto 25 OO AA AA AA A AA AA AA AA AA A AA AA AA AA EEE END of Main LOOP 900 continue end 248 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Programa kalman f program kalman implicit double precision a h o z double precision fi_x fi_y fi_z fi_t parameter nsat 32 nmax nsat 4 dimension P nmax 2 nmax 2 AWA nmax 2 nmax 2 xfi nmax Q nmax a nmax y nmax AWy nmax PIx nmax x nmax iarcO nmax character 1 itype namelist parameters fi x fi y fi z fi t Pxx Pyy Pzz Ptt Qxx Qyy Qzz Qtt cat file dat gt kalman XYZT time dx dy dz dt BIAS time b01 b32 kalman nml Aplica sobre el sistema lineal Y A x es decir x0 xs ro y0 ys ro z0 zs ro 1 0 1 e o Ironie e H L2 LL LL LJ LL ee L3 v3 a i73 Arm ETE ET o A o L2 Lj LL LL LL es L2 L3 v3 o nd L2 L3 L3 L3 L3 L3 LL L3 coef para el bias bk Si la observacion yi corresponde al satelite con PRN k Q oO 0000000000 00000 0 000 00 0 a Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 249 C C donde c bi bk b32 son los bias de los arcons de fase o para los satelites PRNO1 PRN32 c c C siendo c 1 sigma y1 2 c el c w 1 sigma yi 2 c TT c 1 sigma
31. con los siguientes datos ver rec2ems f dispuestos en una sola linea los campos deben estar separados por espacioes en blanco 1998 286 38230 4789031 176612 4195008 14 98 10 13 12 O O 5 6545250E 06 9 09494701E 13 0 00000000E 00 1 280000000E 02 10000000E 01 4 38125402E 09 8 198042513E 01 b O A QUA O 0O OA A AGUA AO Q0 0 OO O 3 2 9 1 3 2 313645720E 06 160000000E 05 736580013E 01 457203524E 10 200000000E 01 088180000E 05 Ejecutar cat datos_ems 09227513E 03 33299350E 08 74031250E 02 00000000E 00 00000000E 00 00000000E 00 coord ems 5 TL 2 9 2 0 67547976E 06 00409621E 00 66122811E 00 79000000E 02 32830643E 09 00000000E 00 5 3 8 FO Sl 0 153795101E 03 725290298E 09 081050495E 09 000000000E 00 280000000E 02 000000000E 00 Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 273 E c c c read end 10 iyear idoy sec x sta y sta z sta a c10 continue c o call rec2ems iyear idoy sec x sta y sta z sta a x y z dt c c write 4 1 1x 14 4 1x 14 4 1x 14 4 14 4 1x f5 3 c a 1 sec x y z dt o end c c C G memes compilacion C 77 c orbit f c 77 c rec2ems f c 77 o coord ems coord ems f rec2ems o orbit o A o C K sees e CALCULO DE LAS COORDENADAS DE LOS SA
32. deber utilizarse l gicamente el mismo sistema de referencia para las coordenadas del receptor y del sat lite pues a la la hora de formar el rayo sat lite receptor ambos deben expresarse en un sistema de referencia com n Si se adopta un sistema ligado a la Tierra en el instante de recepci n de la se al se deber aplicar el siguiente algoritmo 1 Calcular las coordenadas del sat lite en el instante de emisi n y en el sistema ligado a la Tierra en dicho instante Utilizando por ejemplo la rutina orb f se har a Tlemision gt orb gt 1 2 Transformar las coordenadas del sat lite del sistema ligado a la Tierra en el instante de emisi n al sistema ligado a la Tierra en el instante de recepci n Para ello se considerar la rotaci n de la Tierra durante el intervalo de tiempo At que tarda la se al en propagarse del sat lite al receptor 995 R wgAt r donde Losta m gu E Uo y T Zosta m idm C AL Nota Es recomendable calcular el valor At utilizando la expresi n anetrior aunque se emplee el m todo de pseudorango para el c lculo del tiempo de propagaci n de la se al Pues la cantidad P c incluye otros retar dos offsets relojes a parte del puramente geom trico p c En otras palabras P c establece un link muy preciso entre los relojes del receptor en recepci n y del sat lite en emisi n pero como medida de distancia geom trica
33. donde P representa cualquiera de los c digos C A P1 o P2 Pj pl c dt dt rell T 011 KU ME eb e p la distancia geom trica entre los centros de fase de las antenas del sat lite j y el receptor en los instantes de emisi n y recepci n respectivamente e dt representa la diferencia entre el tiempo GPS y el del reloj del sat lite j e dt representa la diferencia entre el tiempo GPS y el del reloj del receptor e Ti representa el retardo troposf rico e H representa el retardo ionosf rico que depende de la frecuencia f de la se al a 40 3 f2 e rel representa el efecto relativista e K representa los retardos debidos a las constantes instrumentales de los sat lites y receptor que son dependientes de la frecuencia e Mi representa el efecto debido al multicamino multipath tambi n de pendientes de la frecuencia e j es un t rmino de ruido que contiene todos los efectos no modelados La distancia aparente entre el sat lite y el receptor tambi n puede medirse a partir de la fase de la portadora de la se al en cuyo caso se tiene L pl c dt dt rell T 011 BI w y mi i el donde adem s de los t rminos anteriores hay que tener en cuenta e wy es un t rmino debido a la polarizaci n de la se al wind up 25yn giro de 360 grados en la antena del receptor manteniendo su posici n fija introducir una variaci n de una longitud de o
34. ejercicio 2h bell relativa a ebre D PC Kinem Pos Broadcast orbits 20 T T T T T T T y WGS84 differential pos y WGS84 bell ebre 15 E E E 4 4 10 4 4 4 sL i an x n DOS foa a A AA AA A l di Da er N S E E o L J ash J 20 i A i E 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Practica 7a ejercicio 3f bell relativa a ebre DD PC Kinem Pos Broadcast orbits 20 T T T T T T T T x WGS84 x WGS84 x z WGS84 15 2 4 10 4 4 4 st of 10 L as L 2 0 56000 57000 58000 59000 60000 61000 Tiempo segundos GPS 62000 63000 64000 65000 306 Practica 7a ejercicio 3g bell relativa a ebre DD PC Kinem Pos Broadcast orbits 20 x WGS84 DD x WGS84 D 15 4 10 i 4 5h y dg Mote aas n x E s ES F E S x F1 EO hu E E NC ET A y E Gelada E EO A AA e Ne MA AA ME ai 8 a E R e WE AS A A de af det Rp Tibet 2 REA TE E x ES TA ep E A ENO std x ey e y T nied 10 h 3 A af asl L i P i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Tiempo segundos GPS Practica 7a ejercicio 3g bell relativa a ebre DD PC Kinem Pos Broadcast orbits 20 T T T T T x z WGS84 DD z WGS84 D 15 ie 4 10 F a te 4 5 EA
35. metros del reloj del sat lite PRNO4 en el instante ied b Cu les son los elementos orbitales del sat lite PRNO4 en el instante peg M c Hacer un dibujo indicando el significado de los elementos orbitales a w A M i presentes en el fichero ver tema 4 Notar que los elementos orbitales descritos en el ap ndice I A1 2 ya omega w ioc i Mo M corresponden al sat lite y poca de observaci n especificada al principio de cada bloque de datos salvo en el caso del elemento Omega argumento del nodo ascendente respecto al meridiano de Greenwich que se refiere al principio de la semana siendo TOE los segundos transcurridos dentro de la semana Entonces si We 1 29210 rad s es la velocidad de rotaci n de la Tierra A Omega w TOE es el argumento del nodo ascendente respecto al meridiano de Greenwich para la poca en cuesti n 34 Procesado de Datos GPS c digo y fase 8 El programa eph2txt aplicado sobre un fichero eph genera los ficheros b y clocks que contienen respectivamente las efem rides y los par metros para el c lculo de los offsets dt de los relojes de los sat lites Su formato es el siguiente Fichero 95oct18 clocks sat lite d a del a o t en seg ap a a donde dt ag ar t to as t to Fichero 95oct18 b sat lite d a del a o t en seg aetirXw M a Utilizando el programa eph2txt generar los ficheros 950ct18 b y 950ct18 clocks a partir del fic
36. set yrange 20 20 plot DDbell_ebre21 pos u 2 3 DDbell ebre21 pos0 u 2 3 plot DDbell_ebre21 pos u 2 4 DDbell ebre21 pos0 u 2 4 plot DDbell ebre21 pos u 2 5 DDbell ebre21 pos0 u 2 5 exit Coinciden los resultados obtenidos con los del ejercicio 3 Por qu Pr ctica 7a Posicionamiento diferencial gAGE NAV 161 Respuestas Pr ctica 7a Posicionamiento diferencial 162 Procesado de datos GPS c digo y fase Pr ctica 7b Posicionamiento diferencial gAGE NAV 163 Pr ctica 7b Posicionamiento diferencial con c digo y fase Objetivos Estudiar el posicionamiento diferencial con c digo y fase resolviendo un sistema de ecuaciones con los observables doble diferenciados Es tudiar la resoluci n exacta de ambigiiedades y comparar las soluciones obtenidas flotando y fijando ambig edades Ficheros a utilizar 99mar23bell ebre s gz DDbell ebre21 ion DDbell ebre21 bc sta pos 99mar23bell eph 99mar23ebre eph 99mar23bell sp3 99mar23ebre sp3 DDbell ebre21 eci mod DDbell ebre21 eph mod 99mar23bell a PC pos 99mar23ebre a PC pos kalman nml_DD_WN Programas a utilizar GCAT kalman ambisolv DDbell ebre21 scr DDobs scr add scr Desarrollo 1 Copiar los programas y ficheros de la pr ctica en el directorio de trabajo 2 Posicionamiento diferencial con LC PC en dobles diferencias Como ya se ha indicado en la pr ctica anterior 99mar23bell ebre s gz contiene observaciones a 30 segundos regis
37. 130492091D 00 1 130687663D 00 1 130648478D 00 1 130650294D 00 1 130760478D 00 1 130708762D 00 1 905754870D 00 1 906010860D 00 1 906009690D 00 1 905250549D 00 1 066747756D 00 2 116753977D 00 2 569409848D 00 3 116355992D 00 2 663409650D 00 2 337358114D 00 2 790112915D 00 2 895637510D 00 2 442893929D 00 7 953793623D 01 2 548099460D 01 2 539773236D 00 1 489503489D 00 6 111150725D 01 1 063833774D 00 1 661289368D 00 2 114157644D 00 2 521412462D 00 3 061358450D 00 2 768849022D 00 2 171445158D 00 1 719483398D 00 Fichero 950ct18 clocks 01 291 64800 6 078188307583D 04 2 01 291 72000 6 078034639359D 04 2 01 291 75104 6 078099831939D 04 2 01 291 79200 6 077880971134D 04 2 01 291 82304 6 077950820327D 04 2 02 291 14400 2 010073512793D 04 2 02 291 17504 2 010175958276D 04 2 02 291 21600 2 010273747146D 04 2 02 291 24704 2 010376192629D 04 2 02 291 36000 2 010688185692D 04 2 02 291 43200 2 010888420045D 04 2 04 291 7200 4 873285070062D 05 1 04 291 14400 4 874588921666D 05 1 04 291 28800 4 877196624875D 05 1 04 291 31904 4 877336323261D 05 1 04 291 36000 4 878453910351D 05 1 04 291 39104 4 878640174866D 05 1 04 291 50400 4 880642518401D 05 1 05 291 36000 4 221685230732D 06 2 05 291 39104 4 241243004799D 06 2 05 291 43200 4 237517714500D 06 2 160049916711D 12 160049916711D 12 046363078989D 12 160049916711D 12 046363078989D 12 728484105319D 12 728484105319D 12 728484105319D 12 7
38. 14 2 24027475 6 0 862 gt lw cl gnuplot set grid set xrange 3000 8000 set yrange 4 4 plot lw org lw cl plot lw cl exit Responder a las mismas preguntas que en el caso anterior Aw 86 2cm 52 Procesado de Datos GPS c digo y fase e LI PI Ejecutar cat s18 orglgawk print 1 2 3 5 4 0 054 gt lpi org cat s18 cl gawk print 1 2 3 5 4 0 054 gt 1pi cl gnuplot set grid set xrange 3000 8000 set yrange 60 0 plot lpi org lpi cl plot lpi cl exit Responder a las mismas preguntas que en el caso anterior A 5 4cm f LI Ejecutar cat s18 orgl gawk print 1 2 3 0 054 gt li org cat s18 cl gawk print 1 2 3 0 054 gt li cl gnuplot set xrange 3000 8000 set yrange 60 0 plot li org li cl plot li cl exit A la vista de este gr fico se podr a detectar el instante en que se pro dujo el cycle slip De cu ntos ciclos es el cycle slip en LI Cu nto var a aproximadamente la refracci n ionosf rica entre dos observaciones separadas 30s visualizar por ejemplo el gr fico anterior en el intervalo 4900 5100 set xrange 4900 5100 Dar el resultado en ciclos de LI y en cent metros De qu depende este valor nti ndase ciclo de en un sentido amplio como m ltiplo de Ar pues la combinaci n 32 Enti nd lo de LI tid plio Itiplo de Ar pues 1 b ionosf rica no define una onda f sica en
39. 2 Variacion de excentricidad PRN 15 Excentricidad o do P eie e E 4 cio E L ES e ud 4 i 5 E 5 Pe a9 E E gt X e gt E E a io amp i 4 6 Uy E o o o b o E e E L i ei i El e o o o gt o m p TS E E L ewe n 4 E yo l em i 4 o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Practica 4a ejercicio 3c 4 Variacion del Nodo ascendente PRN 15 Nodo ascendente o SS 4 e i x s E 4 o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Practica 4a ejercicio 3c 6 Variacion de la anomalia media PRN 15 T T T T T T T T Anomalia media s e G o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Practica 4a ejercicio 4 2 Comparacion de las excentricidades de eci y eph T T T T T T T T ph o eci Es L ad v i 4l L du Dd 4 lu Y A F xw E E gm dy E gosp Pee o o E E E CES B na a EN i ES do e x A ES at de p m 4 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Inclinacion rad Inclinacion radianes Argumento del perigeo radianes Semiejes mayores km 0 97325 0 97324 0 97323 0 97322 0 97321 0 9732 0 97319 1 752 1 75 1 748 1 746 1 744 1 742 1 74 1 738 1 736 26562 5 26562 26561 5 26561
40. 20 June 2008 IIR 21 M 8 NET 10 September 2008 LIFE 1 NET January 2009 Compiled by Richard B Langley Dept of Geodesy and Geomatics Engineering University of New Brunswick 182 Procesado de Datos GPS c digo y fase Ap ndice II descripci n del formato RINEX gAGE NAV 183 Ap ndice II descripci n del formato RINEX 2 10 Este ap ndice contiene la descripci n del formato de los ficheros RINEX Receiver Independent Exchange Format El s mbolo xx colocado en algunos m rgenes indica informaci n opcional ver rinex2 10 que incorpora los sat lites GLONASS y GEO en http www ngs noaa gov CORS instructions2 1 THE PHILOSOPHY OF RINEX The first proposal for the Receiver Independent Exchange Format RINEX has been developed by the Astronomical Institute of the University of Berne for the easy exchange of the GPS data to be collected during the large European GPS campaign EUREF 89 which involved more than 60 GPS receivers of 4 different manufacturers The governing aspect during the development was the following fact Most geodetic processing software for GPS data use a well defined set of observables the carrier phase measurement at one or both carriers actually being a measurement on the beat frequency between the received carrier of the satellite signal and a receiver generated reference frequency the pseudorange code measurement equivalent to the difference of the time of reception expressed in the time frame
41. 3 2RO1R21 23997824 854 79217 202 5 23718494 110 77092 992 5 23828329 946 40219 918 5 93 8 23 14 25 10 0490000 0 5 2RO5R17RO1R21 24003328 910 108602 422 5 RINEX VERSION TYPE PGM RUN BY DATE MARKER NAME OBSERVER AGENCY REC TYPE VERS ANT TYPE APPROX POSITION XYZ ANTENNA DELTA H E N WAVELENGTH FACT L1 2 TYPES OF OBSERV INTERVAL TIME OF FIRST OBS END OF HEADER Ap ndice II descripci n del formato RINEX gAGE NAV 211 24933965 449 19202 7380 5 22203326 578 2987 327 5 23723851 686 105777 849 5 23825485 526 55529 205 5 93 8 23 14 25 20 0490010 0 5 2RO5R17RO1R21 24008828 023 138012 178 5 24927995 616 51188 500 5 22202547 907 7213 298 5 23729236 758 134533 636 5 23822662 277 70749 590 5 93 8 23 14 25 30 0490000 0 5 2RO5R17RO1R21 24014330 779 167446 477 5 24922041 288 83151 666 5 22201767 457 11388 909 5 23734633 024 163360 131 5 23819848 894 85881 102 5 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 onc I EL E TABLE A14 MIXED GPS GLONASS OBSERVATION FILE EXAMPLE 1 0 20 3 0 410 810 610 710 1 8l 2 10 OBSERVATION DATA M MIXED RINEX VERSION TYPE YYRINEXO V2 8 1 VM ATUB 6 FEB 00 13 59 PGM RUN BY DATE TST2 MARKER NAME 001 02 A MARKER NUMBER JIM Y COMPANY OBSERVER AGENCY 1 1 3851178 1849 1 2340 1 0 2 C1 10 000 11 2000 2 22576523 586 22360162 704 YY RECEIVER
42. 38500 39000 39500 40000 40500 41000 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS 300 Procesado de datos GPS c digo y fase Practica 5b ejercicio 5a 3 Discrepancia CA modelado vs observado todos sats Practica 5b ejercicio 5c Pseudorango diferenciado entre satelites 150000 a 1 20406 d Discrepbpcia o Pseudorango diferenciado o tesos 4 100000 4 800000 4 50000 ii 1 E 600000 4 3 E S 400000 a s em 4 5 El 200000 4 3 50000 4 El a E or 4 100000 L J 200000 4 400000 4 150000 L 4 600000 4 200000 i i i i 800000 i i 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Practica 5b ejercicio 5e Pseudorango modelado diferenciado entre satelites 1 20 06 i r Practica 5a ejercicio 5f Diferencias entre Pseudorango modelado y el observado Pseudorango modelado diferenciado o 60 r r M T Diferencias modelado observado 1e 06 4 40 4 800000 E 3 L 4 E 600000 4 3 20 E S 3 2 400000 4 2 op 4 8 v 3 E 200000 4 sl 3 m El 2 aop 4 5 5 3 200000 4 2 3 60 4 400000 4 80 4 600000 f 4 ODDO i i i i 100 i i i i i ns ps Bea cho vanes pre 21000 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GP
43. 40 20 10 12 Practica 4a ejercicio 4 5 Comparacion de los argumentos del perigeo de eci y eph ph o eci H E rd E x E ES L i t al M de o A ste 5 E io e p Es i s Tp pu 7 y E x p o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Practica 4a ejercicio 5 Posicion del satelite en el sistema ecuatorial soto Posicion o gt gt e E a 2 4 E e E s E A s e s E F o 4 e L a al gt E e e L 4 gt gt o oso o 50 100 150 200 250 300 350 400 Angulo azimutal grados Practica 4b ejercicio 2b 2 Discrepancia coordenada y entre eci y eph S A on Coordenada y o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 Tiempo segundos GPS 90000 Ap ndice V gr ficas de los ejercicios Discrepancia m Discrepancia m Discrepancia m Discrepancia m 12 10 15 Practica 4b ejercicio 2b 3 Discrepancia coordenada z entre eci y eph S A on ES T T T Coordenadaz e o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 Tiempo segundos GPS Practica 4b ejercicio 2d Error en la distancia geometrica debido a las coordenadas S A on 90000 dif room o o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 Tiempo segundos GPS Practica 4b ejercicio 3a 1 Discrepancia coordenada x entre eci y eph S A off 90000 T T T T T
44. 42517 1 12069781 3 52506128 1 20820762 1 1 1 2 2 3 3 3 10 1995 10 17 19 14 50 00 11257 11227 7135 41784 22896 13851 91147002 3 69486457 77316262 1 10 1995 10 17 19 29 50 00 11977 70696 3757 90718 23391 90817 68777251 3 79977931 32741851 1 10 1995 10 17 19 44 50 00 12491 97165 315 59775 23484 62963 45364057 3 83879043 12120431 1 10 1995 10 17 19 59 50 00 12792 36449 3132 17550 23175 18337 21319046 3 81203791 56502617 1 10 1995 10 17 20 14 50 00 12875 05649 6526 70234 22471 25091 02945500 3 72075910 99663264 1 10 1995 10 17 20 29 50 00 12739 90672 9810 85330 21387 02618 27023373 3 56721646 1 40898282 1 10 1995 10 17 20 44 50 00 12390 37990 12929 96577 19942 83688 50520455 3 35461499 1 79550097 1 10 1995 10 17 20 59 50 00 11833 41338 15832 65263 18164 69040 73059985 3 08701340 2 15015272 1 10 1995 10 17 21 14 50 00 11079 24001 18471 52918 16083 75775 94287097 2 76923174 2 46750705 1 10 1995 10 17 21 29 50 00 10141 17301 20803 85646 13735 80739 1 13872723 2 40675827 2 74278554 1 10 1995 10 17 21 44 50 00 9035 35855 22792 10089 11160 59986 1 31516896 2 00565703 2 97190111 1 10 1995 10 17 21 59 50 00 7780 50085 24404 41158 8401 25153 1 46951558 1 57247723 3 15148768 1 10 1995 10 17 22 14 50 00 6397 56390 25615 01701 5503 57511 1 59942963 1 11416481 3 27892274 1 10 1995 10 17 22 29 50 00 4909 45323 26404 54312 2515 40245 1 70293732 63797619 3 35234411 1 10 1995 10 17 22 44 50 00 3340 68028 26760 25448 514 10
45. 99mar23ebre a pos 2 3 99mar23ebre a pos u 2 4 99mar23ebre a pos 2 5 exit i Estaba activada la S A en la poca en que se registraron estas observaciones 23 de Mayo de 1999 ii Qu error cabr a esperar en el posicionamiento absoluto de cada receptor iii Por qu se ha reducido de forma tan notable el error de posi cionamiento en modo diferencial h Calcular la diferencia de las estimaciones individuales contenidas en los ficheros 99mar23bell a pos y 99mar23ebre a pos y compararlas con los valores del fichero Dbell_ebre pos Ejecutar cat 99mar23ebre a pos 99mar23bell a pos gawk if length x 1 0 print 1 2 x 1 3 y 1 4 z 1 5 t 1 else x 1 2 y 1 3 z 1 4 t 1 gt dif pos gnuplot set yrange 20 20 plot Dbell_ebre pos 2 3 dif pos plot Dbell_ebre pos 2 4 dif pos plot Dbell_ebre pos 2 5 dif pos plot Dbell_ebre pos 2 6 dif pos exit i A la vista de este resultado justificar intuitivamente por qu disminuye el error al posicionar en modo diferencial ii Deber an coincidir exactamente los valores de los ficheros dif pos y Dbell_ebre pos 156 Procesado de datos GPS c digo y fase 3 Posicionamiento diferencial Dobles Diferencias Al igual que en el ejercicio anterior utilizar el programa GCAT para cal cular la matriz de dise o con rbitas broadcast para cada receptor A continuaci n calcular las dobles diferencia
46. ANT TYPE APPROX POSITION XYZ ANTENNA DELTA H E N WAVELENGTH FACT L1 2 WAVELENGTH FACT L1 2 RCV CLOCK OFFS APPL TYPES OF OBSERV INTERVAL TIME OF FIRST OBS END OF HEADER 123456789 158 292 848 WAVELENGTH FACT L1 2 COMMENT COMMENT COMMENT 123456789 008 101 410 COMMENT 123456789 441 570 938 276 MARKER NAME 206 Procesado de Datos GPS c digo y fase 9080 1 34 MARKER NUMBER 9030 0000 0000 ANTENNA DELTA H E N THIS IS THE START OF A NEW SITE COMMENT 01 3 24 13 12 6 0000000 O 4G16G12G 6G 9 123456987 21112589 384 24515 877 6 19102 763 3 21112596 187 23578228 338 268624 234 7 209317 284 4 23578244 398 20625218 088 92581 207 7 72141 846 4 20625223 795 20864539 693 141858 836 8 110539 435 5 20864545 943 01 32413 13 1 2345678 5 0 4 1 AN EVENT FLAG WITH SIGNIFICANT EPOCH COMMENT 01 3 24 13 14 12 0000000 O 4G16G12G 9G 6 123456012 21124965 133 89551 30216 69779 62654 21124972 2754 23507272 372 212616 150 7 165674 789 5 23507288 421 20828010 354 333820 093 6 260119 395 5 20828017 129 20650944 902 227775 130 7 177487 651 4 20650950 363 4 1 ANTISPOOFING ON G 16 AND LOST LOCK COMMENT 01 3 24 13 14 12 0000000 6 2G16G 9 123456789 0 9876543 5 0 0 0 5 4 2 CYCLE SLIPS THAT HAVE BEEN APPLIED TO COMMENT THE OBSERVATIONS COMMENT 01 3 24 13 14 48 0000000 O 4G16G12G 9G 6 123456234 21128884 159 110143 144 7 85825 18545 21128890 7764 23487131 045 31846
47. Con las am big edades reparadas fijadas a sus valores exactos se calcular la soluci n de navegaci n y se comparar con la que se obtiene estimando dichas am big edades como n meros reales i e flotadas Al tratarse de dos esta ciones muy alejadas no podr suponerse nula la refracci n ionosf rica entre ellas debi ndose de disponer de una predicci n del VAST EC sta puede obtenerse mediante un modelado preciso de la ionosfera a partir de una red de estaciones permanenes Hern ndez Pajares et al 2000 e El fichero DDbell ebre21 obs contiene las dobles diferencias de las ob servaciones de la estaci n be11 relativas a la estaci n ebre y al sat lite PRN21 de acuerdo con el siguiente formato bell ebre 21 PRN iarc sec VALC VALW VALI e El fichero DDbell_ebre21_eci mod es id ntico al obtenido anterior mente en el ejercicio 5 utilizando rbitas precisas Su contenido como ya se ha indicado anteriormente se organiza seg n los siguientes camposP type sec PRN VAprefit dos VOR Ox VOR Oy VOR Oz VOR Ot iarc 119Fste fichero se ha obtenido aplicando el sript DDobs scr al fichero 99mar23bell ebre s gz que contiene las observaciones sin diferenciar de cada estaci n Para ello basta ejecutar DDobs scr 99mar23bell ebre s gz Ver el c digo fuente de este script para m s detalles No taci n VAO bell jell ive NT 120H ay que hacer notar que no se han introducio ni la correcci n de wind up para
48. Dbell 21 L bell sat i L bell 21 Debre 21 L ebre sat jl L ebre 21 Formato sta isatR isat iarc sec DLc DLw DLi cat nada tmp gawk BEGIN a sat_ref g 77 60 2 f sqrt g g 1 w 5 f 6 if 4 a LC 1 3 5 LI 1 3 6 LW 1 3 w A 1 3 9 else if length LC 1 3 0 printf s 2i 02i 2i 6i 16 4f 416 4f 10 4f Nn 1 a 4 9 A 1 3 3 5 LC 1 3 w Lw 1 3 6 LI 1 3 gt D sta sat ref Calculo de las diferencias dobles DDbell ebre21 Dbell 21 Debre 21 Formato sta staR isatR isat iarc sec DDLc DDLw DDLi cat D sta sat ref gawk if length LC 5 3 0 printf As s he hs 42i 481 416 4f 416 4f 410 4f Wn s 5 3 1 2 3 4 A 5 3 5 LC 5 3 6 LW 5 3 7 LI 5 3 8 else LC 5 3 6 LW 5 3 7 LI 5 3 8 A 5 3 4 s 5 3 1 gt DD sta sta ref sat ref obs rm nsb tmp nse tmp nada tmp rm D sta sat ref 286 Procesado de Datos GPS c digo y fase Ap ndice V gr ficas de los ejercicios gAGE NAV 287 Ap ndice V gr ficas de los ejercicios Gr ficas Pr ctica 3a 2e 06 1e 06 1e 06 Pseudorango L1 metros 2e 06 3e 06 4e 06 3e 07 2 5e 07 20 07 1 56407 1e 07 Pseudorango metros 5e 06 5e 06 PI metros Practica 3a ejercicio 2a Fase L1 para PRN 28 T T T
49. Determinar emp ricamente el orden de magnitud de estos efectos Ficheros a utilizar 9bocti8casa____r0 rnx 9 jan09coco____r0 rnx gage2710 980 a gage2720 980 a gage2730 980 a upci00178 tecO anim gif Programas a utilizar rnx2txt Desarrollo 1 Copiar los programas y ficheros de la pr ctica en el directorio de trabajo 2 Lectura del RINEX Utilizando el programa rnx2txt generar el fichero 950ct18casa a a partir del fichero 950ct18casa____r0 rnx notar que este fichero fu capturado en condiciones de anti spoofing desactivado Ejecutar rnx2txt 95octi8casa rO rnx ls textedit 95oct 8casa a El fichero obtenido 95oct18casa a contiene los siguientes cam pos estaci n d a del afio segundo sat lite L1 L2 P1 P2 arco L1 L2 P1 P2 se expresan en metros 44 Procesado de Datos GPS c digo y fase a Representar gr ficamente la fase L1 en funci n del tiempo para el sat lite PRN28 e identificar los instantes en que se producen cycle slips Tienen sentido valores negativos para la fase L1 Ejecutar cat 950ct18casa al gawk if 4 28 print 3 5 6 7 8 gt casa a_28 gnuplot set grid plot casa a_28 u 1 2 b Representar en un mismo gr fico la fase L1 y el c digo Pl Ejecutar cat 950ct18casa a gawk if 4 28 print 3 5 gt Li a cat 950ct18casa a gawk if 4 28 print 3 7 gt Pl a gnuplot plot Li a u 1 2 P1 a u 1 2 c dem L2 y P2 opcional
50. El directorio blocs_soluciones tambi n se encuentra tambi n en el CDROM adjunto al libro dentro del directorio PDGPS En dicho CDROM se proporcionan adem s e Una version ya instalada del software directorio PDGPS del CDROM con los programas y directorios ya dispuestos para la realizaci n de las practicas del libro e Una versi n para instalar con los c digos fuente de todos los programs directorio FUENTES_SOFTWARE del CDROM excepto el GCAT del que s lo se proporciona el ejecutable 312 Procesado de Datos GPS c digo y fase Instalaci n del software gAGE NAV 313 Instalaci n del software El directorio FUENTES_SOFTWARE que se proporciona en el CDROM contiene el software del libro organizado seg n los siguientes subdirectorios e README_install fichero con las instrucciones de instalaci n de los progra mas del libro e instalar_soft este directorio contiene los c digos fuente de los programas que deber n instalarse siguiendo las instrucciones del fichero README install e programas en este directorio se instalar n los ejecutables para las pr cticas e trabajo directorio inicialmente vac o en el que se realizar n las pr cticas NOTA en el directorio PDGPS se proporciona una version ya instalada del software organizada seg n el esquema de deirectorios que se consideran en el libro i e ficheros programas trabajo Requisitos m nimos para la instalaci n del software e Dispone
51. Fly OTF para largas l neas de base es un tema de reciente investigaci n En Colombo et al 2000 se presenta la prueba de concepto de navegaci n subdecim trica a distancias de centenares de kil metros de la estaci n de referencia m s cercana y en condiciones de alta actividad geomagn tica Uno de sus puntos clave es poder proporcionar al rover correcciones ionosf ricas muy precisas de forma que pueda predecir su AVST EC con un error inferior a 1 4TECU A 2 Estas correciones pueden calcularse mediante un elabo rado proceso en cuyo n cleo se encuentra un modelo tomogr fico de la ionosfera en tiempo real que procesa observaciones recogidas continuamente por una red de estaciones permanentes Hern ndez Pajares et al 1999 De forma intuitiva puede decirse que la constelaci n de sat lites GPS y los receptores de tierra se uti lizan como un enorme esc ner a nivel planetario Esta t cnica est actualmente en fase de validaci n habi ndose aplicado con xito a escalas WADGPS varios centenares de kil metros y con alta variabilidad ionsof rica Hern ndez Pajares et al 2000 2001 Comentarios Por qu se requiere la refracci n ionosf rica AV ST EC trabajando con la combinaci n libre de ionosfera AV Lc La combinaci n AV Lc permite cancelar la refracci n ionosf rica hasta un 99 996 quedando las medidas de rango libres de tal perturbaci n As para el posicionamiento flotando las ambig edades AV Bc no s
52. GLONASS files blank default modified in April 1997 188 Procesado de Datos GPS c digo y fase 5 2 Order of the Header Records As the record descriptors in columns 61 80 are mandatory the programs reading a RINEX Version 2 header are able to decode the header records with formats according to the record descriptor provided the records have been first read into an internal buffer We therefore propose to allow free ordering of the header records with the following exceptions The RINEX VERSION TYPE record must be the first record in a file The default WAVELENGTH FACT L1 2 record must precede all records defining wavelength factors for individual satellites The OF SATELLITES record if present should be immediately followed by the corresponding number of PRN OF OBS records These records may be handy for documentary purposes However since they may only be created after having read the whole raw data file we define them to be optional 5 3 Missing Items Duration of the Validity of Values Items that are not known at the file creation time can be set to zero or blank or the respective record may be completely omitted Consequently items of missing header records will be set to zero or blank by the program reading RINEX files Trailing blanks may be truncated from the record Each value remains valid until changed by an additional header record 5 4 Event Flag Records The number of satellites also
53. IODC XX XX XX XX 73 X co O co O e ee E gr a OUTPUT Coordenadas del satelite en el instante de emision en el sistema de referencia liagado a la Tierra en el instante de recepcion x y z WGS84 en metros Q aaa AGO OG O Q Q A O A O O a a aaa aa aaaa aa aa a QO O 260 000 0 Q00000000000000000000000 0 e Procesado de Datos GPS c digo y fase dt t recepcion reloj receptor t emision t GPS segundos gAGE grupo de Astronomia y GEomatica Ejemplo de ejecucion a Crear un fichero datos ems P con los siguientes datos ver rec2ems f dispuestos en una sola linea Los campos deben estar separados por espacios en blanco 1998 286 38230 23585247 703 4789031 14 EL 8 16000000000E 05 9 l 3 2 2 b 98 10 131200 28000000000E 02 31364572048E 06 73658001335E 01 45720352451E 10 20000000000E 01 08818000000E 05 Ejecutar cat datos_ems_P 5 6 09227513894E 03 6 2 1 0 0 1 65452501178E 06 10000000000E 01 33299350738E 08 74031250000E 02 00000000000E 00 00000000000E 00 00000000000E 00 coord_ems_P 1 176612 4195008 9 4 5 00409621952E 00 2 9 2 0 09494701773E 13 38125402624E 09 67547976971E 06 66122811383E 00 79000000000E 02 32830643654E 09 00000000000E 00 000000000000E 00 198042513605E 01 153795101166E 03 125290298462E 09 081050495434E 09 000000000000E 00 2800000
54. Informacion control ESPE bit 0 02 seg Fig 8 Mensaje de navegaci n El mensaje de navegaci n se modula sobre ambas portadoras a 50bps El mensaje completo consta de 25 p ginas o tramas que forman la trama maestra y que se tarda 12 5 minutos en transmitir Cada una de las tramas tiene 5 subtramas de 6 segundos cada una de ellas y a su vez cada subtrama consta de 10 palabras con 30 bits por palabra Una trama tarda 30 segundos en ser enviada Cada subtrama empieza siempre con la palabra de telemetr a TLM la cual es necesaria para la sincronizaci n A continuaci n aparece la palabra de trans ferencia HOW cuya misi n es permitir una r pida conmutaci n del c digo C A al c digo P El contenido de cada una de las subtramas es el siguiente e Subtrama 1 contiene la informaci n sobre los par metros aplicables al es tado del reloj del sat lite para su correcci n Dichos valores son unos coe ficientes que le permiten convertir el tiempo de a bordo en tiempo GPS Tambi n dispone de datos sobre la condici n o salud del sat lite e infor maci n sobre la antig edad del mensaje e Subtramas 2 y 3 estas subtramas contienen las efem rides del sat lite Tema 2 Descripci n del sistema GPS gAGE NAV 23 e Subtrama 4 en esta parte est n los par metros de modelo ionosf rico para corregir la refracci n ionosf rica informaci n UTC Tiempo Universal Co ordinado parte del almanaque e indicaciones de si es
55. Jo _ 4 U a 4 464 10 0 C C Una componente peri dica debida a la a la excentricidad de la rbita que debe corregir el receptor del usuario rel ZA esin E 2 en metros Siendo fy 10 23M Hz se tiene A fo 4 464 10710 fy 4 57 10 Hz de manera que el sat lite deber utilizar fj 10 22999999543 M hz Notar fj que la frecuencia emitida por el sat lite y fo es la recibida sobre la superficie terrestre i e se produce un aumento aparente de la frecuencia en 4 57 10 H z que se corrige disminuyendo en esta cantidad la frecuencia del oscilador del sat lite 80 Procesado de Datos GPS c digo y fase siendo u 3 986005 1014 m s la constante de gravitaci n univer sal c 299792458 m s la velocidad de la luz en el vac o a el semieje mayor de la rbita e su excentricidad E la anomal a exc ntrica del sat lite en la rbita y r y v la posici n geoc ntrica y velocidad del sat lite en un sistema inercial NOTA Esta correcci n est implementada en GCAT bajo la opci n Relativistic Correction ver p gina 90 e Retardo troposf rico T a la frecuencia en que se emite la se al GPS la troposfera se comporta como un medio no dispersivo siendo su efecto independiente de la frecuen cia El retardo troposf rico puede modelarse de forma aproximada cerca de un 90 mediante la siguiente expresi n T dary dwet m elev donde dary corresponde al retardo vertic
56. M s concretamente calcula el tiempo de propagaci n de la se al suponiendo que sta se ha recibido en una deter minada poca Entonces si la poca de recepci n est expresada en la escala de tiempo GPS la poca de emisi n obtenida tambi n lo estar Si por el contrario viene dada por las marcas de tiempo del receptor el error de sincronismo entre el reloj del receptor y el tiempo GPS introducir un error en las coordenadas de los sat lites pues no se calcular n exactamente en la poca de emisi n GPS y en consecuencia sobre la el rango geom trico p e Efecto de los errores en el valor nominal de las coordenadas del receptor rg Zo Yo 2o Para el calculo de la distancia geom trica receptor sat lite el algoritmo utiliza un valor nominal de las coordenadas del receptor ro o Yo 20 En consecuencia cualquier error en estas coordenadas afectar al resultado obtenido y por tanto al rango geom trico p Teniendo encuenta las consideraciones anteriores el c lculo de las derivadas parciales se reduce a la aplicaci n reiterada de la regla de la cadena Dada la distancia geom trica p cC Erceeption id Y p p Esta pe resulta Op 1 Op Por otra parte Op DIET Qr Or OF dr Ox Or Faa Ox Teniendo en cuenta que las coordenadas del sat lite en la poca de emisi n re dependen de la poca de emisi n 15 55 obtenida mediante el algoritmo Tema 6 Resoluci n de l
57. M 3 58 12 2006 052A 29601 B 4 06 11 17 Rb3 06 12 13 03 07 UT IIR M 4 55 15 2007 047A 32260 F 2 07 10 17 Rb3 07 10 31 22 46 UT IIR M 5 57 29 2007 062A 32384 C 1 07 12 20 Rb3 08 01 02 20 41 UT 1 NORAD Catalog Number is also known as U S Space Command USSPACECOM object number and NASA catalog number 2 No orbital plane position satellite decommissioned from operational service 3 Clock Rb Rubidium Cs Cesium Ap ndice I Estado de la constelaci n de sat lites GPS gAGE NAV 181 10 11 12 13 14 15 16 Selective Availability S A had been enabled on Block II satellites during part of 1990 S A off between about 10 August 1990 and 1 July 1991 due to Gulf crisis standard level re implemented on 15 November 1991 occasionally off for test and other purposes S A was set to O on all satellites by presidential order on 2 May 2000 at approximately 04 00 UT Anti spoofing A S was activated on 31 January 1994 at 00 00 UT on all Block II satellites ref NANU 050 94042 occasionally off for test and other purposes Availability dates These are the dates when a particular satellite is set healthy following launch Typically these dates are days to weeks after the L band transmitters first become active Decommissioning dates The decommissioning date for PRNO6 SVNO3 is the date of termination of operations of this satellite ref USNO and is about 3 weeks later than other published dates for deactivation
58. ORBIT 2 Satellite position Y km 3X 4D19 12 velocity Y dot km sec p Y acceleration km sec2 frequency number 1 24 4 AO oo 0200020200 2220222222 4 BROADCAST ORBIT 3 Satellite position Z km 3X 4D19 12 velocity Z dot km sec Z acceleration km sec2 Age of oper information days E 4 4 4 t ste so ts E to o A PCM TABLE A12 GLONASS NAVIGATION MESSAGE FILE EXAMPLE AA A AE AA ee nuns l0 210 2 310 4 0 5 0 6 0 7 0 8 2 10 ASRINEXG V1 1 0 VM AIUB STATION ZIMMERWALD 1998 2 16 GLONASS NAV DATA 19 FEB 98 10 42 0 379979610443D 06 3 98 215 015 0 0 0 163525342941D 03 0 363797880709D 11 0 106275903320D 05 0 348924636841D 00 0 931322574615D 09 0 944422070313D 04 0 288163375854D 01 0 931322574615D 09 0 212257280273D 05 0 144599342346D 01 0 186264514923D 08 215 015 0 0 0 179599039257D 03 0 636646291241D 11 0 562136621094D 04 0 289074897766D 00 0 931322574615D 09 236819248047D 05 0 102263259888D 01 0 931322574615D 09 0 762532910156D 04 0 339257907867D 01 0 000000000000D 00 gAGE NAV 209 RINEX VERSION TYPE PGM RUN BY DATE COMMENT CORR TO SYSTEM TIME END OF HEADER O 0 000000000000D 00 0 210000000000D 02 0 300000000000D 01 0 0 0 0 108000000000D 05
59. PI y LI cuya demostraci n se deja como ejercicio Combinaci n libre de ionosfera PC p c dt dt rel T KC Mpo epc KO EE 9 1 2 LC p dt dt rel T BC 4 mpc t wrc Lc BC kei kj Re Re Aw SE 52 Ac 5 10 7cm Combinaciones narrow lane pe y wide lane LW PW p c dt dti rel T awI KW Mp epw KW DARE LW p c dt did rel T 0w1 BW mrw pw BW HER ky kw AwNw aw AR Nw Ni Na Aw R 86 2cm Combinaci n ionosf rica PI ar KI Mpr epr KI K2 K1 LI ar BI mp w ELI BI B1 B2 kr krf Nw ArNoa ar az o1 c 1 05 Ar A2 A 5 4cm Relaciones entre ambig edades variaci n de LW LI LC en funci n de AN y AN2 ALW y ANw w AN AN2 ALI MAN ze As A No MANw ATAN N ambig entera ALC o 32AM Aw ANS E AcAN Aw ANw Ac AN 4 Aw ANw fa fitfe 42 Procesado de Datos GPS c digo y fase Pr ctica 3a Observables GPS y sus combinaciones gAGE NAV 43 Practica 3a Observables GPS L1 L2 P1 P2 y sus combina ciones Objetivos Visualizar gr ficamente el c digo y la fase de los diferentes observa bles y sus combinaciones Estudiar sus caracter sticas y propiedades cycle slips refracci n ionosf rica multipath ruido de los observables en general en condiciones de Anti Spoofing activado y desactivado
60. T T T oop Coordenada x o o 10000 20000 30000 40000 50000 Tiempo segundos GPS 60000 70000 80000 Practica 4b ejercicio 3a_3 Discrepancia coordenada z entre eci y eph S A off 90000 T T T T T T T T Coordenada z o o 10000 20000 30000 40000 50000 Tiempo segundos GPS 60000 70000 80000 90000 Discrepancia m Discrepancia m Discrepancia m Discrepancia m 100 100 80 60 12 gAGE NAV Practica 4b ejercicio 2b 4 Discrepancia reloj entre eci y eph S A on 295 Reloj e 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Practica 4b ejercicio 21 Error para los relojes de los satelites PRN15 y PRN19 S A on Reloj PRN15 o Reloj PRN19_ 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Practica 4b ejercicio 3a 2 Discrepancia coordenada y entre eci y eph S A off T T T T T T T T Coordenada y 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Practica 4b ejercicio 3a 4 Discrepancia reloj entre eci y eph S A off T T T T T T T T R loj o 10000 20000 30000 40000 50000 Tiempo segundos GPS 60000 70000 80000 90000 296 Procesado de datos GPS c digo y fase Discrepancia m Discrepancia m Discrepancia m
61. TYPE VERS ANT TYPE APPROX POSITION XYZ ANTENNA DELTA H E N INTERVAL WAVELENGTH FACT L1 2 TYPES OF OBSERV COMMENT COMMENT COMMENT TIME OF FIRST OBS TIME OF LAST OBS OF SATELLITES PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS PRN OF OBS 218 Procesado de Datos GPS c digo y fase 26 1046 1046 1046 1046 PRN OF OBS 27 843 843 843 843 PRN OF OBS 28 956 956 956 956 PRN OF OBS 29 836 836 836 836 PRN OF OBS 31 1041 1041 1041 1041 PRN OF OBS END OF HEADER 95 10 18 00 00 00 0000000 O 6 14 15 18 22 25 29 20141789 28908 15694892 26208 20764791 10308 20764791 88908 10156688 05308 7914296 97108 23025606 13308 23025608 42008 1005974 21907 783874 88007 24656587 15107 24656589 16307 12846588 72508 10010318 02408 22508513 35408 22508514 93708 15501368 59408 12078973 35808 22258999 20508 22258999 63208 8778399 37908 6840304 85208 22409115 47708 22409115 63508 95 10 18 00 00 30 0000000 O 6 14 15 18 22 25 29 20180843 59808 15725324 18808 20757359 26608 20757360 16208 10059627 94808 7838665 76408 23044076 11208 23044078 37308 1089522 05507 848977 05707 24640688 39407 24640690 63507 12918063 69808 10066012 75108 22494912 01508 22494913 64808 1542
62. Tiempo segundos GPS Practica 6a ejercicio 6c Errores de estimacion de coordenadas con orbitas y relojes precisos interpolados 50000 Practica Sa ejercicio Go Errores de estimacion de reloj con orbitas y relojes precisos interpolados E T T T T 1 T T T E Dx dT o Dy Dz a T 1 i i 1 100000 i 4 100 i i i 4 50000 al sol e i 4 oF a E i a E 5 or 2 E 7 3 3 50000 4 5o d i ME 4 100000 E al 100 4 150 i i E 4 7150990 s 200 i n i 200000 n l i 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Practica 6a ejercicio 7a Desviaciones de las estimaciones respecto al nominal S A off 200 T T T y Y T T gt Practica 6b ejercicio 8a DOP Dx e 4 r r r r r T T r Dy GDOP TR N joz cs PDOP x 85r E E E i E i 4 ot H i H i E i 4 8 sl E E 5 L i J NI 25L e J 3 n S 2 p 5 2L H 4 g 8 5 50 i s i 4 isk i i A E E ol i E j i j i j i 50 3 E i i 4 os F i 3 D i E i 4 200 E i n 2 s Soss 1950 32000 82050 32100 32180 08200 82250 32300 85350 31900 31950 32000 32050 32100 32150 32200 32250 32300 32350 Tiempo segundos GPS tiempo segundos GPS Practica 6b ejercicio 8b DOP 4 r r r r T r 7 HDOP VDOP x 35 d H a 4 3h a a 4 254 s 2 i i 3 3 4 a cL 4 8 mm A a EDS MM 15 f
63. casos anteriores prb1 representar en una misma gr fica las coordenadas x tercer campo la y cuarto campo y la z quinto campo en funci n del tiempo segundo campo Ejecutar gnuplot plot prb1 u 2 3 prb1 u 2 4 prb1 u 2 5 exit d Visualizar en las siguientes instrucciones los distintos modos de repre sentaci n gr fica con puntos w p con l neas w l neas puntos w linespoints Ejecutar gnuplot set xrange 20000 25000 plot prbi u 2 plot prb1 3wps3 plot prbi wp2 plot prbi 3 W plot prbi W plot prbi W exit linespoints e En los siguientes plots se muestran ejemplos de la utilizaci n del gawk dentro del gnuplot Ejecutar set xrange 0 90000 set yrange 3e4 3e4 plot lt cat sxyz eci gawk if 1 5 print 0 u 2 3 plot lt cat prbi gawx if 2 lt 20000 2 gt 50000 print 0 u 2 3 plot lt cat prbi gawk if 2 gt 30000 amp amp 3 gt 0 print 0 u 2 3 exit Pr ctica 1 Herramientas inform ticas gAGE NAV 13 Nota if 2 lt 20000 2 gt 50000 significa 2 lt 20000 o bien 2 gt 50000 if 2 lt 20000 amp amp 2 gt 50000 significa 2 lt 20000 y 2 gt 50000 f Consultar la ayuda del gnuplot Ejecutar gnuplot help Help topic glossary ir probando las diferentes opciones exit 14 Procesado de Datos GPS c digo y fase Tema 2 Descripci n del sistema GPS gAGE NAV 15 Tema 2 Descripcion del s
64. ctica desde la estaci n de referencia se calcula una correcci n de rango para cada sat lite PRC P7 f Pref Fef la cual se transmite al usuario para que pueda cancelar mitigar los errores diferenciales comunes De esta forma al igual que en la ecuaci n anterior se tiene Apre fit PJ o 9 01 PRC notar que los relojes de los sat lites se han cancelado al fromar la diferencia Tema 7 Posicionamiento diferencial con c digo y fase gAGE NAV 143 En la siguiente tabla se muestran los valores 10 de los diferentes tipos de er rores en posicionamiento absoluto y diferencial indicando la degradaci n debida a la decorrelaci n geogr fica N tese que la cancelaci n de los errores debidos a las rbitas y en especial a la ionosfera y troposfera se degrada al aumentar la distancia l nea de base Por otra parte los errores debidos al ruido de receptor y multipath no se cancelan Sin correcci n L nea base y Decorrel Tipo de DGPS Latencia nulas Geogr fica Error Bias Random Bias Random m m m m m 100Km Ruido receptor 0 2 Multipath 0 2 1 Reloj sat SA on 0 1 Reloj sat SA off 0 0 Orbitas 0 0 Ionosfera 1 10 FO lt 0 1 FO Troposfera lt 0 1 FO Tabla 8 Resumen de errores absolutos y diferenciales Efectos no modelados FO factor de oblicuidad Suponiendo S A no aplicada a las efem rides 2 Posicionamiento con diferencias dobles con c digo Esta t cn
65. de las observaciones As mismo los errores en estos bias se transferir n a las coordenadas que se estiman conjuntamente degradando la soluci n cinem tica en tiempo real x y z y resultando en general errores por encima del dec metro a n despu s de estabilizados los arcos Si se desean obtener precisiones subdecim tricas es preciso aplicar t cnicas basadas en la resoluci n de ambigiiedades a su valor exacto Estas consisten en explotar el hecho de que las ambigtiedades en ambas frecuencias son m ltiplos enteros de longitudes de onda y por tanto si se consiguen combinaciones de observables con un ruido inferior a una longitud de onda se podr obtener su valor exacto mediante redondeo A modo de ejemplo se presentan a continuaci n un conjunto de ecuaciones basadas en Colombo et al 1999 que permiten fijar las ambig edades AVN y AV Ns a partir de medidas de fase en dos frecuencias para dos receptores cer canos M s concretamente permiten obtener el valor exacto del bias AV Bc a partir de una estimaci n AVBc proporcionada por el filtro flotando esta ambig edad como un n mero real Resoluci n de la ambig edad AV Ny a partir de las medidas de fase en dos frecuencias y las estimaciones AV Bc AVLw AN Lee AN DE AV Nw nint Aw Siendo las medidas AV Lw y AV Lc precisas al nivel de unos mil metros el factor limitante es el error en la estimaci n de AV Bc que debe ser inferior a Aw 2 40cm para p
66. de receptores bell ebre x W S84 Metodo Geometrico sin corregir relojes de receptores bell ebre sL 4 ob 4 sh 4 10 i i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 Tiempo segundos GPS Practica 7a ejercicio 5a bell relativa a ebre DD PC Kinem Pos Broadcast orbits 10 T T T B T T T Y WGS84 Metodo Geometrico corrigiendo de relojes de receptores bell ebre z W S84 Metodo Geometrico sin corregir relojes de receptores bell ebre sk 4 ob 4 sh 4 10 i i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 Tiempo segundos GPS Practica 7a ejercicio 5b bell relativa a ebre DD PC Kinem Pos Broadcast orbits 10 T T T T T T T T Y WG 84 Metodo Geometrico cbrrigiendo de relojes de receptores bell ebre y WGS84 Metodo Pseudorang sin corregir relojes de receptores bell ebre x x E sh i 4 x Fx PEE ox xx x o Lees xb e a e el e ei ee ox f PE pa e m S ae FF wf ak E tod je E i E el oe E m xx 10 i i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 Tiempo segundos GPS 65000 Discrepancia m Discrepancia m Discrepancia m 10 Practica 7a ejercicio 5a bell relativa a ebre DD PC Kinem Pos Broadcast orbits Y WGS84 Metodo Geometrico corrigiendo de relojes de receptores bell ebra Metodo Geometrico sin corregir relojes de
67. del observador en grados Retardo troposf rico Representar gr ficamente el retardo troposf rico oblicuo modelado STROP en funci n del tiempo para el sat lite PRN14 Idem en funci n de la elevaci n Repetir para otros sat lites Pr ctica 5a Propagaci n y efectos dependientes del sat lite gAGE NAV 91 Ejecutar a A eh gnuplot set grid set yrange 0 20 plot cat 13oct98 a mdllgawk if 3 14 print 2 9 plot cat 13oct98 a mdllgawk print 2 9 plot cat 13oct98 a mdllgawk print 12 9 exit A la vista de los resultados obtenidos dar una acotaci n del valor del retardo troposf rico oblicuo Por qu se superponen las gr ficas de los diferentes sat lites al hacer la representaci n en funci n de la elevaci n Representar gr ficamente STROP x sin elev en funci n del tiempo dem en funci n de la elevaci n Ejecutar gnuplot set grid set yrange 0 5 plot lt cat 130ct98 a mdl gawk print 2 9 sin 3 14 180 12 plot lt cat 130ct98 a md1 gawk print 12 9 sin 3 14 180 12 exit A qu corresponde aproximadamente el valor que se observa en la gr fica El retardo troposf rico oblicuo tal como se ha modelado en el pro grama GCAT es una cantidad que depende de la hora del d a Y de la elevaci n Dar un valor aproximado del retardo troposf rico zenital vertical Proponer un modelo sencillo par
68. distancia del receptor al sat lite PRN25 en el instante t 0 0 30 j Esta activado el anti spoofing Cu l es el nivel de ruido te rico de los observables de pseudo distancia y fase del fichero ver tema 3 5 Considerar ahora el fichero 97jan09coco____r0 rnx a Est activado el anti spoofing b Se registran los mismos observables L1 P1 etc que en el fichero anterior 9Boct18casa___r0 rnx Por qu c C mo se explica que se registre P2 estando activado el anti spoofing Pr ctica 2 Ficheros RINEX de datos y efem rides gAGE NAV 33 6 El programa rnx2txt aplicado sobre un fichero rnx genera un fichero a m s adecuado para el c lculo con los datos L1 P1 dispuestos en columnas con los siguientes campos estaci n d a del a o segundo sat lite L1 L2 P1 P2 arco L1 L2 P1 P2 se expresan en metros a Utilizando el programa rnx2txt generar el fichero 950ct18casa a a partir del fichero 950ct18casa___r0 rnx Ejecutar rnx2txt 95octi8casa rO rnx ls textedit 95oct 8casa a b A partir del fichero 95oct18casa a generar otro fichero que contenga nicamente datos del sat lite PRN28 Ejecutar cat 950ct18casa alawk if 4 28 print 0 gt a_PRN28 less a_PRN28 7 Visualizar el fichero de efem rides 950ct18casa___rO eph y responder a las siguientes preguntas consultando el ap ndice II Ejecutar more 95octi8casa____r0 eph a Cu les son los par
69. dmx mv 99mar23ebre a dmx 99mar23ebre a PC dmx Tambi n se generar n los ficheros 99mar23bell a pos y 99mar23ebre a pos que guardaremos con los siguientes nombres para ejercicios posteriores Ejecutar mv 99mar23bell a pos 99mar23bell a PC pos mv 99mar23ebre a pos 99mar23ebre a PC pos O Generaci n de la matriz de dise o para las medidas de fase LCA Como ya se ha comentado anteriormente el programa GCAT procesa por defecto las observaciones correspondientes a la s ptima columna del fichero de datos a y no utiliza los valores de las columnas quinta sexta o octava Para procesar las medidas de fase LC que se en cuentran en la quinta columna de los ficheros 99mar23bell a 99mar23 ebre a deber substituirse el contenido de la s ptima columna PC por la quinta LC y repetir los mismos pasos que en el apartado b anterior Es decir ejecutar cat 99mar23bell a gawk 7 5 print 0 gt nada mv nada 99mar23bell a cat 99mar23ebre a gawk 7 5 print 0 gt nada mv nada 99mar23ebre a A continuaci n repetir las mismas operaciones que en el apartado b sobre estos nuevos ficheros Una vez ejecutado el GCAT renombrar los ficheros mv 99mar23bell a dmx 99mar23bell a LC dmx mv 99mar23ebre a dmx 99mar23ebre a LC dmx c Tomando como referencia la estaci n ebre y el sat lite PRN21 cal cular las dobles diferencias de los siguientes campos prefit OR Ox OR Oy OR 0z entre ambos ficheros y generar u
70. doppler The phase observations between epochs must be connected by including the integer number of cycles The phase observations will not contain any systematic drifts from intentional offsets of the reference oscillators The observables are not corrected for external effects like atmospheric 186 Procesado de Datos GPS c digo y fase refraction satellite clock offsets etc If the receiver or the converter software adjusts the measurements using the real time derived receiver clock offsets dT r the consistency of the 3 quantities phase pseudo range epoch must be maintained i e the receiver clock correction should be applied to all 3 observables Time corr Time r dT r PR corr PR r dT r c phase corr phase r dT r freq DOPPLER The sign of the doppler shift as additional observable is defined as usual Positive for approaching satellites 4 THE EXCHANGE OF RINEX FILES We recommend using the following naming convention for RINEX files ssssdddf yyt SSSS 4 character station name designator ddd day of the year of first record f file sequence number within day O file contains all the existing data of the current day yy year t file type 0 Observation file N Navigation file M Meteorological data file G GLONASS Navigation file H Geostationary GPS payload nav mess file When data transmission times or storage volumes are critical we recommend compressing the files prior to storage or
71. e 99 9 2 iE O fist a ab H ELSA ELE a Ruf gta mium S E g 8 eT Puts 02 5 2 2 99 5 2 E e q 0 PEER NR ALETA Da a gas E PE E REEERE 2 0 PE EE R ARA Se di j j 4 amp e 3 3 ab a i al al 2 H i 4 2h A ah i FI A 4 i i P i i i i 3000 4000 5000 6000 7000 8000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Practica 3b ejercicio 2e Deteccion Cycle slip con LI PI PRN 18 a Practica 3b ejercicio 2e bis Deteccion Cycle slip con LI PI PRN 18 LI PI sin cycle slip o LI PI con cycle slip o LI PI con cycle slip 10 da E 4 10 po 4 20 L E 4 20 id 3 ate E gt 3 ts E g dE exte B 30 e A dee FIM RE d gi 3 30 uned 7 o fie Loog E 2 2 er MI uo XL CEN O A y A A pra Pu A O s SU ii as a to ur mn OE SD qu CIP ao GU agora CU S S gg a o Rooy a SS POE MAS 3 A EOF A oar P ow LR 9 GIES OS Si eU eI eS e o ta y se wo ee dd oe a ee 40 ua i 4 40 Le P 4 z z so L H i 5o L i a l i gj 60 i i s i i i i 3000 4000 5000 6000 7000 8000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Practica 3b ejercicio 2f Deteccion Cycle slip con LI PRN 18 Practica 3b ejercicio 2f bis Deteccion Cycle slip con Ll PRN 18 o T T T T 23 5 T T T T T T T T T LI sin cycle slip o LI con cycle slip LI con cycle slip al J o 24 5 H E 4 25 L 4 8 g 3 8 55r i B B 4 26 L J 26 5 4 50 4 4 i eL J B 60 i
72. el apartado 7 3 de teor a p gina 146 escribir el sistema de ecuaciones de navegaci n con c digo y fase para este problema en diferencias dobles f Calcular la soluci n de navegaci n con LC PC utilizando el filtro de Kalman implementado en el programa kalman Modelar las coorde nadas como white noise posicionamiento cinem tico puro y fijar el reloj del receptor de acuerdo con los siguientes par metros Pxx 1 d 8 m2 fi_x 0 d0 Qxx 1 d 8 m2 Pyy 1 d 8 m2 fi_y 0 d0 Qyy 1 d 8 m2 Pzz 1 d 8 m2 fi_z 0 d0 Qzz 1 d 8 m2 Ptt 9 d 16m2 fi_t 0 d0 Qtt 9 d 16m2 fase ver la cabecera de c digo textedit kalman f Estos se modelan como constantes a lo largo de arcos cont nuos y white noise con o 9 101655 en los instantes en que se producen cycle slips La namelist es la misma que para kalmanO 114 p A 21 J 21 Notaci n VAS Ox Obeu Oebre Debre 15Para iarc se han ido sumando los valores en vez de formar dobles diferencias H6Estos valores se han salvado en el fichero kalman nm1_DD_WN Pr ctica 7b Posicionamiento diferencial gAGE NAV 167 Ejecutar cp kalman nml DD WN kalman nml cat DDbell ebre21 mod kalman grep X gt DDbell ebre21 pos El fichero obtenido DDbell ebre21 pos contiene los siguientes campos ver la cabecera del programa kalman sec x yz t donde x y z son las desviaciones de las estimaciones respecto del valor nominal adoptado apriories correspondientes al fich
73. el c lculo del ejercicio anterior adoptando los valores de or C Or 2mm op Y Opa amp 06A c 3m 27 Aplicar el siguiente resultado dadas dos variables aleatorias independientes X Y y dos costantes a b entonces cax py 02 03 b 0 5Para el caso de ruido gaussiano de media cero el 68 2796 de las realizaciones deben caer dentro del intervalo o o 9Nota el c digo P1 corresponde al C A y el P2 al c digo sintetizado a partir de C A y de la correlaci n cruzada de los P1 y P2 encriptados Y1 Y2 46 Procesado de Datos GPS c digo y fase 6 Multipath El multipath del c digo puede observarse ploteando la combi naci n P1 L1 con un periodo de muestreo de 1 segundo es posible incluso seguir su evoluci n Puesto que se trata de un fen meno geom trico su efecto se repetir al repetirse la geometr a receptor sat lite Los ficheros gage2710 980 a gage2720 980 a gage2730 980 a contienen observa ciones a 1 segundo obtenidas durante el mismo intervalo de tiempo para tres d as consecutivos Representar gr ficamente la combinaci n P1 L1 e identificar el efecto del mutipath Ejecutar gnuplot set grid plot lt cat gage2710 980 algawk if 4 14 print 3 7 5 23690187 lt cat gage2720 980 algawk if 4 14 print 3 7 5 22202591 lt cat gage2730 980 algawk if 4 14 print 3 7 5 22800909 exit a Se parecen las gr ficas obtenidas para estos tres d as consecutivos
74. else if length s 3 1 4 1 0 a 3 s 3 1 4 1 3e8 printf As hs 414 8f s 414 10f 14 10f 14 10f 14 10f s In 1 2 a 4 5 6 7 8 9 gt nada cp nada 99mar23bell a cat clock ebre 99mar23ebre a gawk if NF 4 s 2 1 3 1 4 else if length s 3 1 4 1 0 a 3 s 3 1 4 1 3e8 printf hs hs 414 8f s 414 10f 14 10f 14 10f 14 10f s In 1 2 a 4 5 6 7 8 9 gt nada cp nada 99mar23ebre a iv Repetir los mismos pasos que en el ejercicio anterior 3 para el c lculo de las dobles diferencias y la estimaci n de coordenadas con estos nuevos ficheros 99mar23bell a y 99mar23bell a c Se ha obtenido el mismo resultado que en la soluci n de navegaci n del ejercicio 2 Pr ctica 7b Posicionamiento diferencial gAGE NAV 177 Respuestas Pr ctica 7b Posicionamiento diferencial 178 Procesado de datos GPS c digo y fase Ap ndice I Estado de la constelaci n de sat lites GPS gAGE NAV 179 Ap ndice I Estado de la constelaci n GPS Navstar GPS Constellation Status 08 01 12 NORAD Orbit Launch PRN Internat Catalog Plane Date Code ID Number Pos n UT Clock Available Decommissioned 04 1978 020A 10684 78 02 22 78 03 29 85 07 17 07 1978 047A 10893 78 05 13 78 07 14 81 07 16 06 1978 093A 11054 78 10 06 78 11 13 92 05 18 08 1978 112A 11141 78 12 10 79 01 08 89 10 14 05 1980 011A 11690 80 02 09 80 02 27 83 11 28 09 1980 032A 11783 80 04 26 80 05 16 91 03 06 81 12 18 Launch
75. en iol oh AA AAA AAA DRAE C Dado el sistema Y AX con covarianzas ruido de datos c P diag sig Y1 2 sig Yk 2 calcula la solucion de varianza minima c X inv A inv P A A inv P Y A ies a a aod er A i suede a ated fioe aci cR etti c c C El fichero de datos debe tener el siguiente formato C c c n gt gt numero de componentes del vector X c ad A rares a 1 n y 1 sig y 1 error standar A c E i c a k 1 a k n y k sig y X c i i K el numero de filas c puede ser cualquiera c c gAGE grupo de Astronomia y GEomatica TUTTO c c Ejecutar cat fichero lms C Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 241 10 30 20 100 read end 100 n continue read end 100 a i i 1 n y sig do 20 i 1 n ay i ay i ta i y sig 2 aa i i 1 2 aa i i 1 2 a i a i sig 2 do 30 j i 1 n aa j j 1 2 i 2aa j j 1 2 i a i aCj sig 2 continue continue goto 10 continue call invsp aa n ier if ier eq 1 print Warning sigular matrix call prod aa n n ay n 1 x write x i i 1 n end 242 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Programa kalmanO f program kalmanO implicit double precision a h o z double precision fi x fi y fi z fi t parameter nmax 10 dimension P nmax 2 nmax 2 xfi nmax Q nmax a nmax y nmax x nmax character 4 itype namelist parameters fi_x f
76. en posicionamiento est tico y cinem tico white noise Justificar te ricamente por qu el caso Q 0 se corresponde con el posicionamiento est tico y el caso Q 9999 con el cinem tico white noise 126 Procesado de Datos GPS c digo y fase 6 Procesado con rbitas y relojes precisos S A 0n Repetir el procesado del fichero 130ct98 a pero utilizando las rbitas y relojes pre cisos del fichero 130ct98 sp3 procesar en modo cinem tico con la opci n white noise Para ello seleccionar en la carpeta Model e Precise orbits and clocks Orbit interpolation polinomyal degree 10 e Satellite clock interpol No a Comparar las estimaciones dx dy dz dt con las obtenidas utilizando rbitas broadcast b Dar un valor aproximado del error de rango debido a las rbitas y relojes broadcast Idem para rbitas y relojes precisos ver pr cticas 5a y 5b c Repetir el procesado interpolando los relojes de los sat lites mediante un polinomio de grado 1 Para ello seleccionar en la carpeta Model e Satellite clock interpol yes Clock interpolation Polinomial degree Por qu se degradan tanto los resultados 7 Posicionamiento con rbitas Broadcast S A off Calcular las co ordenadas x y z WGS84 del receptor procesando el fichero 30may00 a en modo cinem tico con opci n white noise Utilizando las opciones por defecto de la carpeta todos los botones deben estar de color azul as com
77. es la matriz C mxn Las matrics deben estar vectorizadas por columnas gAGE Research group of Astronomy and GEomatics do i i m n C i 0 d0 enddo if 1 ne 11 then print ERROR dimension matrix goto 100 endif do 10 i 1 m do 20 j 1 n C i m j 1 0 d0 do 30 k 1 1 C itm j 1 C i mx 5 1 A itm k 1 B k 1 G 1 enddo enddo enddo continue return end Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 263 e Subroutine rotate f subroutine rotate iaxis angle rot implicit DOUBLE PRECISION A H 0 Z dimension rot 9 Q 2esnzznlnllllllllllllllh22l2s2222222 l2l22 222 em2222c2 2ee2222 c Crea la matriz de rotacion rot de un angulo angle c alrededor de un eje coordenado 1 lt gt x 2 lt gt y 3 lt gt z c c gAGE Research group of Astronomy and GEomatics EEEE E E E E do i 1 9 rot i 0 d0 enddo if iaxis eq 1 then rot 1 1 d0 rot 5 dcos angle rot 6 dsin angle rot 8 dsin angle rot 9 dcos angle elseif iaxis eq 2 then rot 5 1 d0 rot 1 dcos angle rot 7 dsin angle rot 3 dsin angle rot 9 dcos angle elseif iaxis eq 3 then rot 9 1 d0 rot 1 dcos angle rot 2 dsin angle rot 4 dsin angle rot 5 dcos angle endif return end 264 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Subrutina invsp f 00000 e 120 110 100 subroutine invsp A n ier Calcula la INVERSA de una MATRIZ nxn SIMETRICA Y DEFINIDA POSITIVA 1a
78. est sesgada de ah el nombre de pseudodistancia 96En cuyo caso las coordenadas de un receptor fijo ser an siempre las mismas para las dife rentes pocas de observaci n Pr ctica 5a Propagaci n y efectos dependientes del sat lite gAGE NAV 89 Pr ctica 5a Modelado de la pseudodistancia c digo Propagaci n y efectos dependientes del sat lite Objetivos Estudiar las diferentes componentes del modelado de la pseudodistan cia para el c digo En particular el retardo ionosf rico y troposf rico las constantes instrumentales y los offsets de los relojes de los sat lites Ficheros a utilizar 130ct98 a 130ct98 eph sta pos Programas a utilizar GCAT Desarrollo Los ficheros que se utilizan en esta pr ctica han sido capturados con la placa Lassen SK8 Trimble Se trata de un receptor de bajo coste unas 40 000 pts el a o 1998 que proporciona el c digo mediante el protocolo TSIP para la frecuencia fi El fichero 130ct98 a se registr en condiciones de A S on 1 Copiar los programas y ficheros de la pr ctica en el directorio de trabajo 2 Mediante la aplicaci n GCAT generar un fichero con los diferentes t rminos del modelado de la pseudodistancia para los datos del fichero 130ct98 a utilizando las rbitas broadcast 130ct98 eph Para ello seguir los pasos e Ejecutar GCAT amp Se presentar el panel que se muestra a continuaci n figura 21 a la izquierda 57tambi n proporciona la fa
79. i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 Time GPS seconds 65000 Discrepance meters Discrepance meters Procesado de datos GPS c digo y fase Practica 7b ejercicio 8b FIXING versus FLOATING ambig DD Kinem Pos Precise orbits 0 4 0 2 1 H H H 4 FLOATED z WGS84 FIXED z WGS84 65000 0 4 4 i i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 Time GPS seconds Practica 7b ejercicio 8c bell relativa a ebre DD LCPC Kinem Pos Broadcast orbit x1 r r r r oc E 0 2 LS y WGS84 x 2 WGS84 x x 0 15 dee Er 4 xod ox z 2 x 3 oa oce ese fe 4 ed E 4 O E uiu Lr EET oda Nun 73 0 05 be A E ay PEL 1 x TAE ec der Ph a e ae oL Lions meg u xs s td xxx E E 0 05 f gt at e y e x nd A E Xu DE dp A A os L pee Caen ut A i 4 Wa 045 E 4 x 0 2 o xi 4 AG i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 Time GPS seconds 65000 Soluciones a los ejercicios gAGE NAV 311 Soluciones a los ejercicios Las soluciones a los ejercicios se proporcionan en una serie de blocs ASCII que pueden recibirse por correo electr nico Pueden solicitarse por e mail a jaume ma4 upc edu Estos blocs blocs_soluciones est n organizados de manera que haciendo cut and paste se pueden ir ejecutando c modamente las diferentes in strucciones de las pr cticas
80. i i i 275 i i i i i i i i i 3000 4000 5000 6000 7000 8000 4900 4920 4940 4960 4980 5000 5020 5040 5060 5080 5100 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Gr ficas Pr ctica 3b script ejercicio 3 a L1 a L1 4e 06 T T T 4e 06 T T T T H org e N o e 6e 06 6e 06 4 8e 06 Be 06 p 1e 07 1e 07 2 1 2e 07 1 2e 07 4 1 4e 07 1 4e 07 4 1 6e 07 1 6e 07 4 3000 4000 5000 6000 7000 8000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 290 Procesado de datos GPS c digo y fase b L1 P1 b L1 P1 40 i i r 40 ipborg o ipl aee A n Pari NETT v aci as E Bu 9 ss EF es qf o ac PATE E aH woo gee PES 30 L dg on te 4 30 age gt n 4 e FN eV PIS P T 25 Se 25 ES ES D Pw Es 20 20 4 k 4 o get Po EN lo o o 15 i i i 15 i i 3000 4000 5000 6000 7000 8000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 c LO PO c LC PC 44 T T T T 44 T T T T E leorg e E Ich o a leer a2E 4 42 4 ao Ps J gt E oa 38 us La a o ri 4 EA x o 3 7 mo v To dio ds Eg 36 H e mp o a Tee A em gt 9 e o Crop io o b e qe SS o e oo gt gt E 34 ea esum e ao e eS t oe jo E Team a 2 32 L ve epu e 4 o E 30 L E a 5 a o 28h 2 4 28 4 26 E 4 26 bw 4 24 i i i 24 i i 3000 4000 5000 6000 7000 8000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 d LD PD d LD PD 04
81. la ambiguedad en L1 DDN2 valor exacto entero de la ambiguedad en L2 DDLi Combinacion ionosferica antes de reparar de fijar las ambiguedades Go Ov ONO O0 OQ OQ A A A MON O Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 257 DDLi_r Combinacion ionosferica reparada i e con las ambiguedades fijadas a sus valores exactos DDSTEC Prediccion del STEC utilizada para reparar las ambiguedades DDBc Bias en la combinacion libre de ionosfera antes de reparar DDBc_r Bias en la combinacion libre de ionosfera reparada DDLc Combinacion libre de ionosfera antes de reparar DDLc_r Combinacion libre de reparada Nota DDLi DDSTEC se expresan en m_LI Bc es el bias de la fase Lc estimada por el filtro Lc Lc_inambigua Bc Ejecutar cat DDbell_ebre_21 dat lambisolv gt DDbell_ebre_21 amb gAGE group of Astronomy and GEomatics C 0 OC A Q Q O O 0 OQ O OQ O O O 0 O OG A OQ 0 0 0 A A A c Constants f1 1 54d0 1 023d9 f2 1 20d0 1 023d9 c 299792458 d0 xlambdai c f1 xlambda2 c f2 xlambdaC c 1 2 xlambdaW c f1 f2 gamma 77 d0 60 d0 2 fact 77 d0 60 d0 77 d0 60 d0 2 1 d0 258 10 100 Procesado de Datos GPS c digo y fase continue read end 100 sta staR isatR isat iarc sec DDLc DDLw DDLi DDSTEC DDBc xNw DDLw DDLc DDSTEC fact DDBc xlambdaW Nw nint xNw xN1 DDLi DDSTEC Nw xlambda2 xlambdai xlambda2 Ni nint xN1 print AA isat iarc sec
82. la Selective Availabil ity S A o el Antispoofing A S 4 Selective Availability Los ficheros eph_5 off eci 5 off eph_5 on y eci_5 on contienen el mismo tipo de datos que los anteriores pero cada 5 minutos Para el d a 15 de Mayo de 2000 comparar gr ficamente los valores del reloj del sat lite PRNO6 proporcionados por el mensaje de navegaci n fichero eph_5 off y por el fichero de rbitas y relojes precisos eci 5 off Ejecutar gnuplot set grid plot lt cat eph 5 off lgawk if 1 6 print 2 6 lt cat eci 5 offlgawk if 1 6 print 2 6 set xrange 20000 60000 replot exit a Cu l es la deriva media a lo largo de un d a del reloj del sat lite PRNO6 Extrapolar el valor para 1 a o dar el resultado en metros y en ns ce 3 105m s 72 Procesado de Datos GPS c digo y fase b Estaba activada la S A cuando fueron capturados estos datos c A qu puede deberse la oscilaci n que se observa en la figura d Repetir el plot anterior para el sat lite PRN10 y PRN17 Qu derivas presentan Repetir el estudio para el d a 23 de Marzo de 1999 ficheros eph_5 on y eci_5 on e Cu l es la amplitud de la oscilaci n observada para el sat lite PRNO6 Estaba activada la S A cuando se capturaron estos datos f Seg n los gr ficos obtenidos la S A supone una alteracion del valor del reloj en el mensaje de navegaci n o una alteraci n del propio reloj del osci
83. las estimaciones de la altura sobre el elipsoide h del fichero obtenido 30may00 a pos y las del fichero original 30may00 a pos org Ejecutar gnuplot set grid set auto plot 30may00 a pos org u 1 10 30may00 a pos u 1 10 exit De qu orden son la diferencias Cu l era su incidencia sobre la pseudodistancia ver tema 5 Idem para la opci n Ionospheric Correction b c e Idem para la opci n Relativistic Correction a dem para la opci n TGD Correction dem tomando las coordenadas de los sat lites en el instante de re cepci n en vez de emisi n opci n Satellite coordinates at reception Using PR 3 Efecto del n mero de sat lites Representar gr ficamente los sat lites observados en funci n del tiempo para el fichero 30may00 a Ejecutar gnuplot set grid set auto plot 30may00 a u 3 4 exit a Eliminar el sat lite PRN21 del fichero 30may00 a y volver a posi cionar utilizando las mismas opciones con las que se gener el fichero 30may00 a pos org 78Con todas las restantes opciones activadas Pr ctica 6b Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 133 Ejecutar mv 30may00 a 30may00 a org cat 30may00 a orglgawk if 4 21 print 0 gt 30may00 a Procesar de nuevo 30may00 a con GCAT b Representar en una misma gr fica los valores de la altura sobre el elipsoide h del fichero obtenido y del fichero 30may00 a pos org
84. local de coordenadas este norte vertical y se toma Qenu R uus R donde Quyz es la submatriz de Q que contiene nicamente las componentes geom tricas entonces Horizontal Dilution of Precision HDOP V Gee qnn Vertical Dilution of Precision VDOP quu B sicamente el DOP representa un factor de proporci n aproximado entre la precisi n en el prosicionamiento y la precisi n de las medidas 00 en las ecuaciones de navegaci n GDOP 0 precisi n geom trica en posici n y tiempo PDOPo precisi n en posici n TDOP co precisi n en tiempo HDOPog precisi n en el posicionamiento horizontal VDOPogs precisi n en el posicionamiento vertical Notar que la precisi n de las soluciones de navegaci n dependen de dos factores 1 la precisi n de la medida co y 2 la geometr a de los sat lites visibles DOP Tema 6 Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 111 Anexo 6 1 M todo de Bancroft para el c lculo directo de la posici n del receptor y offset del sat lite El m todo de Bancroft permite obtener una soluci n directa de la posici n del receptor y el offset de su reloj sin requerir el conocimiento de ning n a priori para el receptor As este m todo puede proporcionar un valor inicial xo yo 20 para las ecuaciones de navegaci n vistas anteriormente Planteamiento y resoluci n Desarrollando la ecuaci n PJ x x4 y y z 24 cdt se o
85. lores Por qu 6 Programa rbitas Editar la subrutina FORTRAN orbit f e iden tificar las diferentes partes del algoritmo descrito en el ltimo apartado de fundamentos te ricos Identificar asimismo los diferentes par metros orbitales procedentes del mensaje de navegaci n ver formato RINEX Pr ctica 4b Errores en rbitas y relojes Efecto de la S A gAGE NAV 75 Respuestas Pr ctica 4b Errores en rbitas y relojes 76 Procesado de Datos GPS c digo y fase Tema 5 Modelado de la pseudodistancia gAGE NAV 77 Tema 5 Modelado de la pseudodistancia c digo La pseudodistancia o distancia aparente entre el sat lite y el receptor obtenida mediante la correlaci n del c digo modulado en la se al recibida del sat lite con la r plica generada en el receptor P c AT est afectada de una serie de t rminos que se suman a la distancia geom trica En la figura 17 se muestra un esquema de las diferentes contribuciones Emision 300m i Hol E Recepoion Offset reloj satelite lt 300Km Correccion relativista lt 13 m Pseudodistancia P1 P2 C A Retardos instrumentales sat TGD m Distancia geometrica p0 20 000Km ri Retardo ionosferico 2 50 m P ON troposferico 2 10 m Offset reloj receptor lt 300Km Retardos instrumentales receptor m Fig 17 Componentes de la pseudodistancia El modelado de las medidas de pseudodistancia P1 o C A y P2 entre un receptor i y un
86. marcas de tiempo ya se han ajustado a la escala de tiempo GPS Uti lizar la opci n Satellite coordinates at emission Geometric Responder a las siguientes cuestiones a Representar gr ficamente las desviaciones x y z y comparar con las del ejercicio anterior 4 DDbell_ebre21 pos1 recordar que en este ejercicio se utiliz el m todo geom trico para el c lculo de la poca de emisi n de la se al Ejecutar gnuplot set yrange 20 20 plot DDbell_ebre21 pos u 2 3 DDbell_ebre21 posi u 2 3 plot DDbell_ebre21 pos u 2 4 DDbell ebre21 posi u 2 4 plot DDbell_ebre21 pos u 2 5 DDbell_ebre21 posi u 2 5 exit Coinciden los resultados obtenidos con los del ejercicio 4 i En qu intervalo de tiempo se aprecia una mayor discrepancia en tre las estimaciones contenidas en los ficheros DDbell_ebre21 pos y DDbell_ebre21 pos0 De qu orden son las discrepancias ii Por qu a partir del instante t 63000 sec vuelven a coincidir las estimaciones de DDbell_ebre21 pos y DDbell ebre21 pos0 iii En qu instante se produce el reajuste de 1 milisegundo en el reloj del receptor ebre iv Afectar a este problema al posicionar con diferencias simples b Representar gr ficamente las desviaciones x y z y comparar con las del ejercicio 3 DDbell_ebre21 pos0 recordar que en este ejerci cio se utiliz el m todo del pseudorango para el c lculo de la poca de emisi n de la se al Ejecutar gnuplot
87. n http www ngs noaa gov CORS instructions2 En esta misma direcci n se proporcionan ficheros RINEX de observables y navegaci n broadcast Ephemeris y metereol gicos a partir del a o 1997 Tambi n pueden encontrarse ficheros de rbitas y relojes precisos Procesado de Datos GPS c digo y fase 3 Repetir el ejercicio anterior con el fichero de navegaci n Navfile html Ejecutar netscape Navfile html 4 Visualizar el fichero rinex 9Boct18casa____r0 rnx y responder a las siguien tes preguntas Ejecutar more 95octi8casa____r0 rnx a Cu les son el tipo de receptor y de antena b Cu les son las coordenadas de la estaci n Indicar las unidades y el sistema de coordenadas c Seg n la cabecera del fichero a qu intervalo de tiempo corresponden las observaciones registradas d Cu ntos sat lites contiene el fichero Contiene los sat lites PRNO5 y PRN23 Cu ntos sat lites se observan en el instante t 0 0730 e Cu l es el intervalo de tiempo entre observaciones f Cu ntas observaciones correspondientes al sat lite PRN25 se han re gistrado para L1 L2 P1 P2 g Cu les son los valores de L1 L2 P1 P2 para el sat lite PRN25 en el instante t 0 0 30 En qu unidades se expresan Cu l es la relaci n se al ruido SNR correspondiente a cada uno de estos datos h Por qu algunas medidas de fase L1 o L2 tienen signos negativos i Dar una estimaci n de la
88. nea a Cu nto tiempo tarda aproximadamente en viajar la se al del sat lite al receptor tomar un valor aproximado de 20 000Km para la distancia sat lite receptor b Cu nto se desplaza aproximadamante el sat lite durante este tiempo tomar un valor aproximado para la velocidad del sat lite ver por ejemplo el fichero 1995 10 18 eci con las velocidades en Km s referidas a un sistema casi inercial c Cu nto se desplaza aproximadamente el receptor terrestre debido a la rotaci n de la Tierra 68 Procesado de Datos GPS c digo y fase Respuestas Pr ctica 4a Elementos orbitales y sistemas de referencia Pr ctica 4b Errores en rbitas y relojes Efecto de la S A gAGE NAV 69 Pr ctica 4b Errores en rbitas y relojes Efecto de la S A Objetivos Estudiar y cuantizar los errores en las rbitas y relojes de los sat lites broadcast y precisas Analizar el efecto de la Selective availability a partir de ficheros con S A on y S A off Ficheros a utilizar eph on sp3 on eph off sp3 off eph_5 on eci_5 on eph 5 off eci_5 off Desarrollo 1 Copiar los programas y ficheros de la pr ctica en el directorio de trabajo 2 Errores en las rbitas y relojes de sat lites broadcast S A on En el fichero eph on se proporcionan las coordenadas x y z en el sis tema ligado a la tierra WGS 84 y los offsets de los relojes de los sat lites calculados a partir del mensaje de navegaci n p
89. of the receiver and the time of transmission expressed in the time frame of the satellite of a distinct satellite signal the observation time being the reading of the receiver clock at the instant of validity of the carrier phase and or the code measurements Usually the software assumes that the observation time is valid for both the phase AND the code measurements AND for all satellites observed Consequently all these programs do not need most of the information that is usually stored by the receivers They need phase code and time in the above mentioned definitions and some station related information like Station name antenna height etc 184 Procesado de Datos GPS c digo y fase 2 GENERAL FORMAT DESCRIPTION Currently the format consists of six ASCII file types 1 Observation Data File Navigation Message File Meteorological Data File GLONASS Navigation Message File GEO Navigation Message File Satellite and Receiver Clock Date File O 01d ON The format definition of the clock files has been published in 1998 in a separate document by Jim Ray and Werner Gurtner available at the IGS Central Bureau Information System ftp igscb jpl nasa gov igscb data format rinex_clock txt Each file type consists of a header section and a data section The header section contains global information for the entire file and is placed at the beginning of the file The header section contains header labels in columns 61
90. s 6 7Km Evidentemente con un nico faro s lo es posible determinar una medida de distancia relativa pudiendo estar el barco situado en inspirado en Kaplan 1996 4 Procesado de Datos GPS c digo y fase cualquier punto sobre un c rculo de radio d ver figura 1 Con un segundo faro la posici n del barco vendr dada por la intersecci n de dos circunferencias con centros en dichos faros y radios determinados por sus distancias relativas al barco medidos a partir de las se ales ac sticas En este caso el barco podr estar situado en cualquiera de los dos puntos de intersecci n que se muestran en la figura 1 Un tercer faro resolver a la ambig edad anterior A pesar de que el ejemplo anterior corresponde a un caso bidimensional el principio b sico es el mismo que en el sistema GPS e En el caso de los faros se suponen conocidas sus coordenadas En el caso de los sat lites GPS stas se calculan a partir de las efem rides transmitidas por los mismos e En el posicionamiento GPS al igual que en el ejemplo la distancia entre el receptor y los sat lites se calcula a partir del tiempo de propagaci n de una se al en este caso una onda electromagn tica del sat lite al receptor ver tema 2 Con un unico faro hay una circunferencia de ambiguedad Con dos faros hay dos puntos de ambiguedad Con tres faros se resuelve la ambiguedad Fig 1 Posicionamiento 2D En la pr ctica un conocimi
91. se utiliza el m todo geom trico el coeficiente el reloj del receptor deja de ser 1 quedando afectado por una correcci n que depende del sat lite icd C y por tanto no se cancela completamente al formar diferencias entre sat lites El impacto de este efecto sobre la soluci n de navegaci n se pone de mani fiesto en los ejercicios 4 y 5 de la pr ctica 7a posicionamiento con c digo y los ejercicios 3 y 4 de la pr ctica 7b posicionamiento con c digo y fase 146 Procesado de datos GPS c digo y fase 3 Posicionamiento con diferencias dobles con c digo y fase Flotando Si adem s de observaciones de c digo P se dispone de observaciones de fase L se podr ampliar el sistema de ecuaciones anterior con estas nuevas medidas Las observaciones de fase se modelar n de forma similar a las de c digo aunque teniendo en cuenta los t rminos de ambigiiedad de la fase ver tema 3 que son cantidades desconocidas que deber n estimarse conjuntamente con la posici n del rover Entonces a adiendo las medidas de fase al sistema de ecuaciones en dife rencias dobles anterior e introduciendo los bias de los arcos doble diferenciados como par metros adicionales a estimar se obtiene el sistema de ecuaciones AVprefit P AVprefit L AVprefit P AVprefit L Igualmente se obtiene un sistema de ecuaciones lineales que se puede resolver mediante el filtro de Kalman considerando los bias d
92. su rbita y generar su propio mensaje de navegaci n Ser n capaces de medir distancias entre ellos y transmitir observaciones a otros sat lites o al segmento de control Un sat lite de este tipo completamente desarrollado ha de poder operar du rante medio a o sin apoyo del segmento de control y sin dergradaci n en la exactitud de las efem rides Se prevee que algunos puedan estar equipados con masers de hidr geno e Bloque IIF Follow on Operational Satellites Su lanzamiento est previsto a partir del 2001 Su vida media te rica es de unos 10 a os y dispondr n de sistemas de navegaci n inercial Tema 2 Descripci n del sistema GPS gAGE NAV 17 Tipo de reloj Estabilidad diaria Tiempo que tarda en NTE ago terre segundo 30 a os 30 000 a os 300 000 a os 10 7 30 000 000 a os Tabla 1 Estabilidad de los relojes fuente A Leick pp 28 Los sat lites GPS se identifican de diferentes maneras por su posici n en el plano orbital cada sat lite ocupa un lugar 1 2 3 dentro de las seis rbitas A B C D E F por el n mero de catalogaci n de la NASA por el n mero internacional de identificaci n por el c digo PRN c digo pseudoaleatorio de ruido y por el n mero de la secuencia de lanzamiento SVN La senal GPS Cada sat lite transmite en dos frecuencias en banda L Estas frecuencias se derivan de una frecuencia fundamental a f 10 23 MHz con una relaci n D generada por sus reloje
93. tsub gt 86400 d0 tsub tsub 86400 d0 if tsub 1t 0 d0 tsub tsub 86400 d0 Convert to slant time delay compute the slant factor F F 1 d0 16 d0 0 53d0 elev pi 3 Compute the ionospheric time delay sTEC in meters of delay alpha alpha0 alphal gmlatt talpha2 gmlat 2 alpha3 gmlat 3 beta beta0 betal gmlattbeta2 gmlat 2 beta3 gmlat 3 if alpha 1t 0 d0 alpha 0 d0 if beta 1t 72000 d0 beta 72000 d0 Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 277 x 2 d0 pi tsub 50400 d0 beta if dabs x le pi 2 d0 then y alphax 1 d0 x x 2 2 d0 x 4 24 d0 else y 0 d0 endif Tiono F 5 d 9 y c return end 278 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Subrutina car2geo f c234567890 0000000000000 OO OOA B 20 subroutine car2geo x y z xlon xlat h implicit double precision a h o z Conversion de coordenadas cartesianas x y z a elipsoidales fi lambda h para WGS84 sta x y z gt car2geo gt xlon xlat h xlon geodetic longitude xlat geodetic latitude h altura sobre el elipsoide gAGE grupo de Astronomia y GEomatica declaracion de Valores oooooooooooo o tol 1 d 9 pi 3 1415926535898d0 WGS84 parameters in meters a 6378137 d0 f 1 d0 298 257223563 b a 1 d0 f e2 a 2 b 2 a 2 xl datan2 y x p dsqrt x 2 y 2 fi datan z p dsqrt 1 d0 e2 fia fi continue xn a 2 dsqrt a dcos fi 2 b dsin fi 2 h p dcos fi xn Ap ndice IV listados de
94. v a radio por la banda S Cada sat lite puede ser re frescado tres veces al d a es decir cada 8 horas no obstante normalmente se recarga una vez al d a Segmento de Usuario El segmento de usuario est formado por los receptores GPS Su principal funci n es recibir la se al de los sat lites GPS determinar las pseudodistancias y resolver las ecuaciones de navegaci n para obtener sus coordenadas y proporcionar un tiempo muy preciso Los elementos b sicos de un receptor GPS gen rico son una antena con pream plificador una secci n de radiofrecuencia un microprocesador un oscilador con precisi n intermedia una fuente de alimentaci n una memoria para el almace namiento de datos e interfaz con el usuario La posici n calculada va a estar referida al centro de fases de la antena Medidas de pseudodistancia antena y fases C A P1 P2 L1 L2 Algoritmos de Estimaciones de gt la posicion y del reloj del usuario Receptor GPS Navegacion A 1 Reloj del Usuario Fig 7 Esquema b sico de un receptor GPS fuente BW Parkinson Vol I p 246 22 Procesado de Datos GPS c digo y fase El mensaje de navegaci n Cada sat lite recibe de las antenas de tierra un mensaje que contiene infor maci n de sus par metros orbitales el estado de su reloj y otros datos temporales Esta informaci n es reenviada al usuario a trav s del mensaje de navegaci n Trama 30 seg Rai Subtrama 6 seg
95. x i i i i i i i i 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 Tiempo segundos GPS 57000 58000 59000 60000 61000 Tiempo segundos GPS 62000 63000 64000 Practica 7b ejercicio 4a bell relativa a ebre DD LCPC Kinem Pos Broadcast orbits x WGS84 y WGSB4 E H 2 WGS84 i 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 Time GPS seconds 65000 Practica 7b ejercicio 5a bell relativa a ebre DD LCPC Kinem Pos Precise orbits x WGS84 y WGSBA x 2 WGS84 x 57000 58000 59000 60000 61000 Time GPS seconds 62000 63000 64000 65000 65000 65000 Offset m Offset m Discrepance meters Discrepance meters Procesado de datos GPS c digo y fase Practica 7b ejercicio 2h bell relativa a ebre DD LCPC Kinem Pos Broadcast orbits 300000 T T T T T 250000 200000 150000 F 100000 50000 o i i i i i clock bell clock ebre i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 Tiempo segundos GPS 62000 63000 64000 65000 Practica 7b ejercicio 3h bell relativa a ebre DD LCPC Kinem Pos Broadcast orbits Alg geometrico 300000 E T T T T T T clock bell clock ebre 250000 f 4 200000 4 150000 F 100000 f 4 50000 f 4 o i i E i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Tiempo se
96. x te Bh t s E A E x Xx E sy g oen x TOP a tx PERA E FEDES te ee RSE qa A Bc A a P dress 3 x E x ee P 3 E O dM rou EE T a sL i A Mo Re rade et aa x 10 h 5 hi B 3 4 as L E J db i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Tiempo segundos GPS Practica 7a ejercicio 4g bell relativa a ebre DD PC Kinem Pos Broadcast orbits 20 T T T T T T T T x WGS84 DD x WGS84 D 15 EF a gt B 4 i 4 10 di a 4 x PE x 4 E e x A 4 10 J 15 de ES 4 20 i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Tiempo segundos GPS Practica 7a ejercicio 4g bell relativa a ebre DD PC Kinem Pos Broadcast orbits 20 T T T T T T T z WGS84 DD z WGS84 D 15 EF t d B i 4 10 do 3 4 BE La ee x E E eek e E x m ee P ma eo O E ER ot Hom J E Pa T E nn af agi are ae P EA 3 E x ae pet dieu qo T 3 f VERE E E pe t eb a sh y 7 E row es Ow I aede 4 st wo ob a J 3 15 4 20 i i i j i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Tiempo segundos GPS Discrepancia m Offset m Discrepancia m Offset m Procesado de datos GPS c digo y fase Practica 7a ejercicio 3g bell relativa a ebre DD PC Kinem Pos Broadcast orbits 20 T T T T T T z y WGS84 DD y WGS84 D x 15 h i 4
97. xNw Nw xN1 N1 DDBc Reconstruccion de la Li_inambigua DDLi_r DDLi r DDLi dble N1 xlambdai xlambda2 dble Nw xlambda2 err DDLi DDLi r DDSTEC N2 N1 Nw DDBc_r gamma xlambda1 dble N1 xlambda2 dble N2 gamma 1 d0 Reconstruccion de la Lc_inambigua DDLc_r DDLc_r DDLc DDBc_r write 2 a4 1x 3 i2 1x 1x 8 2 1x 9 4 1x i5 1x f9 4 2 1x 15 3 1x f6 4 2x 2 1x f9 4 2 1x f14 4 sta staR isatR isat iarc sec xNw Nw xN1 N1 N2 DDLi DDLi_r DDSTEC DDBc DDBc_r DDLc DDLc_r goto 10 continue end Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 259 e Programa coord_ems P f program coord ems P implicit double precision a h o z dimension a 38 Aplicando el ALGORITMO DEL PSEUDORANGO este programa calcula las coordenadas WGS 84 de un satelite en el instante de emision de la sen al y en el sistema ligado a la Tierra en el instante de recepcion Tambien proporciona la diferencia entre los instantes de emision y recepcion e Instante en que se ha recibido la sen al segun reloj receptor iyear an o idoy dia del an o sec segundos dentro del dia P medida de pseudorango x sta y sta z sta coordenadas aproximadas de la posicion del receptor WGS 84 en metros Mensaje de navegacion broadcast data de acuerdo con el formato RINEX sat year mon day h m sec a0 al a2 IODE Crs dn xMo Cuc e Cus al2 toe Cic Omgg Cis xIo Crc omgp Omgd xIDOT xx GPS Week xx SVac SVh TGD
98. yn 2 c c c c Pxx Qxx c Byy Qyy c Pzz Qzz c PO Ptt Q I Qtt c Pb1 Qb1 E c Pb32 Qb32 c c c c c fi x 8i se produce un cycle slip c fi_y en el sat PRN k c fi z fi bk 0 Qbk 9e16 m2 c fi fit c fi_b1 Si no se produce cycle slip c fi_bk 1 Qbk O c fi_b32 c iarc permite identificar C los cycle slips c Si cambia iarc gt cycle slip c c c e Ver ecuaciones del filtro en el tema 6 pagina 104 c 250 Procesado de Datos GPS c digo y fase suspensas pesa nana pda da pla pela Sada a c Los valores de y n sigma y x0 xs ro y0 ys ro z0 zs ro c se obtienen del fichero file dat c c c X Ejemplo de fichero file dat E itype time PRN y n sigma y x0 xs ro yO ys ro z0 zs ro 1 iarc meters PC 900 03 5934 730 10 0 0 557881 LC 900 03 5935 241 0 1 0 557881 0 398805 0 727820 1 PC 900 17 5939 028 10 0 0 058012 1 0 1 398805 0 727820 613973 0 787191 613973 0 787191 369129 0 656667 369129 0 656667 LC 900 17 5938 107 O 0 058012 PC 1800 22 5933 606 10 0 0 657670 LC 1800 22 5932 513 0 1 0 657670 O Q O OO QO ererrrrhe mo O O O O O RNA HH Los valores de Pxx Pyy Pzz Ptt Qxx Qyy Qzz Qtt fi x fi y fiz fi t se establecen a traves de la namelist kalman nml kalman nml
99. z dimension r 3 rp 3 rp 1 cos ang r 1 sin ang r 2 rp 2 sin ang r 1 cos ang r 2 rp 3 r 3 end 230 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Programa wgs2eq ts Lo mismo que en wgs2eq pero el tiempo sid reo lo calcula el propio programa c234567 implicit double precision a h o z dimension r 3 rp 3 0000000000000 Q yy mm dd UT x y z gt wgs2eq_ts gt x y z WGS84 equatorial coord x gt Greenwich x gt Aries z gt North Pole z gt North Pole Example echo 1998 11 13 0 16336 5 7596 6 19390 9 wgs2eq_ts gAGE Research group of Astronomy and GEomatics pi 3 1415926535898d0 read ay am ad ah r Sidereal time calculation call sidOTU ay am ad ts ts ts 1 00273790934d0 ah ts dmod ts 24 d0 print ay am ad ah ts ts ts pi 12 d0 Coordinate transformation call rot3 ts r rp write f12 5 1x f12 5 1x f12 5 rp end Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 231 subroutine rot3 ang r rp implicit double precision a h o z dimension r 3 rp 3 rp 1 dcos ang r 1 dsin ang r 2 rp 2 dsin ang r 1 dcos ang xr 2 rp 3 r 3 end subroutine sidOTU xy xm xd sid implicit double precision a h o z double precision jd if xm le 2 then xy xy 1 d0 xm xm 12 d0 endif Julian day jd jd int 365 25d0 xy int 30 6001d0 xm 1 d0 xd 1720981 5d0 c Sidereal time calculation at Oh TU sid tt jd 2451545 d0 3652
100. 0 10 gm 398600 5d0 c 299792458 d0 continue read end 100 p call kepler p 6 p 2 ex rr p 1 1 d0 p 2 dcos ex xv datan2 dsqrt 1 d0 p 2 2 dsin ex dcos ex p 2 call rotate 3 p 5 rot3 call rotate 1 p 3 rot1 call prod rot1 3 3 rot3 3 3 rot2 call rotate 3 p 4 rot3 call prod rot3 3 3 rot2 3 3 rot calculo de la posicion r r0 1 rrx dcos xv r0 2 rr dsin xv r0 3 0 d0 call prod rot 3 3 r0 3 1 r calculo de la velocidad v xna dsqrt gm p 1 b p 1 dsqrt 1 d0 p 2 2 v 1 xna rr rot 4 b dcos ex rot 1 p 1 dsin ex v 2 xna rr rot 5 b dcos ex rot 2 p 1 dsin ex v 3 xna rr rot 6 b dcos ex rot 3 p 1 dsin ex write r v goto 10 end subroutine kepler xm e ex implicit double precision a h o z eps 1 d 12 ex xm dex xm ex e dsin ex ex ex dex if dex gt eps goto 10 return end 238 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Programa rv2ele_orb C lculo de los elementos orbitales a partir de la posici n y la velocidad del sat lite cx234567 implicit double precision a h o z dimension r 3 v 3 c 3 ve 3 r v gt rv2ele orb gt a e i OMEGA omega M ecuatoriales X gt Aries z gt Polo Norte unidades km y km s unidades km y rad Nota M n t T con n dsqrt gm a 3 Ejemplol echo 15334 2312 21208 994 3 770 359 rv2ele_orb Resultado 26549
101. 0 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Practica 7b ejercicio 7a FIXING versus FLOATING ambig DD Kinem Pos Broadcast orbits 04 y T r T T r T FLOATED y WGS84 FIXED y WGS84 os 4 o2L 4 oa 4 oL 4 ot 4 02h 4 os 4 pa i i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Practica 7b ejercicio 7a FIXING versus FLOATING ambig DD Kinem Pos Broadcast orbits 04 r r r r r r r FLOATED z WGSB4 FIXED 2 WGS84 os 4 02 4 WT pe af umi oL eie 4 OA E 4 aal 0 3 L 4 PEE i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Practica 7b ejercicio 8c lonospheric Refraction E DDSTEC bell gbre PRN21 04 4 56000 57000 58000 59000 60000 61000 Time GPS seconds 62000 63000 64000 65000 310 Discrepance meters meters Practica 7b ejercicio 8b FIXING versus FLOATING ambig DD Kinem Pos Precise orbits 0 4 0 2 0 2 0 4 FLOATED y WGS84 FIXED y WGS84 x x Ear Ed TEX LE i i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 Time GPS seconds Practica 7b ejercicio 9a dt Prefit_residuals reloj_receptor Broadcast orbits 65000 250 200 150 100 50 50 L 100 150 200 T 1 dT bell u 1 3 dT Bbre u 1 3 i H i i i i i
102. 0 eph y a partir de l calcular las posiciones de los sat lites para el d a 18 de octubre de 1995 respecto al sistema de referencia ligado a la Tierra Ejecutar cp 95octi8casa____r0 eph 95oct18 eph eph2txt 9boct18 eph cat 950ct18 b orb2xyz gt pos b more pos b 37B sicamente se trata del sistema CTS ver p gina 26 64 Procesado de Datos GPS c digo y fase b Editar el programa orb2xyz f y comparar con el algoritmo des crito en la p gina 59 Describir los diferentes pasos que realiza el programa orb2xyz f para el c lculo de estas coordenadas c Calcular la distancia geoc ntrica en km del sat lite PRN15 en los instantes de tiempo registrados en el fichero 950ct18 b Ejecutar cat pos b awk if 1 15 print 3 sqrt 4 24 5 2 672 1000 gt dist b gnuplot plot dist b exit Cu l es el rango de variaci n que se observa Calcular la variaci n relativa Tmax Tmin Tmin X 100 Calcular el periodo de la rbita a partir del valor del semieje mayor ver ecuaciones en el apartado de fundamentos te ricos El sat lite TOPEX POSEIDON orbita a una altura de unos 1 400km sobre la superficie de la Tierra Cu l es su periodo orbital Radio Tierra 6 400km 3 Variaci n de los elementos orbitales El programa rv2ele_orb per mite calcular los elementos orbitales osculatrices de un sat lite a partir de su posici n y velocidad en un sistema de referencia inercial en realidad ps
103. 00 Reloj e 38000 200000 38500 39000 39500 40000 Tiempo segundos GPS 40500 41000 Practica 6a ejercicio 5c 2 Estimaciones del reloj random walk 150000 100000 f 50000 Estimacion del reloj m o T 50000 100000 150000 200000 T T T T T Reloj o 38000 200000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Tiempo segundos GPS Practica 6a ejercicio 5c 4 Estimaciones del reloj random walk Q 999 150000 100000 f 50000 50000 Estimacion del reloj m 100000 150000 T T T T T Reloj gt 200000 38000 38500 39000 39500 Tiempo segundos GPS 40000 40500 41000 302 Procesado de datos GPS c digo y fase 200 Practica Sa ejercicio 6a Errores de estimacion de coordenadas con orbitas y relojes precisos ON Practica 6a ejercicio 6a Errores de estimacion de reloj con orbitas y relojes precisos T T T T T T T 1 T T T T T T T T Dx o dT o Dy wt Dz m 100000 E 4 100 H i i i i 4 50000 i E E El so i 4 E E E El B or i a a 5o H i i H i 4 jd 50000 i i 4 100 B 4 100000 rag i 4 150 i j i i 4 200 i i i i i i 150000 i i i i i i 38400 38600 38800 39000 39200 39400 39600 39800 40000 40200 38400 38600 38800 39000 39200 39400 39600 39800 40000 40200 Tiempo segundos GPS
104. 00 30000 40000 50000 60000 70000 Tiempo Segundos GPS 80000 Practica 3a ejercicio 5b Combinaciones lonosfericas Codigo y Fase para PRN 15 10 H 8 PIPRN15 o LIPRN15 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Tiempo Segundos GPS 40000 45000 50000 288 Procesado de datos GPS c digo y fase 16 Practica 3a ejercicio So 1 Combinaciones lonosfericas Codigo y Fase para PRN 01 con A S PIPRNO1 o LIPRNOT LI PI metros E mil 2 o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo Segundos GPS Gr ficas Pr ctica 3b Practica 3b ejercicio 2a Deteccion Cycle slip con L1 PRN 18 4e 06 T T T E Original o Con Cycle slip 6e 06 8e 06 j 8 3 1e 07 1 2e 07 1 4e 07 1 6e 07 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Tiempo segundos GPS m Practica 3b ejercicio 2b Deteccion Cycle slip con L1 P1 PRN 18 L1 P1 sin cycle slip o Li P1 con cycle sliq ais c EAR ci MEES a as i an Pe Pur me MN e E 30 x ad amp 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Tiempo segundos GPS EM Practica 3b ejercicio 2c Deteccion Cycle slip con LC PC PRN 18 LC PC sin cycle slip o LC PC con cycle slip 50 4 AVR Y E I o rh licae EUR M S Soo O BoB AOS o od 2 e RS La AN M 20 i d a 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Tiempo segundos GPS Practica 3a ejercicio 6b Deteccion de Mul
105. 000000000D 00 000000000000D 00 133230702863D 01 153748090744D 03 842877388000D 08 303560162325D 09 000000000000D 00 120000000000D 02 000000000000D 00 000000000000D 00 055024966723D 01 153607444763D 03 378357410431D 07 231771457751D 09 000000000000D 00 900000000000D 01 000000000000D 00 000000000000D 00 024837471822D 00 153622446060D 03 676380634308D 08 982475359282D 09 000000000000D 00 180000000000D 02 000000000000D 00 000000000000D 00 539773236047D 00 153623073578D 03 911554813385D 08 163197172786D 09 000000000000D 00 480000000000D 02 000000000000D 00 220 Procesado de Datos GPS c digo y fase Fichero 950ct18casa a casa 291 O 14 3832855 061 3832852 989 20764791 103 20764791 889 casa 291 O 15 1932753 473 1932752 152 23025606 133 23025608 420 casa 291 O 18 191430 529 191430 252 24656587 151 24656589 163 casa 291 0 22 2444624 551 2444621 901 22508513 354 22508514 937 casa 291 O 25 2949812 363 2949808 662 22258999 205 22258999 632 casa 291 0 29 1670473 859 1670472 308 22409115 477 22409115 635 casa 291 30 14 3840286 848 3840284 776 20757359 266 20757360 162 casa 291 3015 1914283 549 1914282 239 23044076 112 23044078 373 casa 291 3018 207329 153 207328 868 24640688 394 24640690 635 casa 291 30 22 2458225 787 2458223 122 22494912 015 22494913 648 casa 291 30 25 2935690 690 2935686 992 22273121 015 22273121 208 casa 291 30 29 1681115 594 1681114 037 22398473 854 22398474 054 casa 29
106. 00000E 02 000000000000E 00 Declaracion de parametros Velocidad de la luz m s c 299792458 d0 Velocidad rotacion Tierra rad s om_e 7 2921151467d 5 Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 261 read end 10 iyear idoy sec P x sta y sta z sta a 10 continue C gt gt gt Offset del reloj del satelite respoecto al tiempo GPS toc a 5 3600 d0 a 6 60 d0 a 7 dt_sat a 8 a 9 sec toc a 10 sec toc 2 Instante de EMISION en tiempo GPS lt seci sec P c dt sat Coordenadas en el instante de EMISION en tiempo GPS en el sistema ligado a la Tierra en la epoca de emision call orbit iyear idoy sec1 a x0 y0 z0 Ek Coordenadas en el instante de EMISION en tiempo GPS en el sistema ligado a la Tierra en la epoca de RECEPCION Distancia geometrica en tiempo satelite estacion dt dsqrt x0 x_sta 2 yO y_sta 2 z0 z sta 2 c Transformacion de coordenadas al sistema ligado a la Tierra en el instante de recepcion Rotacion de la Tierra durante el tiempo dt x x0 y0x xom_ex dt y y0 x0 om_e dt z z0 write f4 1 1x f14 4 1x f14 4 1x f14 4 f14 4 1x f 9 3 a 1 seci x y z seci sec end 262 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Subroutine prod f 000 00 30 20 10 100 subroutine prod A m 1 B 11 n C implicit DOUBLE PRECISION A H 0 Z dimension A B C Calcula el produto de de una matriz A mxl y una matriz B llxn El resultado
107. 03 000000000000D 00 01 13 14 51 12 0 190921127796D 07 545696821064D 11 534791280000D 05 406135428800D 08 153250000000D 01 875000000000D 04 000000000000D 00 112445465600D 08 304687500000D 01 125000000000D 03 400000000000D 01 809084000000D 05 947600000000D 01 437500000000D 03 000000000000D 00 gAGE NAV 215 gt 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 70 8 216 Procesado de Datos GPS c digo y fase Ap ndice III algunos ficheros de datos gAGE NAV 217 Ap ndice III algunos ficheros de datos Fichero 95oct18casa___r0 rnx 2 OBSERVATION DATA GPS srx v1 8 1 4 BAI CASA 4087 8 gn2 jpl 138 ROGUE SNR 8000 95 03 08 DORNE MARGOLIN T 2444431 2031 4428688 6270 3875750 1442 0 163000 0 0000 0 0000 30 1 1 0 4 L1 L2 P1 P2 SNR is mapped to signal strength 0 1 4 9 SNR 500 2100 gt 50 gt 10 gt 5 gt 0 bad sig 9 8 T 6 5 4 1995 10 18 00 00 00 000000 1995 10 18 23 59 30 000000 24 01 783 783 783 783 02 878 878 878 878 04 925 925 925 925 05 746 746 746 746 06 762 762 762 762 07 793 793 793 793 09 907 907 907 907 14 739 739 739 739 15 973 973 973 973 16 936 936 936 936 17 848 848 848 848 18 740 740 740 740 19 883 883 883 883 20 876 876 876 876 21 871 871 871 871 22 891 891 891 891 23 835 835 835 835 24 737 737 737 737 25 874 874 874 874 95 10 19 03 18 22 n a RINEX VERSION TYPE PGM RUN BY DATE MARKER NAME MARKER NUMBER OBSERVER AGENCY REC
108. 0807561 10 1995 10 17 15 14 50 00 11125 62301 17073 69143 16529 65060 91774452 2 91467036 2 45649755 10 1995 10 17 15 29 50 00 10202 72709 19536 55031 14177 70322 1 13021063 2 54994727 2 76244628 10 1995 10 17 15 44 50 00 9097 10708 21649 48026 11571 80544 1 32314404 2 13820471 3 01989776 10 1995 10 17 15 59 50 00 7828 05306 23373 42988 8757 98524 1 49280782 1 68686222 3 22372395 10 1995 10 17 16 14 50 00 6418 03012 24676 43742 5786 42870 1 63589859 1 20422731 3 36983413 10 1995 10 17 16 29 50 00 4892 24860 25534 35055 2710 49242 1 74963251 69931413 3 45529027 10 1995 10 17 16 44 50 00 3278 16264 25931 37064 414 37415 1 83181793 18163605 3 47839058 10 1995 10 17 16 59 50 00 1604 91090 25860 40172 3531 76545 1 88091096 33901976 3 43871688 10 1995 10 17 17 14 50 00 97 28443 25323 19163 6585 48190 1 89605185 85282690 3 33714327 10 1995 10 17 17 29 50 00 1797 74176 24330 26159 9520 68224 1 87708037 1 35015382 3 17580594 10 1995 10 17 17 44 50 00 3465 94881 22900 62882 12284 99177 1 82453030 1 82178812 2 95803585 10 1995 10 17 17 59 50 00 5072 17706 21061 33515 14829 53493 1 73960365 2 25914209 2 68825859 0 10 1995 10 17 18 14 50 00 6588 06462 18846 80158 17109 86454 1 62412670 2 65443288 2 37186634 1 10 1995 10 17 18 29 50 00 7987 15251 16298 03436 19086 76631 1 48049086 3 00083151 2 01506919 1 10 1995 10 17 18 44 50 00 9245 36193 13461 71203 20726 92236 1 31158136 3 29257802 1 62473248 1 10 1995 10 17 18 59 50 00 10341 40344 10389 18488 22003
109. 1 60 14 3847635 893 3847633 821 20750010 062 20750010 988 casa 291 60 15 1895770 976 1895769 678 23062588 653 23062591 023 casa 291 6018 223219 005 223218 710 24624798 015 24624800 800 casa 291 60 22 2471750 391 2471747 715 22481387 456 22481388 934 casa 291 60 25 2921510 699 2921507 003 22287301 001 22287301 347 casa 291 60 29 1691735 199 1691733 640 22387854 082 22387854 429 casa 291 90 14 3854900 513 3854898 440 20742745 403 20742746 301 casa 291 90 15 1877216 337 1877215 051 23081143 251 23081145 556 casa 291 9018 239097 495 239097 188 24608919 438 24608922 072 casa 291 90 22 2485199 565 2485196 877 22467938 317 22467939 902 casa 291 90 25 2907272 799 2907269 105 22301538 849 22301539 273 casa 291 90 29 1702332 295 1702330 732 22377257 010 22377257 225 casa 291 120 14 3862079 748 3862077 674 20735566 158 20735566 939 casa 291 120 15 1858620 266 1858618 992 23099739 479 23099741 640 casa 291 120 18 254966 370 254966 052 24593050 725 24593053 168 casa 291 120 22 2498575 070 2498572 370 22454562 752 22454564 087 casa 291 120 25 2892979 649 2892975 958 22315832 094 22315832 420 casa 291 120 29 1712906 835 1712905 270 22366682 490 22366682 619 casa 291 150 14 3869175 843 3869173 768 20728470 119 20728470 864 casa 291 150 15 1839983 374 1839982 111 23118376 275 23118378 699 casa 291 150 18 270826 629 270826 296 24577190 126 24577193 081 casa 291 150 22 2511880 571 2511877 859 22441257 344 2244125
110. 1 sigma que representa la contibuci n total de las diferentes fuentes de error sobre la pseudodistancia Pr ctica 6a Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 129 b Si para reducir el ruido en el UERE de cada sat lite el receptor realiza un promedio cada 16 muestras calcular el nuevo UERE c Suponiendo incorreladas las observaciones de los diferentes sat lites y adoptando los valores HDOP 2 0 y VDOP 2 5 dar una estimaci n de los errores en el posicionamiento horizontal y vertical 6 Naturalmente esta hip tesis se incumple sistem ticamente pues por ejemplo un error en el valor del retardo ionosf rico vertical se transmite proporcionalmente a trav s del factor de oblicuidad a las medidas de pseudodistancia de los diferentes sat lites observados Debido a ello una parte de este error puede ser absorbida por el error del reloj del receptor que es com n para todos los sat lites y se estima conjuntamente con las coordenadas 130 Procesado de Datos GPS c digo y fase Respuestas Pr ctica 6a Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n posicionamiento y efecto de la S A Pr ctica 6b Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 131 Pr ctica 6b Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n An lisis de las componentes del modelo y su im pacto sobre el posicionamiento Objetivos Resolver las ecuaciones de navegaci n Analizar el efecto sobre el posi cionamiento de las diferentes
111. 10 4 4 4 5 E A 4 at as E CUM ie Ero is Es L i i 4 10 i i 4 as i 4 20 i i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Tiempo segundos GPS Practica 7a ejercicio 3h pos absoluto relojes de bell y ebre 300000 T T T T T i T clock bell clock ebre 250000 p 200000 a 150000 100000 A 50000 4 o i i i i i i M 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Tiempo segundos GPS Practica 7a ejercicio 4g bell relativa a ebre DD PC Kinem Pos Broadcast orbits 20 T T T T T T i T y WGSB4 DD y WGS84 D x 15 F E E t i i d 10 p 4 4 4 st 1 B 3 E 4 x HPLC w wr g tock ds E x PK of TRES GRE a e x Fee E ES a SES TOR T E 10 15 L 20 56000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 o 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 Tiempo segundos GPS 65000 Practica 7a ejercicio 4h pos absoluto relojes de bell y ebre clock bell clock ebre ee 57000 58000 59000 60000 61000 Tiempo segundos GPS 62000 63000 64000 65000 Ap ndice V gr ficas de los ejercicios gAGE NAV 307 Discrepancia m Discrepancia m Discrepancia m Practica 7a ejercicio 5a bell relativa a ebre DD PC Kinem Pos Broadcast orbits 65000 65000 10 X WG 84 Metodo Geometrico corrigiendo de relojes
112. 12 07 12 20 II 21 39 09 1993 042A 22700 A 1 93 06 26 Cs4 93 07 20 12 54 UT 11222 35 05 1993 054A 22779 B 5 93 08 30 Rb1 93 09 28 19 29 UT II 23 34 04 1993 068A 22877 D 4 93 10 26 Rb1 93 11 22 18 20 UT 11 24 36 06 1994 0164 23027 C 5 94 03 10 Rb1 94 03 28 14 20 UT 11 25 33 03 1996 0194 23833 C 2 96 03 28 OCs4 96 04 09 21 17 UT 11 26 40 10 1996 041A 23953 E 3 96 07 16 Rb1 96 08 15 15 05 UT II 27 30 30 1996 056A 24320 B 2 96 09 12 Cs3 96 10 01 15 28 UT II 28 38 08 1997 067A 25030 A 3 97 11 06 Cs3 97 12 18 15 24 UT Block IIR IIR 1 42 12 97 01 17 Launch failure IIR 2 43 13 1997 035A 24876 F 3 97 07 23 Rbi 98 01 31 00 57 UT IIR 3 46 11 1999 055A 25933 D 2 99 10 07 Rbi 00 01 03 15 02 UT IIR 4 51 20 2000 025A 26360 E 1 00 05 11 Rbi 00 06 01 16 09 UT IIR 5 44 28 2000 040A 26407 B 3 00 07 16 Rb2 00 08 17 13 51 UT IIR 6 41 14 2000 071A 26605 F 1 00 11 10 Rbi 00 12 10 21 12 UT IIR 7 54 18 2001 004A 26690 E 4 01 01 30 Rbi 01 02 15 15 51 UT IIR 8 56 16 2003 005A 27663 B 1 03 01 29 Rb3 03 02 18 15 53 UT IIR 9 45 21 2003 010A 27704 D 3 03 03 31 Rb3 03 04 12 05 27 UT IIR 10 47 22 2003 058A 28129 E 2 03 12 21 Rb3 04 01 12 16 50 UT IIR 11 59 19 2004 009A 28190 C 3 04 03 20 Rb3 04 04 05 17 06 UT IIR 12 60 23 2004 023A 28361 F 4 04 06 23 Rb2 04 07 09 16 07 UT IIR 13 61 02 2004 045A 28474 D 1 04 11 06 Rb3 04 11 22 16 23 UT Block IIR M IIR M 1 53 17 2005 038A 28874 C 4 05 09 26 Rb3 05 12 16 23 30 UT IIR M 2 52 31 2006 042A 29486 A 2 06 09 25 Rb3 06 10 12 22 53 UT IIR
113. 13oct98 a orb rc lawk print 2 sqrt 3 13 2 4 14 2 5 15 2 exit Teniendo en cuenta la distancia sat lite receptor 20 000km justificar tedricamente el desplazamiento del sat lite obtenido en el apartado anterior tomar v 4km s Debe considerase tambi n la rotaci n de la Tierra Calcular el error sobre la pseudodistancia modelada debido a conside rar las coordenadas en el instante de emisi n o de recepci n para los diferentes sat lites Cu l es el rango de variaci n de los valores obtenidos Nota las coordenadas del receptor en el momento de capturar los datos eran 4789031 176612 4195008 Barcelona 100 Procesado de Datos GPS c digo y fase Ejecutar gnuplot plot lt paste 130ct98 a orb_em 130ct98 a orbrc gawk BEGIN x0 4789031 yO 176612 z0 4195008 print 2 3 13 3 x0 4 14 4 yO 5 15 5 z0 sqrt 3 x0 2 4 y0 x2 5 20 2 Dise ar un algoritmo que permita determinar el instante de emisi n de la se al a partir del instante de recepci n y de las coordenadas del receptor y el sat lite en un sistema de referencia ligado a la Tierra un ejemplo de algoritmo puede encontrarse en la subrutina FORTRAN rec2ems f 5 Pseudodistancia modelada Comparar la pseudodistancia modelada a CA mod con la observada CA la medida por el receptor P1 Representar en un mismo gr fico y en funci n del tiempo la
114. 14 4f An 1 2 sqrt 3 x0 2 4 y0 2 5 z0 2 gt eph rho cat sp3 on gawk BEGIN x0 4789048 yO 176682 z0 4194989 printf 02d 46d 14 4f An 1 2 sqrt 3 x0 2 4 y0 2 5 z0 2 gt sp3 rho paste eph rho sp3 rho gawk printf 02d 6d 9 3f 1n 1 2 3 6 gt dif_rho on gnuplot set grid plot dif_rho on u 2 3 exit Acotar los errores en las rbitas y relojes broadcast eph para S A on e En el c mputo global del error de rbitas y relojes sobre la pseudodis tancia qu proporci n aproximada corresponde a cada uno Pr ctica 4b Errores en rbitas y relojes Efecto de la S A gAGE NAV 71 f Comparar los errores de los relojes de los sat lites PRN15 y PRN19 Por qu son tan distintos Ejecutar cat dif xyzt on gawk if 1 15 print 2 6 gt reloj15 on cat dif xyzt on gawk if 1 19 print 2 6 gt reloj19 on gnuplot set grid set yrange 100 100 plot reloji5 on reloj 9 on exit 3 Errores en las rbitas y relojes de sat lites brodacast S A off a Repetir los mismos c lculos que en el ejercicio anterior para los ficheros eph off sp3 off Acotar los errores en las rbitas y relojes broad cast eph para S A off b En la poca en que se captur el fichero del ejercicio anterior 1999 03 23 se aplicaba la S A igualmente sobre rbitas y relojes c Qu error ha de afectar m s al posicionamiento
115. 161 330614 723 9 257645 40149 20622751 0554 7558 365 335843 457 9 110 210 310 410 510 610 710 8 _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ a TABLE A18 GEO NAVIGATION MESSAGE FILE EXAMPLE pa eee 110 2 0 310 410 510 610 710 8 10 H GEO NAV MSG DATA RINEX VERSION TYPE 1 4 TESTUSER 04 02 00 10 04 PGM RUN BY DATE COMMENT The file contains navigation message data of the COMMENT geostationary AOR E satellite PRN 120 820 COMMENT COMMENT END OF HEADER 01 13 14 46 24 0 209547579288D 07 545696821064D 11 532351280000D 05 406131052800D 08 150625000000D 01 875000000000D 04 000000000000D 00 112454290400D 08 308125000000D 01 112500000000D 03 400000000000D 01 781616000000D 05 959600000000D 01 437500000000D 03 000000000000D 00 01 13 14 48 00 0 204890966415D 07 545696821064D 11 533161280000D 05 406132503200D 08 151500000000D 01 875000000000D 04 000000000000D 00 112451338400D 08 307000000000D 01 125000000000D 03 400000000000D 01 790812000000D 05 955600000000D 01 437500000000D 03 000000000000D 00 01 13 14 49 36 0 195577740669D 07 545696821064D 11 533981280000D 05 406133961600D 08 152375000000D 01 875000000000D 04 000000000000D 00 112448396800D 08 305875000000D 01 125000000000D 03 400000000000D 01 799968000000D 05 951600000000D 01 437500000000D
116. 26560 5 26560 26559 5 26559 0 97355 0 9735 0 97345 0 9734 0 97335 0 9733 0 97325 0 9732 0 97315 gAGE NAV 293 Practica 4a ejercicio 3c 3 Variacion de la inclinacion PRN 15 Inclinacion gt 9 o e gt PN s co 4 d o gt o o o o e E 4 o e T L m x eds ES 4 s 5 i o o r 1 o o T 1 e o e hi L i 5 e e 9 ki gt o be o L E i 3 E i di ole de E ee o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Practica 4a ejercicio 3c 5 Variacion del argumento del perigeo PRN 15 Argumento del perigeo gt Ro e i bg ae e gt o El y IL A i P E al E i eh x Mr go 3 i 4 e E de b a P P 2 o o E o e o o f i ES Es il E K3 o o o j A Es o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Practica 4a ejercicio 4 1 Comparacion de los semiejes mayores de eci y eph 7 pe r TET T1 T fF 5 ph e Fo eci g A L i H n 4 ee se a 5 E x o n to gt pe 7 A A E e deo F 1 E 7 M F 2 i h 7 toy e 4 ho L i 1 e ao 5 o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Practica 4a ejercicio 4 3 Comparacion de las inclinaciones de eci y eph 7 7 T T 7 r 1 ph d gt
117. 28484105319D 12 728484105319D 12 728484105319D 12 818989403546D 12 818989403546D 12 818989403546D 12 818989403546D 12 818989403546D 12 818989403546D 12 818989403546D 12 160049916711D 12 273736754432D 12 160049916711D 12 O OO O0oo0o0000000o000000000 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 222 Procesado de Datos GPS c digo y fase Fichero 97jan09coco____r0 rnx 2 OBSERVATION DATA RGRINEXO V2 4 1 UX AUSLIG Australian Regional GPS Network ARGN G GPS 10 JAN 97 10 19 COCOS ISLAND BIT 2 OF LLI 4 FLAGS DATA COLLECTED UNDER AS CONDITION 0 000000000103 0 000000054663 HARDWARE CALIBRATION S CLOCK OFFSET S P1 93 05 25 2 8 33 2 0 0000 30 000000 30 0000000 125 9 52317 6 11118481 28445 8969469 30045 10090708 53945 9055464 720085 14498133 14870090 125 9 11092992 9038621 10018409 9040689 746225 14553142 14827492 1 25 9 11067275 9107623 9945877 9025833 772592 14607836 22672158 22594903 22731130 24610920 16945 67045 97346 55546 20842713 52317 6 05945 22133910 81245 22655271 028
118. 295 104116678 05 291 46304 26561268 877612184 3 318603849D 03 3 318444942D 03 3 317848895D 03 3 317846450D 03 3 316573216D 03 1 485944062D 02 1 486066693D 02 1 486066658D 02 1 486079418D 02 1 486041850D 02 1 486092095D 02 3 546471474D 03 3 546654945D 03 3 546280786D 03 3 546478110D 03 3 546462161D 03 3 546592546D 03 3 546697436D 03 1 767611713D 03 1 766463974D 03 1 766466768D 03 1 766639645D 03 9 545863611D 01 9 545886827D 01 9 545894551D 01 9 545902597D 01 9 545908698D 01 9 484849160D 01 9 484844566D 01 9 484836827D 01 9 484829937D 01 9 484799933D 01 9 484774361D 01 9 688215766D 01 9 688212986D 01 9 688217506D 01 9 688221208D 01 9 688222159D 01 9 688223124D 01 9 688230058D 01 9 511125875D 01 9 511117770D 01 9 511106389D 01 9 511095944D 01 20 896243479119998 21 421333508132399 21 647705449028965 21 946422979773799 22 172795006982365 21 462377253220196 21 688749397461766 21 987467191532598 22 213839834629165 23 037647675268399 23 562740586229800 18 800443269153600 19 325534642588497 20 375718605143099 20 602091663708666 20 900810437934296 21 127183266821667 21 950993777285798 23 022652421169397 23 249024939918967 23 547743401079799 23 774115960790368 gAGE NAV 221 1 353453453D 00 1 353299314D 00 1 353219885D 00 1 353215379D 00 1 353426746D 00 2 501756070D 00 2 501768192D 00 2 501768024D 00 2 501767430D 00 2 501667688D 00 2 501675582D 00 1 130434761D 00 1
119. 3 Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 235 100 10 call prod rot3 3 3 rot2 3 3 rot1 call prod roti1 3 3 r0 3 1 r write isat id t r goto 10 end subroutine kepler xm e ex implicit double precision a h o z eps 1 d 12 ex xm dex xm ex e dsin ex ex extdex if dex gt eps goto 10 return end 236 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Programa ele_orb2rv C lculo de la posici n y la velocidad a partir de los elementos orbitales cx234567 A C C OQ OO O a aa A OO aaa aca a anaaa aaa a a a a implicit double precision a h o z dimension p 6 r0 3 r 3 v 3 rot1 9 rot2 9 rot3 9 rot 9 la e 1i OMEGA omega M gt ele orb2rv gt r v ecuatoriales x gt Aries z gt Polo Norte unidades km y rad unidades km y km s NOTA ll Coordenadas TERRESTRES s s s Si W long nodo asc referida a Aries gt x hacia Aries Si W long nodo asc referida a Green gt x hacia Green WARNING en este ultimo caso la velocidad corresponderia a un sistema inercial rotado un angulo t_sider alrededor del eje z Nota en los ficheros eph y los b se toma W referida a Greenwich Nota M n t T con n dsqrt gm a 3 Ejemplo1 echo 26549 0 014 0 946 1 246 2 476 0 781 ele orb2rv Resultado 15366 34 2287 86 21205 69 99 3 77 36 OgAGE grupo de Astronomia y GEomatica Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 237 1
120. 3 297 7 248152 72824 23487146 149 20817844 743 387242 571 6 301747 22925 20817851 322 20658519 895 267583 67817 208507 26234 20658525 869 4 4 SATELLITE G 9 THIS EPOCH ON WLFACT 1 L2 COMMENT xxx G 6 LOST LOCK AND THIS EPOCH ON WLFACT 2 L2 COMMENT OPPOSITE TO PREVIOUS SETTINGS COMMENT 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 ee SS SS SS SS eS eS SS 2222 22 TABLE A8 GPS NAVIGATION MESSAGE FILE EXAMPLE 5 A A A a O a AS 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 2 10 N GPS NAV DATA RINEX VERSION TYPE XXRINEXN V2 10 ATUB 3 SEP 99 15 22 PGM RUN BY DATE Ap ndice II descripci n del formato RINEX EXAMPLE OF VERSION 2 10 FORMAT 13 9 699 9 2 17 51 44 0 839701388031D 03 165982783074D 10 000000000000D 00 910000000000D 02 934062500000D 02 116040547840D 08 162092304801D 00 484101474285D 05 626740418375D 02 652112066746D 05 515365489006D 04 409904000000D 06 242143869400D 07 329237003460D 00 596046447754D 07 111541663136D 01 326593750000D 03 206958726335D 01 638312302555D 08 307155651409D 09 000000000000D 00 102500000000D 04 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 910000000000D 02 406800000000D 06 000000000000D 00 9 219 O 0 0 490025617182D 03 204636307899D 11 000000000000D 00 133000000000D 03 963125000000D 02 146970407622D 08 292961152146D 01 49881637096
121. 300 32350 Tiempo segundos GPS reloj del discrepancia en x discrepancia en y discrepancia en z anxo receptor 31950 32000 32050 32100 32150 32200 32250 Time GPS seconds 32300 32350 Ap ndice V gr ficas de los ejercicios Gr ficas Practica 7a Discrepance meters Discrepance meters Discrepance meters Discrepance meters Practica 7a ejercicio 2f bell relativa a ebre D PC Kinem Pos Broadcast orbits 20 T T T T T T x WGS84 y WGS84 x z WGS84 x 15 E de E 4 16 f H H B H E i ai agi 4 amo o a E a i i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Practica 7a ejercicio 2g bell PC Absolute Kinem Pos Broadcast orbits and clocks 200 T T T T T T T x WGS84 y WGS84 x z WGS84 x 150 i dy i e 4j A 588 de E a E A Pe s x ox A A es xt m dmm I A dor es NC age Bg Pe A Po as vie DG Sx cu t x x x 4 4 x s prid rea 5 uem xe exe iei ia Mae Foy SF Rk XU LONG ge xw 3 FE BM Boe uw e cere 50 Pu cue A bep Mob POE q 4 E i oi ow my 100 E ica MELE 1 R d 150 do i a 08 i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Practica 7a ejercicio 2h bell relativa a ebre D PC Kinem Pos Broadcast orbits 20 T T T T T T T x WGSB4 different
122. 33666837D 04 2 750000000000D 00 4 1 4 8 1 3 8 1 0 348581031896D 03 7 421438694000D 08 1 211875000000D 02 6 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 882202923298D 06 8 1 0 4 471875000000D 01 4 9 2 778125000000D 01 4 546471474692D 03 4 490116119385D 08 6 906875000000D 02 1 000000000000D 00 8 000000000000D 00 1 000000000000D 00 O RINEX VERSION TYPE PGM RUN BY DATE COMMENT COMMENT END OF HEADER 136868377216D 13 0 375182243902D 09 5 568167686462D 06 5 698435481558D 00 1 056960010495D 00 8 230000000000D 02 0 396983861923D 09 1 000000000000D 00 O 273736754432D 13 O 973421448680D 09 5 013339877129D 06 5 681992356113D 00 4 455299735875D 00 8 230000000000D 02 0 862645149231D 09 2 000000000000D 00 O 842170943040D 12 0 843058875699D 09 6 729977369308D 06 5 496151018112D 00 1 486990867494D 02 8 230000000000D 02 0 396983861923D 09 3 000000000000D 00 0 547473508865D 13 0 634478758928D 09 3 119510650635D 06 5 687151563471D 00 1 863201500290D 00 7 230000000000D 02 0 313225746155D 10 2 000000000000D 00 O 818989403546D 12 0 546617956316D 09 2 887580871582D 06 5 257514816552D 01 3 130434761111D 00 8 230000000000D 02 0 396983861923D 09 1 000000000000D 00 O 000000000000D 00 836427291652D 01 153718931198D 03 676380634308D 08 030691653399D 09 000000000000D 00 730000000000D 02 000
123. 4 Records marked with are optional 4 TABLE A16 GEOSTATIONARY NAVIGATION MESSAGE FILE DATA RECORD DESCRIPTION 4 4 4 OBS RECORD DESCRIPTION FORMAT 4 4 4 IPRN EPOCH SV CLK Satellite number PRN 100 I2 Epoch of ephemerides GPS Toe year 2 digits padded with O if necessary 1X 12 2 month day hour minute 4 1X 12 second E5 1 SV clock bias sec aGf0 D19 12 SV relative frequency bias aGf1 D19 12 message frame time sec of day GPS D19 12 4 4 4 BROADCAST ORBIT 1 Satellite position X km 3X 4D19 12 velocity X dot km sec X acceleration km sec2 health 0 0K 4 4 4 BROADCAST ORBIT 2 Satellite position Y km 3X 4D19 12 velocity Y dot km sec Y acceleration km sec2 Accuracy code URA meters 4 4 4 BROADCAST ORBIT 3 Satellite position Z km 3X 4D19 12 velocity Z dot k
124. 45 22612559 19045 22734738 94245 81046 20705341 32746 20853116 5 23 17 6 16945 10345 07545 98645 83444 11046 22638419 22630271 22738365 24598100 20691985 coco AU18 mrh auslig 126 ROGUE SNR 8100 327 DORNE MARGOLIN T 741950 3241 6190961 9624 1337769 9813 0 0040 0 0000 1 1 5 ci Li L2 P2 30 1997 1 9 0 7 1997 1 9 23 59 97 1 9 O 7 30 0000000 O 22127685 105 14268715 899 22672158 746 11510817 892 22594902 367 12949753 825 22731128 796 11621184 951 24610920 702 924108 174 20718775 074 18605935 474 20842713 610 19083282 892 97 1 9 O 8 0 0000000 0 22133910 078 14236004 699 22655271 274 11599563 608 22612558 689 12856969 398 22734737 216 11602224 451 24604536 459 957654 791 20705341 319 18676530 135 20853116 611 19028615 135 97 1 9 O 8 30 0000000 0 22140190 352 14203001 317 22638420 202 11688115 262 22630271 840 12763886 669 22738365 024 11583159 458 24598097 384 991492 176 20691984 567 18746719 862 20863557 500 18973748 285 ONO DANNN ON d c 0o i 100 410 c DNNN ON 14784738 95746 20863557 22127685 5184 7394 0094 0404 20718775 4814 24604534 9424 7804 22140191 4574 8724 9064 2324 4654 4954 RINEX VERSION TYPE PGM RUN BY DATE COMMENT COMMENT COMMENT COMMENT MARKER NAME MARKER NUMBER OBSERVER AGENCY REC 4 TYPE VERS ANT TYPE APPROX POSITION XYZ ANTENNA DELTA H E N WAVELENGTH FACT L1 2 TY
125. 4D 05 200239347760D 02 928156077862D 05 515328476143D 04 414000000000D 06 279396772385D 07 243031939942D 01 558793544769D 07 110192796930D 01 271187500000D 03 232757915425D 01 619632953057D 08 185747015231D 11 000000000000D 00 102500000000D 04 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 389000000000D 03 410400000000D 06 000000000000D 00 110 210 1 310 410 510 610 710 81 Ut TABLE A9 METEOROLOGICAL DATA FILE EXAMPLE d uU E e LL UU Re eee 1 0 2 0 3 0 4 0 810 610 710 1 81 2 10 METEOROLOGICAL DATA RINEX VERSION TYPE XXRINEXM V9 9 1 9 1676D 07 1208D 06 133179128170D 06 3 2235D 07 1310D 06 ATUB 1192D 06 1310D 06 107469588780D 12 gAGE NAV 207 COMMENT 1192D 06 ION ALPHA 1966D 06 ION BETA 552960 1025 DELTA UTC A0 A1 T W LEAP SECONDS END OF HEADER 3 APR 96 00 10 EXAMPLE OF A MET DATA FILE A 9080 3 PR TD HR PAROSCIENTIFIC 740 16B HAENNI ROTRONIC I 240W 0 0 0 0 0 0 96 4 1 0 015 987 1 10 6 89 5 96 4 1 0 030 987 2 10 9 90 0 96 4 1 0 0 45 987 1 11 6 89 0 PGM RUN BY DATE COMMENT MARKER NAME TYPES OF OBSERV 0 2 PR Ol TD 5 0 HR 1234 5678 PR SENSOR MOD TYPE ACC SENSOR MOD TYPE ACC SENSOR MOD TYPE ACC SENSOR POS XYZ H END OF HEADER 510 1 610 1 710 1 8
126. 5 d0 sid 24110 54841d0 8640184 812866d0 tt 0 093104d0 tt 2 6 2d 6 tt 3 sid sid 3600 d0 sid dmod sid 24 d0 if sid 1t 0 d0 sid sid 24 d0 232 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Programa eq2wgs ts Lo mismo que eq2wgs pero el tiempo sid reo lo calcula el propio programa c234567 implicit double precision a h o z dimension r 3 rp 3 x gt Greenwich gt Polo Norte 92 eq2wgs_ts aia ici E c c Cyy mm dd hh x y z gt leg2wgs ts C coordenadas ecuatoriales E x gt Aries E z gt Polo Norte c Ejemplo c echo 1998 11 13 0 4099 15 17543 86 19390 c c gAGE grupo de Astronomia y GEomatica A pi 3 1415926535898d0 10 continue read end 100 ay am ad ah r Calculo del tiempo sidereo call sidOTU ay am ad ts c ts ts 365 2422d0 364 2422d0 ah ts ts 1 00273790934d0 ah ts dmod ts 24 d0 c print ay am ad ah ts ts ts pi 12 d0 C Transformacion de coordenadas call rot3 ts r rp c print ts write f12 5 1x f12 5 1x f12 5 rp goto 10 100 continue end Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 233 subroutine rot3 ang r rp implicit double precision a h o z dimension r 3 rp 3 rp 1 dcos ang r 1 dsin ang r 2 rp 2 dsin ang r 1 dcos ang r 2 rp 3 r 3 subroutine sidOTU xy xm xd sid implicit double precision a h o z double precision jd C Calculo d
127. 521 015 947 1 247 2 477 782 O O AO CO O O O OG OQ OO O O CO O O O O O O O O gAGE grupo de Astronomia y GEomatica Q gm 398600 5d0 pi 3 1415926535898d0 10 continue read x end 100 r v rr dsqrt r 1 2 r 2 2 r 3 2 vv dsqrt v 1 2 v 2 2 v 3 2 Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 239 100 c 1 r 2 v 3 r 3 v 2 c 2 r 3 v 1 r 1 v 3 c 3 r 12v 22 r 2 v 1 cc dsqrt c 1 2 c 2 2 c 3 2 ve 1 c 2 v 3 c 3 v 2 gn r 1 rr ve 2 c 3 v 1 c 1 v 3 gm r 2 rr ve 3 c 1 v 2 c 2 v 1 gm r 3 rr ex dsqrt ve 1 2 ve 2 2 ve 3 2 a 1 d0 2 d0 rr vv 2 gm Wg datan2 c 1 c 2 xi dacos c 3 cc wp datan2 ve 3 dsin xi ve 1 dsin Wg ve 3 dcos xi dsin xi dcos Wg E dacos 1 d0 rr a ex control r 1 v 1 r 2 v 2 r 3 v 3 if control 1t 0 d0 E E xn dsqrt gm a 3 xM E ex dsin E TT t xM xn if TT 1t 0 d0 TT TT 2 d0x pi xn write x f16 9 1x f16 9 1x f16 9 1x f16 9 1x f16 9 1x f16 9 a ex xi Wg wp xM goto 10 continue end 240 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Programa Ims Resoluci n de un sistema de ecuaciones sobredimensionado por el m todo de m nimos cuadrados con pesos c234567890 program lms implicit double precision a h o z parameter nmc 100 dimension a nmc ay nmc aa nmc 2 nmc 2 x nmc vtech
128. 547 1 77844646 15139338 3 37066210 1 10 1995 10 17 22 59 50 00 1717 01172 26676 21948 3535 15778 1 82476230 33795994 3 33356778 1 10 1995 10 17 23 14 50 00 65 10540 26153 40000 6498 03893 1 84110144 82240282 3 24153789 1 224 Procesado de Datos GPS c digo y fase Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 225 Ap ndice IV listados de Programas Programas FORTRAN A continuaci n se presentan los listados de algunos de los programas FORTRAN que se utilizan en las pr cticas del libro Estos programas utilizan subrutinas para inversi n y producto de matrices ejemplos de las cuales pueden encontrarse en el libro Numerical Recipes e Programa cart2esf Realiza el cambio de coordenadas de cartesianas a esf ricas c2345678901234567 implicit double precision a h o z x y z gt cart2esf gt r alfa delta en grados Ejemplo Ejecutar echo 1 O O cart2esf gAGE grupo de Astronomia y GEomatica pi 3 1415926535898d0 10 continue read end 100 x y z r dsqrt x 2 y 2 Z 2 alfa datan2 y x if alfa 1t 0 d0 alfa alfa 2 d0x pi delta datan2 z dsqrt x 2 y 2 print r alfa 180 d0 pi delta 180 d0 pi goto 10 100 continue end 226 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Programa esf2cart Realiza el cambio de coordenadas de esf ricas a cartesianas c234567 implicit double precision a h o z r alfa delta gt lesf2cart gt x y z en grados Ejemplo Ejecutar e
129. 7 0 enero 1980 corresponde al d a juliano JD 2 444 244 5 se obtiene inmedia tamente el d a GPS y a partir de l tomando m dulo 7 la semana GPS 121 calendario ha sufrido importantes ajustes a lo largo de su historia debido a que la duraci n del a o no es exactamente de 365 d as Por ejemplo el viernes 5 de Octubre de 1582 el Papa Gregorio XIII introdujo un salto de 10 d as reforma gregoriana pasando a ser viernes 15 Anecd ticamente Santa Teresa de Jes s muri el jueves 4 y fu enterrada el viernes 15 al d a siguiente http www newadvent org cathen 14515b htm ISEsta expresi n es v lida entre Marzo de 1900 y Febrero del 2100 el a o 2000 es bisiesto MT a semana GPS empieza la noche del s bado al domingo Por ejemplo el d a 3 de Mayo de 1998 correspondi a la semana 956 26 Procesado de Datos GPS c digo y fase Sistemas de referencia Las coordenadas de los sat lites y receptores de los usuarios deben expresarse en un sistema de referencia bien definido A continuaci n se presentan los sistemas Conventional Inertial System y Conventional Terrestrial System e Conventional Inertial System CIS Tiene su origen en el centro de masas de la Tierra El eje X se encuentra en la direcci n del equinocio medio de la poca J2000 0 el eje Z es ortogonal al plano definido por el ecuador medio en la poca J2000 0 plano fundamen tal y el eje Y es ortogonal a los anteriores de forma que el sistema
130. 7158 70008 12021147 48308 22273121 01508 22273121 20808 8834322 07108 6883880 95608 22398473 85408 22398474 05408 95 10 18 00 01 00 0000000 0 6 14 15 18 22 25 29 20219463 08808 15755417 29708 20750010 06208 20750010 98808 9962343 71908 7762859 92208 23062588 65308 23062591 02308 1173023 79007 914043 30307 24624798 01507 24624800 80007 12989135 97508 10121393 69808 22481387 45608 22481388 93408 15352642 34508 11963082 79508 22287301 00108 22287301 34708 8890128 47608 6927366 45408 22387854 08208 22387854 42908 95 10 18 00 01 30 0000000 0 6 14 15 18 22 25 29 20257638 92508 15785164 69808 20742745 40308 20742746 30108 9864838 43508 7686881 82608 23081143 25108 23081145 55608 1256465 81607 979063 01707 24608919 43807 24608922 07207 13059811 85808 10176465 76608 22467938 31708 22467939 90208 15277821 67508 11904780 98508 22301538 84908 22301539 27308 8945816 58908 6970759 77208 22377257 01008 22377257 22508 95 10 18 00 02 00 0000000 0 6 14 15 18 22 25 29 20295366 06008 15814562 46208 20735566 15808 20735566 93908 9767115 42008 7610734 07008 23099739 47908 23099741 64008 1339857 31807 1044043 36207 24593050 72507 24593053 16807 13130100 61608 10231236 17508 22454562 75208 22454564 08708 15202710 66308 11846252 93808 22315832 09408 22315832 42008 9001386 17408 7014060 73808 22366682 49008 22366682 61908 Ap ndice III algunos ficheros de datos gAGE NAV 219 Fichero 95oct18casa____r0 eph 2 srx vi CASA NAV
131. 730 indica la semana GPS 30 Procesado de Datos GPS c digo y fase Pr ctica 2 Ficheros RINEX de datos y efem rides gAGE NAV 31 Pr ctica 2 Ficheros RINEX de datos y efem rides Objetivos Conocer y manejar el formato RINEX de ficheros de observables y mensaje de navegaci n GPS haciendo nfasis en el significado de los datos que contienen Ficheros a utilizar 9bocti8casa____r0 rnx 97 jan09coco____r0 rnx 9bocti8casa____r0 eph Obsfile html Navfile html Programas a utilizar rnx2txt eph2txt Fundamentos RINEX significa Receiver INdependent EXchange El formato consiste en tres tipos de ficheros 1 de observaci n 950ct18casa____r0 rnx o 1khu0010 000 gz 2 de navegaci n broadcast Ephemeris 95octi8casa____r0 eph o 1khu0010 00n gz y 3 meteorol gicos Desarrollo 1 Copiar los ficheros correspondientes en el directorio de trabajo 2 El fichero Obsfile html contiene un tutorial del formato RINEX 27 para los ficheros de observaci n Visionar el fichero Obsfile html con un nave gador y recorrer sus diferentes campos Ejecutar netscape Obsfile html 21Son diferentes maneras de nombrar los ficheros seg n JPL NASA o seg n IGS 22RINEX 2 es una ampliaci n del formato inicial RINEX que permite la incorporaci n de datos GLONASS R adem s de GPS G Un extracto del formato RINEX 2 est disponible en el ap ndice II El documento completo que define este formato puede obtenerse en la direcci
132. 8 630 casa 291 150 25 2878634 795 2878631 106 22330177 069 22330177 149 casa 291 150 29 1723459 581 1723458 013 22356129 631 22356129 929 casa 291 180 14 3876191 090 3876189 014 20721455 105 20721455 758 casa 291 180 15 1821306 327 1821305 074 23137053 370 23137055 648 casa 291 180 18 286680 271 286679 921 24561336 623 24561339 450 casa 291 180 22 2525117 232 2525114 507 22428020 316 22428021 802 casa 291 180 25 2864239 845 2864236 158 22344571 874 22344572 165 casa 291 180 29 1733987 305 1733985 732 22345601 764 22345602 227 casa 291 210 14 3883124 276 3883122 201 20714521 919 20714522 686 casa 291 210 15 1802589 714 1802588 473 23155769 979 23155772 345 eerrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrr ree Ap ndice III algunos ficheros de datos Fichero 950ct18 b 01 291 64800 26560710 417338371 01 291 72000 26560720 404535621 01 291 75104 26560733 497989449 01 291 79200 26560733 301396008 01 291 82304 26560761 552602175 02 291 14400 26560437 008677519 02 291 17504 26560413 692240424 02 291 21600 26560413 672573983 02 291 24704 26560411 706610158 02 291 36000 26560381 509273152 02 291 43200 26560391 653688494 04 291 7200 26559830 7845155522 04 291 14400 26559832 829102169 04 291 28800 26559835 109611436 04 291 31904 26559838 923550639 04 291 36000 26559838 903894715 04 291 39104 26559831 393962409 04 291 50400 26559829 015163395 05 291 36000 26561271 374434988 05 291 39104 26561295 123773131 05 291 43200 26561
133. 80 for each line contained in the header section These labels are mandatory and must appear exactly as given in these descriptions and examples The format has been optimized for mimimum space requirements independent from the number of different observation types of a specific receiver by indicating in the header the types of observations to be stored In computer systems allowing variable record lengths the observation records may be kept as short as possible Trailing blanks can be removed from the records The maximum record length is 80 bytes per record Each Observation file and each Meteorological Data file basically contain the data from one site and one session RINEX Version 2 also allows to include observation data from more than one site subsequently occupied by a roving receiver in rapid static or kinematic applications Although Version 2 allows to insert header records into the data field we do not recommend to concatenate data of more than one receiver or antenna into the same file even if the data do not overlap in time If data from more than one receiver has to be exchanged it would not be economical to include the identical satellite messages collected by the different receivers several times Therefore the Navigation Message File from one receiver may be exchanged or a composite Navigation Message File created containing non redundant information from several receivers in order to make the most complete file The forma
134. 8G25G17G06G05G24G29G30520 9 9 9 9 9 9 9 9 184047 125509 594797 337436 299952 118480 259214 71049 72447 53149 50348 38848 96847 55249 21839901 25151935 0114 23001628 23610354 23954481 8754 20531105 20622367 8G25G17G06G05G24G29G30520 9 9 9 9 9 9 9 9 185685 128294 594719 335394 298639 116117 258430 52549 33947 44849 62748 51048 00748 11049 21839501 25151256 20531085 1114 23610674 5034 20622559 23002126 23955058 COMMENT COMMENT COMMENT COMMENT MARKER NAME OBSERVER AGENCY REC amp TYPE VERS ANT TYPE APPROX POSITION XYZ ANTENNA DELTA H E N WAVELENGTH FACT L1 2 TYPES OF OBSERV INTERVAL TIME OF FIRST OBS TIME OF LAST OBS RCV CLOCK OFFS APPL END OF HEADER 0 000535140 4384 8274 1684 3504 1994 0 000535144 4814 2614 8784 9834 4574 Ap ndice II descripci n del formato RINEX 00 01 2183 2515 2053 2300 2361 2395 2062 3813 2 SuP v 20 00 20 00 20 00 20 00 13 14 45 2 0000000 O 8G25G17G06G05G24G29G30520 0 000535144 9100 418 240352 173 9 187323 00449 21839101 6534 0565 890 168150 148 9 131078 97647 25150576 2144 1065 378 763136 116 9 594641 73549 20531066 8984 2622 082 427748 683 9 333352 63648 23002625 3444 0990 819 381520 461 9 297326 20848 23610995 8424 5629 062 145914 531 9 113752 94748 23955636 5544 2750
135. 91619 donde h es la altura sobre el elipsoide GIPSY OASIS ID Pr ctica 5b Correcci n relativista distancia gAGE NAV 103 7 Dise ar un programa que implemente los pasos anteriores 8 A partir de los resultados obtenidos en los ejercicios anteriores completar la siguiente tabla resumen de los errores en las diferentes componentes del modelo error absoluto y su impacto sobre la pseudodistancia Componente Antes de corregir Despu s corregir Modelo Error absoluto Error absoluto Par metros Er pseudodistancia Er pseudodistancia del modelo modelo Klob Error debido al retardo a0 al a2 a3 ionosf rico b0 b1 b2 b3 puro neonisro mensaje na Error debido al retardo troposf rico Error debido a la correci n relativista excentricidad de la rbita Error debido a los retardos instrumentales de los sat lites TGD Error debido al offset de los relojes de los sat lites S A off Error debido al offset de los relojes de los sat lites S A on Error en la distancia p coordenadas de los sat lites aca Es 7 Error en la distancia p coordenadas de los sat lites ares pre ee Error si se toman las coordenadas en el instante de recepci n en vez del de emisi n 104 Procesado de Datos GPS c digo y fase Respuestas Pr ctica 5b Modelado de la pseudodistancia Efectos relativistas Distancia geom trica y pseudodistancia modelada Nota Completar la t
136. 95020 calcular la distancia geom trica entre el receptor y el sat lite en el instante de emisi n de la se al c Offset del reloj del sat lite A partir de los coeficientes ao 1 As del mensaje de navegaci n para el instante to correspondiente al bloque de rbitas seleccionado calcular el offset del reloj del sat lite cdt ao aq t to ag t to d retardo instrumental Sat lite Seleccionar el valor del TGD del mensaje de navegaci n correspondiente al instante ty del apartado anterior e Efecto relativista Aplicando cualquiera de las siguientes expre a E siones rel 27 2 e sinE calcular la correcci n relativista de bida a la excentricidad de la rbita f retardo ionosf rico Aplicando el algoritmo definido para el c lculo del retardo ionosf rico a partir del modelo de Klobuchar calcular la correcci n ionosf rica ver subrutina klob f g retardo troposf rico Adoptando un valor de trary 2 3m para la componente seca de la troposfera y de tre 10cm para la componente h meda y adoptando el factor de oblicuidad m elev et calcular el retardo troposf rico de acuerdo con la 0 002001 sin elev siguiente expresi n trop m elev trary true h Calular el valor de la pseudodistancia modelada CAmoa p rel T 1I cdt TGD 5 En la aplicaci n GCAT se utiliza el siguiente modelo para el c lculo del valor nominal de la troposfera seca tropary 2 3e
137. ACTER fields 6 3 Variable length Records DOS and other files may have variable record lengths so we recommend to first read each observation record into a 80 character blank string and decode the data afterwards In variable length records empty data fields at the end of a record may be missing especially in the case of the optional receiver clock offset 6 4 Blank Fields In view of future modifications we recommend to carefully skip any fields currently defined to be blank Format fields nX because they may be assigned to new contents in future versions 190 Procesado de Datos GPS c digo y fase 6 5 2 Digit Years RINEX version 2 stores the years of data records with two digits only The header of observation files contains a TIME OF FIRST OBS record with the full four digit year the GPS nav messages contain the GPS week numbers From these two data items the unambiguous year can easily be reconstructed A hundred year ambiguity occurs in the met data and GLONASS and GEO nav messages Instead of introducing a new TIME OF FIRST OBS header line it is safeto stipulate that any two digit years in RINEX Version 1 and Version 2 xx files are understood to represent 80 99 1980 1999 00 79 2000 2079 Full 4 digit year fields could then be defined by a future RINEX version 3 6 6 Fit Interval Bit 17 in word 10 of subframe 2 is a fit interval flag which indicates the curve fit interval used by the GPS Control Segment in dete
138. Em do liz Elm iod i rov 0 rov 0 rov 0 P pl cdt 6 4 cdtref Eles j21 2 4 n gt 4 donde el miembro de la izquierda corresponde a los prefit residuals pre fit P pi cdt 62 y contiene la parte modelada de los errores de rango El t rmino contiene la parte del error no modelada Notar que nicamente se ha linealizado la p para el rover por ser conocidas las coordenadas de la estaci n de referencia Introduciendo la notaci n A4 estaciones resulta over Or diferencias simples entre j Trov 0 a rov 0 j Zrov 0 zi j Aprefiti T2 T qu Hot Y y y Pro 7 de A cdt Ac Prov 0 Prov 0 Prov 0 donde siendo buena parte de los errores comunes a ambos receptores el t rmino de ruido As se habr reducido considerablemente Se obtiene por tanto un sistema de ecuaciones lineales del mismo tipo que para el posicionamiento absoluto pero donde el offset del reloj a estimar es el relativo al del reloj del receptor de referencia A cdt cdtyoy cdt r Apre fit Apre fit Para la resoluci n de este sistema se aplicar n las mismas t cnicas que en el caso de posicionamiento absoluto con c digo LMS WMS filtro de Kalman 83Ver tema 6 p gina 106 84E error de modelado ionosf rico y troposf rico de rbitas y relojes de los sat lites y en especial la S A A ello se le sumar el multipath y el ruido del c digo 85En la pr
139. En este punto deber prestarse especial atenci n en asegurarse de que las coordenadas del sat lite y del receptor est n expresadas en el mismo sistema de referencia pues al formar el rayo sat lite receptor debe considerarse un sistema de referencia com n para ambos 52En rigor Tlemision f T reception f tstalreception dt sta tstalemision dista donde la funci n f representa el algoritmo geom trico Tema 5 Modelado de la pseudodistancia gAGE NAV 87 Comentario Un algoritmo similar para el c lculo de las coordenadas de los sat lites en el instante de recepci n se utiliza en GIPSY OASIS II de JPL permiti ndole una mayor modularidad del software pues no se precisa de las medidas de pseudorango lara el c lculo de la poca de emisi n Si el offset del reloj del receptor dtsta es peque o puede prescindirse de este t rmino que por otro lado no se conocer hasta despues de calcular la soluci n de navegaci n tambi n podr a extrapolarse a partir de las es timaciones anteriores Si dtsta es grande del orden de 1 milisegundo ste puede introducir errores el c lculo de las coordenadas de los sat lites del orden del metro debi ndose de tener en cuenta a la hora de construir el modelo de navegaci n o m s concretamente en la derivada parcial relativa al reloj del receptor en la matriz de dise o Tambi n deber tenerse en cuenta el posible error debido a la utilizaci n de un valor
140. IGATION DATA 8 1 4 BAI GPS 95 10 19 03 18 35 2444431 2031 4428688 6270 3875750 1442 14 95 18 22 29 04 180000000000D 02 160427927971D 06 623040000000D 05 536605855970D 01 396528396456D 10 200000000000D 01 658180000000D 05 10 18 00 51 44 0 1 730000000000D 02 5 712011337280D 06 2 623040000000D 05 4 636381916043D 01 2 178787145843D 11 1 200000000000D 01 0 592180000000D 05 O 10 18 00 51 44 0 3 120000000000D 02 2 206994056702D 06 6 623040000000D 05 1 431056887089D 01 1 064371703653D 10 1 200000000000D 01 0 642280000000D 05 0 10 18 00 51 44 0 2 900000000000D 01 4 490116119385D 08 623040000000D 05 486056799085D 01 639437311458D 10 200000000000D 01 654280000000D 05 8 2 2 1 0 0 10 18 00 51 44 0 1 2 4 4 1 1 0 0 4 10 18 02 00 0 0 891381249763D 03 656612873077D 08 977500000000D 02 1 000000000000D 00 8 000000000000D 00 9 000000000000D 00 0 873285070062D 05 1 480000000000D 02 2 389533281326D 06 3 664000000000D 05 1 688215766103D 01 2 571494030463D 11 1 200000000000D 01 O 596680000000D 05 0 129414886236D 05 175000000000D 01 427505562082D 03 470348358154D 08 153437500000D 02 000000000000D 00 000000000000D 00 000000000000D 00 725290298462D 06 2 618750000000D 01 4 170925335027D 03 9 303851604462D 07 2 989062500000D 02 1 000000000000D 00 8 000000000000D 00 1 000000000000D 00 O 5562
141. Light speed m s c 299792458 d0 WGS 84 Earth Univ Grav parameter m3 s2 xmu 3 986005d 14 WGS 84 Earth rotation rate rad s om e 7 2921151467d 5 pi 3 1415926535898d0 GPS Navigation message parameters xIODE a 11 Crs a 12 dn a 13 xMo a 14 Cuc a 15 e a 16 Cus a 17 a12 a 18 toe a 19 Cic a 20 Omgg a 21 Cis a 22 xlo a 23 Crc a 24 omgp a 25 Omgd a 26 xId a 27 iGPSweek int a 29 Computing the GPS_week nw and second sW of week xy dble iyear In RINEX format year is given with only two digitsW if xy 1t 100 d0 then if xy 1t 80 d0 then xy xy 2000 d0 else xy xy 1900 d0 endif endif Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 269 GPS day 1980jan6 0 gt JD 2444244 5 gt id_GPS 1 0 id_GPS int 365 25d0 xy 1 d0 idoy 722835 c Day of week idw mod id_GPS 7 c Number of GPS week nw id GPS idw 7 c seconds of week sw dble idw 86400 d0 sec C Control of GPS WEEK if nw ne iGPSweek print ERROR weeek iGPSweek nw c Time from current ephemeris epoch tk sw toe if tk gt 302400 d0 tk tk 604800 d0 if tk 1t 302400 d0 tk tk 604800 d0 c Control of age of orbit data if tk gt 7200 d0 print WARNING tk tk gt 7200sec c True anomaly fk xMk xMo dsqrt xmu a12 3 dn tk call nsteffensen xMk e Ek fk datan2 dsqrt 1 d0 e 2 dsin Ek dcos Ek e o Arg of Latitude uk radius rk inclination ik uk omgp fk Cuc dcos 2 d0 omgp fk Cus dsin 2 d0
142. OSTATIONARY NAVIGATION MESSAGE FILE HEADER SECTION DESCRIPTION 4 4 4 HEADER LABEL DESCRIPTION FORMAT Columns 61 80 4 4 2 4 RINEX VERSION TYPE Format version 2 10 F9 2 11X File type CH GEO nav mess data A1 39X 4 4 PGM RUN BY DATE Name of program creating current file A20 Name of agency creating current file A20 Date of file creation dd mmm yy hh mm A20 4 4 4 Ap ndice II descripci n del formato RINEX gAGE NAV 213 COMMENT Comment line s A60 4 4 4 CORR TO SYSTEM TIME Time of reference for system time corr year month day 316 Correction to transform the GEO system 3X D19 12 time to UTC WO 4 4 4 LEAP SECONDS Number of leap seconds since 6 Jan 1980 I6 4 4 4 END OF HEADER Last record in the header section 60X 4 4
143. PES OF OBSERV INTERVAL TIME OF FIRST OBS TIME OF LAST OBS END OF HEADER 4014 6074 3834 4994 6234 4484 7294 1924 Ap ndice III algunos ficheros de datos gAGE NAV 223 Fichero 1995 10 18 eci 10 1995 10 17 11 59 50 00 4570 23221 22343 26956 14207 54335 1 72076536 2 11129485 2 69102630 10 1995 10 17 12 14 50 00 6076 58950 20262 45361 16504 48943 1 62197124 2 50659329 2 40599804 10 1995 10 17 12 29 50 00 7481 50029 17843 44999 18525 86601 1 49559158 2 86174702 2 07941433 10 1995 10 17 12 44 50 00 8760 91454 15125 21520 20236 44381 1 34342728 3 17056668 1 71621512 10 1995 10 17 12 59 50 00 9892 60246 12152 01364 21605 74702 1 16772081 3 42746450 1 32201601 10 1995 10 17 13 14 50 00 10856 54635 8972 82673 22608 63840 97114245 3 62756433 90305463 10 1995 10 17 13 29 50 00 11635 31641 5640 66287 23225 84923 75676842 3 76681175 46612187 10 1995 10 17 13 44 50 00 12214 42283 2211 76924 23444 44031 52804991 3 84208133 01847656 10 1995 10 17 13 59 50 00 12582 63548 1255 25026 23258 17795 28877162 3 85127741 43225753 10 1995 10 17 14 14 50 00 12732 26139 4700 40323 22667 80937 04299943 3 79342382 87821269 0000000000000 00000000000on 10 1995 10 17 14 29 50 00 12659 36983 8063 35089 21681 22129 20498341 3 66873770 1 31141546 10 1995 10 17 14 44 50 00 12363 95517 11284 50749 20313 46705 45075120 3 47868207 1 72394031 10 1995 10 17 14 59 50 00 11850 02752 14306 17561 18586 64947 68982067 3 22599211 2 1
144. Procesado de Datos GPS c digo y fase Algoritmos T cnicas y Recetas grupo de Astronom a y GEom tica gAGE M Hern ndez Pajares J M Juan Zornoza J Sanz Subirana gAGE NAV S L Barcelona Spain Primera edici n Septiembre de 2001 ISSUE 7 Febrero 2008 los autores 2001 Producci n CPET Centre de Publicacions del Campus Nord UPC La Cup C Jordi Girona 1 3 08034 Barcelona Spain Dirigir la correspondencia a jaume ma4 upc edu ISBN 84 932230 4 2 Dep sito legal B 31398 2005 Este material libro transparencias y software es de libre distribuci n y puede obtenerse del servidor http www gage es o solicit ndolo a jaume ma4 upc edu Se autoriza su reproducci n siempre que se realice en toda su integridad res petando estrictamente el contenido y formato originales y sin nimo de lucro Cualquier reproducci n parcial deber ser expresamente autorizada por los autores e indicar claramente la referencia del libro Los autores agrade cer n se les comunique cualquier actuaci n que vulnere los principios anteriores de gratuidad y libre distribuci n y de respeto a la autoria del mismo A nuestras familias que siempre nos solucionan los problemas importantes ndice Introducci n is ER AAA ERA cece VP AAA EAN 1 Tema 1 Conceptos b sicos 2 ciccesce cards rr Ra 3 Pr ctica 1 Herramientas inform ticas ooriaricrsnrso serrano pace dar 7 Tema 2 Descripci n del Sistema GPS
145. S Gr ficas Pr ctica 6a 200 Practica 6a ejercicio 3a Desviaciones de las estimaciones respecto al nominal estatico SOAN Practica 6a ejercicio 3b Estimaciones del reloj Dx Reloj e Dy o 150 f i i ben BEES 150000 4 E top E E E 4 100000 4 5 so i E i 4 E 50000 4 2 ol 3 oh s H E sob 4 E 50000 4 E a E 3 400 4 100000 4 150 i E 4 150000 4 200 i i i i 200000 i i i 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Practica 6a ejercicio 3d 1 Desviaciones de las estimaciones respecto al nominal estatico Q 0 0001 Practica 6a ejercicio 3d 2 Estimaciones del reloj Q 0 0001 200000 y i T 200000 T r i Dx Reloj e Dy o 150000 j 3 usa 150000 3 4 100000 4 100000 E 4 E 50000 4 E soo00 i 4 2 H of 4 8 oos SED 4 3 s g 3 50000 i E E 4 E 50000 4 E 3 3 8 100000 4 100000 4 150000 E i 4 150000 E 4 200000 i i i i 200000 i i i 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Ap ndice V gr ficas de los ejercicios Desviaciones respecto al nominal m Desviaciones respecto al nominal m Desviaciones respecto al nominal m Desviaciones respecto al nominal m 200 150 100 50 50 100 150 200 38000 200 150 100
146. T T T T Fase LI PAN 28 o 7 4 o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 Tiempo Segundos GPS Practica 3a ejercicio 2c Fase L2 y Codigo P2 para PRN 28 C digo P2 PRN 28 Fase L2 PRN28 o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 Tiempo Segundos GPS Practica 3a ejercicio 3a Combinacion lonosferica negativa Codigo para PRN 28 lt cat 95oct18 asa a awk if 4 28 pat B2 BRSIS o gt o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 Tiempo Segundos GPS Practica 3a ejercicio 3c Diferencia entre combinaciones lonosfericas Codigo y Fase para PRN 28 8 Li PIPRN 28 gt od E L a 4 l 3 j 22 e 4 gt o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 Tiempo Segundos GPS Pseudorango metros LI metros LI y PI metros LI PI metros 3e 07 Practica 3a ejercicio 2b Fase L1 y Codigo P1 para PRN 28 2 5e 07 2e 07 1 52407 gt 4e 07 5e 06 T T T T T T T C digo P1 PRN 28 o Fase L1 PRN 28 MEA sd 5e 06 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Tiempo Segundos GPS 80000 Practica 3a ejercicio 3 Combinacion lonosferica para PRN 28 lt cat 9Soct18basa a awki if 4 28 print 3 5 56 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Tiempo Segundos GPS 80000 Practica 3a ejercicio 3b Combinaciones lonosfericas Codigo y Fase para PRN 28 10 PIPRN28 gt LIPRN28 12 10000 200
147. T T T T T T T ph o pha ec AE ad T5 o 15288 i H a apii 15286 4 15284 4 E S 15282 4 s O 45280 4 15278 4 15276 4 60 i i i i i i i i 15274 i i i i i i i i o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Practica 4b ejercicio 5a Discrepancias entre las estimaciones de orbitas y relojes de los archivos eci y sp3 Practica 4b ejercicio 5b Diferencia entre estimaciones de relojes precisos 0 3 T T T T T T T T 4 T T T T T T T T E A s 4 04 i i i i i i i i 0 5 i i i i i i i i o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Ap ndice V gr ficas de los ejercicios gAGE NAV 297 Gr ficas Pr ctica 5a 3 Practica 5a ejercicio 3_1 Estimacion del retardo troposferico PRN 14 s Practica 5a ejercicio 3 2 Estimacion del retardo troposferico STROP o STROP o 18 E E E E E 18 4 16 E 16 gt 4 14 E m 4 12 b 4 12 4 E E 10 4 5 10 h 4 E E 5 5 sb 4 st 4 s 4 6h 4 ab 4 at 4 2h 4 2L 4 n i i i i d i i i 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Practica 5a ejercicio 3_2 Estimacion del retardo troposferico Practica 5a ejercicio 3
148. T r T T 04 T T T T e der o os 4 0 3 4 gt gt o N E Ld E sx E gt o o o2L a a 4 02 L 2 2 a 4 o oe o E o PE r or 2 6 oo o o y gt ts d amp 2 tti qe o e amp oo dai A gt os g E o 9 6 es N A gt e o 01 Ecs E SR Kr E Cd wa 01 o Y ES wet we g gt gt e CN gt P IE E ei gw 5 gt site gt ea gt s eg o o s in gt Pee K gt PE ee e bo 2 E e ok de 4 us So o 2 2 4 E gt Pe 3 ois E gt x e gt o b du xa x e o a eo 4 LEE o Eo uf o gt E E o 2 H o m os E ja ex i 4 os L qo eu i H sd z A gt gt o E 0 2 i ei i i 0 2 i e d i i 3000 4000 5000 6000 7000 8000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 e LI PI e L PI 24 T T T 24 r T T T piorg o pil o E pic E 26 4 26 4 28 J 4 28 4 30 b i 4 oo vas d cio 2 pee 2 hm bes or e a 2 oo E N ea ae e eS H aa 34 L a Seow oS ap ede E a cid 9 e e o 4 doo E E a a oe gt 2 SA Sa o 36 aia y e E o 38 L a 2 2 4 or E AD ug E 4 E 42 i i i i 42 i i i i 3000 4000 5000 6000 7000 8000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Ap ndice V gr ficas de los ejercicios gAGE NAV 291 fL pu 10 T T T T 10 T T T T li org Hec o licl
149. TELITES c Declaracion de parametros c Numero maximo de iteraciones nit_max 10 C Tolerancia tol 1 d 3 c Velocidad de la luz m s c 299792458 d0 Velocidad rotacion Tierra rad s om_e 7 2921151467d 5 274 60 gt gt Procesado de Datos GPS c digo y fase en el instante de RECEPCION lt call orbit iyear idoy sec a x y z Ek en el instante de EMISION lt nit 0 seci sec continue Distancia geometrica en tiempo satelite estacion dt dsqrt x x_sta 2 y y_sta 2 z z_sta 2 c sec seci dt calculo de las coordenadas para t seci dt call orbit iyear idoy sec a x0 y0 z0 Ek ctl dsqrt x0 xa 2 yO ya 2 z0 za 2 xa x0 ya y0 za z0 Transformacion de coordenadas al sistema ligado a la Tierra en el instante de recepcion Rotacion de la Tierra durante el tiempo dt x x0 y0x xom_ex dt y y0 x0 om_e dt z z0 nit nit 1 if ctl gt tol then if nit 1t nit_max then goto 60 else print ERROR el algoritmo no converge nit endif endif return end Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 275 e Subrutina klob f AA AA O O O CNA A O O O GA e subroutine klob t x sta y sta z sta x sat y sat z sat alphaO alphai alpha2 alpha3 beta0 betal beta2 beta3 Tiono implicit double precision a h o z Implementacion del modelo de Klobuchar para el calculo del retardo ionosferico INPUT t epoca de observacion segundos dentro del dia
150. TIONS records slip instead of observation LLI and signal strength blank or zero Observation rep within record for LLI each obs type same seq Signal strength as given in header If more than 5 observation types 80 char continue observations in next record This record is these records are repeated for each satellite given in EPOCH SAT record Observations 200 Procesado de Datos GPS c digo y fase Phase Units in whole cycles of carrier Code Units in meters Missing observations are written as 0 0 or blanks Phase values overflowing the fixed format F14 3 have to be clipped into the valid interval e g add or subtract 10 9 set LLI indicator Loss of lock indicator LLI Range 0 7 O or blank OK or not known Bit O set Lost lock between previous and current observation cycle slip one defined for the satellite by a possible Bit 1 set Opposite wavelength factor to the previous WAVELENGTH FACT L1 2 line Valid for the current epoch only Bit 2 set Observation under Antispoofing may suffer from increased noise Bits O and 1 for phase only Signal strength projected into interval 1 9 1 minimum possible signal strength 5 threshold for good S N ratio 9 maximum possible signal strength O or blank not known don t care 4 4
151. Tiempo Universal UTO UT1 UT2 punc Tiempo sid reo Revoluci n de la Tierra Tiempo Din mico Terrestre TDT E Tempo Din mico Darse BDT Osciladores At micos Tiempo At mico Internacional IAT Tiempo Universal Coordinado UTC Tiempo GPS GPST Tabla 4 Diferentes tipos de tiempo El tiempo Universal y el tiempo Sid reo est n asociados a la rotaci n diurna de la Tierra El tiempo Universal tiempo solar utiliza el Sol como referencia El tiempo Sid reo utiliza una direcci n externa al sistema solar punto Aries Esto hace que al cabo de un aiio ambos tiempos difieran en 24h una vuelta lo que supone 3 56 4 por d a 1 d a medio sid reo 1 d a medio solar 37 56 4 Los tiempos Universales UTO UT1 UT2 a diferencia de los tiempos at micos no son completamente uniformes Debido a ello se introduce el Tiempo Uni versal Coordinado UTC que es un tiempo at mico que se mantiene a menos de 0 9s de UT1 mediante la introducci n de sistem tica de un cierto n mero de segundos Leap Second Ello hace que la diferencia entre UTC y IAT var e en saltos discretos de 1 segundo a lo largo del tiempo El tiempo GPS es el tiempo de referencia utilizado para las aplicaciones GPS 10La rotaci n de la Tierra no es uniforme UTO es un tiempo basado en la rotaci n instant nea de la Tierra UT1 est corregido de variaciones peri dicas y UT2 se obtiene corrigiendo de otras irregularidades adicionales I Debi
152. a cabecera del programa kalman0 donde x y z son las desviaciones de las estimaciones respecto del valor nominal adoptado apriories correspondientes al fichero sta pos 4 WGS 84 y t es el offset del reloj del receptor de la estaci n be11 rela tivo al de la estaci n ebre notar que se est n utilizando como datos las diferencias de observables entre bell y ebre f Representar gr ficamente los valores obtenidos para x y z al posi cionar cinem ticamente la estaci n bell relativa a la estaci n ebre cuyas coordenadas se han supuesto conocidas y fijas Ejecutar gnuplot set yrange 20 20 plot Dbell_ebre pos u 2 3 Dbell_ebre pos u 2 4 Dbell_ebre pos u 2 5 set yrange 200 200 replot exit g Comparar las estimaciones diferenciales obtenidas en el apartado an terior Dbell_ebre pos con las las estimaciones absolutas de los ficheros 99mar23bell a pos y 99mar23ebre a pos obtenidos en el apartado b al procesar cada estaci n por separado con el GCAT 104 A igual que en las pr cticas anteriores los valores contenidos en el fichero sta pos definen las verdaderas coordenadas de los receptores Por tanto los valores de x y z son directamente el error de posicionamiento o discrepancia respecto al verdadero valor Pr ctica 7a Posicionamiento diferencial gAGE NAV 155 Ejecutar gnuplot set yrange 200 200 plot 99mar23bell a pos 2 3 99mar23bell a pos u 2 4 99mar23bell a pos 2 5 plot
153. a ecuaci n proporciona la rbita Kepleriana del sat lite r t PIE 6 050 dr que puede definirse a partir de los seis elementos siguientes ver figuras 13 14 15 y 16 e Q Ascensi n recta del nodo ascendente es el ngulo geoc ntrico entre la direcci n del nodo ascendente y la del punto Aries La l nea de los nodos es la intersecci n entre el plano del ecuador y el de la rbita Su intersecci n con la esfera de radio unidad define dos puntos el nodo ascendente por donde el sat lite pasa a la regi n con Z positivas y el descendente 33nos restringimos al caso de rbitas el pticas 56 Procesado de Datos GPS c digo y fase i Inclinaci n del plano orbital es el ngulo entre el plano de la rbita y el del ecuador w Argumento del perigeo es el ngulo entre las direcciones del nodo y el perigeo medidas sobre el plano orbital El perigeo es el punto de m xima aproximaci n del sat lite al centro de masas de la Tierra El m s distante se llama apogeo Ambos est n en la direcci n del semieje mayor de la rbita a Semieje mayor de la rbita el ptica es el semieje mayor de la elipse que define la rbita e Excentricidad de la rbita es la excentricidad de la elipse que define la rbita To poca de paso por el perigeo es un instante de paso del sat lite por el punto m s cercano a la Tierra perigeo La posici n del sat lite en la rbita en un instante t puede obtenerse a parti
154. a el retardo troposf rico Qu tanto por ciento del retardo troposf rico real podr a ser corregido mediante el modelo propuesto aproximadamente 92 Procesado de Datos GPS c digo y fase h Si en vez del c digo C A se utilizara la combinaci n libre de ionosfera LC se podr a utilizar el mismo modelo para el retardo troposf rico Y si se utilizara un c digo a la frecuencia fo 4 Retardo Ionosf rico Representar gr ficamente el retardo ionosf rico oblicuo modelado STEC en funci n del tiempo y en funci n de la ele vaci n para el sat lite PRN14 Repetir para otros sat lites Ejecutar gnuplot set grid set yrange 0 20 plot cat 130ct98 a mdllgawk if 3 14 print 2 10 plot cat 13oct98 a mdllgawk print 2 10 plot cat 130ct98 a mdl gawk print 12 10 exit a A la vista de la figura dar una acotaci n del valor del retardo ionosf rico oblicuo b Representar gr ficamente ST EC x sin elev en funci n del tiempo y en funci n de la elevaci n Ejecutar gnuplot set grid set yrange 0 5 plot lt cat 130ct98 a md1 gawk print 2 10 sin 3 14 180 12 plot lt cat 130ct98 a mdl gawk print 12 10 sin 3 14 180 12 exit Por qu a diferencia de lo que ocurr a con la troposfera no se super ponen las curvas de los diferentes sat lites al hacer la representaci n en funci n de la elevaci n c De qu variables dep
155. a en la resoluci n de un sencillo problema geom trico donde a partir de las distancias a un conjunto m nimo de cuatro sat lites GPS medidas por el receptor mediante las se ales emitidas por los mismos y de los que se conocen sus coordenadas se determinan las coordenadas del usuario con una precisi n del orden de una decena de metros Idea intuitiva del posicionamiento GPS El observable b sico del sistema GPS es el tiempo de propagaci n de la se al electromagn tica entre el sat lite emisor y el receptor Este tiempo escalado con la velocidad de la luz da una medida de la distancia pseudodistancia entre ambos El siguiente ejemplo resume para un caso bidimensional las ideas b sicas del posicionamiento GPS Sup ngase un faro del que se conocen sus coordenadas con una cierta precisi n que emite se ales ac sticas a intervalos regulares de 1 minuto empezando en las 0h Om 0s y con suficiente intensidad para ser o das a distancias de varios kil metros Sup ngase tambi n un barco cuyo reloj est perfectamente sin cronizado con el del faro que recibe una de estas se ales en un instante que no sea un m ltiplo exacto de un minuto por ejemplo 20 segundos m s tarde t nx 1 20 Estos 20 segundos corresponder n al tiempo de propagaci n del sonido desde el faro emisor al barco receptor La distancia d entre ambos se obtendr multiplicando este valor por la velocidad del sonido v 335m s d 20s x 335m
156. a siguiente figura Ao sin wo t al D t P t sin f1 t al sin fl t B Portadora L1 1 154 fo A 90 D t C t al D t C t cos f1 t D t P t Portadora L2 Ep 2 120 fo a2 sin f2 t a2 P t D t sin f2 t o suma modulo 2 x modulacion E combinacion Fig 5 Estructura de la se al GPS fuente G Seeber pp 218 Tema 2 Descripci n del sistema GPS gAGE NAV 19 Portadora se al L1 154 x fo Frecuencia L1 1575 42 MHz Longitud de onda L1 19 05 cm Portadora senal L2 120 x fo Frecuencia L2 1227 60 MHz Longitud de onda L2 24 45 cm Frecuencia c digo P chipping rate fo 10 23 MHz Mbps Longitud de onda c digo P 29 91 m Periodo c digo P 266 d as 7 d as sat lite Frecuencia c digo C A chipping rate fo 10 1 023 MHz Longitud de onda c digo C A 293 1 m Periodo c digo C A 1 milisegundo Frecuencia mensaje de navegaci n 50 bps Longitud de una trama 30 segundos Tabla2 Estructura de la serial GPS fuente G Seeber p 217 Para restringir el acceso de usuarios civiles a la completa precisi n del sistema se han desarrollado las siguientes t cnicas e S A o Selective Availability se trata de la degradaci n intencionada del reloj del sat lite proceso d y la manipulaci n de las efem rides proceso e El efecto sobre el posicionamiento horizontal supone pasar de unos 10 m S A off a unos 100 m S A on 20 error El
157. a velocidad de la luz no se vulnera el principio de la relatividad pues no se transporta informaci n Tema 5 Modelado de la pseudodistancia gAGE NAV 83 NOTA Esta correcci n se ha implementado en GCAT bajo la opci n TGD Correction De acuerdo con el ICD GPS 2000 el segmento de control monitoriza el timing del sat lite de manera que el Tap se cancele completamente al hacer la combinaci n libre de ionosfera Esta es la raz n por la que para la frecuencia fo se tenga a o4T p e Multicamino Mb La interferencia por multicamino se produce cuando una se al llega por diferentes caminos a la antena ver figura 20 Su causa principal es la proximidad de la antena a estructuras reflectantes y es importante cuando la se al proviene de sat lites con baja elevaci n Este error es distinto para frecuencias distintas Afecta tanto a las medidas de fase como a las de c digo En el caso del c digo puede alcanzar un valor te rico de 1 5 veces la longitud de onda chip Esto significa para el c digo C A hasta unos 450 m si bien valores superiores a unos 15m son dif ciles de observar T picamente suele ser menor que unos 2 o 3 metros En el caso de la fase su valor m ximo te rico es de un cuarto de longitud de onda Ello significa unos 5 cm para L1 o L2 Se al directa Antena E Se al reflejada Antena m imagen gt Suelo exceso de camino optico Fig 20 Diferencia de camino ptico entre la senal d
158. abla de la p gina anterior Tema 6 Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 105 Tema 6 Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n con c digo Se trata de determinar la posici n 7 y el offset dt del reloj de un receptor a partir de las pseudodistancias P con al menos 4 sat lites y las posiciones T y offsets dt de los relojes de estos sat lites ver Hofmann Wellenhof p 179 OQ m Satelite Xs Ys Zs Fig 22 Posicionamiento GPS Datos Las pseudodistancias receptor sat lite j simo P El mensaje de navegaci n En particular posiciones de los sat lites al emitir la se al 7 27 y z7 offsets de los relojes de los sat lites dt j 1 2 n n24 Inc gnitas posici n del receptor 7 x y 2 offset del reloj del receptor dt 106 Procesado de Datos GPS c digo y fase A partir de las pseudodistancias entre sat lite y receptor Pi pl c dt dt rel T o4 P TGD Mi e se plantea un sistema de ecuaciones con cuatro inc gnitas x y z dt de la forma P3 edt 69 f x xi y yi z 24 cdt ded asm s moe donde se han despreciado los t rminos de multipath y ruido en general y se ha llamado rel T 0117 TGD Se trata de un sistema no lineal y en general sobredimensionado cuya t cnica de resoluci n habitual consiste en linealizar la distancia p en el entorno de un pun
159. ad Este inconveniente se supera esti mando su error de sincronismo al mismo tiempo que las coordenadas Finalmente la geometr a de los sat lites seg n son vistos por el receptor in fluye sobre el error de posicionamiento Ello se ilustra en la figura 3 donde el tama o y forma de la regi n de error var a seg n la posici n relativa de los mis mos Este efecto Dilution Of Precision DOP se estudiar en el tema 4 determinacion fit la Variacion de la region de istancia al satelite indeterminacion con la geometria de los satelites Fig 3 Effecto del DOP en el posicionamiento Procesado de Datos GPS c digo y fase Pr ctica 1 Herramientas inform ticas gAGE NAV 7 Pr ctica 1 Herramientas inform ticas Objetivos Presentar un conjunto muy reducido de instrucciones UNIX para el manejo de ficheros y directorios as como unos elementos b sicos de programaci n gawk y el entorno de representaci n gr fica gnuplot El objetivo no es ense ar UNIX o lenguajes de programaci n sino proporcionar unas herramientas m nimas para el desarrollo de las pr cticas NOTA esta pr ctica es muy elemental y puede saltarse si se poseen unos conocimientos m nimos de UNIX gawk y gnuplot Ficheros a utilizar SXyz eci Desarrollo Esta pr ctica se ha organizado en una serie de ejercicios guiados pensados para ser realizados en el orden establecido a lo largo de los cuales se van presen tando las principale
160. ados con relojes at micos rubidio cesio de muy alta estabilidad ver en el ap ndice I el estado de la constelaci n a mediados del a o 2000 Se han desarrollado los siguientes grupos de sat lites A Leick pag 61 e Bloque I Navigation Development Satellites Entre 1978 y 1985 se lanzaron los 11 sat lites de este grupo No estaba implementada la S A Ten an una masa de 845 Kg y una vida media prevista de 4 5 a os aunque al gunos llegaron a durar hasta 10 Eran capaces de proporcionar servicio de posicionamiento durante 3 o 4 d as sin contacto con el centro de control e Bloque II y ITA Operational Satellites Actualmente operativos Consta de un total de 28 sat lites que empezaron a lanzarse a partir de 1989 Tienen una masa de unos 1500 Kg y una vida media prevista de unos 7 5 a os A partir de 1990 se emple una versi n mejorada el bloque HA advanced con capacidad de comunicaci n m tua Son capaces de proporcionar servicio de posicionamiento durante 180 d as sin contacto con el segmento de control No obstante bajo el modo normal de operaci n deben comunicarse diariamente e Bloque IIR Replacement Operational Satellites Desde 1997 se est n uti lizando estos sat lites de repuesto del bloque II Est formado por un con junto de 20 sat lites aunque podr an incrementarse en 6 m s Su masa es de unos 2000 Kg y una vida media prevista de 10 a os Estos sat lites tendr n capacidad de determinar aut nomamente
161. aje de navegaci n debe aplicarse el siguiente algoritmo GPS SPS SS tabla 2 15 ver subrutina FORTRAN orbit f ap ndice IV C lculo de las coordenadas de los sat lites a partir del men saje de navegaci n Deben seguirse los siguientes pasos e C lculo del tiempo t desde la poca de referencia de las efem rides toe t y toe se expresan en segundos dentro de la semana GPS th Toe Si t gt 302400 seg restar 604800 seg de tz Si tk lt 302400 seg sumar 604800 seg e C lculo de la anomal a media M para ty E vh M M SE an th 60 Procesado de Datos GPS c digo y fase Resoluci n iterativa de la ecuaci n de Kepler para el c lculo de la anomal a exc ntrica Ej My Ey esin Ek C lculo de la anomal a verdadera vg vl e ad UL arctan cos E e C lculo del argumento de latitud u a partir del argumento del perigeo w la anomal a verdadera vz y las correcciones Cuc y Cus Up W UE Cuc COS 2 w v Cus sin 2 w v C lculo de la distancia radial r considerando las correcciones Cre y Crs ry a l ecos Ex Cre cos 2 w vp Crs sin 2 w vg C lculo de la inclinaci n i del plano orbital a partir de la in clinaci n en la poca de referencia toe y las correcciones Cie y Cis dy dor E tk Cie COS 2 w vi Cig Sin 2 w vp C lculo de la longitud del nodo ascendente respecto a Greenwich a partir de la longitud Q al pr
162. al debido a la componente seca de la troposfera b sicamente compuesta por ox geno y nitr geno en equilibrio hidroest tico y dwet corresponde al retardo vertical asociado a la compo nente h meda debida al vapor de agua de la atm sfera siendo dary 2 3 exp 0 116 10 H m dwe 0 1 m H altura sobre el nivel del mar en metros Finalmente m elev es el factor de oblicuidad para proyectar el retardo vertical en la direcci n de observaci n del sat lite 1 001 m elev gt 0 002001 sin elev donde elev es la elevaci n respecto al horizonte local del receptor NOTA Este modelo se ha implementado bajo la opci n Tropospheric Correction en GCAT ver p gina 90 Retardo ionosf rico al La ionosfera es la zona de la atm sfera terrestre que se extiende desde unos 60 km hasta m s de 2000km de altura Debido a la interacci n con los electrones libres las se ales electromagn ticas que la atraviesan sufren un retardo adelanto respecto a la propagaci n en el vac o que viene dado por Di fo 1 ds Regi n de la atm sfera que se extiende hasta unos 60km de altura 47 Modelos m s completos puede encontarse por ejemplo en Hofmann Wellenhof p 109 Tema 5 Modelado de la pseudodistancia gAGE NAV 81 donde la integral se extiende a lo largo de la trayectoria del rayo y n es el ndice de refracci n Dado que la ionosfera es un medio dispersivo su ndice de refracci n depende de la f
163. alae donde di i t t As en la aproximaci n lineal anterior el error cometido al calcular la distan cia geom trica p utilizando la poca de emisi n medida seg n el reloj del sat lite l en vez de en la escala de tiempo GPS t resulta ser proporcional al ritmo de variaci n de la distancia receptor sat lite y al error de sincronismo entre ambas escalas de tiempo dt En la pr ctica el offset di puede calcularse a partir del mensaje de navegaci n con una precisi n del orden de 10 a 100 nanosegundos seg n sea SA on o A S off con lo cual teniendo en cuenta que p lt 1Km s el error cometido en el c lculo de p es inferior al mil metro y puede despreciarse esta fuente de error 1 B Caso del algoritmo puramente geom trico Al igual que en el caso anterior linealizando p alrededor de 7 y considerando nicamente la variaci n con el tiempo resulta p t ptr E 7 plr podar donde dr T f En este caso el offset del reloj del receptor es una cantidad desconocida que se estimar conjuntamente con las coordenadas del receptor en la soluci n de 70 navegaci n 68 En rigor debe considerarse p pues el observable P proporciona directamente la poca emisi n 50 muy precisa a nivel del ruido de P unos pocos nanosegundos aunque seg n el reloj del receptor El error en el c lculo de p entonces se deber al error en la determinaci n de mission emission _ d debido al error de s
164. alor 10 metros es el ruido de las observaciones cobs adoptado para el c digo PC Ejecutar cat 99mar23ebre a dmx 99mar23bell a dmx gawk if 1 ebre r 2 3 5 else if length r 2 3 0 printf s 46i 402i 14 6f 46 3f 414 9f 414 9f 14 9f 14 9f 3i n PC 2 3 5 r 2 3 10 6 7 8 9 11 gt Dbell_ebre mod d De acuerdo con el esquema definido en la secci n 7 1 de teor a p gina 142 escribir el sistema de ecuaciones de navegaci n para este problema en diferencias simples e Calcular la soluci n de navegaci n mediante el filtro de Kalman im plementado en el programa kalman0 Modelar las coordenadas y el reloj del receptor como white noise posicionamiento cinem tico puro estableciendo los siguientes par metros en la namelist kalman nm1 3 101 Estas instrucciones est n contenidas en el script Dbell ebre scr Por tanto basta con ejecutar Dbell_ebre scr 102Ver la descripci n de kalman0 en la cabecera del c digo textedit kalman0 f 108 Estos valores se han salvado en el fichero kalman nm1_D_WN 154 Procesado de datos GPS c digo y fase Pxx 1 d 8 m2 fi_x 0 d0 Qxx 1 d 8 m2 Pyy 1 d 8 m2 fi_y 0 d0 Qyy 1 d 8 m2 Pzz 1 d 8 m2 fi_z 0 d0 Qzz 1 d 8 m2 Ptt 9 d 16m2 fi_t 0 d0 Qtt 9 d 16m2 Ejecutar cp kalman nml D WN kalman nml cat Dbell ebre mod kalman0 gt Dbell_ebre pos El fichero obtenido Dbell_ebre pos contiene los siguientes campos ver l
165. an V 2 tan E 2 R R Q R i R3 w cos sinQ O 1 0 0 cosw sinw O sin cosQ 0 0 cos sini sinw cosw 0 0 0 1 0 sin cos 0 0 1 Pe Qu Sa ET Po Qu Sy k F OS P Q Sz n a u w G M m 3 986005 10 m s2 c ya b n 146107 rad s Pr ctica 4a Elementos orbitales y sistemas de referencia gAGE NAV 63 Pr ctica 4a Elementos orbitales y sistemas de referencia Objetivos Familiarizarse con los elementos orbitales y sistemas de referencia Manejar los diferentes sistemas de coordenadas Visualizar las varia ciones de los elementos orbitales debido a las diferentes perturba ciones Ficheros a utilizar 9bocti8casa____r0 rnx 95octi8casa____r0 eph 1995 10 18 eci Programas a utilizar eph2txt orb2xyz rv2ele_orb eq2wgs_ts cart2esf Desarrollo 1 Copiar los programas y ficheros de la pr ctica en el directorio de trabajo 2 Coordenadas del sat lite El programa orb2xyz permite calcular las posiciones de los sat lites en un sistema de referencia ligado a la Tierra con origen en el centro de masas de la Tierra eje x en la direcci n del meridiano de Greenwich eje z paralelo al eje de rotaci n de la Tierra y el eje y formando un triedro directo con los anteriores a partir de los elementos orbitales de los ficheros b En estos ficheros la longitud del nodo ascendente est referida al meridiano de Greenwich a Generar el fichero 950ct18 b a partir del 950ct18casa___r
166. ante de recepcion a partir del instante de recepcion iyear idoy sec tiempo GPS y de los parametros del mensaje de navegacion Tambien proporciona la diferencia entre los instantes de emision y recepcion NOTA cualquier offset en el reloj del receptor que afecte a la epoca de recepcion se encontrara tambien en la epoca de emision Instante en que se ha recibido la sen al iyear an o idoy dia del an o sec segundos dentro del dia x_sta y_sta z_sta coordenadas aproximadas de la posicion del receptor WGS 84 en metros Mensaje de navegacion broadcast data de acuerdo con el formato RINEX sat year mon day h m sec a0 al a2 IODE Crs dn xMo Cuc e Cus al2 toe Cic Omgg Cis xlo Crc omgp Omgd xIDOT xx GPS Week xx SVac SVh TGD IODC XX XX 4 XX Xx sl es 13 D Cr UE 212 Procesado de Datos GPS c digo y fase c OUTPUT amp eset c Coordenadas del satelite en el instante de emision C en el sistema de referencia liagado a la Tierra en c el instante de recepcion x y z WGS84 en metros e c dt t_recepcion t_emision segundos C C c NOTA c A continuacin se muestra un ejemplo de programa sencillo c coord ems f para realizar el calculo mediante esta subrutina G secececcccccccccccces coord ems f c234567 c program coord ems c implicit double precision a h o z dimension a 38 c A ee ee E eee eee eee a Crear un fichero datos_ems
167. aproximado de las coordenadas del receptor ro De ese modo si no se conocen las coordenadas del receptor con una cierta precisi n di cho error deber considerarse a la hora de calcular las derivadas parciales relativas a las coordenadas del receptor las cuales resultar n algo m s com plicadas que las correspondientes al m todo del pseudorango descrito en el apartado anterior ver anexo II en el cap tulo siguiente Este algoritmo se implementa bajo la opci n Satellite coordinates at emission Geometric en GCAT ver p gina 90 53 Muchos de los receptores modernos ajustan su reloj poca a poca proporcionando offsets del orden de unos 10 nanosegundos Sin embargo muchos otros receptores se esperan a acumular un offset de 1 milisegundo 54 en la matriz de dise o o matriz Jacobiana obtenida al linealizar el modelo respecto de los errores en las coordenadas y el reloj del receptor ver cap tulo siguiente 55si bien su impacto es muy peque o para errores de unos pocos metros 88 Procesado de Datos GPS c digo y fase e C lculo de las coordenadas de los sat lites Una vez conocido el instante de emisi n de la se al se pueden calcular las co ordenadas del sat lite en dicho instante para lo cual puede adoptarse un sistema inercial o un sitema ligado a la Tierra Si el c lculo de las coordenadas de los sat lites se realiza en un sistema ligado a la Tierra por ejemplo utilizando la rutina orb f
168. ar metros configurables Random walk la correcci n respecto al nominal para las coorde nadas se considera como un camino aleatorio cuya incertidumbre crece con el tiempo o Q t La covarianza inicial B a c2 PO m y Q m sec son par metros configurables e Receiver Clock el offset del reloj del receptor es considerado como un ruido blanco de media cero y varianza o Q La covarianza inicial o7 PO m y el ruido de proceso Q m son par metros configurables 1 Copiar los programas y ficheros de la pr ctica en el directorio de trabajo 2 Posicionamiento con rbitas broadcast y S A on Mediante la apli caci n GCAT calcular las coordenadas x y z WGS 84 del receptor proce sando los ficheros 130ct98 a y 130ct98 eph en modo est tico Para ello se deber n seguir los siguientes pasos e Ejecutar GCAT amp Se presentar el panel que se muestra a continuaci n figura 26 izquierda CAT WAGE products Fig 26 Panel principal y carpeta Filter de la aplicai n GCAT Tilos datos se registraron manteniendo el receptor inm vil En la poca en que se capturaron estos datos la S A estaba activada Pr ctica 6a Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 123 e Pulsar y seleccionar el fichero 130ct98 a por defecto se selec ciona tambi n el fichero 130ct98 eph para las rbitas broadcast e Mantener todas las opciones estableci
169. ar gr ficamente los valores de VASTEC Ejecutar gnuplot set grid set yrangel 5 5 plot DDbell_ebre21 ion u 5 6 exit c De qu orden son las dobles diferencias de la refracci n ionosf rica Es de esperar que se puedan resolver las ambig edades si se desprecia el VASTEC 9 Comprobar que a partir de los prefit residuals se puede obtener una estimaci n del reloj del receptor suficientemente buena como para realizar la correcci n de reloj del ejercicio 3 Hacer el procesado por ejemplo con rbitas broadcast En este caso se podr n utilizar los ficheros 99mar23be11 a PC dmx 99mar23ebre a PC dmx generados en el ejercicio 2126 125 sin necesidad de resolver las ecuaciones de navegaci n 126 Estos ficheros tambi n est n disponibles en el directorio de ficheros Pr ctica 7b Posicionamiento diferencial gAGE NAV 175 Se propone seguir el siguiente procedimiento i Volver a generar los ficheros originales zgrep bell 99mar23bell_ebre s gz gt 99mar23bell a zgrep ebre 99mar23bell_ebre s gz gt 99mar23ebre a ii Para cada estaci n bell ebre generar un fichero con los prefit residuals de los diferentes sat lites observados Estos valores proporcio nan una estimaci n algo ruidosa de los offsets de los relojes de estas estaciones seleccionar la opci n Satellite coordinates at emission Geometric en GCAT Ejecutar cat 99mar23bell a PC dmx gawk print 1 2 3 5 gt clock
170. ara el d a 23 de Marzo de 1999 99mar23 eph El fichero sp3 on contiene las coordenadas y relojes precisos para el mismo d a obtenidos a partir del fichero igp10022 sp3 pro porcionado por el servidor IGS y que utilizaremos como referencia sus errores son inferiores a unos 10cm Estos ficheros contienen los siguientes campos PRN segundo X Y Z dT donde las coordenadas y el reloj se expresan en metros a Calcular la discrepancia entre las coordenadas y relojes broadcast eph on y los precisos sp3 on Ejecutar paste eph on sp3 on gawk print 1 2 3 9 4 10 5 11 6 12 gt dif_xyzt on 4 Calculadas mediante la subrutina orbit f 41 ftp igscb jpl_nasa gov igscb product 70 Procesado de Datos GPS c digo y fase b Representar gr ficamente los valores obtenidos y evaluar los errores en las rbitas y relojes Ejecutar gnuplot set grid plot dif_xyzt plot dif_xyzt plot dif_xyzt plot dif_xyzt exit c Razonar qu debe considerarse para evaluar el error de posicionamiento todo el vector de error o nicamente su proyecci n sobre la direcci n sat lite receptor d Calcular el error en la direcci n sat lite receptor para un usuario que se encuentre en la ciudad de Barcelona coordenadas WGS84 4789043 176682 4194989 Representar gr ficamente los resultados obtenidos Ejecutar cat eph on gawk BEGIN x0 4789048 yO 176682 z0 4194989 printf 02d 6d
171. ary of the Workshop on GPS Exchange Formats Proceedings of the Fifth International Geodetic Symposium on Satellite Systems pp 917ff Las Cruces Gurtner W G Mader D Arthur 1989 A Common Exchange Format for GPS Data CSTG GPS Bulletin Vol 2 No 3 May June 1989 National Geodetic Survey Rockville Gurtner W G Mader 1990 The RINEX Format Current Status Future Developments Proceedings of the Second International Symposium of Precise Positioning with the Global Positioning system pp 977ff Ottawa Gurtner W G Mader 1990 Receiver Independent Exchange Format Version 2 CSTG GPS Bulletin Vol 3 No 3 Sept Oct 1990 National Geodetic Survey Rockville Gurtner W 1994 RINEX The Receiver Independent Exchange Format GPS World Volume 5 Number 7 July 1994 11 RINEX VERSION 2 10 FORMAT DEFINITIONS AND EXAMPLES 4 TABLE A1 GPS OBSERVATION DATA FILE HEADER SECTION DESCRIPTION 4 4 4 HEADER LABEL DESCRIPTION FORMAT Columns 61 80 4 4 4 RINEX VERSION TYPE Format version 2 10 F9 2 11X File type 0 for Observation Data A1 19X Satellite System blank or G GPS A1 19X R GLONASS Geostationary
172. as ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 117 geom trico y sta a su vez depende de las coordenadas del receptor r utilizadas para calcular la distancia geom trica receptor sat lite resulta orot orot Opemission gat Opemission Or sta Ofemission OF sta La derivada 2 OT sta OF sta se puede obtener diferenciando impl citamente la ecuaci n 2 2 emission 2 p C ae t gt sat t sat no ius Feta de donde emission sta sat 2 t emission Ot _ gt satt or Or C reception m OF Alsta T t Um E Or T sta T sta T sta E rsat sat AtemMission Entonces teniendo en cuenta en la expresi n anterior que na 7T CB sta sta orsta TRE ye I5 se obtiene AY t gt t Opemission o o Fota pe o o Fita o gu Y o soa gt gt t sat o gt psatjt Sat OF sta C receptor temission fus reat P cp 1 Esta PA A Finalmente substituyendo en la ecuaci n de se obtiene sat gt sat t gt Op 1 OP Los saat L4 TO Fosta 755 OF ta 5 p e Psta f 3 gt att pat a X p X p C 1 EN Tsta r af x p SUA donde 2 1 0 0 Ox mae i En general teniendo en cuenta que f sta 7 se tendr 118 Procesado de Datos GPS c digo y fase Complemento C lculo de la derivada del rango p HA reception Calculando la derivada parcial CUM de la ecuaci n p c treception 975999 resulta o gp emission Olreceptioni B
173. atro observaciones la matriz B no es cuadrada Sin embargo multiplicando por B se obtiene soluci n de m nimos cuadrados B a B BM A B1 0 r cat de donde E M B BJ B A1 a y de ah UB B B 1 B B B 1 A 2 B B B 1 B B B a 1 A B B B a B B B a 0 Tema 6 Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 113 Anexo 6 2 C lculo de las derivadas parciales de la matriz de diseno Tal como se ha visto al principio de este cap tulo p gina 106 la pseudodis tancia P receptor sat lite puede expresarse como P p c dtgg de rel T 011 TGD Mp Ep donde p es la distancia geom trica entre las coordenadas del sat lite en el instante de emisi n 7 y las del receptor o estaci n en el de recepci n Fsta ambos instantes tsion y treception expresados en la escala de tiempo GPS deteminada por los relojes del segmento de control Puesto que las coordenadas del receptor as como la poca de emisi n de la se al treception SON desconocidas la distancia p se proxima mediante un desar rollo de Taylor de primer orden 2p Op Op Op p E Ace 22 ay E At Po Po Po Po donde Ax x Zo Ay y yo Az 2 zo son las correcciones a aplicar al valor nominal po to Yo zo para obtener la posici n precisa del receptor Fsta y At es una correcci n de reloj El c lculo de las derivadas parciales anteriores depende de la forma en que se dete
174. ausencia de ionosfera y sin retardos instrumentales esta combinaci n ser a id nticamente nula Pr ctica 3b Detecci n de cycle slips gAGE NAV 53 Ejercicios de Ampliaci n 3 Si en el ejercicio anterior se hubiera anadido un ciclo en ambas portadoras L1 y L2 se producir a cycle slip en LW Y en LI De cu ntos ciclos Justificar te ricamente los resultados teniendo encuenta las relaciones entre ambig edades del apartado de fundamentos te ricos p gina 41 Nota ejecutando el script P3b_3 scr se generan los ficheros s18 c1 11 org li cl lpl org lpi cl lc org lc cl lw org lw clcorrespon dientes a los mismos apartados que en el ejercicio anterior pero para este caso Los plots correspondientes se visualizan ejecutando gnuplot plots_P3b gnu Ejecutar P3b_3 scr gnuplot plots_P3b gnu Nota ejecutando textedit P3b_3 scrotextedit plots P3b gnu se puede ver el contenido de estos scripts y comprobar que realizan las mismas in strucciones que se han ejecutado en el ejercicio anterior 4 wind up Sup ngase un usuario que sin variar la posici n de la antena la hace girar 360 grados alrededor de su eje de simetr a Afectar esta operaci n a las medidas de c digo P1 o P2 Y a las de fase L1 y L2 En cu nto variar n si lo hacen las combinaciones LW LC LI Razonar te ricamente la respuesta 5 Se puede producir un cycle slip en LW sin que se produzaca en LI De qu manera Razonar te
175. azul Ejecutar paste 30may00 a pos 30may00 a pos orglgawk print 1 5 15 gt dclk paste 30may00 a pos 30may00 a pos orglgawk print 1 10 20 gt dh gnuplot set grid set xrange 31900 32350 plot dclk dh exit a Que deber a ocurrir con la altura sobre el elipsoide cuando se desactiva la correci n troposf rica Qu ocurre b Compara las estimaciones de la altura sobre el elipsoide h obtenidas con las del fichero 130ct98 a pos org En cu nto han variado los relojes Y la coordenada vertical Cu nto supone aproximada mente el retardo troposf rico vertical C mo se relacionan estos valores c Explica por qu el error en la troposfera se ha transferido de esta forma a la h y a los relojes Complemento 6 Filtro de Kalman y efecto de la matriz Jacobiana sobre la soluci n de navegaci n Procesar el fichero 30may00 a utilizando el progama GCAT de acuerdo con el siguiente esquema e Aplicar el algoritmo del pseudorango para el c lculo de la poca de emisi n En la carpeta deben estar activadas la opciones Satellite coordinates at emission Using PR Pr ctica 6b Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 135 b En la carpeta deben estar activadas la opciones Kinematic Positioning White noise En la carpeta debe activarse la opci n Write the design matrix Dejar los valores por defecto de las restantes opciones Renombrar los ficheros obtenidos c
176. bell cat 99mar23ebre a PC dmx gawk print 1 2 3 5 gt clock ebre Notar que los valores obtenidos para los diferentes sat lites correspondientes a una misma estaci n son muy similares aunque no id nticos Un refinamiento que no hace falta podr a ser tomar su valor promedio para cada poca a Calcular las diferencias entre los valores de los relojes obtenidos a partir de los prefit residuals ficheros clock bell y clock ebre y las obtenidas en la soluci n de navegaci n contenida en los ficheros 99mar23bell a PC pos y 99mar23ebre a PC pos generados en los ejercios previos Ejecutar cat 99mar23bell a PC pos clock belllgawk if NF gt 4 T 1 1 5 else if length T 2 1 0 print 2 3 4 T 2 1 1 gt dT bell cat 99mar23ebre aPC pos clock ebrelgawk if NF gt 4 T 1 1 5 else if length T 2 1 0 print 2 3 4 T 2 1 gt dT_ebre gnuplot plot dT bell u 1 3 dT ebre u 1 3 exit De qu orden son las diferencias obtenidas En cu nto afectar n a la correcci n de las marcas de tiempo En cu nto afectar n al c lculo de las dobles diferencias del pseudorango b Por qu son tan parecidas las diferencias obtenidas para las dos esta ciones A qu pueden atribuirse estos valores 176 Procesado de datos GPS c digo y fase iii Corregir las marcas de tiempo de las pocas registradas en los ficheros cat clock bell 99mar23bell a gawk if NF 4 s 2 1 3 1 4
177. bre Estos ficheros juntamente con los de las rbitas 99mar23bell eph 99mar23ebre eph constituir n el INPUT del programa GCAT Ejecutar Seleccionar las observaciones para cada receptor zgrep bell 99mar23bell ebre s gz gt 99mar23bell a zgrep ebre 99mar23bell ebre s gz 99mar23ebre a b Mediante el programa GCAT calcular la matriz de diseno para cada estaci n por separado tambi n aprovecharemos para posicionar cine m ticamente cada receptor Para ello se deber n seleccionar las siguientes opciones dejando las restantes por defecto e Carpeta MODEL Ionspheric refraction NO pues se est trabajando con la combinaci n libre de ionosfera PC Satellite coordinates at emission Using the PR pues se utiliza el algoritmo basado en el pseudorango e Carpeta FILTER Kinematic Positioning White noise e Carpeta RESULTS Write Dessign matrix para que escriba la matriz de diseno con los prefit residuals y las derivadas parciales para la estaci n procesada Finalmente pulsar File con las opciones indicadas anteriormente se leccionar el fichero 99mar23be11 a y pulsar Go v Repetir lo mismo para el fichero 99mar23ebre a Con todo ello se habr n generado los ficheros 99mar23bell a dmx y Se trata de las rbitas broadcast proporcionadas en el mensaje de navegaci n Am bos ficheros son iguales al auto0820 99n obtenido del servidor ftp lox ucsd edu pub rinex 99data 082 auto0820 99
178. btiene n y 24 PI 2 da yy 242 P cdt x y z cdt D lo cual llamando r x y z y considerando el producto interno de Lorentz puede expresarse de forma m s compacta como 1 rj rj o rj r n 1 r r 0 SA p PJ cdt DA cdt ede f La ecuaci n anterior puede plantearse para cada sat lite o medida P Supongamos que se dispone de cuatro medidas P y consideremos la siguiente matriz que contiene la informaci n disponible de las coordenadas de los sat lites y pseudodistancias cada fila corresponde a un sat lite a y A P dia a2 y 2 p la yp 23 p at yt 24 PA Entonces llamando 1 ay J r r 1 ag 1 r r SAA ewe az sendo y 5 ps ps 1 QA 100 0 by 96 a b a Mb ai 42 43 a4 da 0 0 0 1 ba 112 Procesado de Datos GPS c digo y fase las cuatro ecuaciones para las pseudodistancias pueden expresarse como 100 0 r 010 0 a BM q A1 0 siendo M 0010 000 1 de donde po MB A1 a Entonces teniendo en cuenta que se cumple la igualdad Mg Mh g h y que a d de la expresi n anterior se obtiene ai Bg Kea B Bola 1 A Bola Bla 0 La expresi n anterior es una ecuaci n cuadr tica en A notar que tanto la matriz B como el vector a son conocidos y proporciona dos soluciones una de las cuales es la soluci n buscada a E Generalizaci n al caso de n observaciones Si se tienen m s de cu
179. c_1 Estimacion del retardo troposferico 20 T T T T T T T T 5 T T T T T STROP o STROP sin elev o 18 E i 4 16 i 4 ab 4 14 i 12 i J ab i J E i S vr i E ci E E o a g 2 i5 sL n ab i i iL 4 eee mmama 2b i A ll i i i i i i i i o i i i i i o 10 20 30 40 50 60 70 80 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Elevacion grados Tiempo segundos GPS Practica 5a ejercicio 3c 2 Estimacion del retardo troposterico Practica 5a ejercicio 39 Generacion modelo sencillo 5 y T T T T T T 20 T T T T T T T T STROP sin lev o STROP o Modelo sencillo 18 2 A ab 16h 4 14 b 4 E ab L i B 3 E 12 H E i H 4 a 5 5 5 E B o Eu 1 i eb J TE 4 er 1 aL i 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Elevacion grados Elevacion grados Practica 5a ejercicio 4 1 Estimacion retardo lonosferico PRN 14 Practica 5a ejercicio 4_2 Estimacion retardo lonosferico todos sats 20 T T T T T 20 T T T T T STEC o STEC o 18 18 L 4 16 16 4 14 ab 4 12 J 12 4 E E a sob J o ob B J E 5 5 eb sL 4 er I e LLLA af 4 ar T i 2 2L J 2L 4 6 i i i i i o i i i i i 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS 298 Procesado de datos GPS c digo y fase 2 Practica 5a eje
180. cho 1 90 90 esf2cart 000000000 gAGE grupo de Astronomia y GEomatica pi 3 1415926535898d0 10 continue read end 100 r a d a a pi 180 d0 d d pi 180 d0 x r dcos a dcos d y r dsin a dcos d z r dsin d write f16 9 1x f16 9 1x f16 9 x y z goto 10 100 continue end Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 227 e Programa ymdU T2sid C lculo del d a juliano y del tiempo sid reo a partir del ano mes d a hora c234567890 a QOO OO O Q 00 O Q0 OQ Q0 implicit double precision a h o z double precision jd Calcula el DIA JULIANO y el tiempo SIDEREO MEDIO para una fecha y una hora determinadas es decir el angulo horario del punto Aries anyo mes dia hora UT gt ymdUT2sid gt jd sid hh hh Ejecutar echo 1978 11 13 O ymdUT2sid resultado 2443825 5 3 45038611041 3 27 1 39000 OgAGE grupo de Astronomia y GEomatica read xy xm xd xt if xm 1e 2 d0 then xy xy 1 d0 xm xm 12 d0 endif jd int 365 25d0 xy int 30 6001d0 xm 1 d0 xd xt 24 d0 1720981 5d0 tt jd 2451545 d0 36525 d0 sidi 24110 54841d0 8640184 812866d0 tt 0 093104d0 ttx x 2 6 2d 6 ttx x 3 sidi sid1 3600 d0 xt sidi dmod sid1 24 d0 if sid1 1t 0 d0 sidi sid1 24 d0 ih int sid1 xmm sidi dble ih 60 d0 mm int xmm xss xmm dble mm 60 d0 write f10 1 1x f16 11 1x i3 1x 13 1x f8 5 jd sidi ih mm xss end 228 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Programa wgs2eq f Rea
181. clos es el salto que se observa en la gr fica en el instante en que se produce el cicle slip t 5000s visualizar por ejemplo el gr fico anterior en el intervalo 4900 5100 set xrange 4900 5100 Pr ctica 3b Detecci n de cycle slips gAGE NAV 51 c LC PC Ejecutar cat s18 orgl gawk BEGIN 1 1575 42 2 1227 6 print 1 f1 2 2 f2 2 3 f1 2 f2 72 1 2 4 2 2 5 1 2 2 2 24027475 6 0 107 gt lc org cat s18 cl gawk BEGIN 1 1575 42 2 1227 6 print 1 1 2 2 2 2 3 1 2 2 2 f172 4 12 72 5 f17 2 1272 24027475 6 0 107 gt 1c cl gnuplot set grid set xrange 3000 8000 set yrange 10 60 plot lc org lc cl plot lc cl exit Responder a las mismas preguntas que en el caso anterior Teniendo encuenta las relaciones entre ambig edades ver p gina 41 justificar te ricamente el n mero de ciclos de Ac que se observan cuando se produce el cycle slip Adoptando los valores 0 1 012 2mm op 0p2 30cm calcular te ricamente el ruido que deber a esperarse para esta combinaci n de observables LC PC dar el resultado en cent metros y en ciclos de LC Ac 10 7cm d LW PW Ejecutar cat s18 orgl gawk BEGIN 1 1575 42 2 1227 6 print 1 f1 82 f2 3 f1 f12 1 4 2 5 1 2 24027475 6 0 862 gt lw org cat s18 cl gawk BEGIN 1 1575 42 f2 1227 6 print 1 1 2 f2 3 f1 f2 1x 4 2 5
182. code delay differences between the first and second frequency using cross correlation techniques when AS is on and may recover the phase observations on L2 in full cycles Using the C A code delay on Li and the observed difference it is possible to generate a code delay observation for the second frequency Other receivers recover P code observations by breaking down the Y code into P and W code Most of these observations may suffer from an increased noise level In order to enable the postprocessing programs to take special actions such AS infected observations are flagged using bit number 2 of the Loss of Lock Indicators i e their current values are increased by 4 8 GLONASS Extensions 8 1 RINEX Observation File 8 1 1 Time System Identifier The original RINEX Version 2 needed one major supplement the explicit definition of the time system GLONASS is basically running on UTC or more precisely GLONASS system time linked to UTC SU i e the time tags are given in UTC and not GPS time In order to remove possible misunderstandings and ambiguities the header records TIME OF FIRST OBS and if present TIME OF LAST OBS in GLONASS and GPS observation files _can_ in mixed GLONASS GPS observation files _must_ contain a time system identifier defining the system that all time tags in the file are referring to GPS to identify GPS time GLO to identify the GLONASS UTC time system Pure GPS files default to GPS and pure GLONASS f
183. componenets del modelado del pesudo rango efectos relativistas propagaci n de la se al relojes n mero de sat lites etc Estudiar el efecto de la correlaci n entre par metros a estimar Ficheros a utilizar 130ct98 a 130ct98 eph 130ct98 sp3 130ct98 a klb 30may00 a 30may00 eph sta pos kalman nml_e6b Programas a utilizar GCAT kalmanO 1 Copiar los programas y ficheros de la pr ctica en el directorio de trabajo 2 An lisis de las componentes del modelo En este ejercicio se estudiar el efecto de las diferentes componentes del modelado de la pseudodistancia sobre el posicionamiento con c digo Utilizando las opciones por defecto de la carpeta todos los botones deben estar de color azul y activando la opci n DATUM en la carpeta Results procesar cinem ticamente con la opci n white noise en la car peta Filter el fichero 30may00 a con las rbitas broadcast 30may00 eph Renombar como 30may00 a pos org En el caso de posicionar con la fase habr a que a adir el wind up ver tema 3 debida a la polarizaci n de la senal GPS y a la rotaci n del sat lite en un movimiento relativo al observador 132 Procesado de Datos GPS c digo y fase Ejecutar cp 30may00 a pos 30may00 a pos org a Desactivar la opci n Tropospheric Correction en la carpeta y repetir el procesado mantener los valores por defecto de las restantes opciones color azul Representar en un mismo gr fico en funci n del tiempo
184. con las coordenadas x y z e A partir de las estimaciones de AV Bc se calculan los valores exactos de AV Bc aplicando las ecuaciones anteriores Las ambig edades AV Bc no se considerar n resueltas hasta superar un test estad stico de hip tesis nula e Las ambig edades resueltas AV Bc se asimilar n en el filtro de Kalman FIJANDOSE sus valores hasta que se produzca de nuevo un cycle slip e Cada ambigiiedad resuelta a su valor exacto y asimilada por el filtro i e fijada supondr un par metro menos a estimar disminuyendo las correla ciones y dando m s robustez a la soluci n de navegaci n A parte de la reducci n del error de navegaci n otra ventaja de este m todo de resoluci n de ambig edades en tiempo real es la velocidad de convergencia de la soluci n En unos pocos minutos varias ambig edades pueden ser asimiladas disminuyendo de forma importante el error de la soluci n Tambi n podr an ajustarse par metros orbitales estimar el retardo troposf rico Tema 7 Posicionamiento diferencial con c digo y fase gAGE NAV 149 Resoluci n de ambig edades a escalas de centenares de kil metros Para distancias superiones a unos 10 20 Km deja de ser v lida la hip tesis de que la refracci n ionosf rica se cancela al formar las dobles diferencias debi ndose a adir el t rmino AVSTEC en las dos primeras ecuaciones anteriores A ER i Aw AVN nint A 1 2 La resoluci n de ambig edades On The
185. correspondiente al caso en que la poca de emisi n de la se al se calcula aplicando el algoritmo del pseudorango i e OR tous OR 2 yo yst OR zo z39t OR 1 2 dr P Oy ai Oz gt Ot cuando la poca de emisi n se calcula utilizando el algoritmo geom trico ver p gina 85 y siguiente y ver el ap ndice II de este tema e Substituir las columnas correspondientes a las derivadas parciales OR Ox OR Oy OR Oz OR Ot del fichero 30may00 a dmxG por las del fichero 30may00 a dmxP Ejecutar cat 30may00 a dmxP 30may00 a dmxG gawk if length r 2 3 O 5 r 2 3 print 0 else r 2 3 5 gt 30may00 a dmxN e Reporcesar de nuevo con el programa kalmano Ejecutar cat 30may00 a dmxN gawk print C1 2 3 5 1 6 7 8 9 gt fileN dat cat fileN dat kalmanO gt posN dat e Calcular la diferencia respecto de la soluci n obtenida a partir de fileP dat y representar gr ficamente el resultado Incluir en el plot el offset del reloj del receptor proporcionado por ejemplo por el fichero posP dat Ejecutar paste posP dat posN dat awk if 2 8 print 2 3 9 4 10 5 11 gt diff dat gnuplot set grid plot diff dat u 1 2 t x diff dat u 1 3 t y diff dat u 1 4 t z posP dat u 2 6 100000 t receiver clock De qu orden son las discrepancias obtenidas entre las soluciones de navegaci n posP dat y posN dat Existe alguna relaci n entre e
186. corresponds to the number of records of the same epoch followed Therefore it may be used to skip the appropriate number of records if certain event flags are not to be evaluated in detail 5 5 Receiver Clock Offset A large number of users asked to optionally include a receiver derived clock offset into the RINEX format In order to remove uncertainties if the data epoch pseudorange phase have been previously corrected or not by the reported clock offset RINEX Version 2 10 requests a clarifying new header record Ap ndice II descripci n del formato RINEX gAGE NAV 189 It would then be possible to reconstruct the original observations if necessary As the output format for the receiver derived clock offset is limited to nanoseconds the offset should be rounded to the nearest nanosecond before it is used to correct the observables in order to guarantee correct reconstruction 6 ADDITIONAL HINTS AND TIPS 6 1 Version 1 Version 2 Programs developed to read RINEX Version 1 files have to verify the version number Version 2 files may look different version number END OF HEADER record receiver and antenna serial number alphanumeric even if they do not use any of the new features 6 2 Leading Blanks in CHARACTER fields We propose that routines to read RINEX Version 2 files automatically delete leading blanks in any CHARACTER input field Routines creating RINEX Version 2 files should also left justify all variables in the CHAR
187. ctica 6b ejercicio 2c Estimaciones de la altura sobre el elipsoide 180 T T T T T T T T 180 T Relativistic Correction on o Relativistic Correction off 170 mn EH 1 170 160 4 AR X 150 J 160 140 4 150p E 2 130 al E 1 2 140 120 4x 4 110 A 4 MN P adi 100 i 4 E d 120 so i 4 80 i i i i i i i i 110 i 31900 31950 32000 32050 32100 32150 32200 32250 32300 32350 31900 31950 Tiempo segundos GPS Practica 6b ejercicio 2e Estimaciones de la altura sobre el elipsoide 180 T T T T T T T T 25 Satellite coord emission Satellite cdord reception 160 E i i 4 tao ie a 20 L 120 i 4 15 100 i i 2 i i i 4 z Es 80 E 4 10 so a i i 4 t Mi 20 i 4 o i i i i i i i i o 31900 31950 32000 32050 32100 32150 32200 32250 32300 32350 31900 31950 Tiempo segundos GPS Practica 6b ejercicio 3b Errores debidos al numero de satelites 180 T T T T T T T T Con PRN21 e 190 T Sin PRN21 170 i 4 180 cd 170 i 160 E 4 A 160 fosa AE A 150 P E 150L g LA x AN E bud d i E mol E i E A 130 130 i A EN 4 120 In E 110 110 i i i i i i i i 100 d 31900 31950 32000 32050 32100 32150 32200 32250 32300 32350 SEO 81000 Tiempo segundos GPS 32000 32050 32100 32150 32200 32250 32300 32350 Tiempo segundos GPS 304 Altura m Altura m tura m 170 Practica 6b ejercicio 4a filtrado por
188. das por defecto en las carpetas Model Filter y Results todos los botones activados deben tener color azul ver figura 26 e Ejecutar tarda unos segundos en procesar el fichero Una vez finalizado el proceso se habr generado el fichero 130ct98 a pos que contiene los siguientes campos sec dx e dy n dz u dT GDOP HDOP PDOP VDOP z A y o z h donde dx dy dz o de dn du son las desviaciones estimadas por el filtro res pecto al valor nominal xo yo zo estabecido en el fichero sta pos Todos ellos est n expresadas en metros en el sistema WGS 84 dT es la estimaci n del offset del reloj del receptor en metros GDOP y PDOP se proporcionan con la opci n CTS en la carpeta Results y HDOP y VDOP con la opci n DATUM x y o z h son las cordenadas cartesianas CTS WGS84 x y z en metros o bien las elipsoidales DATUM longitud grad latitud grad al tura sobre el elipsoide metros ver carpeta Results 3 Posicionamiento est tico Representar gr ficamente las desviaciones dx dy dz respecto al valor nominal xo yo 20 a Representar gr ficamente los valores dx dy dz e interpretar los re sultados obtenidos Ejecutar gnuplot set grid set yrange 200 200 plot 13oct98 a pos u 1 2 w d 130ct98 a pos u 1 3 w d 13oct98 a pos u 1 42 wd exit b Representar los valores estimados para el offset del reloj del receptor dt 7 E valor nominal xo yo 2o adoptado ver sta p
189. del sat lite Teniendo en cuenta expl citamente los posibles errores de sincronismo entre estos relojes la medida del tiempo transcurrido entre emisi n y recepci n se obtiene como una diferencia de tiempos medidos en dos escalas diferentes la del sat lite t y la del receptor t Considerando una escala de tiempos de referencia T a la que llamaremos escala GPS se tiene que la pseudodistancia para el sat lite y el receptor j viene dada por Pj c ti T2 t T1 1 donde e c es la velocidad de la luz en el vac o e t T5 es el tiempo de recepci n de la se al medido en la escala de tiempo dado por el reloj del receptor 7 e t T4 es el tiempo de emisi n de la se al medido en la escala de tiempo dado por el reloj del sat lite 7 La medida de pseudodistancia P as obtenida por el receptor incluye adem s de la distancia geom trica p entre el receptor y el sat lite otros t rminos de Tema 3 Observables GPS y sus combinaciones gAGE NAV 39 naturaleza no geom trica a parte del error de sincronismo entre los relojes del receptor y sat lites debidos a la propagaci n de la se al a trav s de la atm sfera ionosfera y troposfera efectos relativistas retardos instrumentales del sat lite y del receptor interferencia debida al multicamino etc ver figura 17 en la p gina 77 Si se tienen en cuenta expl citamente todos estos t rminos la ecuaci n anterior puede escribirse de la siguiente forma
190. dividualmente con el GCAT en el apartado b Ejecutar gnuplot Set auto plot 99mar23bell a pos 99mar23ebre a pos exit El hecho de que los relojes de los receptores de bell y ebre est n desincronizados respecto de la escala de tiempo GPS con un offset de hasta 1 milisec en el caso de ebre puede afectar al posicionamiento al trabajar en dobles diferencias ver ejercicio 3 de la pr ctica 7b De qu manera Pr ctica 7a Posicionamiento diferencial gAGE NAV 159 4 Repetir el ejercicio anterior pero utilizando el algoritmo geom trico i e tomar la opcion Satellite coordinates at emission Geometric en GCAT para el c lculo de las coordenadas de los sat lites en el instante de emisi n notar que se asume el sistema de ecuaciones de navegaci n en difer encias dobles de secci n 7 2 de teor a p gina 143 Renombrar el fichero obtenido como DDbell ebre21 pos1 5 Utilizar las estimaciones de los offsets de los relojes de los receptores bell y ebre obtenidos en el ejercicio anterior 4 para corregir las marcas de tiempo de los ficheros 99mar23bell a y 99mar23ebre a Para ello se propone seguir el siguiente procedimiento i Volver a generar los ficheros originales zgrep bell 99mar23bell ebre s gz 99mar23bell a zgrep ebre 99mar23bell ebre s gz 99mar23ebre a ii Generar unos ficheros con los valores de los offsets de los relojes de los receptores bell y ebre Para ello se pueden aprovechar las
191. do a la disminuci n paulatina de la velocidad de rotaci n de la Tierra Tema 2 Descripci n del sistema GPS gAGE NAV 25 Su poca de origen son las 00 00 UTC medianoche del 5 al 6 de Enero de 1980 64 0 En esta poca la diferencia UTC IAT era de 19 segundos Se cumplen las siguientes relaciones IAT GPST 19 00 TAT TDT 32 184 IAT UTC 15 x n donde n es el n mero de Leap Seconds introducidos para la poca en cuesti n 01 JAN 1996 n 30 01 JUL 1997 n 31 01 JAN 1999 n 32 Para facilitar el c lculo de largos intervalos de tiempo se utiliza el periodo juliano ideado por Julio Scaliger que tiene como poca de referencia el 1 de Enero del a o 4713 antes de nuestra era y a partir del cual se vienen contando los d as por orden correlativo comenzando por 1 El d a juliano JD comienza a las 12 del d a civil correspondiente p e 67 0 Enero 1980 JD 2 444 244 5 La fecha estandard de referencia actual para la comunidad cient fica es J2000 0 12 5 Enero 2000 JD 2 451 545 0 Tambi n se utiliza el d a juliano modificado MDJ que se obtiene restando 2 400 000 5 d as al d a juliano La siguiente relaci n permite calcular la fecha juliana JD a partir de la fecha civil YY MM DD UT JD int 365 25 x y int 30 6001 m 1 DD horas 1720981 5 y YY 1 m MM 12 MM lt 2 donos y YY m MM MM gt 2 A partir del d a juliano y teniendo en cuenta que la fecha de referencia GPS 6
192. dt K p r p T dT c dr dt p t 1 cdr cd 2 C lculo de las derivadas oe 2 a Al igual que en el c lculo de la parcial L deber distinguirse entre el caso en que la poca de emisi n se calcula utilizando el algoritmo del pseudorango y el caso en que se utiliza el p ramente geom trico pues las relaciones de dependencia impl cita entre las variables involucradas es distinta en cada caso 2 A Caso del algoritmo basado en el pseudorango En este caso la elecci n del valor nominal para la posici n del receptor no afecta de ning n modo al c lculo de la poca de emisi n de la se al ni a las coordenadas de los sat lites en dicho instante Es decir las coordenadas Tsta x y z de receptor y del sat lite peat gs ysat sat son variables independientes En consecuencia tal como ya se obtuvo en la p gina 106 al construir las ecua ciones de navegaci n se tiene pm o dp yy Op z z Ox p Y p da p o lo que es lo mismo 116 Procesado de Datos GPS c digo y fase 2 B Caso del algoritmo puramente geom trico En desarrollo que se presenta a continuaci n deben tenerse presente los si guientes puntos e Efecto del error de sincronismo del reloj del receptor con la escala de tiempo GPS dtrec Dada una poca de recepci n el algoritmo geom trico calcula la poca de emisi n mediante un procediemiento iterativo teniendo encuenta nicamente la geometr a receptor sat lite
193. e 21 PRN iarc sec VALC VALW VALI VASTEC VABc Ejecutar add scr DDbell ebre21 0bs DDbell_ebre21 ion DDbell_ebre21 bc gt DDbell ebre21 dat Calculando el valor exacto de los bias VABc El programa ambisolv implementa las ecuaciones descritas en el apartado 7 4 de teor a p gina 147 para resolver las ambig edades en L1 y L2 y calcular el valor exacto del bias VA Bc El output de este programa proporciona una adem s de los valores exactos de VAN1 VAN2 VABc de las ambig edades resueltas una serie de resultados interme dios del c lculo que permiten seguir y analizar el proceso de resoluci n Editar el c digo fuente del programa ambisolve identificar los difer entes campos de su OUTPUT y generar el fichero DDbc fix con los valores exactos de las ambig edades V A Bc para los diferentes arcos en el siguiente formato PRN sec VABc Ejecutar textedit ambisolve f cat DDbell ebre21 dat ambisolv gt DDbell ebre21 amb cat DDbell ebre21 amblgawk print 4 6 16 gt DDbc fix FIJANDO los bias VABc y reparando VALc a su valor exacto Seleccionar del fichero DDbell_ebre21_eci mod las observaciones cor respondientes a la fase LC y corregir los valores VA Lc con los valores exactos de las ambiguedades VA Bc obtenidos anteriormente A continuaci n cambiar la etiqueta LC por PC para que el filtro trate a estas fases reparadas como c digos Llamar DDbell ebre21 eci fix mod al fichero generado Ejec
194. e los arcos AV B como constantes a lo largo de arcos cont nuos de fase y white noise en los instantes en que se produzcan los cycle slips A este procedimiento de resoluci n de este tipo se le llama flotar las ambig edades Flotar en el sentido de que se van estimando por el filtro como n meros reales Las estimaciones de los bias AV B converger n hacia una soluci n despu s de superar un transitorio cuya duraci n depender de la geometr a de las observa ciones la calidad del modelado y el ruido de los datos En general son de esperar errores del orden del dec metro en un posicionamiento cinem tico puro i e las coordenadas x y z modeladas como white noise 89En el modelado de la fase se deber tener en cuenta adem s el efecto del wind up debido a la polarizaci n de la se al ver p gina 39 Es decir las dobles diferencias de las ambigiiedades de los arcos de fase B para cada par sat lite receptor AV B Bi BE Bier BR Tema 7 Posicionamiento diferencial con c digo y fase gAGE NAV 147 4 Resoluci n de Ambig edades de la fase Fijar versus Flotar La soluci n que se obtiene flotando las ambig edades no proporciona los valores exactos de los bias AV Bt debido al ruido de la estimaci n El er ror cuadr tico medio ECM de estas estimaciones depender de la calidad del modelado de la geometr a receptores sat lites i e de las correlaciones entre los par metros y del ruido
195. e necesita ning n modelo ionosf rico En el caso de resoluci n de ambig edades no se requiere el AV ST EC para corregir el rango LC pues est libre de ella sino para resolver las ambig edades enteras AV N1 y AV Ns y a partir de ellas resolver exactamente la ambig edad real AV Bc 95Notar que las medidas de fase AVL y AV La tienen un ruido de unos pocos mil metros por tanto siendo AV Ny un valor exacto el factor limitante es el error en el t rmino ionosf rico AVST EC que debe ser inferior a A1 2 Ag A1 2 2 7cm 150 Procesado de datos GPS c digo y fase Pr ctica 7a Posicionamiento diferencial gAGE NAV 151 Pr ctica 7a Posicionamiento diferencial con c digo Objetivos Estudiar el posicionamiento diferencial con c digo en diferencias sim ples y dobles Hacer nfasis en el procedimiento manual de c lculo con vistas a ensayar la estrategia para la pr ctica 7b en que se uti lizar el c digo y la fase Ficheros a utilizar 99mar23bell ebre s gz kalman nml D WN kalman nml_DD_WN sta pos 99mar23bell eph 99mar23ebre eph 99mar23bell a pos 99mar23ebre a pos Programas a utilizar GCAT kalman0 Dbell ebre scr DDbell_ebre21 scr Desarrollo 1 Copiar los programas y ficheros de la pr ctica en el directorio de trabajo 2 Posicionamiento diferencial Diferencias Simples El fichero 99mar23bell ebre s gz contiene observaciones a 30 segundos registradas por dos receptores bell ebre s
196. ecci n de cycle slips gAGE NAV 49 Pr ctica 3b Detecci n de cycle slips Objetivos Estudiar las combinaciones de observables GPS y su aplicaci n a la detecci n de saltos de ciclo cycle slips en la fase Estudiar las rela ciones entre ambig edades para los diferentes observables y sus com binaciones Ficheros a utilizar 95oct 8casa rO rnx Programas a utilizar rnx2txt P3b_2 scr P3b_3 scr P3b_5 scr plots P3b gnu Desarrollo 1 Copiar los programas y ficheros de la pr ctica en el directorio de trabajo 2 Siguiendo los mismos pasos que en el apartado 2 de la pr ctica anterior 3a generar el fichero 95oct18casa a a partir del 9Bocti8casa____r0 rnx me diante el programa rnx2txt A continuaci n seleccionar los campos sec Li L2 P1 P2 para el sat lite PRN18 del fichero 950ct18casa a Lla mar s18 org al fichero obtenido Ejecutar cat 95octi8casa a gawk if 4 18 print 3 5 6 7 8 gt s18 org Insertar un cycle slip en L1 de 1 ciclo 0 19m en el instante t 5000s Llamar s18 c1 al fichero obtenido Ejecutar cat s18 org gawk if 1 gt 5000 2 2 0 19 printf Ae Xf Af Af Vt in 1 92 03 94 95 gt s18 c1 Estudiar gr ficamente la detecci n del cycle slip introducido en L1 medi ante la representaci n de los siguientes observables a L1 b L1 P1 c LC PC d LW PW e LI PI f LI Nota para mayor claridad hacer las gr ficas en ciclos de la magnitud cor respo
197. ecords contain the satellite position velocity and acceleration the clock and frequency biases as well as auxiliary information as health satellite frequency channel age of the information The corrections of the satellite time to UTC are as follows GPS gt Tartc GLONASS Tutc Tsv afO afi x Tsv Toc AO leap sec Tsv TauN GammaN Tsv Tb TauC In order to use the same sign conventions for the GLONASS corrections as in the GPS navigation files the broadcast GLONASS values are Stored as TauN GammaN TauC The time tags in the GLONASS navigation files are given in UTC i e not Moscow time or GPS time Filenaming convention See above 9 RINEX Extensions for Geostationary Satellites GPS Signal Payloads With the implementation of GNSS programs GPS like ranging measurements can be performed on geostationary navigation payloads 194 Procesado de Datos GPS c digo y fase RINEX Version 2 10 defines the necessary extensions to handle such data in RINEX files for data exchange and postprocessing purposes 9 1 RINEX Observation Files for GEO Satellites A new satellite system identifier has been defined for the geostationary GPS signal payloads S to be used in the RINEX VERSION TYPE header line and in the satellite identifier snn nn being the GEO PRN number minus 100 e g PRN 120 gt snn 520 In mixed dual frequency GPS satellite single frequency GEO payl
198. el sat lite j simo y el de referencia rov 0 Se obtiene por tanto un sistema de ecuaciones lineales en el que ha desapare cido el offset del reloj del receptor como par metro a estimar si V Lrov o at V Yrov 0 Y V Zrov 021 AVpre fit Prov 0 Prov 0 Prov 0 AV pre fit V cue V aa V em rov 0 rov 0 rov 0 86 Ver comentarios al final de este apartado 87Notar que se ha cancelado el t rmino correspondiente al reloj del receptor AV cdt A V cdt A0 0 S8Wotaci n V Lrov o x Zrov 0 27 Lrov o 2 J J Prov 0 Prov 0 Prov 0 Tema 7 Posicionamiento diferencial con c digo y fase gAGE NAV 145 Para la resoluci n de este sistema se aplicar n las mismas t cnicas que en el caso de posicionamiento absoluto con c digo m nimos cuadrados filtro de Kalman Comentario El resultado AV cdt 0 se ha basado en suponer que el t rmino correspon diente al reloj del receptor cdt en el modelado del c digo P es el mismo para todas las observaciones y por tanto se cancela al formar diferencias simples entre sat lites i e V cdt 0 Esta propiedad se cumplir cuando se determine la poca de emisi n de la se al para el clculo de las coordenadas de los sat lites utilizando el Algoritmo del Pseudorango descrito en la p gina 85 Sin embargo no podr asegurarse si se utiliza el Algoritmo Geom trico de la p gina 86 En efecto Tal como se demuestra en el Anexo II p gina 113 cuando
199. el tiempo sidereo a Oh TU anyo mes dia gt sidOTU gt sid hh hh if xm 1e 2 d0 then xy xy 1 d0 xm xm 12 d0 endif c dia juliano jd jd int 365 25d0 xy int 30 6001d0 xm 1 d0 xd 1720981 5d0 o print xy xm xd jd c Calculo tiempo sidereo a Oh TU sid tt jd 2451545 d0 36525 d0 sid 24110 54841d0 8640184 812866d0 tt 0 093104d0 tt 2 6 2d 6 tt 3 sid sid 3600 d0 sid dmod sid 24 d0 if sid 1t 0 d0 sid sid 24 d0 end 234 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Programa orb2xyz Calcula las coordenadas x y z a partir de los elementos orbitales cx234567 implicit double precision a h o z dimension p 6 r0 3 r 3 rot1 9 rot2 9 rot3 9 TUTTO c c sat dia seg a e i 0MEGA omega Mo gt orb2xyz gt isat idia o time c r sat topo c c NOTA G z gt Polo Norte c Si long nodo asc referida a Aries gt x hacia Aries c SiW long nodo asc referida a Green gt x hacia Green c e Nota en los ficheros eph y los b C se toma W referida a Greenwich c c gAGE grupo de Astronomia y GEomatica O Heese Se A do i 1 3 r0 i 0 d0 enddo 10 continue read end 100 isat id t p call kepler p 6 p 2 ex r0 1 p 1 1 d0 p 2 dcos ex xv datan2 dsqrt 1 d0 p 2 2 dsin ex dcos ex p 2 call rotate 3 p 5 xv rot3 call rotate 1 p 3 rot1 call prod rot1 3 3 rot3 3 3 rot2 call rotate 3 p 4 rot
200. elevacion de los satelites 160 150 140 130 120 110 A X elev gt 15deg elev gt 5deg x x i i i i i i i i 31900 190 180 170 160 150 140 130 120 110 31900 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 31900 31950 32000 32050 32100 32150 32200 32250 32300 tiempo segundos GPS Practica 6b ejercicio 4a Estimaciones de la altura sobre el elipsoide 32350 Tropospheric Correction on o Tropospheric Correction off 31950 32000 32050 32100 32150 32200 32250 32300 Tiempo segundos GPS Practica 6b ejercicio 4b Varicion de la altura 32350 T T T T T T T T Diferericia o E 32100 32150 Tiempo segundos GPS 31950 32000 32050 32200 32250 32300 32350 3 5 2 5 VDOP N 15 0 5 o 31900 Altura m Practica 6b ejercicio 6d Discrepancia al usar la matriz Jacobiana del alg del pseudorango en vez de la del geometrico 15 0 5 metros 45 2 31900 Procesado de datos GPS c digo y fase Practica 6b ejercicio 4b filtrado por elevacion de los satelites el lev 15 elev gt 5 x i i i i f H 17 16 15 14 13 12 1 10 31900 31950 32000 32050 32100 32150 32200 32250 32300 32350 tiempo segundos GPS Practica 6b ejercicio 4b Varicion de los relojes Diferericia o 4 31950 32000 32050 32100 32150 32200 32250 32
201. en GCAT cat bell clock 99mar23bell a gawk if NF 2 s 1 1 2 else if length s 3 1 0 a 3 s 3 1 3e8 printf hs 4s 414 8f s 14 10f 14 10f 414 10f 14 10f s n 1 2 2 4 5 6 7 8 9 gt nada mv nada 99mar23bell a cat ebre clock 99mar23ebre a gawk if NF 2 s 1 1 2 else if length s 3 1 0 a 3 s 3 1 3e8 printf s hs 14 8f s 14 10f 14 10f 414 10f 14 10f s n 1 2 a 4 5 6 7 8 9 gt nada mv nada 99mar23ebre a iv Repetir los mismos pasos que en el ejercicio anterior 2 para posicionar l7Estos ficheros tambi n est n disponibles en el directorio ficheros Pr ctica 7b Posicionamiento diferencial gAGE NAV 169 en modo doble diferenciado con c digo y fase la estaci n bell relativa a ebre con estos nuevos ficheros 99mar23bell a y 99mar23bell a cuyas pocas de observaci n ya se han ajustado a la escala de tiempo GPS Nota Para este apartado utilizar en GCAT la opci n Satellite coordinates at emission Geometric Responder a las siguientes cuestiones a Representar gr ficamente las desviaciones x y z Ejecutar gnuplot plot DDbell_ebre21 pos u 2 3 DDbell_ebre21 pos u 2 4 DDbell_ebre21 pos u 2 5 exit b De qu orden son los errores obtenidos 5 Repetir el ejercicio anterior 2 utilizando rbitas precisas Para ello se deber n seguir los mismos pasos y tomar las mismas opciones para al pro grama GCAT
202. ence of the measurements in the data records If more than 9 observation types are being used use continuation lines with format 6X 9 4X A2 Description of the met sensor Model manufacturer 204 Procesado de Datos GPS c digo y fase Type Accuracy same units as obs values Observation type Record is repeated for each observation type found in TYPES OF OBSERV record Approximate position of the met sensor Geocentric coordinates X Y Z ITRF 3F14 4 Ellipsoidal height H or WGS 84 1F14 4 bservation type 1X A2 1X Set X Y Z to zero if not known Make sure H refers to ITRF or WGS 84 Record required for barometer recommended for other sensors 4 END OF HEADER Last record in the header section 4 TABLE A6 METEOROLOGICAL DATA FILE DATA RECORD DESCRIPTION EPOCH MET Epoch in GPS time not local time year 2 digits padded with 0 if necessary month day hour min sec ix 12 9 5C 1 19 The 2 digit years in RINEX Version 1 and 2 xx files are understood to represent 80 99 1980 1999 and 00 79 2000 2079 mF7 1 header More than 8 met data types Use continuation Met data in the same sequence as given in the lines TABLE A7 GPS OBSERVATION DATA FILE
203. ende el retardo ionosf rico STEC seg n el modelo de Klobuchar ver subrutina Klob f Cu les proceden del mensaje de navegaci n Pr ctica 5a Propagaci n y efectos dependientes del sat lite gAGE NAV 93 d Editar la subrutina klob f e identificar la implementaci n del algoritmo de Klobuchar definido en el documento GPS SPS SS e Qu tanto por ciento del retardo ionosf rico real puede ser cor regido mediante el modelo de Klobuchar aproximadamente f Qu valor debe considerarse para el retardo ionosf rico cuando se uti liza la combinaci n libre de ionosfera LC si es que hay que considerar alguno Y si se utilizara un c digo en la frecuencia L2 5 Constantes instrumentales sat lites TGD Representar gr ficamente las constantes instrumentales Total Group Delay o interfrequency bias para el sat lite PRN14 en funci n del tiempo Repetir el gr fico para todos los sat lites a la vez Ejecutar gnuplot set grid plot lt cat 130ct98 a mdllawk if 3 14 print 2 11 plot lt cat 130ct98 a mdllawk print 2 11 exit a En qu rango de valores se encuentran los TGD s b Estos valores se obtienen directamente del mensaje de navegaci n o debe calcularlos el programa de posicionamiento c Si los Tgp fueran comunes para todos los sat lites deber an tenerse en cuenta en el modelado de la pseudodistancia para el posi cionamiento Por
204. ento aproximado de la posici n del barco puede permitir pres cindir del tercer faro Este es el caso en el posicionamiento GPS donde se parte del de un valor aproximado de las coordenadas del receptor que se va refinando iterativamente en el entorno de este punto se linealiza el problema con el fin de poder aplicar las t cnicas de m nimos cuadrados o filtrado de Kalman tema 6 Tema 1 Conceptos b sicos gAGE NAV 5 En el ejemplo presentado se ha supuesto una situaci n ideal en que exist a un perfecto sincronismo entre los relojes de los faros y del barco lo cual en la pr ctica es dif cil de mantener Un error de sincronismo entre estos relojes producir una medida err nea del tiempo de propagaci n de la se al pues es algo relativo a ambos relojes y en consecuencia un valor err neo de la distancia entre ambos Esta situaci n se ilustra en la figura 2 donde las tres circunferencias ya no detereminan un punto sino una regi n de incertidumbre en la que se encuentra situada la soluci n distancia verdadera distancia aparente debida al error de sincronismo de los relojes Fig 2 Efecto de los errores de los relojes en el posicionanmiento Para asegurar la estabilidad de los relojes los sat lites est n equipados con osciladores at micos con estabilidades del orden de 107 ver tema 2 En el caso de los receptores comerciales se utilizan relojes de cuarzo much simo m s econ micos pero con una baja estabilid
205. enwich Eje instantaneo d E de rotacion QE MN e E X Ecuador a e E as Medio J2000 0 4 9 5 A CIO Tiempo sidereo V Meridiano Equinocio Medio J2000 0 Ecliptica v Ecliptica UT p Ecuador verdadero CONVENTIONAL INERTIAL SYSTEM CONVENTIONAL TERRESTRIAL SYSTEM CIS CTS Fig 10 Transformaciones entre los sistemas CIS y CTS La figura 10 esquematiza las transformaciones necesarias para el paso del sistema CIS al CTS mediante las correcciones de precesi n y nutaci n se pasa del ecuador y equinocio medios J2000 0 al ecuador y equinocios ver daderos de la poca de observaci n Estos definen un sistema de referencia cuyo eje Z est en la direcci n del eje instant neo de rotaci n de la Tierra Conventional Ephemeris Pole CEP y el eje X en la del punto Aries ver dadero Finalmente mediante los par metros de rotaci n de la Tierra y el movimiento del polo Earth Orientation Paramenters EOP Earth Rotation Paramenters ERP se puede pasar de este sistema al CTS El sistema WGS 84 Desde 1987 GPS utiliza el World Geodetic System WGS 84 desarrollado por el Departamento de Defensa de EEUU que es un sistema de referencia terrestre nico para referenciar las posiciones y vectores 18 A diferencia de las series de Precesi n y Nutaci n definidas para el ecuador y equinocio medios J2000 0 del sistema CIS para las que se dispone de expresiones anal ticas v lidas para largos inte
206. ero obtenido tiene el siguiente formato DDbc BIAS sec bias_PRNO1 bias_PRNO2 bias PRN32 i Representar gr ficamente los valores obtenidos VA Bc para el sat lite PRN29 Ejecutar cat DDbc gawk print 2 31 gt DDbc_29 gnuplot plot DDbc_29 exit Notar que los valores de VABc para el sat lite PRN29 se encuen tran en el campo 31 29 2 Se produce alg n cycle slip para este sat lite Cu nto vale el bias VA Bc al final de cada arco ii Repetir el an lisis anterior para cada sat lite y comprobar que las estimaciones al final de los diferentes arcos se corresponden con los valores del fichero DDbe11_ebre21 bc Nota el fichero DDbell_ebre21 bc contiene los siguientes campos bell ebre 21 secO seci PRN iarc secO seci VABc donde secO y sect definen el primer y el ltimo punto del arco b Partiendo de los ficheros DDbell_ebre21 obs DDbell_ebre21 ion y DDbell_ebre21 bc generar con ayuda del script add scr el fichero 122Modelar las coordenadas como white noise posicionamiento cinem tico puro y fijar el reloj del receptor de acuerdo con los par metros del fichero kalman nm1_DD_WN 123 Ver detalles en la cabecera del c digo 172 Procesado de datos GPS c digo y fase DDbell_ebre21 dat que servir de base para aplicar el algoritmo de resoluci n de ambig edades definido en el apartado 7 4 de teor a p gina 147 El contenido del fichero resultante ser bell ebr
207. ero sta pos WGS 84 y t es el offset del reloj del receptor que en este caso se ha fijado a cero pues no debe estimarse Representar gr ficamente los valores obtenidos para x y z al posi cionar cinem ticamente con c digo y fase y en modo doble diferen ciado la estaci n bell relativa a ebre Ejecutar gnuplot plot DDbell ebre21 pos u 2 3 DDbell_ebre21 pos u 2 4 DDbell ebre21 pos u 2 5 exit i Son razonables los resultados obtenidos ii Se observa alg n salto en las estimaciones de Az Ay Az hacia el final del intervalo de datos analizado Se observaba al posi cionar nicamente con el c digo Representar gr ficamente las estimaciones de los relojes de los recep tores de bell y ebre contenidas en los ficheros 99mar23bell a PC pos y 99mar23ebre a_PC pos obtenidos anteriormente al procesar cada estaci n individualmente con el GC AT Ejecutar gnuplot plot 99mar23bell a PC pos u 1 5 99mar23ebre a PC pos u 1 5 exit Responder nicamente en caso de observarse alg n salto en las estima ciones de Az Ay Az hacia el final del intervalo de datos analizado i Existe alguna relaci n entre el salto que se observa en la soluci n de navegaci n y el offset de los relojes de bell y ebre ii C mo se explica que sigan manifest ndose los relojes de los receptores de bell y ebre a pesar de haber sido cancelados al formar las dobles diferencias iii C mo podr a mejorarse el re
208. es resolution at scales of 400 1000 km and with high geomagnetic activity Geophysical Research Letters 27 2009 2012 2000 e Hern ndez Pajares M J M Juan J Sanz 1999 New approaches in global ionospheric determination using ground GPS data Journal of Atmospheric and Solar Terrestrial Physics Vol 61 pp 1237 1247 e Hern ndez Pajares M J M Juan J Sanz and J G Sol 1998 Global observa tion of the ionospheric electronic response to solar events using ground and LEO GPS data Journal of Geophysical Research Space Physics Vol 103 N A9 pp 20789 20796 e Hern ndez Pajares M Juan J M Sanz J 1997 High resolution TEC monitoring method using permanent ground GPS receivers Geophysical Research Letters Vol 24 N 13 pp 1643 1646 e Hern ndez Pajares M Juan J M Sanz J 1997 Neural Network modeling of the Ionospheric Electron Content at Global Scale using GPS data Radio Science Vol 32 N 3 pp 1081 1089 e Juan J M Rius A Hern ndez Pajares M Sanz J 1997 A Two Layer model of the Ionosphere using Global Positioning System data Geophysical Research Letters Vol 24 N 4 pp 393 396 Referencias disponibles en el servidor http www gage es 318 Procesado de Datos GPS c digo y fase Agradecimientos Queremos agradecer la colaboraci n de Miquel Garc a Fern ndez y Raul Or s P rez estudiantes de doctorado del grupo gAGE que han realizado parte del ma terial gr fico de libro Igual
209. estimaciones de los relojes de los ficheros 99mar23bell a pos y 99mar23ebre a pos obtenidos en el ejercicio anterior cat 99mar23bell pos gawk print 1 5 gt bell clock cat 99mar23ebre pos gawk print 1 5 gt ebre clock iii Corregir las marcas de tiempo de las pocas registradas en los ficheros de observaciones 99mar23bell a y 99mar23ebre a para que se expresen en la escala de tiempo GPS cat bell clock 99mar23bell a gawk if NF 2 s 1 1 2 else if length s 3 1 0 a 3 s 3 1 3e8 printf s hs 14 8f s 414 10f 14 10f 414 10f 414 10f s n 1 2 a 4 5 6 7 8 9 gt nada mv nada 99mar23bell a cat ebre clock 99mar23ebre a gawk if NF 2 s 1 1 2 else if length s 3 1 0 a 3 s 3 1 3e8 printf s 4s 14 8f s 414 10f 14 10f 414 10f 14 10f s n 1 2 a 4 5 6 7 8 9 gt nada mv nada 99mar23ebre a 105Notar que cada receptor registra las pocas de observaci n marcas de tiempo seg n su reloj interno el cual puede presentar un offset importante hasta 1 milisegundo respecto de la escala de tiempo GPS 109 Estos ficheros tambi n est n disponibles en el directorio de ficheros 160 Procesado de datos GPS c digo y fase iv Repetir los mismos pasos del ejercicio anterior 4 para posicionar la estaci n bell relativa a ebre en modo doble diferenciado con estos nuevos ficheros 99mar23bell a y 99mar23bell a cuyas pocas de observaci n
210. esuelto en el apartado anterior constituye nicamente una primera aproximaci n al caso real En la pr ctica deben tenerse en cuenta un conjunto adicional de aceleraciones k o t rminos perturbativos de forma que la ecuaci n diferencial anterior queda g Hr k r3 Estas perturbaciones son principalmente debidas a 1 La no esfericidad de la Tierra y la no homegenidad de su dis tribuci n de masas de la Tierra 2 La presencia de otros cuerpos celestes principalmente el Sol y la Luna 3 El efecto de las mareas 4 La presi n de radiaci n solar mn d a sid reo es 356 m s corto que un d a solar ver tema 2 35Se considera un desarrollo en arm nicos esf ricos El t rmino n 0 corresponde al cuerpo central el coeficiente Cay da cuenta del efecto debido al achatamiento de la Tierra Su magnitud es cerca de 1000 veces superior a la de los restantes coeficientes 58 Procesado de Datos GPS c digo y fase Satelite Fig 15 Perturbaciones sobre la rbita del sat lite fuente G Seeber p 73 Efecto sobre la bia ET Mr hos agas Fuerza central como referencia Cao 14 km restantes arm nicos 100 1500 m Solar Lunar grav 1000 3000 m Efecto de Mareas 0 5 1 0 m Presi n de rad solar 100 800 m Tabla 6 Magnitud de las diferentes perturbaciones y su efecto sobre la rbita GPS Una manera de tener en cuenta el efecto de estas perturbaciones es considerar los elementos orbitales
211. etworks Geophysical Research Letters Vol 28 No 17 pp 3267 3270 e Hern ndez Pajares J M Juan J Sanz O Colombo 2001 Tomographic mod elling of GNSS ionospheric corrections Assessment and real time applications Proceedings of Institute of Navigation ION GPS 2001 Salt Lake USA Bibliograf a gAGE NAV 317 e Hern ndez Pajares M J M Juan J Sanz O Colombo 2000 Application of ionospheric tomography to real time GPS carrier phase ambiguities resolution at scales of 400 1000 km and with high geomagnetic activity Geophysical Research Letters Vol 27 No 13 pp 2009 2012 e O Colombo Hern ndez Pajares M Juan J M Sanz J 2000 Ionospheric to mography helps resolve GPS ambiguities On The Fly at distances of hundreds of kilometers during increased geomagnetic activity Proceedings of Position Loca tion and Navigation Symposium Plans 2000 USA e Hern ndez Pajares M Juan J M Sanz J O Colombo 1999 Precise iono spheric determination and its application to real time GPS ambiguity resolution Proceedings of Institute of Navigation ION GPS 1999 Nashville USA e Hernandez Pajares M J M Juan J Sanz New approaches in global ionospheric determination using ground GPS data Journal of Atmospheric and Solar Ter restrial Physics Vol 61 pp 1237 1247 1999 e Hern ndez Pajares M J M Juan J Sanz O Colombo Colombo Application of ionospheric tomography to real time GPS carrier phase ambiguiti
212. eudoinercial no ligado a la rotaci n diurna de la Tierra A este sis tema lo llamaremos sistema ecuatorial su origen es el centro de masas de la Tierra el eje x est en la direcci n del punto Aries el eje z es paralelo al eje de rotaci n de la Tierra y el eje y forma un triedro directo con los anteriores La salida del programa rv2ele_orb presenta los siguientes campos Los ficheros eci contienen rbitas y relojes precisos procesados por el Jet Propulsion Laboratory JPL que se ofrecen al cabo de unos d as Estas rbitas se dan en el sistema de referencia Conventional Inertial System CIS que obviando las correcciones de precesi n nutaci n etc y a los 38 Este programa implementa b sicamente el primer algoritmo de c lculo de las coordenadas del sat lite a partir de los elementos orbitales No considera los par metros de los t rminos per turbativos del mensaje de navegaci n La subrutina orbit f implementa el algoritmo completo de acuerdo con el documento GPS SPS SS 3 Ver p gina 26 Pr ctica 4a Elementos orbitales y sistemas de referencia gAGE NAV 65 efectos de estas pr cticas lo consideraremos como el sistema ecuatorial que acabamos de definir Los datos contenidos en estos ficheros se organizan en los siguientes campos sat a o mes dia hh mm ss ss x y Z vx vy vz flag donde las coordenadas y velocidades se expresan em km y km s respectiva mente a A partir del fichero 1995 10 18 eci y hac
213. failure 11 1983 072A 14189 83 07 14 83 08 10 93 05 04 13 1984 0594 15039 84 06 13 84 07 19 94 06 20 12 1984 097A 15271 84 09 08 84 10 03 95 11 18 03 1985 093A 16129 85 10 09 85 10 30 94 04 13 14 1989 013A 19802 89 02 14 89 04 15 00 04 14 02 1989 044A 20061 89 06 10 89 08 10 04 05 12 16 1989 064A 20185 89 08 18 89 10 14 00 10 13 19 1989 085A 20302 89 10 21 89 11 23 01 09 11 17 1989 097A 20361 89 12 11 90 01 06 05 02 22 18 1990 0084 20452 90 01 24 90 02 14 00 08 18 20 1990 0254 20533 90 03 26 90 04 18 96 05 10 21 1990 0684 20724 90 08 02 90 08 22 03 01 27 15 1990 0884 20830 90 10 01 90 10 15 07 03 14 32 1990 103A 20959 E 5 90 11 26 Rb2 90 12 10 23 45 UT 24 1991 047A 21552 D 5 91 07 04 Cs4 91 08 30 04 44 UT 25 1992 009A 21890 A 5 92 02 23 Rbi 92 03 24 11 00 UT 28 1992 019A 21930 92 04 10 92 04 25 97 05 Blk II Seq SVN Block I 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 134 Block II II 1 14 II 2 13 II 3 16 II 4 19 II 5 17 II 6 18 11 7 20 II 8 21 II 9 15 Block IIA II 10 23 II 11 24 II 12 25 II 13 28 180 Procesado de Datos GPS c digo y fase II 14 26 26 1992 039A 22014 F 5 92 07 07 Rbi 92 07 23 19 43 UT II 15 27 27 1992 058A 22108 A 4 92 09 09 Cs4 92 09 30 20 08 UT II 16 32 01 1992 079A 22231 F 6 92 11 22 Cs3 92 12 11 14 49 UT II 17 29 29 1992 089A 22275 92 12 18 93 01 05 07 10 23 II 18 22 22 1993 007A 22446 93 02 03 93 04 04 03 08 06 II 19 31 31 1993 017A 22581 93 03 30 93 04 13 05 10 24 11 20 37 O7 1993 0321 22657 93 05 13 93 06
214. fecto ionosf rico hasta un 99 9 82 Procesado de Datos GPS c digo y fase donde Nes la densidad electr nica de la ionosfera e m ay e m e En particular ag 1 6237 10717 ap 2 6742 10 17 Qr Og Af 1050610 f es la frecuencia de la se al Hz Con ello el retardo ionosf rico en metros en primera aproximaci n viene dado por Dion Og I siendo J el n mero de electrones por unidad de rea en la direcci n de ob servaci n o STEC Slant Total Electron Content T Neds El retardo ionosf rico correspondiente a las medidas de fase es djon y el correspondiente a las medidas de pseudodistancia es 0 es decir las medidas de fase experimentan un avance al atravesar la ionosfera y las medidas de pseudodistancia un retardo e Retardos instrumentales K Posibles fuentes de estos retardos son las antenas los cables as como los diferentes filtros utilizados en los receptores y sat lites Se descomponen en un retardo correspondiente al sat lite y otro al receptor que dependen de la frecuencia 5 a z 2 KU RHu T p K R2 amp T p 1 donde Rl se puede tomar cero incluy ndolo en el offset del reloj del receptor Ta se transmite en el mensaje de navegaci n Total Group De lay del sat lite 491 TECU 1016 e m 0 105 mr 0 162 mz 0 267 mr Imp mm 1 54573 mp1 y Hy 50Notar que aunque la fase viaje m s r pido que l
215. guientes cam pos ver la cabecera del programa kalmanO ESE donde x y z son las desviaciones de las estimaciones respecto del valor nomi nal adoptado apriories correspondientes al fichero sta pos WGS 84 y t es el offset del reloj del receptor que se ha fijado a cero 105Para m s detalles sobre el c lculo de estas dobles diferencias editar y examinar este script textedit DDbell ebre21 scr Notaci n VAO bell Bell Olore e ebre 107 Estos valores se han salvado en el fichero kalman nm1_DD_WN 158 f Procesado de datos GPS c digo y fase Representar gr ficamente los valores obtenidos para x y z al posi cionar cinem ticamente en modo doble diferenciado la estaci n bell relativa a ebre Ejecutar gnuplot set yrange 20 20 plot DDbell ebre21 pos0 u 2 3 plot DDbell ebre21 pos0 u 2 4 plot DDbell ebre21 pos0 u 2 5 exit Comparar las estimaciones obtenidas DDbe11_ebre21 pos0 con las del ejercicio anterior Dbell_ebre pos Ejecutar gnuplot set yrange 20 20 plot DDbell ebre21 pos0 u 2 3 Dbell ebre pos u 2 3 plot DDbell ebre21 pos0 u 2 4 Dbell ebre pos u 2 4 plot DDbell ebre21 pos0 u 2 5 Dbell ebre pos u 2 5 exit Deber an coincidir estas estimaciones Representar gr ficamente las estimaciones de los relojes de los recep tores de bell y ebre contenidas en los ficheros 99mar23bell a pos y 99mar23ebre a pos obtenidos anteriormente al procesar cada estaci n in
216. gundos GPS Practica 7b ejercicio 4a bell relativa a ebre DD LCPC Kinem Pos Broadcast orbits T r r T r m Wes 2 y x 02 p m z WGS84 x 7 i x 0 15 L d Se x J o 5 A a eh rt id ud x ad AR E eee HET 6 WE c orn iid Kg K w P NIME AR A E 0 05 er doner m AAA TU IECUR NEL Nc oe x A EA oL Ao LET PRSE e mS a ix Es o x sE E ta if 3 DOS penae a E e apa 7 xd Gp A A ak ap i do dos J 045 era P J 0 2 i 4 ae 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Practica 7b ejercicio 5a bell relativa a ebre DD LCPC Kinem Pos Precise orbits x1 T r T T r a ae 0 2 y WGS84 x i z WGS84 x 7 0 15 0 1 0 05 oL 4 0 05 F 0 1 j 4 0 15 F 0 2 xi 4 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Ap ndice V gr ficas de los ejercicios gAGE NAV 309 Discrepance meters Discrepance meters Discrepance meters Discrepance meters Practica 7b ejercicio 6e FIXING versus FLOATING ambig DD Kinem Pos Precise orbits 04 FLOATED x WGS84 FIXED x WGS84 os i 4 02r E i i i j 4 01 xd E or i as o2 i i i 4 20 3 Led a i 4 0 4 Lit i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Practica 7b ejercicio 6e FIXING versus FLOATING ambig DD Kine
217. h mod este fichero es id ntico al obtenido en el ejercicio 2 de esta pr ctica Ejecutar Mismos pasos que en el ejercicio anterior pero con rbitas y relojes broadcast Llamar a los ficheros obtenidos DDbell_ebre21_eph pos y DDbell ebre21 eph fix pos gnuplot plot DDbell ebre21 eph pos u 2 3 w linespoints 1 DDbell ebre21 eph fix pos u 2 3 w linespoints 3 plot DDbell ebre21 eph pos u 2 4 w linespoints 1 DDbell ebre21 eph fix pos u 2 4 w linespoints 3 plot DDbell ebre21 eph pos u 2 5 w linespoints 1 DDbell ebre21 eph fix pos u 2 5 w linespoints 3 exit a Comparar los resultados obtenidos con rbitas broadcat y precisas 174 Procesado de datos GPS c digo y fase b Por qu se obtiene m s error en las coordenadas x z que en la y todas ellas est n expresadas en el sistema WGS84 8 Con el objeto de comprobar el efecto de la ionosfera entre bell y ebre en la resoluci n de ambig edades repetir el ejercicio 5 suponiendo que VASTEC 0 Se propone seguir el siguiente procedimiento 1 Generar el fichero DDbell_ebre21 NO_ion con correcciones ionosf ricas nulas Ejecutar cat DDbell_ebre21 ionlawk NF 0 print 0 gt DDbell_ebre21 NO_ion ii Repetir los mismos pasos que en el ejercicio 5 pero utilizando el fichero DDbell_ebre21 NO_ion para el VAST EC Responder a las siguientes cuestiones a Comparar la soluci n obtenida con la de los ejercicios anteriores b Represent
218. h y en algunos casos puede presentar un offset acumulado de varios ciclos Ejecutar por ejemplo sed s D E g 95oct18 b gt nada cat nadalawk if 1 15 amp amp 2 291 print 3 4 1000 5 6 7 6 3 1416 8 9 gt orb b gnuplot plot orb b u 1 3 orb jpl u 1 3 exit Discutir las diferencias encontradas A qu pueden deberse Sistemas de coordenadas Hacer un gr fico en coordenadas esf ricas de las posiciones del sat lite PRN15 para el d a 18 de octubre de 1995 relativas al sistema ecuatorial no ligado a la rotaci n diurna de la Tierra Ejecutar cat 1995 10 18 ecilawk if 1 15 amp amp 4 18 print 8 9 10 cart2esf gt pos_eq gnuplot plot pos_eq u 2 3 exit a Mediante el script eq2wgs_ts transformar las coordenadas ecuatoriales del fichero eci a coordenadas terrestres para el sat lite PRN15 Ejecutar cat 1995 10 18 ecilawk if 1 15 amp amp 4 18 print 2 3 4 5 6 60 7 3600 8 9 10 eq2wgs_ts cart2esf gt pos ter b Hacer un esquema de la transformaci n c Hacer un gr fico de las posiciones del sat lite PRN15 relativas a la superficie terrestre para el d a 18 de octubre de 1995 Pr ctica 4a Elementos orbitales y sistemas de referencia gAGE NAV 67 Ejecutar gnuplot plot poster u 2 3 exit d En una de las figuras anteriores se aprecian trazos formados por dos puntos contiguos A qu pueden ser debidos 6 Miscel
219. hero 950ct18casa___r0 eph Ejecutar cp 95octi8casa____r0 eph 95oct18 eph eph2txt 9b5boct18 eph more 95octi8 clocks more 95oct18 b b Cu les son los par metros del reloj del sat lite PRNO5 en el instante t 39104 c Cu nto vale la longitud del semieje mayor en km de la rbita del sat lite PRNO5 en el instante t 391045 Calcular la longitud del semieje menor en este instante y evaluar la diferencia de longitudes Pr ctica 2 Ficheros RINEX de datos y efem rides gAGE NAV 35 Respuestas Pr ctica 2 Ficheros RINEX de datos y de efem rides 36 Procesado de Datos GPS c digo y fase Tema 3 Observables GPS y sus combinaciones gAGE NAV 37 Tema 3 Observables GPS L1 L2 P1 P2 y sus combina ciones Los sat lites GPS emiten se ales en dos frecuencias distintas en banda L L1 1575 42 Mhz y L2 1227 6 Mhz que son m ltiplos de una frecuencia 154 fundamental de 10 23 Mhz con una relaci n de 355 Sobre estas portadoras se modulan los siguientes tipos de c digos y mensajes e el Coarse Acquisition code C A code tambi n llamado Standard Posi tioning Service SPS disponible para uso civil e cl Precision Code P code tambi n llamado Precise Positioning Service PPS s lo disponible para uso militar y usuarios autorizados e cl Mensaje de Navegaci n contiene las rbitas de los sat lites correcciones de reloj y otros par metros del sistema Desde un punto de vis
220. i_y fi_z fi_t Pxx Pyy Pzz Ptt Qxx Qyy Qzz Qtt C ooooooooooooooooooooooooooosoo o o c cat file dat gt kalman0 gt time dx dy dz dt C c kalman nml___l c Co aitor erro roer coo he eee c Aplica sobre el sistema lineal Y A x es decir c c c El I dx c yi x0 xs ro y0 ys ro z0 zs ro 1 dy c C A dz c Ld cat c C siendo c 1 sigma y1 2 c w 1 sigma yi 2 c 1 sigma yn 2 c c c Pxx Qxx fiz c PO Pyy Q Qyy fi fi_y fe Pzz Qzz fi_z c Ptt Qtt fi_t c C Ver ecuaciones del filtro en el tema 6 pagina 104 e Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 243 c Los valores de y n sigma y x0 xs ro y0 ys ro z0 zs ro c se obtienen del fichero file dat c c c X Ejemplo de fichero file dat a itype time PRN y n sigma y x0 xs ro y0 ys ro z0 zs ro 1 meters PC 900 03 5934 730 10 0 0 557881 0 398805 0 727820 1 0 PC 900 17 5939 028 10 0 0 058012 20 613973 0 787191 1 0 PC 1800 22 5933 606 10 0 0 657670 0 369129 0 656667 1 0 Los valores de Pxx Pyy Pzz Ptt xx Qyy Qzz Qtt fi x fi y fi z fi t se establecen a traves de la namelist kalman nml kalman nml parameters Pxx 1 d 8 Pyy 1 d 8 m2 Pzz 1 d 8 Ptt 9 d 16 fi_x 1 d0 ctt gt fi 1 Q 0 fi y 1 d0 wn gt fi 0 Q s
221. ial Pr ctica 5b Correcci n relativista distancia gAGE NAV 99 4 Distancia eucl dea coordenadas emision recepci n En los c lculos anteriores se han considerado las coordenadas de los sat lites en el instante de emisi n de la se al calculadas mediante el m todo del pesudorango ver p gina 85 opci n Using PR en carpeta Model Repetir el procesado pero tomando las coordenadas del sat lite en el instante de recepci n en vez del de emisi n Para ello bastar seguir los mismos pasos que en el apartado 2 pero seleccionando la opci n Satellite coordinates at reception Nota antes de ejecutar GCAT renombrar como 130ct98 a orb_em el fichero obtenido anteriormente Nombrar como 130ct98 a orb rc al nuevo fichero a Comparar las coordenadas de los sat lites entre los instantes de emisi n y recepci n Hacer un gr fico de la diferencia entre ambas para las diferentes pocas registradas en los ficheros Representar separada mente las coordenadas x y z y el m dulo del vector diferencia Cu l es el rango de variaci n de los valores obtenidos Ejecutar gnuplot Coordenada x plot lt paste 130ct98 a orb_em 13oct98 a orb rc lawk print 2 3 13 Coordenada y plot lt paste 130ct98 a orb_em 130ct98 a orb rc lawk print 2 4 14 Coordenada z plot lt paste 130ct98 a orb em 130ct98 a orb_rc lawk print 2 5 15 M dulo vector diferencia plot lt paste 130ct98 a orb_em
222. ial pos x WGS84 bell ebre 15 E E gt B s i i 4 10 ES 4 d x sr pj i 1 hai ES AME xx x d op E AE K Ro E EA a 5 ES ta Bo ge 4 o E H x 4 15 FL ES 4 din i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Practica 7a ejercicio 2h bell relativa a ebre D PC Kinem Pos Broadcast orbits 20 T T T T T T T T z Nessa differential pos z WGS84 bell ebre 15 EF B s i i 4 10 E 3 i H H 4 s I el E ah m a a i E asl i i E 4 i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Discrepance meters Discrepance meters Discrepance meters Discrepancia m gAGE NAV 305 Practica 7a ejercicio 2f bell relativa a ebre D PC Kinem Pos Broadcast orbits 200 T T T T T T T T x WGS84 y WGS84 x z WGS84 150 i 100 4 50 41 A A mien io so L 100 4 150 F 4 200 i i d i i i d 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Practica 7a ejercicio 2g ebre PC Absolute Kinem Pos Broadcast orbits and clocks 200 T T T T T T T x WGS84 y WGS84 x z WGS84 150 4 100 f xe 50r wk Fa T Toc WV 50 E 100 4 zx a 150 A 4 200 d d d 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Practica 7a
223. ica encuentra su principal aplicaci n en la resoluci n de ambigiiedades de la fase ver siguiente apartado No obstante por cuestiones de continuidad en la presentaci n de conceptos introduciremos primero los resultados para el posicionamiento con c digo y despu s para la fase GPS k GPS ref EE lonosphere E ees Rover Fig 28 Posicionamiento con dif dobles Dos receptores observan dos sat lites en la misma poca 144 Procesado de datos GPS c digo y fase Tomando una estaci n y un sat lite de referencia pueden formarse las difren cias dobles Introduciendo las notaciones AO POU o ref VENE AV Ad E AOS Vas V Over Resulta AVG o ul 2 m i xS A a mi UM m des ca Con las diferencias sencillas entre receptores A se cancelan los t rminos comunes asociados al sat lite reloj efem rides propagaci n atmosf rica Del mismo modo las diferencias sencillas entre sat lites V cancelan los errores comunes asociados al receptor i e V cdt 0 En consecuencia 6 AV edt A V edt A0 0 De forma similar al apartado anterior aplicado estas dobles diferencias a las ecuaciones del c digo resulta aunque suponga un abuso de notaci n explici tamos el sat lite 7 en la doble diferencia AVpre fit l gi y gi o qu ev eno aya y B qu ave J Prov 0 Prov 0 Prou Zrov 0 27 donde los t rminos V E indican diferencias sencillas entre
224. iendo uso del mencionado programa calcular los elementos orbitales del sat lite PRN15 para el dia 18 de octubre de 1995 Ejecutar cat 1995 10 18 ecilawk if 1 15 amp amp 4 18 print 8 9 10 11 12 13 rv2ele_orb gt eleorb cat 1995 10 18 ecil awk if 1 15 amp amp 4 18 print 5 36004 6 604 7 gt time paste time eleorb gt orb jpl more orb jpl b Hacer un esquema de los pasos necesarios para el c lculo de los elementos orbitales a partir de la posici n y velocidad del sat lite en un sistema inercial c Estudiar gr ficamente las variaciones de los elementos orbitales del sat lite PRN15 en funci n del tiempo Ejecutar por ejemplo gnuplot plot orb jpl u 1 2 exit i Indicar las variables que se grafican en cada caso abcisas y orde nadas Indicar las unidades ii Indicar el orden de magnitud de las variaciones observadas para cada uno de los elementos orbitales 66 Procesado de Datos GPS c digo y fase 4 Comparaci n elementos orbitales broadcast y precisos Comparar los valores de los elementos orbitales obtenidos a partir del fichero eci con los del fichero de efem rides eph De qu orden son las discrepancias observadas Observar que en los ficheros eci o en los b las coordenadas se expre san en km y las componentes de la velocidad en km s Por otro lado en los ficheros eph el argumento del nodo ascendente se expresa respecto al meridiano de Greenwic
225. igma 2 fi z 1 d0 rw gt fi 1 Q sigma 2 dt fi t 0 d0 Qxx 0 d0 Qyy 0 d0 m2 Qzz 0 d0 Qtt 9 d 16 end Q OQ A BO Q OO OO O a OA O O O O OC O O OQ O 0O O O O O A O 0 O0 244 Procesado de Datos GPS c digo y fase c Initialization valueS 2 9 n nobs 0 do i 1 nmax a i 0 d0 x i 0 d0 y 1 0 d0 xfi i 0 d0 Q i 0 do enddo do i 1 nmax 2 nmax 2 P i 0 d0 enddo open 10 file kalman nml read 10 nml parameters close 10 el Kalman FILTER declaration matrix G State transition matrix xfi 1 fi_x xfi 2 fi_y xfi 3 fi_z xfi 4 fi_t C Apriory covariance values in meters sig dx i 1 d3m sig dt 1 d4m P 1 Pxx P 3 Pyy P 6 Pzz P 10 Ptt C Process noise matrix in meters Q 1 Qxx Q 2 Qyy Q 3 Qzz Q 4 Qtt e Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 245 a Oo O 00000000 a a O Cc 10 25 BEGIN fordward propagation of apriori data Computing the prediction from the apriori values x 1 xfi x 0 P_ 1 xfi P 0 xfi Q NOTE 1 x 0 0 gt x 1 0 Let s x x 1 0 x was initializated as 0 2 The matrix xfi and Q are assumed to be diagonal and stored as n dim vectors do i 1 nvar P ix i 1 2 P ix i 1 2 xfi i 4Q i enddo END of fordward propagation of apriori data P inv P_ n call invsp P nvar ier BEGIN MAIN LOOP tttt tttt ERE triBegin data loop ii Ea nf 0 read end 900 ity
226. iles default to GLO 192 Procesado de Datos GPS c digo y fase Format definitions see Table Al Hence the two possible time tags differ by the current number of leap seconds In order to have the current number of leap seconds available we recommend to include a LEAP SECOND line into the RINEX header If there are known non integer biases between the GPS receiver clock and GLONASS receiver clock in the same receiver they should be applied In this case the respective code and phase observations have to be corrected too c bias if expressed in meters Unknown such biases will have to be solved for during the post processing The small differences modulo 1 second between GLONASS system time UTC SU UTC USNO and GPS system time have to be dealt with during the post processing and not before the RINEX conversion It may also be necessary to solve for remaining differences during the post processing 8 1 2 Pseudorange Definition The pseudorange code measurement is defined to be equivalent to the difference of the time of reception expressed in the time frame of the receiver and the time of transmission expressed in the time frame of the satellite of a distinct satellite signal If a mixed mode GPS GLONASS receiver refers all pseudorange observations to one receiver clock only the raw GLONASS pseudoranges will show the current number of leap seconds between GPS time and GLONASS time if the receiver clock is runni
227. incipio de la semana GPS corregida de la variaci n del tiempo sid reo aparente en Greenwich entre principio de la semana y el tiempo de referencia tj t toe y el cambio en la longitud del nodo ascendente desde el tiempo de referencia toe Qu Os F we tk Wetoe C lculo de las coordenadas en el sistema CTS aplicando tres rotaciones alrededor de uz ik Qk Xk Tk Y Rs Qk R4 ix Rs um 0 Zk 0 Tema 4 rbitas y relojes de los sat lites GPS gAGE NAV 61 A continuaci n se proporciona un esquema de los c lculos necesarios para obtener los elementos orbitales osculatrices a partir de la posici n y velocidad del sat lite y a la inversa C lculo de los elementos orbitales a partir de la posici n y la velocidad e Y Z Ux Uy Uz gt a 1 O W T gt E SsTXU gt p gt p v 2 1 1 a gt a p a 1 e e Z c gt 0 arctan c c i arcos c c gt 0 x r cos V cos Q cos w V sin Q sin w V cosi y r om r sinQcos w V cos Q sin w V cosi z sin w V sini gt w TET Ua m V tan E 2 EZ e 1 2 tan V 2 gt E Meridiano de Greenwich La _Plano orbital Plano Fig 16 La rbita en el espacio 62 Procesado de Datos GPS c digo y fase C lculo de la posici n y la velocidad a partir de los elementos orbitales a e t Q W T4 gt z Y Z Us Uy Us ox E gt r a l ecosE t
228. incronismo entre el reloj del sat lite y la escala de tiempo GPS 6 En este caso a diferencia del anterior la medida directa de que se dispone es la poca de recepci n Treception seg n el reloj del receptor calcul ndose la poca de emisi n emission en funci n de la misma t9 850 f treception f Treception dT Por tanto deber consider arse p 5 ep ver el c lculo de esta derivada en la p gina 118 reception 0 Tambi n podr a extrapolarse a partir de las estimaciones de las pocas anteriores aunque no es necesario Tema 6 Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 115 Si bien algunos receptores modernos actualizan su reloj poca a poca de manera que el offset dr se mantenga dentro de unas pocas decenas de nanose gundos muchos receptores no efect an esta actualizaci n hasta que dicho offset alcanza 1 milisegundo En este caso teniendo encuenta que p lt 1Km s el error introducido en el c lculo de p puede llegar a ser de varios dec metros Si como es habitual el offset dr ha de determinarse con la soluci n de nave gaci n entonces deber tenerse en cuenta la correcci n p 7 dr en el coeficiente del reloj del receptor a la hora de contruir las ecuaciones de navegaci n i e la matriz de dise o o Jacobiana ver p gina 106 Debi ndose de substituir el coe ficiente 1 de cdr por 1 En efecto P Cl Treception m jp C tre eptioni pM c dr du m p t c dr
229. inform ticas gAGE NAV 9 3 Manejo de ficheros a Situarse en el directorio trabajo Copiar el fichero test en el direc torio personal directorio inmediatamente superior Ejecutar cd trabajo cp test ls lt b Copiar el fichero test sobre el fichero file1 Comprobar el contenido del fichero filet Ejecutar cp test filel ls 1t more filel c Crear un link del fichero file2 al fichero test Comprobar el contenido del directorio Comprobar el contenido de file2 Ejecutar ln s test file2 ls 1t more file2 d Mediante el programa textedit editar file2 y cambiar la palabra prueba por la palabra maravilla Salvar el cambio efectuado y salir de textedit A continuaci n comprobar el contenido del fichero test y de su link file2 Se ha modificado el contenido del fichero original test a trav s de su link file2 Ejecutar textedit file2 more test more filel e Borrar el fichero filei y el link file2 Comprobar que han sido borrados Borrar el directorio otro Ejecutar Como el fichero file1 no existe se crear un nuevo fichero con este nombre y con el mismo contenido que el fichero test 7A diferencia del caso anterior file2 no es un fichero nuevo sino nicamente un puntero hacia el fichero test Por tanto el link file2 supone un gasto m nimo de espacio con independencia del tama o del fichero test Ejecutar para ver el siginficado y los diferentes tipos de li
230. instrument Number of satellites to follow in list for which these factors are valid List of PRNs satellite numbers with system identifier These opional satellite specific lines may follow if they identify a state different from the default values Repeat record if necessary I6 I6 7 3X A1 12 Ap ndice II descripci n del formato RINEX gAGE NAV 197 Number of different observation types stored in the file Observation types 9 4X A2 If more than 9 observation types Use continuation line s 6X 9 4X A2 The following observation types are defined in RINEX Version 2 10 L1 L2 Phase measurements on L1 and L2 C1 Pseudorange using C A Code on L1 P1 P2 Pseudorange using P Code on L1 L2 D1 D2 Doppler frequency on L1 and L2 T1 T2 Transit Integrated Doppler on 150 T1 and 400 MHz T2 S1 S2 Raw signal strengths or SNR values as given by the receiver for the L1 L2 phase observations Observations collected under Antispoofing are converted to L2 or P2 and flaggedl with bit 2 of loss of lock indicator see Table A2 Units Phase full cycles Pseudorange meters Doppler Hz Transit cycles SNR etc receiver dependent The sequence of the types in this record has to correspond to the sequence of the observations in the obse
231. irecta y la senal reflejada Este error suele minimizarse mejorando la calidad de las antenas es decir que puedan rechazar se ales que provengan de ciertas direcciones y ale jando la antena de objetos reflectantes 84 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Ruido eb En este t rmino se incluye el ruido de medida de la pseudodistancia y todos los efectos no modelados anteriormente La precisi n de las mediadas de pseudodistancia es superior al 1 de la longitud de onda chip Esto significa un ruido de a lo sumo unos 3 m para el caso del c digo civil C A y unos 30 cm para los c digos protegidos P No obstante los receptores actuales mediante el suavizado del c digo con la fase pueden proporcionar c digos C A con un ruido del orden de unos 50 cm Tema 5 Modelado de la pseudodistancia gAGE NAV 8 Anexo 5 1 Algoritmo de c lculo de coordenadas en la poca de emisi n e C lculo de la poca de emisi n Los siguientes algoritmos permiten calcular la poca de emisi n de la se al por el sat lite t a partir del instante de recepci n de la misma tsta A Algoritmo utilizando el pseudorango La poca de emisi n puede obtenerse directamente a partir de la poca de re cepci n teniendo en cuenta que la pseudodistancia P es una medida directa de la diferencia de tiempos entre ambos instantes medidos cada uno de ellos en el reloj correspondiente t 0 tsta P c tstalrecepcion t emision As la
232. is aa a Era Igualmente de la ecuaci n p c treception METODO Peta TES Feta peat 7 sat gpemission Psta T CORNER reception sat T se obtiene TE Qtrtemission t emission sat 2c hein 1 i UNUM 2 Faia Ne reception emission de donde despejando ET resulta treception issi gt to Qremassvon o cp Tota reat Fota o gt E t gat Olrecepti n cp Testa pat r y por tanto gt Ent ty gat Opemission a re fas p C 1 OL EA U recepti Fsta Fsat ption C 1 sta p p O lo que es lo mismo pr x Feta po Op P c c p sat Ol recepton PE p c Tema 6 Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 119 3 Matriz de dise o Teniendo en cuenta los resultados anteriores la matriz asociada al sistema de ecuaciones de navegaci n Y A x o matriz de dise o A ver p gina 106 vendr dada por 3 A Caso del algoritmo basado en el pseudorango 1 1 1 B yo y 202 1 Po Po PO Po PO 3 B Caso del algoritmo puramente geom trico O O O P Elo ov lh E Len A del BED Ba qoom dxlPo Oy Po Oz Po c Siendo PU ot A Fa PT Op Op dp p ha m Les Ox Oy Oz p 1 2 PO ES fF p c p c Para m s detalles consultar el documento Observation Model and Parameter Partials fro the JPL Geodetic GPS MOdelling Software GPSOMC O J Sovers and J S Border JPL NASA J
233. istema GPS El sistema GPS est formado por tres grandes bloques 1 Segmento espacial 2 Segmento de control y 3 Segmento del usuario 1 Segmento Espacial Las funciones principales del segmento espacial son a partir de las instruc ciones que reciben del segmento de control la de proporcionar una referencia de tiempo at mico generar las se ales de RF pseudoaleatorias y almacenar y reenviar el mensaje de navegaci n El segmento espacial consta de los siguientes componentes Constelaci n El segmento espacial est formado por una constelaci n de al menos 24 sat lites dis tribuidos en 6 planos orbitales con una in clinaci n de 55 grados respecto al ecuador Las rbitas son casi circulares tienen una ex centricidad menor que 0 02 con un semieje mayor de unos 26000 km y un periodo de 12 horas sidereas 11h 58min 2seg Esta con figuraci n permite que desde cualquier lugar de la Tierra y hora siempre haya m s de 4 sat lites por encima del horizonte visible del observador con un ngulo de elevaci n supe rior a los 15 grados Fig 4 Constelaci n de sat lites GPS 16 Procesado de Datos GPS c digo y fase Los sat lites Los sat lites disponen de estructuras y mecanismos para poder mantenerse en rbita comunicarse con el segmento de control y emitir las se ales a los receptores Uno de los puntos cr ticos del sistema GPS son los relojes de los sat lites Por este motivo los sat lites est n equip
234. ite present in the data file 4 END OF HEADER Last record in the header section 60X 4 TABLE A2 GPS OBSERVATION DATA FILE DATA RECORD DESCRIPTION OBS RECORD DESCRIPTION FORMAT 4 gt Sess EPOCH SAT or EVENT FLAG Epoch year 2 digits padded with O if necessary month day hour min 1X 12 2 4 1X 12 sec F11 7 Epoch flag 0 OK 2X Lis Ap ndice II descripci n del formato RINEX gAGE NAV 199 1 power failure between previous and current epoch gt 1 Event flag Number of satellites in current epoch List of PRNs sat numbers with system identifier see 5 1 in current epoch receiver clock offset seconds optional 18 12 A1 12 F12 9 If more than 12 satellites Use continuation line s 32X 12 A1 12 If epoch flag 2 5 Event flag 2X 11 2 start moving antenna 3 new site occupation end of kinem data at least MARKER NAME record follows 4 header information follows 5 external event epoch is significant same time frame as observation time tags Number of satellites contains number of 13 special records to follow Maximum number of records 999 For events without significant epoch the epoch fields can be left blank If epoch flag 6 6 cycle slip records follow to optionally report detected and repaired cycle slips same format as OBSERVA
235. ituados a unos 100Km de dis tancia Los datos est n dispuestos seg n los siguientes campos sta doy sec PRN LC LI PC PI arco Utilizar el programa GCAT para generar la matriz de dise o con rbitas broadcast para cada receptor A continuaci n calcular las diferencias sen cillas de los prefit residuals de la estaci n bell respecto a ebre Final mente y siguiendo el esquema desarrollado en tema 7 de teor a plantear y resolver las ecuaciones de navegaci n con estas diferencias sencillas Para ello se propone seguir los siguientes pasos Con vistas a formar diferencias simples o dobles entre las observaciones de ambas estaciones se han seleccionado nicamente las correspondientes a sat lites registrados por ambos receptores a la vez Notar que a diferencia de los ficheros utilizados en las pr cticas anteriores en los campos quinto y s ptimo del fichero 99mar23bell ebre s gz se proporcionan los observables LC y PC i e las combinaciones libres de ionosfera en vez de L1 y Pl Es decir generar los ficheros dmx con los prefit residuals y las derivadas parciales ver p gina 119 para cada receptor sta sec PRN C prefit OR Ox OR 0y OR Oz OR 0t elev iarc 152 Procesado de datos GPS c digo y fase a A partir del fichero 99mar23bell_ebre s gz generar los ficheros de datos 99mar23bell a y 99mar23ebre a seleccionando las observa ciones correspondientes cada estaci n por separado bell y e
236. jando con la combinaci n libre de ionosfera PC Satellite coordinates at emission Using the PR pues se utiliza el algoritmo basado en el pseudorango e Carpeta FILTER Kinematic Positioning White noise e Carpeta RESULTS Write Dessign matrix para que escriba la matriz de diseno conteniendo los prefit residuals y las derivadas parciales para la estaci n procesada Finalmente pulsar File con las opciones indicadas anteriormente se leccionar el fichero 99mar23be11 a y pulsar Go Repetir lo mismo para el fichero 99mar23ebre a Se generar n los siguientes ficheros 99mar23be11 a dmx y 99mar23ebre a dmx que renombraremos como HONotar que GCAT procesa las observaciones correspondientes a la s ptima columna del fichero de datos a y no utiliza los valores de las columnas quinta sexta o octava De acuerdo con el formato indicado anterioremente los ficheros 99mar23be11 a o 99mar23ebre a contienen en su s ptima columna las medidas de c digo PC y por tanto stas ser n las que se procesar n por defecto 11Su formato es sta sec PRN C prefit 0R 0x OR 0y OR 0z OR Ot elev iarc Nota iarc indica el n mero de arco de fase Sirve para identificar los instantes en que se producen cycle slips en la fase Si se trabajara nicamente con medidas de c digo se podr a prescindir de este campo El caracter C es fijo Pr ctica 7b Posicionamiento diferencial gAGE NAV 165 mv 99mar23bell a dmx 99mar23bell a PC
237. l offset del reloj del receptor y las discrepancias obtenidas 51S lo se susbstituye la parte relativa a las dertivadas parciales Los prefit residuals se mantienen con sus valores originales Notar que el efecto de utilizar las coordenadas pro porcioonadas por el algoritmo geom trico en vez del algoritmo del pseudorango se manifestar fundamentalmente en los prefit residuals 138 Procesado de Datos GPS c digo y fase 7 Sistema de ecuaciones de navegaci n Procesar de nuevo el fichero 130ct98 a con las rbitas broadcast 130ct98 eph activando las siguientes opciones de la carpeta Results e Write the design matrix e Write the Computed Model terms e Write the Satellite Position and velocity Se generar n los ficheros 130ct98 a dmx 130ct98 a mdl y 130ct98 a orb Estos ficheros se organizan en los siguientes campos file a dmx rec_name sec PRN C prefit_res OR Or OR Oy OR Oz OR Ot elev prefit_res en metros file a orb PRN sec X Y Z dt TGD Vx Vy Vz X Y Z dt y TGD en metros y V en m s file a mod rec name sec PRN CA CA mod r cdt relat STROP STEC TGD elev NOTA prefit_res CA CA_mod Construir el sistema de ecuaciones de navegaci n ver apartado de funda mentos para el instante t 38230sec Para ello se puede proceder de la siguiente forma Del fichero 130ct98 a dmx obtener el valor CA C Amoa prefit residual Comparar con el valor obtenido en el ejercicio 6 de la pr ctica 5b para el sat li
238. l a dmx y 99mar23ebre a dmx Pr ctica 7a Posicionamiento diferencial gAGE NAV 157 c d e Tomando como referencia la estaci n ebre y el sat lite PRN21 cal cular las dobles diferencias de los siguientes campos prefit OR Ox OR Oy OR Oz entre ambos ficheros y generar un nuevo fichero con el formato correspondiente al input del programa kalman0 Utilizar para ello el script DDbell_ebre21 scr Ejecutar DDbell ebre21 scr PC 99mar23bell a dmx 99mar23ebre a dmx Como resultado se habr generado el fichero DDbell_ebre21_PC mod conteniendo los siguientes campos 6 type sec PRN VAprefit 10 VOR Or VOR Oy VOR Oz VOR Ot iarc De acuerdo con el esquema definido en la secci n 7 2 de teor a p gina 143 escribir el sistema de ecuaciones de navegaci n para este problema en diferencias dobles Calcular la soluci n de navegaci n mediante el filtro de Kalman im plementado en el programa kalman0 Modelar las coordenadas como white noise posicionamiento cinem tico puro y fijar el reloj del receptor de acuerdo con los siguientes par metros Pxx 1 d 8 m2 fi x 0 d0 Qxx 1 d 8 m2 Pyy 1 d 8 m2 fi y 0 d0 Qyy 1 d 8 m2 Pzz 1 d 8 m2 fi z 0 d0 Qzz 1 d 8 m2 Ptt 9 d 16m2 fi t 0 d0 Qtt 9 d 16m2 Por qu debe fijarse el reloj del receptor en el programa kalmanO Ejecutar cp kalman nml DD WN kalman nml cat DDbell ebre21 PC mod kalmanO gt DDbell_ebre21 pos0 El fichero obtenido DDbell ebre21 posO0 contiene los si
239. la fase ni de mareas s lidas ver GIPSY OASIS IT para los receptores bell y ebre No obstante trat ndose de estaciones a unos 100Km buena parte de estos errores se cancelar n no afectando demasiado al resultado Tampoco se ha tenido encuenta la diferencia de centros de fase de antena para los receptores de bell y ebre que viene a ser de unos 4 cent metros entre ellos Asimismo el modelo troposf rico considerado es muy elemental ver p gina 80 1 Por cuestiones de formato los instantes de tiempo sec se han redondeado al segundo No obstante como puede comprobarse en el ejercicio 5 los valores de los prefit residuals y de las derivadas parciales se han calculado con GCAT utilizando la opci n Satellite coordinates at emission Using PR Pr ctica 7b Posicionamiento diferencial gAGE NAV 171 e El fichero DD_STEC_bell_ebre21 ion contiene los valores del STEC en metros de LI de la estaci n be11 relativas a la estaci n ebre y al sat lite PRN21 de acuerdo con el siguiente formato bell ebre 21 PRN sec VASTEC a FLOTANDO los bias VABc i e estimado como n meros reales Utilizando el filtro de Kalman implementado en el programa kalman calcular la soluci n de navegaci n cinem tica con LC y PC y estimar los bias VA Bc de los arcos para los diferentes sat lites del fichero DDbell_ebre21_eci mod Ejecutar cp kalman nml DD WN kalman nml cat DDbell_ebre21_eci mod kalman grep B gt DDbc Nota El fich
240. lador de los sat lites g A la vista de la figura podr a darse alguna cota superior del tiempo de correlaci n de la S A Ejecutar gnuplot set grid set xrange 20000 60000 plot lt cat eci_5 onlgawk if 1 6 print 2 6 w linespoints plot lt cat eci_5 on gawk if 1 10 print 2 6 w linespoints plot lt cat eci_5 on gawk if 1 17 print 2 6 w linespoints exit 5 Los ficheros de rbitas y relojes precisos eci_5 off y sp3 off han sido generados por centros independientes El primero procede de JPL y el segundo es un promedio de las estimaciones de diferentes centros IGS Comparar las estimaciones de los relojes precisos contenidas en estos ficheros para el sat lite PRN10 Los ficheros eci_5 off y eci_5 on se han obtenido de a partir de los ficheros 1999 03 23 eci Z 1999 03 23 tdpc Z 2000 05 15 eci Z y 2000 05 15 tdpc Z del servi dor ftp sideshow jpl nasa gov de JPL Sobre ellos se ha aplicado una transformaci n muy exacta de coordenadas del sistema CIS al CTS teniendo en cuenta los t rminos de precesi n y nutaci n y utilizando los par metros de rotaci n de la tierra 1999 03 23tpeo nml Z y 2000 05 15tpeo nml Z disponibles en el mismo servidor Pr ctica 4b Errores en rbitas y relojes Efecto de la S A gAGE NAV 73 Ejecutar gnuplot set grid plot lt cat eph 5 off lgawk if 1 10 print 2 6 lt cat eci 5 offlgawk if 1 10 print
241. lar la soluci n de navegaci n utilizando el programa kalman0 y comparar los resultados obtenidos con los pro porcionados por GCAT Tomar los siguientes valores para la namelist kalman nm1 parameters Pxx 1 d 6 fi x 0 d0 Qxx 1 d 4 Pyy 1 d 6 fi_y 0 d0 Qyy 1 d 4 Pzz 1 d 6 fi z 0 d0 Qzz 1 d 4 Ptt 9 d 10 fi_t 0 d0 Qtt 9 d 10 Send o bien ejecutar cp kalman nml e6b kalman nml Ejecutar Adaptar el formato del fichero 30may00 a dmxP al formato de kalmanO obs type sec PRN Prefit res Oprefit res OR Ox OR Oy OR Oz OR Ot cat 30may00 a dmxP gawk print C1 2 3 5 1 6 7 8 9 gt fileP dat Procesar utilizando kalman0 cat fileP dat kalmanO gt posP dat Comaprar los resultados obtenidos con los proporcionados por GCAT gnuplot set grid plot 30may00 a posP u 1 2 posP dat u 2 3 w p 3 plot 30may00 a posP u 1 3 posP dat u 2 2 w p 3 plot 30may00 a posP u 1 4 posP dat u 2 5 wp 3 exit Repetir el mismo proceso con el fichero 30may00 a posG Este programa implementa el filtro de Kalman Los parametros del filtro se establecen a trav s de la namelist kalman nml ver detalles en la cabeera del c digo kalma0 f 80Se trata de los mismos valores que se han aplicado con GCAT Pr ctica 6b Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 137 Se obtienen los mismos resultados utilizando GCAT y kalman0 d En este ltimo apartado se pretende analizar el efecto de utilizar la matriz Jacobiana
242. liza el cambio de coordenadas terrestres WGS84 a coordenadas ecuatoriales c234567 implicit double precision a h o z dimension r 3 rp 3 o c m c t sid x y z gt Iwgs2eql gt x y z E WGS84 coordenadas ecuat c x Greenwich X gt Aries C z Polo Norte z Polo Norte c c Ejemplo E echo 3 460 16336 506 7596 636 19390 923 wgs2eq C gAGE grupo de Astronomia y GEomatica c setas pi 3 1415926535898d0 read ts r ts ts pi 12 d0 call rot3 ts r rp write f12 5 1x f12 5 1x f12 5 rp end C subroutine rot3 ang r rp implicit double precision a h o z dimension r 3 rp 3 rp 1 cos ang r 1 sin ang r 2 rp 2 sin ang r 1 cos ang r 2 rp 3 r 3 end Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 229 e Programa eq2wgs Realiza el cambio de coordenadas de ecuatoriales a coordenadas terrestres c234567 implicit double precision a h o z dimension r 3 rp 3 000000000000 t_sid x y z gt leq2wgs gt x y z coordenadas ecuatoriales WGS84 x gt Aries x gt Greenwich z gt Polo Norte z gt Polo Norte Ejemplo echo 3 460 4099 155 17543 866 19390 923 eq2wgs gAGE grupo de Astronomia y GEomatica pi 3 1415926535898d0 read ts r ts ts pi 12 d0 call rot3 ts r rp write f12 5 1x f12 5 1x f12 5 rp subroutine rot3 ang r rp implicit double precision a h o
243. luci n despu s de estas tres iteraciones 140 Procesado de Datos GPS c digo y fase Respuestas Pr ctica 6b Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n an lisis de las componentes del modelo y su impacto sobre el posicionamiento Tema 7 Posicionamiento diferencial con c digo y fase gAGE NAV 141 Tema 7 Posicionamiento diferencial con c digo y fase Se trata de posicionar un receptor respecto a otro que act a como referencia GPS k y cuyas coordenadas son conocidas Ello permite reducir de forma importante el error de posicionamiento debido a la cancelaci n de los errores de rango comunes Ca Ref Rec Rover sat lite en la misma poca Fig 27 Posicionamiento diferencial con diferencias simples Dos receptores observan el mismo B sicamente la estaci n de referencia cuyas coordenadas son fijas y conoci das proporciona correcciones de rango para los diferentes sat lites visibles que son utilizadas por el receptor a posicionar rover para cancelar la parte de de rbitas y relojes ionosfera troposfera error de los efectos no modelados que es com n a ambos receptores S A errores 142 Procesado de datos GPS c digo y fase 1 Posicionamiento con diferencias simples con c digo Si PZ y Pj y son las medidas de c digo del rover rov y de la estaci n de referencia ref respectivamente para el sat lite j simo se tiene Pj Covo cd 6j Ep dy 4 o yy 4
244. lumns 61 80 Ap ndice II descripci n del formato RINEX gAGE NAV 203 l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l l RINEX VERSION TYPE mmm e PGM RUN BY DATE 4 COMMENT om eee eee eee eee eee MARKER NAME T e e e e e e a MARKER NUMBER e X o e d e e e e TYPES OF OBSERV SENSOR MOD TYPE ACC Format version 2 10 File type M for Meteorological Data Name of program creating current file Name of agency creating current file Date of file creation Station Name preferably identical to MARKER NAME in the associated Observation File Station Number preferably identical to MARKER NUMBER in the associated Observation File Number of different observation types Stored in the file bservation types 9 4X A2 The following meteorological observation types are defined in RINEX Version 2 PR Pressure mbar TD Dry temperature deg Celsius HR Relative Humidity percent ZW Wet zenith path delay millimeters for WVR data ZD Dry component of zenith path delay millimeters ZT Total zenith path delay millimeters The sequence of the types in this record must correspond to the sequ
245. m Pos Precise orbits 04 r T T r r FLOATED y WGSB4 FIXED y WGS84 os i 4 o2 4 oq 4 or 4 os L 4 02h i a os L i 4 D i i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Practica 7b ejercicio 6e FIXING versus FLOATING ambig DD Kinem Pos Precise orbits 04 r r r r r r r FLOATED z WGS84 FIXED 2 WGS84 os i i 4 02h E 4 t i do kA 04 E T E i 7 j i E TAIN oL Cidade do E 4 01 e i 4 0 2 L E 4 os L E 4 0 4 i E i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Practica 7b ejercicio 8b FIXING versus FLOATING ambig DD Kinem Pos Precise orbits E f FLOATED x asad FIXED x WGS84 0 4 E i 4 o2L E i 1 ob d E i A TA PA Ae Vet VA p Hemp i 0 2 ME ae E E pepe fgg Pe L 4 Ee li 0 4 L t i de rt i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Time GPS seconds Discrepance meters Discrepance meters Discrepance meters Practica 7b ejercicio 7a FIXING versus FLOATING ambig DD Kinem Pos Broadcast orbits 04 y T r T T r FLOATED x WGS84 FIXED x WGS84 03 4 o2L 4 oa o 1 4 cT x oL M PA 4 aL id 4 1 02h 4 4 T f as Le eee atl I Wu Lit i i i i i i 56000 57000 58000 5900
246. m sec Z acceleration km sec2 spare 4 4 4 214 Procesado de Datos GPS c digo y fase se SS eS SS 222222 ees TABLE A17 MIXED GPS GEO OBSERVATION FILE EXAMPLE a a a 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 2 10 OBSERVATION DATA M MIXED RINEX VERSION TYPE RinExp V 2 0 2 TESTUSER 00 02 04 09 30 PGM RUN BY DATE The file contains L1 pseudorange and phase data of the geostationary AOR E satellite PRN 120 S20 TLSE D ESTB SGL9803006 4629365 0 1 2000 2000 00 01 13 14 45 O 21839900 25151926 20531103 23001624 23610349 23954474 20622367 38137559 00 01 13 14 45 21839500 25151246 20531084 23002123 23610670 23955051 20622558 38137558 9 0750 0000 1 C1 1 1 207 413 515 801 510 398 016 506 278 148 382 430 127 TT3 579 783 TESTAGENCY Novatel Millennium HW3 1 SW 4 45 2 3 ASH701073 1 112100 1790 4371619 4160 0 0000 Li 13 13 d L2 14 15 0000000 236148 161002 763336 432989 384890 151982 466 335849 332628 0000000 238250 164576 763235 430369 383205 148948 331621 335846 P2 45 0 Bd Y 900 059 642 728 173 135 743 503 849 237 864 417 765 284 0 0000 0 000000 0 000000 GPS GPS
247. ma intuitiva por qu el VDOP siempre es mayor que el HDOP 128 Procesado de Datos GPS c digo y fase Ejercicios complementarios 9 En las tablas que se presentan a continuaci n se resumen las diferentes componentes de error 1 sigma para los casos 1 Standard Position ing Service SPS con S A off 2 Standard Positioning Service SPS con S A on y 3 Precise Positioning Service PPS Cada componente de error se describe mediante un bias persistencia de minutos y un random que corresponde a un ruido blanco SPS error model with SA off One sigma error m Error Source Bias Rand Total Ephemeris data 2 1 0 0 2 1 Satellite clock 2 0 0 7 2 1 Ionosphere 4 0 0 5 4 0 Troposphere 0 5 0 5 0 7 Multipath 1 0 1 0 1 4 Receiver Measurement 0 5 0 2 0 5 SPS error model with SA on One sigma error m Error Source Bias Rand Total Ephemeris data 2 1 0 0 2 1 Satellite clock 20 0 0 7 20 0 Ionosphere 4 0 0 5 4 0 Troposphere 0 5 0 5 0 7 Multipath 1 0 1 0 1 4 Receiver Measurement 0 5 0 2 0 5 PPS error model P Y code One sigma error m dual frequency Error Source Bias Rand Total Ephemeris data 2 1 0 0 2 1 Satellite clock 2 0 0 7 2 1 Ionosphere 1 0 0 7 1 2 Troposphere 0 5 0 5 0 7 Multipath 1 0 1 0 1 4 Receiver Measurement 0 5 0 2 0 5 a Suponiendo que las diferentes componentes de error son incorreladas calcular el UERE User Equivalent Range Error Fuente BW Parkinson Vol I pag 481 483 5UERE rms error estad stico en
248. matriz debe estar vectorizada como simetrica por columnas Si la matriz no es definida positiva se para el calculo y produce la salida de error ier 1 NOTA la matriz A queda substituida por su inversa NOTAR que la inversa de una matriz general puede calcularse mediante inv A inv A A A donde A A es simet y def posit IMPLICIT DOUBLE PRECISION A H 0 Z DIMENSION a Descomposicion de CHOLESKY A T T call chol A n ier print CHOLESKY a i i 1 20 Inversa de la matriz triangular de Cholesky inv T do 100 1 1 n i n 1 1 a itix i 1 2 1 d0 a itix i 1 2 do 110 11 i 1 n j n 11 i 1 s 0 d0 do 120 k it1 j s sta itk k 1 2 a k j j 1 2 continue a itj j 1 2 s a iti i 1 2 continue continue Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 265 c Inversa de la matriz A f inv A inv T inv T do 200 i 1 n do 210 j i n s 0 d0 do 220 k j n s s a i k k 1 2 a 5 kx K 1 2 220 continue a itj j 1 2 s 210 continue 200 continue return end 266 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Subrutina chol f 0000000 10 20 30 100 subroutine chol A n ier IMPLICIT DOUBLE PRECISION A H 0 Z DIMENSION a Calcula la descomposicion de CHOLESKY de una matriz A nxn simetrica y definida positiva A T T En la salida substituye A por T la matriz debe estar vectorizada como simetrica por columnas Si la matriz no es definida positiva se para el calculo
249. mente a Carlos M D az V lez que gener el embri n del GCAT y otros programas para el entorno Xwindows y a Xavier Ingl s Ru binat y Cristina Albert n Fabi n que han aportado varias figuras Los autores agradecer n cualquier comentario o sugerencia relativo a la mejora del contenido de este libro dirigir la correspondencia a jaume0ma4 upc edu Bloc de notas gAGE NAV 1 2 Bloc de notas gAGE NAV Bloc de notas gAGE NAV 3 4 Bloc de notas gAGE NAV Bloc de notas gAGE NAV 5 6 Bloc de notas gAGE NAV Bloc de notas gAGE NAV 7 8 Bloc de notas gAGE NAV Bloc de notas gAGE NAV 9 10 Bloc de notas gAGE NAV Bloc de notas gAGE NAV 11 12 Bloc de notas gAGE NAV Bloc de notas gAGE NAV 13 14 Bloc de notas gAGE NAV Bloc de notas gAGE NAV 15
250. mponerse en una componente secular precesi n con un periodo de 26000 a os y otra peri dica nutaci n con un periodo de 18 6 a os Movimiento del polo rotaci n libre debido a la estructura de la dis tribuci n de masas de la Tierra y a su variaci n el polo instant neo se desplaza dentro de un cuadrado de unos 20 metros en relaci n a un punto de coordenadas fijas a la Tierra Este movimiento tiene un periodo de unos 430 d as sid reos periodo de Chandler Por otra parte la velocidad de rotaci n de la Tierra no es constante sino que var a con el tiempo aunque en cantidades muy pequenas con una disminuci n neta que es la responsable de la necesidad de introducir los leap seconds para mantener menor que 0 9s la diferencia entre el UTC tiempo at mico y el UT1 tiempo ligado a la rotaci n de la Tierra definidos en el apartado anterior l Frotamiento de las aguas en mares poco profundos movimientos de la atm sfera desplaza mientos bruscos en el interior de la Tierra en 1955 la rotaci n repentinamente se retras en 415 1079 etc Notar que el sistema CTS est ligado al meridiano de Greenwich y por tanto gira con la Tiera 28 Procesado de Datos GPS c digo y fase Precesion Movimiento polo CEP ento Pe CTS Nutacion Rotacion Tierra CIS Polo Medio J2000 0 CIO Meridiano Polo n Ecliptica CEP A po 24 Precesion 26000y Meridiano verdadero Gre
251. n Z lO Notar que GCAT procesa las observaciones correspondientes a la s ptima columna del fichero de datos a y no utiliza los valores de las columnas quinta sexta o octava De acuerdo con el formato indicado anterioremente los ficheros 99mar23bell a o 99mar23ebre a contienen en su s ptima columna las medidas de c digo PC y por tanto stas ser n las que se procesar n por defecto Pr ctica 7a Posicionamiento diferencial gAGE NAV 153 99mar23ebre a dmx conteniendo los siguientes datos sta sec PRN C prefit OR 0x OR Oy OR Oz OR Ot elev iarc Nota iarc indica el n mero de arco de fase Sirve para identificar los instantes en que se producen cycle slips en la fase Puesto que estamos trabajando con medidas de c digo podemos ignorar este campo El caracter C es fijo Tambi n se habr n generarado los ficheros 99mar23bell a pos y 99mar23ebre a pos con las estimaciones de coordenadas de cada receptor en modo cinem tico recordar que se han seleccionado las opciones Kinematic Positioning White noise c Calcular las diferencias sencillas de los prefit residuals de la estaci n bell respecto a ebre Aprefit peucore prefitren prefitebnre y generar un fichero con los siguientes campos INPUT del programa kalman0 type sec PRN Aprefit bell ebre 10 OR Oz peu OR Oylren OR OzZ beu OR Otl ven iarc donde las derivadas parciales 0R 0x veu OR OY ven OR 0 veu y OR Otlben son las de la estaci n bell y el v
252. n del formato RINEX 000 cece eee 183 Ap ndice III algunos ficheros de datos au ua ee ee ea cedo 217 Ap ndice IV listados de programas Luou ue ee e ee ee ee ee cee 225 Ap ndice V gr ficas de los ejercicios aun ue ee ee e caen eo 287 Soluciones a los ejercicios cesescosarsiapsades dra 311 Instalaci n del software seos asa ea rei 313 Bibliograf a escobar deprisa 315 Introducci n gAGE NAV 1 Introducci n Este volumen contiene una serie de ejercicios pr cticos sobre el procesado de datos GPS dirigido a todos aquellos profesionales y estudiantes que deseen introducirse en el estudio de la se al GPS y en los algoritmos de posicionamiento con c digo y fase Los ejercicios se desarrollan sobre un paquete de software espec fico dise ado al efecto y que se proporciona sin coste adicional Su contenido abarca desde el an lisis de los observables b sicos c digo y fase hasta el planteamiento y resoluci n de las ecuaciones de navegaci n para posicionamiento absoluto y diferencial Partiendo de ficheros RINEX de observa ciones y efem rides obtenidos v a ftp de servidores p blicos o ficheros capturados en sesiones de campo se analizan los observables c digo y fase y sus diferentes combinaciones ionosf rica libre de ionosfera wide lane poniendo de manifiesto algunos de sus aspectos directamente observables gr ficamente cycle slips de la fase refracci n ionosf rica multicamino etc Se examinan fichero
253. n nuevo fichero con el el formato correspondiente al input del programa kalman Utilizar para ello el script DDbell_ebre21 scr 112E programa GCAT est dise ado para procesar nicamente medidas de c digo y no in corpora por tanto la correcci n debida al wind up que afecta nicamente a la fase No obstante al tratarse de receptores a 100Km buena parte de esta correcci n se cancelar al formar diferencias entre ellas 113 kalman es similar a kalmano salvo que est preparado para estimar los bias de los arcos de 166 Procesado de datos GPS c digo y fase Ejecutar DDbell ebre21 scr PC 99mar23bell a PC dmx 99mar23ebre a PC dmx DDbell ebre21 scr LC 99mar23bell a LC dmx 99mar23ebre a LC dmx Se generar n los ficheros DDbell ebre21 PC mod y DDbell_ebre21_LC mod conteniendo los siguientes campos type sec PRN VAprefit dos VOR Ox VOR Oy VOR Oz VOR Ot iarc Nota El valor de iarc indica los arcos continuos de fase cambiando cada vez que se produce un cycle slip El valor adoptado para Cobs es de 10m para las medidas de c digo PC y de 0 01m para las de fase LC d Juntar los dos ficheros anteriores en un solo fichero y ordenarlo por tiempo Ejecutar cat DDbell_ebre21_LC mod DDbell_ebre21_PC modl sort n 1 2 gt DDbell_ebre21 mod Renombrar el fichero DDbell ebre21 mod obtenido para ser utilizado m s tarde cp DDbell ebre21 mod DDbell ebre21 eph mod e De acuerdo con el esquema definido en
254. nda en la medida de distancia aparente entre el receptor y el sat lite obtenida a partir de la fase 40 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Bes un t rmino de ambig edad de fase debido a que cuando se adquiere la se al se tiene una ambig edad en un n mero entero de longitudes de onda NA a la hay que sumar las constantes instumentales k k de los sat lites y receptor respectivamente BJ k ki A N Notar que el t rmino ionosf rico tiene distinto signo para el c digo y para la fase A continuaci n se presenta un cuadro resumen de los diferentes t rminos que intervienen en el modelado de los observables c digo P y fase L para las dos frecuencias f y fo Tambi n se indica el rden de magnitud de cada uno Observables GPS C digos pseudoranges Pl pl c dt dt P2 pl c dt dt Fases carrier phases L1 pl c dt dt L2 p c dt dt p dist geom trica 20 000Km dt offset reloj lt 300 Km Donde rel efecto relativista 13 m w wind up lt A Kili K TGD T retardo troposfera 2m FO I ret ionosf 2 10m FO K2 Ko TGD m M multipath mz 0 1 1 cm e ruido e 2mm Bl ky ki AUN Mp 0 1 1m Moa c 0 5 5 m dep 20 1 0 3 m Ceca 20 5 3 m BU ko ka Ao No B ambig edad fase cm Km K retardo instrum cm m FO Factor oblicuidad ste yeh fa
255. ndiente A 0 19m Ac 0 107m Aw 0 862m A 0 054m 50 Procesado de Datos GPS c digo y fase a L1 Ejecutar cat s18 orgl gawk printf 4f 4f An 1 2 0 19 gt 11 org cat s18 cl gawk printf Af 4 An 1 2 0 19 gt 11 c1 gnuplot set grid set xrange 3000 8000 plot 11 org 11 c1 exit A la vista de este gr fico se podr a detectar el instante en que se pro dujo el cycle slip Cu ntos ciclos var a L1 aproximadamante entre dos observaciones consecutivas visualizar por ejemplo el gr fico anterior en el intervalo 4900 5100 set xrange 4900 5100 De cu ntos ciclos es el cycle slip que se intenta detectar b L1 P1 Ejecutar cat s18 orglgawk print 1 2 4424027475 6 0 19 lpi org cat s18 cl gawk print 1 2 4 24027475 6 0 19 1pi cl gnuplot set grid set xrange 3000 8000 plot lpi org lpi cl plot lpi c1l exit Nota observar que se han desplazado ambas gr ficas 24027475 6 unidades a lo largo del eje de ordenadas para una mejor visualizaci n A la vista del gr fico se podr a detectar de una forma fiable el instante en que se produjo el cycle slip Es constante salvo el ruido la diferencia entre el c digo y la fase que se observa en la gr fica Por qu razonar te ricamente a partir de las expresiones de los observables De cu ntos ciclos es aproximadamante el ruido que se observa en la gr fica De cu ntos ci
256. nes las matrices y Q son de la forma 1 0 n Q n 0 age siendo og el ruido de proceso asociado al offset del reloj en cierto modo la incertidumbre en el valor del reloj b Posicionamiento cinem tico 1 Si se trata de un veh culo que se mueve a gran velocidad se mode lar n las coordenadas como un ruido blanco de media cero white noise al igual que el offset del reloj 0 o 2 anl 2 Qm 0 gs 2 Si se trata de un veh culo que se mueve a poca velocidad las co ordenadas pueden modelarse como un camino aleatorio random _ do walk con densidad espectral de proceso Q LE 1 Q t 1 Q ot y n Qin T 2 0 O4 65nos referimos a las desviaciones respecto de los valores nominales dx dy dz que es lo que se estima a partir de las ecuaciones de navegaci n 110 Procesado de Datos GPS c digo y fase e P rdida de precisi n DOP Sea A la matriz asociada al sistema de ecuaciones Y AX definido anterior mente con tantas filas como sat lites se est n observando en un instante dado Entonces dada la matriz Que uy uz dat ma ALA I a Qxy dyy dyz dyt Q uz qyz Qzz at ut Qyt da dtt Geometric Dilution of Precision GDOP 4xx qyy Gz qu Position Dilution of Precision PDOP Qux Quy Gz Time Dilution of Precision TDOP qu Si la matriz de rotaci n R 1 u tiene por columnas las direcciones Le ri uy de los ejes del sistema
257. ng in the GPS time frame the raw GPS pseudoranges will show the negative number of leap seconds between GPS time and GLONASS time if the receiver clock is running in the GLONASS time frame In order to avoid misunderstandings and to keep the code observations within the format fields the pseudoranges must be corrected in this case as follows PR GPS PR GPS c leap_seconds if generated with a receiver clock running in the GLONASS time frame PR GLO PR GLO c leap_seconds if generated with a receiver clock running in the GPS time frame Ap ndice II descripci n del formato RINEX gAGE NAV 193 to remove the contributions of the leap seconds from the pseudoranges leap_seconds is the actual number of leap seconds between GPS and GLONASS UTC time as broadcast in the GPS almanac and distributed in Circular T of BIPM 8 1 3 More Than 12 Satellites per Epoch The format of the epoch satellite line in the observation record part of the RINEX Observation files has only been defined for up to 12 satellites per epoch We explicitly define now the format of the continuation lines see Table A2 8 2 RINEX Navigation Files for GLONASS As the GLONASS navigation message differs in contents from the GPS message too much a special GLONASS navigation message file format has been defined The header section and the first data record epoch satellite clock information is similar to the GPS navigation file The following r
258. nks 10 Procesado de Datos GPS c digo y fase rm filel file2 ls 1t mkdir otro rm r otro ls 1t 4 Entorno de programaci n gawk a Situarse en el directorio trabajo y crear un link del fichero sxyz eci que se encuentra en el directorio ficheros a un fichero con el mismo nombre en el directorio de trabajo Ejecutar cd trabajo ln s ficheros sxyz eci ls 1t El fichero sxyz eci contiene las coordenadas respecto al centro de masas de la Tierra de un conjunto sat lites para diferentes instantes de tiempo Contiene los siguientes campos SATELITE tiempo sec X Km Y Km Z Km b Ejecutar las instrucciones cat more y less para volcar por pantalla el contenido del fichero sxyz eci Qu diferencia se observa entre las siguientes instrucciones Ejecutar cat sxyz eci more sxyZ eci less sxyz eci cat sxyz eci less c Mediante el lenguaje de programaci n gawk imprimir por pantalla el primer y tercer campo del fichero sxyz eci Ejecutar gawk print 1 3 sxyz eci more o bien cat sxyz eci gawk print 1 3 more 5gawk es una versi n evolucionada del awk el comando permite conectar la salida de un proceso con la entrada de otro Por ejemplo la salida del cat se puede enviar al more Pr ctica 1 Herramientas inform ticas gAGE NAV 11 d Imprimir ahora todos los campos a la vez Ejecutar cat sxyz eci gawk print 0 more e La siguie
259. nte instrucci n genera el fichero prb1 que contiene datos de un nico sat lite De qu sat lite se trata Ejecutar cat sxyz eci gawk if 1 5 print 0 gt prb1 more prbi f Cu l es el significado de los valores de la segunda columna del fichero prb2 generado con la siguiente instrucci n Ejecutar cat sxyz ecilgawk if 1 5 print 2 sqrt 3 2 4 2 5 2 gt prb2 more prb2 g Discutir la estructura de la siguiente instrucci n que realiza un print con formato Nota hi integer 4f float 4s string Ejecutar cat sxyz eci gawk printf 2i 402i 11 3f Ki hs n 1 1 3 3 1 more h Acceder a las p ginas del manual del gawk 5 Entorno de representaci n gr fica gnuplot a Entrar en el entorno gnuplot Dado el fichero prb1 generado anterior mente representar el tercer campo coordenada x en funci n del se gundo tiempo en segundos Salir del gnuplot Ejecutar gnuplot plot prbi u 2 3 exit b Repetir el gr fico anterior para el intervalo 20000 30000 del eje x Superponer una ret cula grid en la figura A continuaci n repetir la representaci n gr fica para el intervalo 2e4 2e4 del eje y y para cualquier valor de x Ejecutar 12 Procesado de Datos GPS c digo y fase gnuplot set xrange 20000 30000 set grid plot prbi u 2 3 set auto x set yrange 2e4 2e4 replot exit c Para el mismo fichero que en los
260. nte los valores estimados para el offset del reloj del receptor dt Ejecutar gnuplot set grid set auto plot 130ct98 a pos u 1 5 exit Pr ctica 6a Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 125 Se obtiene alguna diferencia respecto de las estimaciones obtenidas en el caso de posicionamiento est tico Debe haberla c Sincronizaci n de relojes Utilizando las estimaciones obtenidas para corregir la deriva del reloj dt con qu exactitud se puede deter minar el tiempo GPS 5 Posicionamiento Cinem tico random walk Activar las opciones Kinematic Positioning y random walk en la carpeta y repetir el procesado tomar los valores por defecto para la covarianza inicial PO y ruido de proceso Q de las coordenadas y el reloj a Representar las desviaciones respecto del valor nominal dx dy dz en funci n del tiempo e interpretar las gr ficas obtenidas Ejecutar gnuplot set grid set yrange 200 200 plot 13oct98 a pos u 1 2 w d 130ct98 a pos u 1 3 w d 13oct98 a pos u 1 42 wd exit b Representar gr ficamente los valores estimados para el offset del reloj del receptor dt Ejecutar gnuplot set grid set auto plot 130ct98 a pos u 1 5 exit Se obtiene alguna diferencia respecto de las estimaciones obtenidas en el caso de posicionamiento est tico Debe haberla c Repetir el procesado tomando Q 0 dem para Q 9999 Com parar los resultados con los obtenidos
261. o Dr M p UN b rie bae al o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS 294 Practica 4a ejercicio 4 4 Comparacion de los argumentosde los nodos ascendentes de eci y eph ph o t J op 2 4 4 3 av 2 i J E 2L e 4 E i 8 as i 3 o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS A Practica 4a ejercicio 4 6 Comparacion de las Anomalias medias de eci y eph ph o o ab P E E of 4 E 2 E x Pu Lena o 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Practica 4a ejercicio 5c Posicion del satelite ligado a la Tierra 60 T T T T T T T EEES Position o E o 40 disco 2 o 2 4 gt gt o o o o o 20 s ES 7 E gt o amp e 2 e e o El ob M degens w J R 2 hi o o 2 e o e e o Ld 40 E e v a 7 E A Ta S e o 50 100 150 200 250 300 350 400 Angulo azimutal grados Gr ficas Pr ctica 4b d Practica 4b ejercicio 2b 1 Discrepancia coordenada x entre eci y eph S A on Coordenada x E i El Mi a a2 i i i es i i 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 Tiempo segundos GPS Argumento del perigeo rad Angulo zenital grados Discrepancia m Procesado de datos GPS c digo y fase 1 752 1 75 1 748 1 746 1 744 1 742 1 74 1 738 1 736 60
262. o las rbitas broadcast 30may00 eph Nota el fichero 30may00 a se ha capturado manteniendo la posici n del receptor fija a Representar gr ficamente los valores de dx dy dz en funci n del tiempo Ejecutar SEI valor nominal para las coordenadas corresponde a la posici n verdadera ver sta pos por tanto las desviaciones respecto de este nominal dan directamente el error en el posi cionamiento Pr ctica 6a Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 127 gnuplot set grid set yrange 200 200 plot 30may00 a pos u 1 2 w d 30may00 a pos u 1 3 wd 30may00 a pos u 1 4 wd set yrange 40 40 replot exit b De qu orden es el error Estaba activada la S A 8 DOP El procesado del ejercicio anterior se ha realizado con la opci n CTS de la carpeta Results activada Por tanto el fichero 30may00 a pos contiene los valores del GDOP y PDOP en los campos 6 y 7 respectivamente ver p gina 123 a Representar gr ficamente los valores de GDOP y PDOP obtenidos en funci n del tiempo Ejecutar gnuplot set grid set yrange 0 4 plot 30may00 a pos u 1 6 30may00 a pos u 1 7 exit b Activar la opci n DATUM de la carpeta Results y repetir el procesado para calcular los HDOP y VDOP Representar gr ficamente los valores obtenidos en funci n del tiempo Ejecutar gnuplot set grid set yrange 0 4 plot 30may00 a pos u 1 6 30may00 a pos u 1 7 exit Razonar de for
263. oad observation files the fields for the second frequency observations of GEO satellites remain blank are set to zero values or if last in the record can be truncated The time system identifier of GEO satellites generating GPS signals defaults to GPS time 9 2 RINEX Navigation Message Files for GEO Satellites As the GEO broadcast orbit format differs from the GPS message a special GEO navigation message file format has been defined which is nearly identical with the GLONASS nav mess file format The header section contains informations about the generating program comments and the difference between the GEO system time and UTC The first data record contains the epoch and satellite clock information the following records contain the satellite position velocity and acceleration and auxiliary information such as health age of the data etc The time tags in the GEO navigation files are given in the GPS time frame i e not UTC The corrections of the satellite time to UTC are as follows GEO Tutc Tsv aGfO aGf1 Tsv Toe WO leap sec WO being the correction to transform the GEO system time to UTC Toe aGf0 aGf1 see below in the format definition tables References for the definition of the accuracy and health codes still have to be defined Help is needed here by colleagues working with such GEO data Ap ndice II descripci n del formato RINEX gAGE NAV 195 10 REFERENCES Evans A 1989 Summ
264. observaciones de codigo doble diferenciadas Tomamos sigma 10m PC 2 iarc es el numero de arco de la fase solo se tiene en cuenta para medidas de fase y sirve para identificar los instantes en que se han producen cycle slips dk HH dk GB HH Gb A cat DDbell ebre21 GCAT gawk s 10 if 1 LC s 0 01 printf hs 46i 402i 416 12f 6 3f 416 12f 416 12f 416 12f 416 12f 43i Nn 1 2 3 4 s 5 6 7 8 9 gt nada mv nada DDbell ebre21 type mod rm bell GCAT ebre GCAT bell 21 ebre 21 bell n21 ebre n21 Dbell 21 Debre 21 DDbell_ebre21_GCAT 282 Procesado de Datos GPS c digo y fase e script add scr bin csh f A a a a a ee A Este script genera un unico fichero a partir de los ficheros DDbell_ebre21 obs DDbell_ebre21 ion DDbell_ebre21 bc Ejecutar add scr DDbell_ebre21 obs DDbell_ebre21 ion DDbell_ebre21 bc gt DDbell ebre21 dat Ficheros input ea a a DDbell_ebre21 obs bell ebre 21 isat iarc sec DDLc DDLw DDLi DDbell_ebre21 ion bell ebre 21 isat sec DDSTEC DDbell ebre21 bc bell ebre 21 isat iarc secO seci DDbc donde DDbc bias en el observable DDLc secO primer punto del arco de DDLc seci ultimo punto del arco de DDLc OUTPUT DDbell ebre21 dat H sta staR isatR isat iarc sec DDLc DDLw DDLi DDSTEC DDBc OgAGE group of Astronomy and GEomatics Ap ndice IV listados de prog
265. oder redondear al valor correcto 9 Notar que si Bu ky kif AM y B2 ka ka Ao No son las ambig edades en las fases L y Ls respectivamente b son retardos instrumentales valores reales y N n meros enteros de ciclos ver tema 3 al formar las dobles diferencias se cancelan las constantes instrumentales resultando AV B1 A AVN AVB2 A2AV No Tambi n es entera la ambig edad en la combinaci n wide lane AVBy AwAV Ny No ocurre lo mismo para la ambigiiedad en la combinaci n libre de ionosfera AV Bc aunque puede expresarse en funci n de AVN y AVNs AV Bc AcAw 2U otros procedimientos de b squeda Ver por ejemplo Leick 1994 3De forma que pueda asumirse que la refracci n ionosf rica se cancela i e AVSTEC 0 Esto ser v lido en general para l neas de base inferiores a 10 20 Km 148 Procesado de datos GPS c digo y fase Resoluci n de las ambig edades AVN y AVN a partir de la ambig edad AV Nw resuelta anteriormente y de las medidas de fase AVL y AV Ls AVN nint ES AVL E Ai Obtenci n del valor exacto del bias AV Bc una vez resueltas las ambi giiedades AVN y AV Ns i Ao AVBe Aw ee ave A partir de las ecuaciones anteriores podria definirse el siguiente algoritmo de resoluci n de ambig edades en tiempo real e El filtro empieza estimando las ambig edades AV Bc como n meros reales flot ndolas conjuntamente
266. omo Ejecutar cp 30may00 a pos 30may00 a posP Aplicar el algoritmo geom trico para el c lculo de la poca de emisi n En la carpeta deben estar activadas la opciones Satellite coordinates at emission Geometric En la carpeta deben estar activadas la opciones Kinematic Positioning White noise En la carpeta debe activarse la opci n Write the design matrix Dejar los valores por defecto de las restantes opciones Renombrar los ficheros obtenidos como Ejecutar cp 30may00 a pos 30may00 a posG cp 30may00 a dmx 30may00 a dmxG Representar gr ficamente las soluciones obtenidas y comparar los re sultados Se obtiene la misma soluci n de navegaci n en ambos casos Ejecutar gnuplot set grid plot 30may00 a posP u 1 2 30may00 a posG u 1 2 plot 30may00 a posP u 1 3 30may00 a posG u 1 3 plot 30may00 a posP u 1 4 30may00 a posG u 1 4 exit Calcular la diferencia entre las soluciones de navegaci n 30may00 a posP y 30may00 a posG y representar gr ficamente el resultado Ejecutar 136 Procesado de Datos GPS c digo y fase paste 30may00 a posP 30may00 a posG gawk if 1 11 print 1 2 12 3 13 4 14 gt diff dat gnuplot set grid plot diff dat u 1 2 t x diff dat u 1 3 t y diff dat u 1 4 t z exit De qu orden son las diferencias obtenidas A qu pueden atribuirse c Partiendo de los ficheros 30may00 a dmxP y 30may00 a dmxG genera dos con el GCAT calcu
267. ontrol fuente G Seeber p 215 El segmento de control consiste en cinco estaciones de seguimiento o moni toras Monitor Stations localizadas en Hawaii Colorado Springs en la isla de Ascensi n Oceano Atl ntico sur en Diego Garc a Oceano ndico y en la isla de Kwajalein Oceano Pac fico Norte una estaci n central o maestra de control situada en Colorado Springs y tres antenas de transmisi n de datos a los sat lites en Ascensi n Diego Garc a y Kwajalein Tema 2 Descripci n del sistema GPS gAGE NAV 21 Las estaciones monitoras hacen un seguimiento continuo de los los sat lites visibles de ellas Est n equipadas con receptores que reciben en las dos frecuen cias L1 y L2 las se ales de los sat lites que se hallan sobre el horizonte local Los datos son enviados a la estaci n maestra de control Master Control Station Una vez all se procesan para estimar las rbitas de los sat lites las efem rides y los errores de los relojes entre otros par metros Las rbitas se ven afectadas por perturbaciones como la atracci n gravitatoria de la Luna y el Sol y la presi n de la radiaci n solar sobre el sat lite entre otras Por ello se han de realizar c lculos de correci n cada cierto intervalo de tiempo lo cual origina un nuevo mensaje de navegaci n que se env a a las estaciones de control de tierra Ground Control Stations para ser transmitido a los sat lites Esto se efect a a trav s de las antenas de tierra
268. os corresponde al valor verdadero de las coordenadas x y z del receptor con lo cual dx dy dz son en realidad el error en la determinaci n de las coordenadas del receptor que estaba fijo 124 Procesado de Datos GPS c digo y fase Ejecutar gnuplot set grid set auto plot 130ct98 a pos u 1 5 exit A qu se debe la forma de diente de sierra que presenta la gr fica c Con qu valor se inicializan dx dy dz dt Con qu precisi n 04 Ty 0 se han supuesto conocidas las coordenadas Y el offset del reloj d Qu valor se ha tomado para el ruido de proceso Q del reloj Repetir el procesado tomando Q 0 0001 para el reloj Por qu se degrada tanto la soluci n Qu car cter estoc stico se confiere al reloj tomando Q 0 4 Posicionamiento Cinem tico white noise Activar las opciones Kinematic Positioning y white noise en la carpeta y repe tir el procesado tomar los valores por defecto para la covarianza inicial PO y ruido de proceso Q de las coordenadas y el reloj a Representar gr ficamente las desviaciones respecto del valor nominal dx dy dz Cu l es el rango del error de posicionamiento Te niendo en cuenta que el fichero se captur en condiciones de S A on es consitente con el error que cabr a esperar Ejecutar gnuplot set grid set yrange 200 200 plot 130ct98 a pos u 1 2 w d 130ct98 a pos u 1 3 wd 13oct98 a pos u 1 4 wd exit b Representar gr ficame
269. osculantes que var en con el tiempo de manera que r t rt a t e t i t 8 w t 7 En el mensaje de navegaci n se transmiten los par metros necesarios para el c lculo de estos elementos orbitales en cada poca de obser vaci n Los par metros contenidos en el mensaje de navegaci n se renuevan cada dos horas y no deben ser utilizados fuera del intervalo de tiempo prescrito unas cuatro horas pues el error de extrapolaci n 6Del verbo lat n osculor besar Se utiliza en el sentido de que la rbita perturbada y la nominal son tangentes en cada instante de tiempo Tema 4 rbitas y relojes de los sat lites GPS gAGE NAV 59 m s all de este periodo crece exponencialmente Par metro Explicaci n Cuc Cus Cre Crs Cic Cis N mero de serie de los datos de efem rides poca de referencia para las efem rides Ra z cuadrada del semieje mayor Excentricidad Anomal a media en la poca de referencia Argumento del perigeo Inclinaci n en la poca de referencia Longitud del nodo ascendente respecto a Greenwich al principio de la semana GPS Variaci n del movimiento medio Variaci n del ngulo de inclinaci n Variaci n de la ascenci n recta del nodo ascendente Correcci n al argumento de latitud Correcci n al radio orbital Correcci n a la inclinaci n Tabla 7 Efem rides en el mensaje de navegaci n Para calcular las coordenadas WGS84 de los sat lites a partir del men s
270. parameters Pxx 1 d 8 Pyy 1 d 8 m2 Pzz 1 d 8 Ptt 9 d 16 fi_x 1 d0 ctt gt fi 1 Q 0 fi_y 1 d0 wn gt fi 0 Q sigma 2 fi z 1 d0 rw gt fi 1 Q sigma 2 dt fi t 0 d0 Qxx 0 d0 Qyy 0 d0 m2 Qzz 0 d0 Qtt 9 d 16 end C 0 0O O OQ 0O O OGO A 0O AA AO OE OO OQ Q O 0 OOGA OO e e Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 251 c Initialization values do i 1 nmax a i 0 d0 x i 0 d0 y 1 0 d0 AWy i 0 d0 xfi i 0 d0 Q i 0 d0 iarc0 i 0 enddo do i 1 nmax 2 nmax 2 P i 0 d0 AWA i 0 d0 enddo open 10 file kalman nml read 10 nml parameters close 10 G Kalman FILTER declaration matrix G State transition matrix xfi 1 fi_x xfi 2 fi_y xfi 3 fi_z xfi 4 fi_t c Apriory covariance values in meters P 1 Pxx P 3 Pyy P 6 Pzz P 10 Ptt C Process noise matrix in meters Q 1 Qxx Q 2 Qyy Q 3 Qzz Q 4 Qtt c Arc bias Pbias 9 d 16 Qbias 9 d 16 252 10 25 Procesado de Datos GPS c digo y fase nvar nmax do i 5 nvar P ix i 1 2 Pbias xfi i 1 d0 enddo BEGIN MAIN LOOP t t t tttt Begin data loop RE nf 0 read end 900 itype tt isat yy sigma_y a j j 1 4 iarc nf nf 1 if nf eq 1 ttO tt Completing the Design Matrix do i 5 nvar a i 0 d0 enddo if itype eq L then i isat 4 a i 1 d0 if iarc ne iarcO isat then xfi i 0 d0 Q i Qbias endif iarcO isa
271. pe tt isat yy sigma_y a j j 1 nvar nf nf 1 if nf eq 1 ttO tt if tt gt tt0 goto 200 continue print AA tt isat yy sigma_y itype a j j 1 nvar 246 000000 0 Procesado de Datos GPS c digo y fase PREPARING matrix and vector for ESTIMATION Building the vector and matrix y A n W Y n P inv P n A n W A n where W lt gt 1 sigma_y 2 do j 1 nvar y j y Qj taj yy sigma_y 2 do i 1 j P j j 1 2 i P j j 1 2 i a i a j sigma y 2 enddo enddo nobs nobs 1 ttO tt goto 10 continue P P n inv inv P_ n A m W A n call invsp P nvar ierO x x n P n inv P n x Qn A n W Y n do i 1 nvar x i 0 d0 do k 1 nvar if k 1t i ik k i i 1 2 if k ge i ik i k k 1 2 x i x i P ik y 0 enddo enddo Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 247 e PRINT KALMAN ESTIMATION eee write a4 1x f8 2 4 1x f10 5 XYZT ttO x i i 1 4 C BEGIN fordward propagation e x x n 1 fixx n do i 1 nvar x i ex i xfi i enddo C AAA A C P P_ nt1 fi P n fi Q s do i 1 nvar P ix i 1 2 P i i 1 2 xfi i Q i enddo Co he SR ad c PREPARING matrix and vector for ESTIMATION P inv P n 1 call invsp P nvar ier Gu eaae edi eee ERE
272. proceso 6 act a directa mente sobre la frecuencia fundamental del reloj del sat lite lo cual tiene un impacto directo sobre las pseudodistancias que calcular n los receptores de los usuarios El proceso e consiste en truncar la informaci n relativa a las rbitas e A S o Anti Spoofing consiste en la encriptaci n del c digo P mediante un c digo W resultando el c digo Y que es modulado sobre las portadoras L1 y L2 La intenci n es evitar el acceso a usuarios no autorizados a los c digos en las dos frecuencias P1 y P2 quedando nicamente disponible el c digo C A m s ruidoso sobre L1 20 Procesado de Datos GPS c digo y fase Segmento de Control El segmento de control es el responsable del funcionamiento del sistema GPS Sus funciones b sicas son e Control y mantenimiento del estado y configuraci n de la constelaci n de sat lites e Predecir las efem rides y el comportamiento de los relojes de los sat lites e Mantener la escala de tiempo del GPS mediante relojes at micos e Actualizar peri dicamente el mensaje de navegaci n de cada uno de los sat lites Adem s es el responsable de activar la disponibilidad selectiva S A en la transmisi n de las se ales A Antena de Tierra Ground Antenna GA Control of Efemerides Prediccion of Efemerides Transmision del mensaje y relojes de satelites y comportamiento de relojes de navegacion a satelites Fig 6 Esquema del segmento de C
273. programas gAGE NAV 279 aa a Oo a fi datan z p 1 d0 e2 xn xn h if dabs fi fia gt tol then fia fi goto 20 endif xlon x1 xlat fi return end xn a 2 dsqrt a dcos fi 2 b dsin fi 2 x xn h dcos fi dcos x1 y xnth dcos fi dsin x1 z b 2 a x 2 xnth dsin fi write a4 3 1x f15 4 ORG x y z 280 Procesado de Datos GPS c digo y fase scripts e script DDbell_ebre21 scr bin tcsh f Este script calcula las dobles diferencias de las componentes del modelo de la estacion bell respecto a ebre y al satelite PRN21 Se ejecuta sobre los ficheros dmx generados por el porgrama GCAT Es decir rover bell sta_ref ebre sat_ref 21 Dbell 21 L bell sat i L bel1 21 Debre_21 L ebre sat_j L ebre 21 dt dk db Gb Gb HH A OF OF DDbell ebre21 Dbell 21 Debre 21 Ejecutar DDbell_ebre21_GCAT scr PC 99mar23bell a PC dmx 99mar23ebre a_PC dmx gAGE group of Astronomy and GEomatics set type 1 cat 2 awk print 1 type int 2 0 5 3 5 6 7 8 9 NF gt bell GCAT cat 3 awk print 1 type int 2 0 5 3 5 6 7 8 9 NF gt ebre_GCAT 1 SELECCION DE SATELITES Seleccionar el satelite PRN21 cat bell GCAT gawk if 4 21 print 0 gt bell 21 cat ebre GCAT gawk if 4 21 print 0 gt ebre 21 Seleccionar los satelites distintos de PRN21 cat bell GCAT gawk if 4 21 p
274. pseu dodistancia observada y la modelada para el sat lite PRN14 Repetir el gr fico para el sat lite PRN19 Ejecutar gnuplot set grid plot cat 130ct98 a mdllawk if 3 14 print 2 4 5 plot cat 130ct98 a mdllawk if 3 19 print 2 4 5 plot cat 130ct98 a mdllawk print 2 4 5 exit A qu puede atribuirse el diente de sierra observado en las figuras Hacer un gr fico en funci n del tiempo entre las diferencias de pseudodistancia observada para los sat lites PRN16 y PRN19 i e las diferencias simples V1619C A CA CA Ejecutar en una sola l nea cat 130ct98 a mdl gawk 4 if 3 16 R 2 4 else if 3 19 amp amp length R 2 0 print 2 4 R 2 gt CA 16 19 Pr ctica 5b Correcci n relativista distancia gAGE NAV 101 Ejecutar gnuplot plot CA 16 19 exit Por qu ha desaparecido el diente de sierra d Dar la expresi n matem tica de las diferencias simples entre dos sat lites observados desde un mismo receptor Se cancela alg n t rmino e Hacer un gr fico en funci n del tiempo entre las diferencias de pseudodistancia modelada para los sat lites PRN16 y PRN19 ie V1697 A mod C AI CAP Ejecutar en una sola l nea cat 130ct98 a mdl gawk if 3 16 R 2 5 else if 3 19 amp amp length R 2 0 print 2 5 R 2 gt gt CAm_16_19 gnuplot plot CAm_16_19 exit f
275. ptual de estas pr cticas sin necesidad de ejecutar los programas junto al software se proporcionan unos ficheros de texto con las soluciones a los ejercicios Su planteamiento did ctico es fruto de una experiencia docente universitaria de m s de quince a os Asimismo su enfoque cient fico tecnol gico se ha nutrido de nuestra experiencia en el desarrollo de diferentes proyectos y contratos de in vestigaci n en el rea de Navegaci n por Sat lite lEn la primera pr ctica se presentan unas m nimos elementos inform ticos sobre UNIX gawk y gnuplot para aquellos que nunca hayan trabajado en este entorno Hoy en d a es posible disponer de una workstation UNIX LINUX altamente competi tiva por poco dinero gracias al sistema operativo LINUX Se trata de un software de libre distribuci n free software que permite configurar un PC 486 con 4 Mb de memoria RAM y 200 Mb de disco duro o superior como una m quina UNIX de altas prestaciones En la direcci n http sunsite rediris es se puede encontrar el software e informaci n en castellano para la instalaci n del LINUX Tema 1 Conceptos b sicos gAGE NAV 3 Tema 1 Conceptos b sicos El sistema GPS comprende una constelaci n de al menos 24 sat lites orbi tando a una altura media de 20200 m sobre la superficie terrestre que emiten continuamente se ales a partir de las cuales los usuarios pueden determinar su posici n tridimensional El principio de posicionamiento se bas
276. qu d Qu valores deben considerarse para los retardos instrumentales cuando se utiliza la combinaci n libre de ionosfera LC Y si se utilizara un c digo a la frecuencia L2 Por qu 6 Offset relojes sat lites Representar gr ficamente el offset del reloj del sat lite PRN14 en funci n del tiempo Repetir el gr fico para todos los sat lites a la vez Ejecutar 94 a Procesado de Datos GPS c digo y fase gnuplot set grid plot lt cat 130ct98 a mdllawk if 3 14 print 2 7 plot lt cat 130ct98 a mdllawk print 2 7 exit En qu rango de valores se encuentran los offsets de los relojes de los sat lites Estos valores se obtienen directamente del mensaje de navegaci n o debe calcularlos el programa de posicionamiento Con qu exactitud pueden conocerse los relojes de los sat lites a trav s del mensaje de navegaci n cuando est activada la S A Y cuando est desactivada Si los offsets relojes de los sat lites cdt fueran comunes para todos los sat lites aunque variables en el tiempo deber an tenerse en cuenta en el modelado de la pseudodistancia para el posicionamiento Por qu Deben considerarse los mismos valores para los offsets de los relo jes de los sat lites cuando se utiliza la combinaci n libre de ionosfera LC Por qu Pr ctica 5a Propagaci n y efectos dependientes del sat lite gAGE NAV 95 Respuestas
277. r de 7 t t Ty o cualquiera de las siguientes tres anomal as v t Anomal a verdadera es el ngulo geoc ntrico entre la direcci n del perigeo y del sat lite E t Anomal a exc ntrica es el ngulo visto desde el centro de la rbita comprendido entre el perigeo y la direcci n del punto inter secci n de la recta normal al eje mayor que pasa por el sat lite con el c rculo de radio a ver figura 14 M t Anomal a media es un valor ficticio a semieje mayor de la rbita e excentricidad i inclinaci n w argumento del perigeo Q arg nodo ascendente Aries A long nodo ascendente Greenwich T poca de paso por el perigeo M anomal a media V anomal a verdadera 0 tiempo sid reo Ab Satelite Nodo ascendente Fig 13 Elementos orbitales Tema 4 Orbitas y relojes de los sat lites GPS gAGE NAV 57 Las tres anomal as est n relacionadas por las siguientes f rmulas M t n t Ty E t M t esin E t PERIGEO V t 2 arctan FE tan 22 to TIERRA 27 m 3 Fig 14 Representaci n rbita el ptica donde n es la velocidad angular media del sat lite o movimiento medio con periodo de revoluci n P Substituyendo a 26560km valor nominal para los sat lites GPS en la ltima de las ecuaciones anteriores se obtiene un periodo orbital de 12 horas sid reas Movimiento perturbado El problema de dos cuerpos r
278. r de un PC 486 o superior con 8Mb de memoria RAM y al menos 5Mb libres de memoria en el disco duro provisto del sistema operativo LINUX y que pueda trabajar en modo gr fico Xwindows Naturalmente puesto que se facilita el c digo fuente la instalaci n puede hacerse sobre cualquier otra plataforma UNIX e Tener instalados el compilador de FORTRAN f77 si se utiliza el compilador g77 de ber n modificarse el fichero config del directorio subroutines y el Makefile del directorio programas bastar con sustituir la palabra 77 por g77 2 1 7E directorio trabajo es donde se realizar n los ejercicios y se encuentra inicialmente vac o 128Por otra parte algunos compiladores de FORTRAN no reconocen las instrucciones dsin dcos datan2 etc espec ficas para trabajar en doble precisi n Si se da este caso bastar sustituir dichas fucnciones por sus correspondiente sin cos atan2 etc enel c digo fuente de los programas 314 Procesado de Datos GPS c digo y fase los lenguajes awk o gawk y perl el entorno de representaci n gr fica gnuplot Tanto el compilador de FORTRAN como los lenguajes de programci n o el pro grama gnuplot forman parte de cualquier distribuci n est ndar de LINUX y generalmente suelen instalarse por defecto Para cualquier consulta o comentario ponerse en contacto con jaume ma4 upc edu Bibliograf a gAGE NAV 315 Bibliograf a Libros e Pratap Misra Per Enge Global Po
279. ra algunas funciones espec ficas c lculo de coordenadas de sat lites en recepci n y en emisi n modelo de Klobuchar para la refracci n ionosf rica etc Se pretende desde el primer momento dar operatividad en el uso instrumental de los conceptos y t cnicas del procesado de datos GPS Los ejercicios est n clasificados seg n diferentes niveles de dificultad que vienen indicados por ninguno uno dos o tres asteriscos Al final de cada pr ctica se proporciona una plantilla para consignar las respuestas a los aparta dos que hemos considerado m s representativos desde el punto de vista de la evaluaci n Aunque son deseables unos conocimientos m nimos de UNIX no resultan im prescindibles para seguir este libro A lo largo de diferentes ejercicios guiados se va introduciendo al lector de manera natural y por inmersi n en la sintaxis y las posibilidades de este entorno Nuestra experiencia nos ha demostrado que los estudiantes sin conocimientos previos de UNIX no encuentran gran dificultad en adaptarse a este lenguaje bien al contrario aprecian el hecho de que la for maci n se haga en el contexto real en que se trabajan estos problemas Ello no obstante y puesto que el objeto fundamental de esta publicaci n es la for maci n en GPS se incluyen a modo de ap ndices algunos resultados gr ficos de los ejercicios as como diferentes ficheros de datos para poder desarrollar la mayor parte del contenido conce
280. ramas gAGE NAV 283 set DDobs 1 set DDion 2 set DDbc 3 cat DDion DDobs gawk if NF 6 1 4 5 6 elsetif length I 4 6 0 printf hs 8 4f Nn 0 I 4 6 gt nada dat cat DDbc nada dat gawk if NF 8 t0 4 5 6 ti 4 5 7 Bc 4 5 8 else s0 t0 4 5 s1 t1 4 5 if 6 gt s0 amp amp 6 s1 printf hs 48 4f Nn 0 Bc 4 5 rm nada dat 284 Procesado de Datos GPS c digo y fase e script DDobs scr bin csh f ee Ejecutar DDobs scr 99mar23bell_ebre s_1_30_ninja gz NOTA el fichero debe estar comprimido gz Ficheros input 99mar23bell_ebre s_1_30_ninja gz sta idoy sec isat xLC xLI PC PI iarc OUTPUT DDbell_ebre21 obs S sta staR isatR isat iarc sec DDLc DDLw DDLi OgAGE group of Astronomy and GEomatics ee ee a SS set file 1 set sta bell set sta_ref ebre set sat_ref 21 zgrep v sta_ref file gt nsb tmp zgrep sta ref file gt nse tmp gawk if gawk if gawk if gawk if 4 sat_ref print 07 4 2 sat ref print 0 4 sat_ref print 0 4 sat_ref print 0 nsb tmp gt nsb tmp gt gt nse tmp gt gt nse tmp gt gt nada nada nada nada tmp tmp tmp tmp Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 285 Calculo de las diferencias simples
281. rcicio 4 3 Estimacion retardo lonosferico todos sats E Practica Sa ejercicio 4b 1 Estimacion retardo lonosterico vs Tiempo STEC o B 18 E j E i J 16 H E 4 ar 4 14 H i 4 12 4 E 3r 4 E El gov a i o a sb i 4 2h 4 et T i at i F 4 ah 4 2L 3 4 i i i i i i a i i i o 10 20 30 20 50 60 70 80 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Elevacion grados Tiempo segundos GPS Practica Sa ejercicio 4b_2 Estimacion retardo lonosferico vs elevacion 5 i z Practica 5a ejercicio 5 1 Constantes instrumentales para el satelite PRN14 STEC sin etev o 0 706 T y T T gt retardo x 0 704 2 2 4 a i 4 0 702 2 4 E 3h 4 4 0 7 p 5 5 4 E 5 o 0 698 ST 4 E E E 2b i 4 e 0 696 d H 4 0 694 4 if i 4 0 692 4 4 o i i i i i i 0 69 i i i i i o P 26 p ES ES pe 25 o En 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Elevacion grados tiempo segundos GPS Practica 4b ejercicio 6 1 Offset reloj satelites PRN 14 Practica 5a ejercicio 5 2 Constantes instrumentales para todos los satelites 1694 6 T s T y 0 8 y f r r Offset reloj satelites o retardo x XEXMMXE mo e 1694 5 4 06 E E i d o4 L i i 4 1694 4 4 02 E 1694 3 e of El 16942 J s 2 ool i 4 El a ee SS a 2 m x ru x reo L J 0 4 B E i 4 1694 4 0 6 E i d a i MM 0 8 i 4 1693 9 4 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 1989 A E
282. receptores bell ebre x y w ssa 10 i i i i i i i i 56000 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 65000 Tiempo segundos GPS Practica 7a ejercicio 5b bell relativa a ebre DD PC Kinem Pos Broadcast orbits 10 T T Y T T T T T WG 84 Metodo Geometrico corrigiendo de relojes d receptores bell ebre x WGS84 Metodo Pseudorango sin corregir relojes de receptores bell ebre gl ob 4 10 i i i i i i i i 56000 10 57000 58000 59000 60000 61000 62000 63000 64000 Tiempo segundos GPS 65000 Practica 7a ejercicio 5b bell relativa a ebre DD PC Kinem Pos Broadcast orbits o i NGS84 Metodo Geometrico cprrigiendo de relojes de receptores bell ebre 2 WAS84 Metodo Pseudorang sin corregir relojes d receptores bell ebre 56000 57000 58000 59000 60000 61000 Tiempo segundos GPS 62000 63000 64000 65000 308 Gr ficas Pr ctica 7b Practica 7b ejercicio 2g bell relativa a ebre 2 T T T T DD LCPC Kinem Pos Broadcast orbits 15 L i i i TX WGS84 y WGS84 2 WGS84 Discrepancia m Discrepancia m Discrepance meters Discrepance meters 0 5 2 5 3 56000 2 5 3 56000 56000 15 0 5 0 5 1 5 2 56000 Practica 7b ejercicio 3g bell relativa a ebre DD LCPC Kinem Pos Broadcast orbits Alg geometrico de
283. recuencia y afecta de forma dis tinta a la fase y al c digo Esta dependencia en la frecuencia de la se al permite corregir su efecto utilizando dos frecuencias diferentes Para re ceptores con una sola frecuencia puede utilizarse un modelo de predicci n ionosf rica El modelo definido en el GPS SPSS SS es el de Klobuchar cuyos par metros se transmiten en el mensaje de navegaci n A pesar de ser un modelo ionosf rico bastante simple en el que se suponen todos los electrones concentrados en una capa delgada situada a 350Km de altura sobre la superficie ver figura 19 se consigue reducir el efecto de la ionos fera entre un 50 y un 60 Ver su implementaci n GPS SPSS SS en la rutina klob f ap ndice IV 19 0UT upci00178 q O 80 160 240 320 400 480 560 640 720 800 880 960 Fig 19 Modelo de Klobuchar de una capa delgada izquierda Distribuci n del retardo vertical TEC en unidades de 0 1 TECUs 1 6cm de retardo en L1 a las 19UT del 26 de Junio del 2000 derecha Se indica tambi n el ecuador geomagn tico NOTA La implementaci n del modelo de Klobuchar en GCAT corre sponde a la opci n Ionospheric Correction ver p gina 90 Los indices de refracci n de la ionosfera para la velocidad de fase vy y la velocidad de grupo vg de la se al GPS vienen dados en primer orden de aproximaci n por ny l a e N fy 1 as N 18 Mediante la combinaci n libre de ionosfera PC o LC se puede cancelar el e
284. ricamente la respuesta Ejecutar P3b_5 scr gnuplot plots_P3b gnu 6 Demostraciones Partiendo de las expresiones P1 P2 L1 y L2 que se dan en el apartado de fundamentos te ricos demostrar las expresiones de PC PW y PI y las relaciones entre ambigiiedades de este mismo apartado 54 Respuestas Practica 3b Detecci n de cycle slips Procesado de Datos GPS c digo y fase Tema 4 rbitas y relojes de los sat lites GPS gAGE NAV 55 Tema 4 rbitas y relojes de los sat lites GPS El conocimiento de las rbitas y relojes de los sat lites es fundamental para un correcto posicionamiento Un error en las coordenadas o relojes de los sat lites se traducir en un error de posicionamiento La informaci n sobre los par metros de rbitas y relojes es transmitida en el mensaje de navegaci n A continuaci n se definen los elementos orbitales se presenta el mensaje de navegaci n y el algoritmo de c lculo de las coordenadas de los sat lites a partir de l Elementos Keplerianos problema de dos cuerpos El movimiento de una masa mo relativa a otra masa m viene definido con siderando nicamente la fuerza de atracci n entre ambas por la ecuaci n diferen cial dr p dg F ve 0 siendo r su vector de posici n relativo y G m 4 m3 y G la constante de gravi taci n universal En el caso de un sat lite artificial su masa puede considerarse despreciable frente a la de la Tierra La integraci n de est
285. rint 0 gt bell n21 cat ebre_GCAT gawk if 4 21 print 0 gt ebre_n21 Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 281 2 DIFERENCIAS SENCILLAS Diferencias simples para cada estacion respecto al satelite PRN21 cat bell 21 bell n21 gawk if 4 21 r 2 3 5 x 2 3 6 y 2 3 7 z 2 31 8 t 2 3 9 i 2 3 10 if 4 21 amp amp length r 2 3 0 printf As hs 46i 402i 16 12f h16 12f 416 12f 416 12f 16 12f 3i n 1 2 3 4 5 r 2 3 6 x 2 3 7 y 2 3 8 z 2 3 9 t 2 3 10 i 2 3 gt Dbell 21 cat ebre 21 ebre_n21 gawk if 4 21 r 2 3 5 i 2 3 10 if 4 21 amp amp length r 2 3 0 printf ks s 6i 402i 416 12f 416 12f 16 12f 16 12f 16 12f 3i n 1 2 3 4 5 r 2 3 0 0 0 0 10 i 2 3 gt Debre_21 3 DIFERENCIAS DOBLES cat Debre 21 Dbell 21 gawk if 1 ebre r 2 3 4 5 x 2 3 4 6 y 2 3 4 7 z 2 3 4 8 t 2 3 4 9 i 2 3 4 10 else if length r 2 3 4 0 printf s 6i 402i 416 12f 16 12f 16 12f 16 12f 16 12f 3i An 2 3 4 5 r 2 3 4 6 x 2 3 4 7 y 2 3 4 8 z 2 3 4 9 t 2 3 4 10 i 2 3 4 gt DDbell_ebre21_GCAT 4 FINAL escribir los resultados en el formato correspondiente al input del programa kalman f itype sec PRN DDprefit sigma Ddx Ddy Ddz Ddt iarc NOTA 1 sigma corresponde al ruido de las medidas en este caso las
286. rmine po En el capitulo anterior se han desarrollado dos algoritmos para el c lculo de la poca de emisi n de la se al y por tanto de las coordenadas de los sat lites en el instante de emisi n y de la distancia p A continuaci n se determinar n las expresiones de dichas derivadas parciales para cada uno de los emncionados algoritmos 1 C lculo de la derivada oe Como ya se indic en el capitulo anterior pa ginas 85 86 los mencionados algoritmos relacionan la poca de emisi n 1 5 bien con el reloj del sat lite emission L o bien con el del receptor 75 55 Es decir Algoritmo del pseudorango emission ia Ple d emission _ dy Algoritmo geom trico emission JT Trecepion E dr emission _ dr 67Se conoce la poca de recepci n pero seg n el reloj del receptor Treception Por otra parte la determinaci n de las coordenadas fsta es el objeto del posicionamiento 114 Procesado de Datos GPS c digo y fase donde f Treception significa la poca de emisi n calculada a partir del algoritmo geom trico que es una funci n de la poca de recepci n 7 seg n el reloj del receptor y puede aproximarse por la poca de emisi n en el reloj del receptor emission T m s el offset d7 1 A Caso del algoritmo basado en el pseudorango Si se considera nicamente la variaci n de p con el tiempo en el caso del algoritmo basado en el pseudorango P se tiene p t p SE t i plo
287. rmining the ephemeris parameters as follows see ICD GPS 200 20 3 3 4 3 1 4 hours greater than 4 hours e Together with the IODC values and Table 20 XII the actual fit interval can be determined The second value in the last record of each message shall contain the fit interval in hours determined using IODC fit flag and Table 20 XII according to the Interface Document ICD GPS 200 6 7 Satellite Health The health of the signal components bits 18 to 22 of word three in subframe one are now Version 2 10 included into the health value reported in the second field of the sixth nav mess records A program reading RINEX files could easily decide if bit 17 only or all bits 17 22 have been written RINEX Value 0 Health OK RINEX Value 1 Health not OK bits 18 22 not stored RINEX Value 32 Health not OK bits 18 22 stored Ap ndice II descripci n del formato RINEX gAGE NAV 191 6 8 Transmission Time of Message Navigation message file The transmission time of message can be shortly before midnight Saturday Sunday the TOE and TOC of the message already in the next week As the reported week in the RINEX nav message BROADCAST ORBIT 5 record goes with ToE this is different from the GPS week in the original satellite message the transmission time of message should be reduced by 604800 i e will become negative to also refer to the same week 7 RINEX UNDER ANTISPOOFING AS Some receivers generate
288. rvalos de tiempo los par metros de rotaci n y de orientaci n de la Tierra no pueden modelarse te ricamente y deben actualizarse peri dicamente mediante observaciones 19E documento Modern Terrestrial Reference Systems PART 3 WGS 84 and ITRS Tema 2 Descripci n del sistema GPS gAGE NAV 29 Su realizaci n original es esencialmente id ntica al NAD83 Sin embargo las sucesivas realizaciones se aproximan se asume que son id nticas a ciertas realizaciones ITRS As las realizaciones WGS84 G730 y WGS84 G873 corresponden a ITRF92 y ITRF94 repectivamente El sistema WGS 84 tiene asociado el elipsoide de referencia definido en la siguiente tabla Semieje mayor de la elipse a 6 378 137 Km Semieje menor de la elipse b 6 356 752 Km Factor de achatamiento f 1 298 257223563 Velocidad angular Tierra wg 7 292115 1071 rad s Constante Gravitaci n u 3986005 108 m g2 Tabla 5 Par metros del elipsoide WGS 84 La rutina car2geo f que se proporciona en el ap ndice IV realiza la conversi n de coordenadas cartesianas x y z CTS a elipsoidales A h donde A y d son la longitud y latitud elipsoidales respectivamente y A la altura sobre el elipsoide Fig 11 Coordenadas cartesianas y elipsoidales contiene datos y referencias interesantes sobre WGS84 y ITRS http www ngs noaa gov CORS Articles Reference Systems Part 3 pdf 20La G indica que se ha obtenido exclusivamente con observaciones GPS y el
289. rvation records INTERVAL Observation interval in seconds 4 qes ce m e m oeeeeeo ee TIME OF FIRST OBS Time of first observation record 4 digit year month day hour min sec Time system GPS GPS time system GLO UTC time system Compulsory in mixed GPS GLONASS files Defaults GPS for pure GPS files GLO for pure GLONASS files 4 A O SSeS SSeS Sse gt 198 Procesado de Datos GPS c digo y fase TIME OF LAST OBS Time of last observation record 516 F13 7 4 digit year month day hour min sec Time system Same value as in TIME OF FIRST OBS record 5X A3 A II E RCV CLOCK OFFS APPL Epoch code and phase are corrected by applying the realtime derived receiver clock offset 1 yes O no default O no Record required if clock offsets are reported in the EPOCH SAT records LEAP SECONDS O OF SATELLITES a e e a e e e e e e PRN OF OBS Number of leap seconds since 6 Jan 1980 Recommended for mixed GPS GLONASS files Number of satellites for which observations are stored in the file PRN sat number number of observations for each observation type indicated in the TYPES OF OBSERV record If more than 9 observation types Use continuation line s This record is these records are repeated for each satell
290. s Markov de primer orden Su caracter din mico se establece a trav s de la matriz de transici n de estados Y y la matriz de ruido de proceso Q 108 Procesado de Datos GPS c digo y fase que se resuelve de la manera habitual por m nimos cuadrados con ma triz de pesos W 1 1 1 A n 7 Py Cy ain Pz 4 5 vim 25 Rim X n 1 atr as rz n Xn El algoritmo puede resumirse en el siguiente esquema X n 64 k l Pa Fig 23 Diagrama del filtro de Kalman Notaci n Ry Py 4 Pk Pew Nota La formulaci n aqu presentada es algebraicamente equivalente a la formulaci n cl sica definida en el siguiente esquema 0 X IUSSI S ids lt gt T P DPR OO k 1 Fig 24 Formulaci n cl sica del filtro de Kalman 64Si se desea profundizar m s el tema se recomienda la lectura del excelente libro de G J Bierman 1977 En especial los cap tulos correspondientes al U D covariance filter y al SRIF Tema 6 Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 109 Algunos ejemplos sencillos de definici n de las matrices y Q a Posicionamiento est tico ER pa El vector de estados a determinar X viene dado por X rec Yrec Zrec dtrec donde las coordenadas Trec Yrec Zrec Se consideran como constantes pues el receptor se mantiene fijo y el offset del reloj dt como un ruido blanco de media cero En estas condicio
291. s at micos con una estabilidad del orden de 107 ver tabla 1 L1 154 10 23 M Hz 1575 42 MHz 2 120 10 23 M Hz 1227 60 MHz El hecho de que los sat lites emitan en dos frecuencias distintas permite al usuario cancelar una de la principales fuentes de error la refracci n ionosf rica Esto es debido a que la ionosfera se comporta como un medio dispersivo para la se al GPS Sobre las dos portadoras se modulan los siguientes tipos de c digos PRN y mensajes ver figura 5 e Coarse Acquisition code C A t tambi n llamado c digo civil La secuen cia se repite cada milisegundo y su velocidad o chip rate es de 1 Mbps lo que supone una longitud de onda equivalente de 293 1 m Se modula nicamente sobre L1 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Precision code P t reservado para uso militar y usuarios civiles autor izados La secuencia se repite cada 266 d as 38 semanas y a cada sat lite se le asigna una porci n semanal de este c digo que se denomina secuencia PRN Su velocidad o chip rate es de 10 Mbps lo que supone una longitud de onda equivalente de 29 31 m y se modula sobre ambas portadoras L1 y L2 e Mensaje de navegaci n D t se modula sobre ambas portadoras a 50bps e incluye informaci n sobre efem rides y derivas de relojes de los sat lites coeficientes del modelo ionosf rico informaci n sobre el status de la cons telaci n etc La estructura de la se al se resume en l
292. s capturados en condiciones de Anti Spoofing activado y desactivado A partir del mensaje de navegaci n se determinan las coordenadas de los sat lites y el error de sincro nismo de sus relojes y se calculan a continuaci n los diferentes t rminos que intervienen en el modelado de las pseudodistancias distancia geom trica cor reci n relativista atmosf rica ionosfera y troposfera retardos instrumentales etc Se estudia el impacto de la Selective Availability sobre la pseudodistan cia modelada comparando los resultados con los obtenidos utilizando ficheros de rbitas y relojes precisos disponibles a trav s de la red internet Se plantea el sistema de ecuaciones de navegaci n y se resuelve mediante las t cnicas de estimaci n por m nimos cuadrados y por el filtro de Kalman Estas t cnicas se presentan nicamente desde un punto de vista conceptual con vistas a su imple mentaci n a nivel algor tmico Est dividido en 7 temas cada uno de los cuales contiene un peque o re sumen sobre los fundamentos te ricos y un paquete de pr cticas de laboratorio de unas dos horas de duraci n cada una para realizar sobre un entorno UNIX se utilizan ficheros de datos reales y un paquete de software espec fico que contiene 2 Procesado de Datos GPS c digo y fase diferentes programas y rutinas dise ados para la implementaci n de los m dulos de procesado GPS Code Analysis Tool Asimismo se facilitan rutinas elemen tales pa
293. s de los prefit residuals y de las derivadas parciales con el fin de plantear y resolver las ecuaciones de navegaci n en modo doble diferenciado Tomar como estaci n de referen cia ebre y como sat lite de referencia PRN21 Para ello se pueden seguir los siguientes pasos a A partir del fichero 99mar23bell ebre s gz y seleccionando las ob servaciones correspondientes a las estaciones bell y ebre generar los ficheros 99mar23bell a y 99mar23ebre a para ser procesados por el GCAT zgrep bell 99mar23bell ebre s gz gt 99mar23bell a zgrep ebre 99mar23bell_ebre s gz gt 99mar23ebre a Mediante el programa GCAT calcular la matriz de diseno para cada estaci n por separado Para ello se seleccionar n las mismas opciones que en el ejercicio an terior e Carpeta MODEL Ionspheric refraction NO pues se est trabajando con la combinaci n libre de ionosfera PC Satellite coordinates at emission Using the PR pues se utiliza el algoritmo basado en el pseudorango e Carpeta FILTER Kinematic Positioning White noise e Carpeta RESULTS Write Design matrix para que escriba la matriz de diseno conteniendo los prefit residuals y las derivadas parciales para la estaci n procesada Finalmente pulsar File con las opciones indicadas anteriormente seleccionar el fichero 99mar23bell a y pulsar Go Repetir lo mismo para el fichero 99mar23ebre a Se habr n generado los siguientes ficheros 99mar23bel
294. s en anexo II p gina 119 Tema 6 Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 107 e Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n Soluci n por m nimos cuadrados Se trata de resolver el sistema lineal sobredimensionado Y AX cuya soluci n m nimo cuadr tica es X A AY Soluci n por m nimos cuadrados con pesos Si W es una matriz de pesos para el vector de observaciones Y en tonces la soluci n de m nimos cuadrados con matriz de pesos W es X AW A 1AtW Y La matriz de pesos W suele tomarse de la forma 1 03 W lw Un E t donde c7 son las varianzas del ruido de las observaciones Y yi Yn Si Py es la matriz de covarianza del vector de observaciones Y para W Py se obtiene la soluci n de m nima varianza para X siendo P AW A Filtro de Kalman Si X n 1 es la estimaci n obtenida para la poca n sima se reali za una predicci n del vector X n para la poca siguiente X n de acuerdo con el modelo X n 1 Pr n 1 Q n 1 Con estas predicciones X n se puede ampliar la ecuaci n de obser vaci n Y n A n X n como si de nuevas observaciones se tratara obteniendo el sistema Y n A n Pra l ESE 627 Lamando Y AX esta soluci n minimiza el residuo Y Y Y y 9 o bien Y Y l2 32 wi yi i para el caso de m nimos cuadrados con pesos 63Se trata de un modelo de Gaus
295. s intrucciones que se utilizar n en las pr cticas 1 Primeras instrucciones a Ver la ubicaci n del directorio actual Ejecutar b Ver el contenido del directorio actual Ejecutar c Situarse en el directorio personal o home directory Ejecutar o bi n 5Si la instalaci n se ha realizado de acuerdo a las instrucciones del manual de instalaci n deber n haber los tres directorios siguientes ficheros programas y trabajo que colgar n del directorio personal Procesado de Datos GPS c digo y fase d Situarse en el directorio trabajo y ver su contenido Ejecutar cd trabajo ls 1t e Volcar por pantalla una l nea de texto Ejecutar echo esto es una prueba f Direccionar el contenido a un fichero Ejecutar echo esto es una prueba gt test ls 1t echo esto tambien gt gt test g Volcar por pantalla el contenido de un archivo Ejecutar Probar tambi n de ejecutar echo test Qu ocurre h Editar un fichero Ejecutar textedit test 2 Manejo de directorios a Desde cualquier directorio en el que se est situarse en el directorio trabajo que cuelga del directorio personal y asegurarse de que se ha accedido a l Crear el directorio otro en el interior del directorio trabajo Acceder a l Volver al directorio trabajo inmediatamente superior Ejecutar cd trabajo pwd mkdir otro cd otro pwd cd pwd Pr ctica 1 Herramientas
296. s plots qu combinaci n presenta mayor nivel de ruido L1 L2 o P1 P2 c Utilizando las habilidades adquiridas representar en un mismo gr fico la combinaci n L1 L2 P2 P1 A qu puede deberse que la dis persi n aumente en los extremos de los arcos Por qu el ruido no est centrado en cero 4 Ruido de los observables Adoptando los siguientes valores para el ruido de los observables c digo y fase Oep Y Oep Y 2mm Op Y Cep 30cm ver la tabla del apartado de fundamentos te ricos calcular los valores te ricos 0 ep del ruido para las combinaciones LI PI Se corresponden los valores obtenidos con los de las gr ficas anteriores Qu efecto produce el multipath 5 Ruido de los observables antispoofing Obtener el fichero 97jan09coco a a partir del 97janO9coco rO rnx repetir los pasos del principio del apartado 2 fichero capturado en condiciones de anti spoofing activado a Tiene sentido que el fichero contenga registros de P1 y P2 estado activado el antispoofing b Representar en una misma gr fica L1 L2 y P2 P1 para el sat lite PRN15 Interpretar la estructura de la dispersi n de datos c Representar en una misma gr fica L1 L2 y P2 P1 para el sat lite PRNO1 por ejemplo Comparar la dispersi n obtenida para P1 P2 con la del ejercicio anterior para el 18 de octubre de 1995 con el anti spoofing desactivado Se aprecian diferencias significativas d Repetir
297. salvo para la carpeta MODEL donde se deber n seleccionar e Carpeta MODEL precise Orbits and clocks Satellite Clock interpolation para que no deje de calcular las observaciones cuando no se disponga de relojes de sat lites en el fichero sp3 tmp se dan cada cinco minutos y las observaciones son cada 30 segundos Notar que estos valores de los relojes no se uti lizar n pues se cancelan al trabajar con dobles diferencias Ionspheric refraction NO pues se est trabajando con la com binaci n libre de ionosfera PC o LC Satellite coordinates at emission Using the PR pues se utiliza el algoritmo basado en el pseudorango Renombrar el fichero DDbell ebre21 mod obtenido e para ser utilizado m s tarde cp DDbell ebre21 mod DDbell ebre21 eci mod a De qu orden son las discrepancias obtenidas en x y z 8h programa GCAT utilizar los ficheros de rbitas precisas 99mar23bell sp3 y 99mar23ebre sp3 que deben estar disponibles en el directorio de trabajo 170 Procesado de datos GPS c digo y fase b Comparar estos resultados con los obtenidos en el ejercicio anterior utilizando rbitas broadcast Por qu son tan parecidos los resulta dos 6 Fijar versus Flotar ambig edades J En este ejercicio se implementar de forma simplificada el m todo descrito en Colombo et al 1999 para obtener el valor exacto las ambig edades de la fase VALC para dos estaciones separadas unos 100km
298. sat lite j debe tener en cuenta los siguientes t rminos ICD GPS 200 1992 Estas componentes del modelado se han implementado en el programa GCAT ver p gina 90 que es el m dulo de software que se utiliza en las practicas de este cap tulo y siguientes 78 Procesado de Datos GPS c digo y fase PL pj c dt dt rel T ail KM M i eh c dt dt rel T7 091 K Mp it Ehi 2 2 P2 pj donde e Distancia geom trica p Corresponde a la distancia ecucl dea entre la posici n del sat lite en el instante de emisi n y la del receptor en el instante de recepci n de la se al eo Barea Tims s Us ree UU Yims s Cree E Ama Ver en la p gina 85 el algoritmo para el c lculo de las coordenadas en el instante de emisi n a partir de la poca de observaci n y la posici n aprox imada del receptor ver las subrutinas coord_ems_P f y rec2ems f Recepcion 4 por C At 0 07 sec Fig 18 Coordenadas en emisi n y en recepci n 44 Puesto que las coordenadas del receptor no se conocen con precisi n pues son las inc gnitas a determinar en las ecuaciones de navegaci n se toma un valor nominal a priori x0 y0 204 y se linealiza p en el entorno de este punto p p0 V p dx dyi dzi siendo las desviaciones respecto de este valor nominal dx x z0 dy yi Y0 dz zi 20 unas inc gnitas estimar jun
299. se oriente en sentido directo Su realizaci n pr ctica se llama Inertial Refrence Frame IRF y se determina a partir de un conjunto fundamental de estrellas El ecuador y equinocio medios J2000 0 est n definidos por los convenios de la International Astronomical Union IAU de 1976 con las series de nutaci n 1980 Seildelmann 1982 y Kaplan 1981 que son expresiones anal ticas v lidas para largos intervalos de tiempo la anterior poca de referencia era 1950 0 e Conventional Terrestrial System CTS Tambi n llamado Earth Centered Earth Fixed System ECEF tiene su origen en el centro de masas de la Tierra El eje Z coincide con la direcci n del eje de rotaci n de la Tierra definido por el CIO Conventional Interna tional Origin el eje X viene dado por la intersecci n del plano ortogonal al eje Z plano fundamental y el Meridiano medio de Greenwich y el eje Y es ortogonal a los anteriores de forma que el sistema se oriente en sentido directo Ejemplos de sistemas CTS son el ITRS y el WGS84 introducidos respectivamente por el IERS International Earth Rotation Service y el DoD Depto de Defensa EEUU Realizaciones del ITRS son las ITRF que se actualizan cada a o ITRF98 ITRF99 En cuanto al WGS84 salvo la inicial sus realizaciones se aproximan a ciertas realizaciones del ITRS 15Se suele distinguir entre Sistema de referencia Reference System y Marco de referencia Reference Frame El primero se entiende como
300. se truncada Procesado de Datos GPS c digo y fase Fig 21 Panel principal y carpeta Results de la aplicai n GCAT e Pulsar y seleccionar el fichero 130ct98 a por defecto se selec ciona tambi n el fichero 130ct98 eph para las rbitas broadcast e En la carpeta Results figura 21 derecha seleccionar la opci n Write the Computed Model terms Dejar los valores por defecto de los restantes par metros en todas las carpetas e Ejecutar tarda unos segundos en procesar el fichero Una vez finalizado el proceso se habr generado el fichero 130ct98 a mdl que contiene los siguientes campos rec_name sec PRN CA CA model p cdt rel STROP STEC Tap elev donde rec_name es el nombre del receptor sec son los segundos dentro del d a PRN indica el sat lite CA corresponde al valor de la pseudodistancia en metros medida por el receptor c digo CA CA model es el valor de la pseudodistancia modelada en metros o es la distancia geom trica eucl dea en metros sat lite receptor cdt es el offset del reloj del sat lite en metros rel es la correcci n relativista en metros debida a la ex centricidad de la rbita ST ROP y STEC corresponden a los retardos troposf rico y ionosf rico oblicuos slant modelados en metros Tap es el retardo instrumental del sat lite en metros y elev es la elevaci n del sat lite respecto del horizonte local
301. sitioning System Signals Measurements and Performancie Ganga Jamuna Press 2004 e P J G Teunissen A Kleusberg Eds GPS for Geodesy Springer 1998 e M Hern ndez Pajares JM Juan J Sanz Tratamiento de datos GPS Pr cticas de laboratorio Coleci n Aula Pr ctica Ed UPC Barcelona Spain 1997 e BW Parkinson Global Positioning System Theory and Applications Vol I y Vol IT Progress in Astronautics and Aeronautics Vol 164 Published by the Institute of Aeronautics and Asstronautics Inc 1996 e ED Kaplan Understanding GPS principles and applications Artech House cop 1996 e AP Gim nez Lorenzo Gu a Pr ctica para usuarios de UNIX system V Ed Anaya multimedia 1995 e A Leick GPS Satellite Surveying Ed Wiley Interscience Publication 1994 e B Hofmann Wellenhof et al GPS Theory and Practice Springer Verlag Wien New York 1994 e G Seeber Satellite Geodesy Walter de Gruyter New York 1993 e D Wells Guide to GPS Positioning Canadian GPS Associates 1990 e BW Kernighan R Pike Entorno de programaci n UNIX Ed Prentice Hall Hispanoamericana M xico 1987 e GJ Bierman Factorization Methods for Discrete Sequential Estimation Math ematics in Science and Engineering Vol 128 Academic Press Newyork 1977 316 Curso pr ctico de tratamiento de datos GPS Documentos e Standard Positioning Service Signal Specification GPS SPS SS http www navcen uscg mil gps geninfo
302. sultado de posicionamiento 168 Procesado de datos GPS c digo y fase 3 Repetir el ejercicio anterior pero utilizando el algoritmo geom trico para el c lculo de las coordenadas de los sat lites en el instante de emisi n notar que se asume el sistema de ecuaciones de navegaci n en diferencias dobles de secci n 7 3 de teor a p gina 146 Siguiendo el mismos procedimiento que en el ejercicio 5 de la pr ctica 7a utilizar las estimaciones de los offsets de los relojes de los receptores bell y ebre obtenidas en el ejercicio anterior para corregir las marcas de tiempo de los ficheros 99mar23bell a y 99mar23ebre a Para ello se propone seguir el siguiente procedimiento i Volver a generar los ficheros originales zgrep bell 99mar23bell ebre s gz gt 99mar23bell a zgrep ebre 99mar23bell ebre s gz 99mar23ebre a ii Generar unos ficheros con los valores de los offsets de los relojes de los receptores bell y ebre Para ello se pueden aprovechar las estimaciones de los relojes de los ficheros 99mar23bell a PC pos y 99mar23ebre a_PC pos obtenidos en el ejercicio anterior cat 99mar23bell a PC poslgawk print 1 5 gt bell clock cat 99mar23ebre a PC poslgawk print 1 5 gt ebre clock iii Corregir las marcas de tiempo de las pocas registradas en los ficheros para que se expresen en la escala de tiempo GPS Para este apartado uti lizar la opci n Satellite coordinates at emission Geometric
303. t activado en cada sat lite el Anti Spoofing A S que transforma el c digo P en el c digo encriptado Y e Subtrama 5 contiene los datos del almanaque y el estado de la constelaci n Con ello se permite una r pida identificaci n de los sat lites de los que procede la se al Se precisan 25 tramas para completar el almanaque SEGMENTO SEGMENTO ENTRADA FUNCI N PRODUCTO FUNCION PRODUCTO N Mensaje de Proporcionar una escala Se ales RF navegaci n de tiempo at mico pseudoaleatorias Comandos Generar se ales de Mensaje de pseudoc digo navegaci n Almacenar y emitir el Telemetr a mensaje de navegaci n CONTROL Senales RF Calibrar la escala Mensaje de pseudoaleatorias de tiempo navegaci n predecir efem rides Telemetr a Mantener activo el Comandos segmento espacial UTC USUARIO Se ales RF Resolver las ecuaciones Posici n pseudoaleatorias de navegaci n Mensaje de Velocidad navegaci n Tiempo Tabla 3 Flujo de informaci n entre los segmentos fuente A Leick p 60 24 Procesado de Datos GPS c digo y fase Tiempo y sistemas de referencia Tiempo Existen distintas referencias de tiempo basadas en diferentes fen menos pe ri dicos asociados a la rotaci n de la Tierra la mec nica celeste o las transiciones entre niveles de energ a de osciladores at micos La siguiente tabla basada en Hofmann Wellenhof et al 1994 pag 39 resume los m s importantes Rotaci n de la Tierra
304. t iarc print isat Q i xfi i iarc iarcO isat endif if tt gt tt0 goto 200 continue Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 253 aa aa a a a PREPARING matrix and vector for ESTIMATION Building the vector and matrix AWy 2A n W Y n AWA inv P n A n W A n where W lt gt 1 sigma y 2 do j 1 nvar AWy j AWy Cj a Cj yy sigma y 2 do i 1 j AWACj Cj 1 2 i AWACj Cj 1 2 i a i a j sigma y 2 enddo enddo 9229090 2121 ess 20432 eee er rsss kd Data loop HEP BEGIN fordward propagation x x n fi n x n 1 do i 1 nvar x i ex i x xfi i enddo P P_ n fi m P m 1 fi m Q m do i 1 nvar P ix i 1 2 P ix i 1 2 xfi i Q i enddo END of fordward propagation 254 Procesado de Datos GPS c digo y fase c G ESTIMATION o P inv P n call invsp P nvar ier A tee eS EE c PIx inv P_ n x _ m do i 1 nvar PIx i 0 d0 do k 1 nvar if k 1t i ik k i i 1 2 if k ge i ik i k k 1 2 PIx i PIx i P ik x k enddo enddo RM c P n inv inv P n A n W n A n gt P inv P AWA do i 1 nvar nvar 1 2 P i P i AWA i enddo call invsp P nvar ier0 Ci A A ia c x n P n inv P n x n A n Wn Y 1 c gt x P n PIx AWy do i 1 nvar
305. t of the data records of the RINEX Version 1 Navigation Message file is identical to the former NGS exchange format Ap ndice II descripci n del formato RINEX gAGE NAV 185 The actual format descriptions as well as examples are given in the Tables at the end of the paper 3 DEFINITION OF THE OBSERVABLES GPS observables include three fundamental quantities that need to be defined Time Phase and Range TIME The time of the measurement is the receiver time of the received signals It is identical for the phase and range measurements and is identical for all satellites observed at that epoch It is expressed in GPS time not Universal Time PSEUDO RANGE The pseudo range PR is the distance from the receiver antenna to the satellite antenna including receiver and satellite clock offsets and other biases such as atmospheric delays PR distance c receiver clock offset satellite clock offset other biases so that the pseudo range reflects the actual behavior of the receiver and satellite clocks The pseudo range is stored in units of meters See also clarifications for pseudoranges in mixed GPS GLONASS files in chapter 8 1 PHASE The phase is the carrier phase measured in whole cycles at both Li and L2 The half cycles measured by sqaring type receivers must be converted to whole cycles and flagged by the wavelength factor in the header section The phase changes in the same sense as the range negative
306. ta W UTC reference week number Continuous number not mod 1024 H o 3 O a Ho 5 O H O Ho O O ct O H u vs T v w o Fh w H B w 5 p o 4 TABLE A4 GPS NAVIGATION MESSAGE FILE DATA RECORD DESCRIPTION 4 OBS RECORD 4 PRN EPOCH SV CLK T BROADCAST ORBIT 1 4 4 BROADCAST ORBIT 2 DESCRIPTION Satellite PRN number Epoch Toc Time of Clock year 2 digits padded with 0 if necessary month day hour minute second SV clock bias seconds SV clock drift sec sec SV clock drift rate sec sec2 IODE Issue of Data Ephemeris Crs meters Delta n radians sec MO radians Cuc radians gAGE NAV 201 m RD MEC 2X 4D12 4 a a in a AD 2X 4D12 4 qa 3X 2D19 12 219 iK 19 9 1X 12 1X 12 ix 12 ix T F5 1 3D19 12 202 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Eccentricity Cus radians sqrt A sqrt m 4 4 4 BROADCAST ORBIT 3 Toe Time of Ephemeris 3X 4D19 12 sec of GPS week Cic radians OMEGA radians CIS radians
307. ta Results seleccionar las opciones Write the Computed Model terms y Write the satellite position and velocity De jar los valores por defecto de los restantes par metros en todas las carpetas e Ejecutar tarda unos segundos en procesasr el fichero Una vez finalizado el proceso se habr n generado los ficheros 130ct98 a mdl y 130ct98 a orb que contienen los siguientes campos Fichero 130ct98 a mdl rec_name sec PRN CA CA model p cdt rel STROP STEC Tap elev donde CA CA model p cdt rel STROP STEC TGD se expresan en metros y elev en grados Fichero 130ct98 a orb PRN sec X Y Z dt TGD Vx Vy Vz donde X Y Z dt TGD se expresan en metros y Vx Vy Vz en m s Correci n relativista Representar gr ficamente la correcci n relativista para los diferentes sat lites en funci n del tiempo gnuplot set grid set yrange 5 5 plot cat 13oct98 a mdl lgawk print 2 8 exit a Cu l es su rango de variaci n b Justificar te ricamente el resultado obtenido en el apartado ante rior c Cu nto valdr a esta correcci n si la rbita fuera perfectamente circu lar d En cu nto debe modificarse la frecuencia del oscilador del reloj del sat lite para compensar el valor promedio de los efectos relativistas debidos 1 a la diferencia de potencial gravitatorio entre las posiciones del sat lite y del receptor relatividad general y 2 a la velocidad del satlite relatividad espec
308. ta gen rico se puede decir que el observable b sico en GPS es el retardo o tiempo dT que tarda en viajar la se al desde el centro de fase de la antena del sat lite en el instante de emisi n hasta el centro de fase de la antena del receptor en el instante de recepci n Este valor escalado con la velocidad de la luz proporciona la distancia aparente D cdT entre ambos Este tiempo de propagaci n dT se puede obtener correlando el c digo P o C A recibido del sat lite con una r plica del mismo generada en el receptor de forma que esta ltima se desplaza en tiempo una cantidad At hasta producir la m xima cor relaci n ver figura 12 2 http www navcen uscg mil pubs gps sigspec default htm 24Se llama aparente para distinguirla de la distancia real pues incluye diferentes efectos que hacen que difiera de ella 38 Procesado de Datos GPS c digo y fase Se al procedente del satelite Replica del codigo generada en el receptor i i i Correlacion i Fig 12 Determinaci n del tiempo de propagaci n de la se al Este desplazamiento At multiplicado por la velocidad de la luz en el vac o es lo que se conoce como pseudorango o pseudodistancia Dicho observable es una distancia aparente entre el sat lite y el receptor que no coincide con su distancia geom trica debido entre otros factores a errores de sincronismo entre los relojes del receptor y
309. te PRN14 Del fichero 130ct98 a orb obtener las coordenadas en el instante de emisi n Del fichero sta pos obtener el valor nominal para las coordenadas Zo Yo zo del receptor gage Comparar los valores obtenidos con los del fichero 130ct98 a dmx 82Pueden haber peque as variaciones debidas a que GCAT implementa unas f rmulas m s precisas para el c lculo de las derivadas parciales Pr ctica 6b Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 139 8 Resoluci n por LMS m nimos cuadrados Calcular la soluci n del sistema de ecuaciones anterior aplicando la t cnica de resoluci n por m nimos cuadrados a A qu caso del filtrado de Kalman corresponder a este c lculo b Variar a el resultado si este sistema de ecuaciones se resolviera asig nando un mismo peso w 1 0 a todas las observaciones 9 DOP Calcular el GDOP y el PDOP para esta poca 10 Resoluci n por el Filtro de Kalman Considerar tres bloques de observaciones correspondientes a las tres pocas consecutivas t 38230 t 38231 t 38232 del fichero 130ct98 a mdl a Escribir el algoritmo de resoluci n mediante el filtro de Kalman indi cando las ecuaciones a utilizar en cada caso para la resoluci n de este sistema Considerar las coordenadas como constantes con P 10 m y el reloj como un white noise con PO 9 10 m Q 910 m Tomar o Im para el ruido de las observaciones b Calcular num ricamente la so
310. tipath 12 T T T T doy 271 1 o doy 272 t 236s ai doy 273 144728 a g 2 amp 4 i i i i 41000 21500 42000 42500 43000 43500 Tiempo GPS segundos Practica 3b ejercicio 2a Deteccion Cycle slip con L1 PRN 18 zoom 9 556406 i r Original o Cdn Cycle slip 9 66406 j 4 9 65e406 4 9 7e406 4 3975e406 4 E E 5 9 80 06 4 9 850 06 t 4 9 9e406 4 9 95e406 4 10407 i i i i i i i 4900 4920 4940 4960 4980 5000 5020 5040 5060 5080 5100 Tiempo segundos GPS y Practica 3b ejercicio 2b bis Deteccion Cycle slip con L1 P1 PRN 18 Li P1 con cycle slip og Ss NTC e P 35 c 8 amp db i i i i 3000 4000 5000 6000 7000 000 Tiempo segundos GPS Practica 3b ejercicio 2c bis Deteccion Cycle slip con LC PC PRN 18 LC PC con cycle slip 50 4 eir a 5 gt 4b Bory Oo oa 9 8 n HEAD S dq e o ee o i 3 2 sof 4 20 h 4 d i i i i 3000 4000 5000 6000 7000 8000 Tiempo segundos GPS Ap ndice V gr ficas de los ejercicios gAGE NAV 289 Practica 3b ejercicio 2d Deteccion Cycle slip con wide lane PRN 18 Practica 3b ejercicio 2d bis Deteccion Cycle slip con wide lane PRN 18 Lw Pw sin cycle slip o Ld Pd con cycle slip o Lw Pw con cycle slip 3 H E 4 3r 4 2b H E 4 2r 4 X E cd DN ehe at E Ps o
311. to zo Yo Zo correspondiente a una posici n aproximada del receptor9 Entonces linealizando o z y z y u 23 y y z 25 en el punto To Zo Yo 20 se tiene p pi S dz E dy 2 dz i Po Po con dz x Xo dy y yo dz Z Zo resultando el sistema de ecuaciones lineales Pj py Edo Wo dy 2 2 dz c dt dt 6 0 0 0 n gt 4 Expresi n matricial del sistema de ecuaciones de navegaci n P pl cdt 6 P ph cdt 5 En general se obtendr n sistemas sobredimensionados para n gt 4 que deber n resolverse mediante la t cnica de m nimos cuadrados o el filtro de Kalman Notar que lo que se estima son las diferencias dx dy dz entre la posici n ver dadera x y z y la aproximada xo yo zo donde se ha realizado la linealizaci n Este valor se puede ir refinando iterando con las sucesivas correcciones obtenidas para una misma poca hasta reducir el error por debajo de un umbral S0que puede obtenerse por ejemplo mediante el m todo de Bancroft ver p gina 111 Sl Estrictamente este sistema corresponde al caso en que las coordenadas de los sat lites en la poca de emisi n se han calculado utilizando el algoritmo del pseudorango descrito en la p gina 85 Caso de utilizarse el algoritmo puramente geom trico los elementos de la matriz asociada matrix de dise o o Jacobiana variar an ligeramente ver detalle
312. to con el offset del reloj del receptor dt ver tema 6 Tema 5 Modelado de la pseudodistancia gAGE NAV 79 e Offsets de los relojes del receptor dt y del sat lite dt Corresponden a los errores de sincronismo de los relojes respecto a la escala de tiempo GPS El offset del reloj del receptor dt se estima al mismo tiempo que sus coordenadas El offsset de los relojes de los sat lites dt se puede calcular a partir de los valores ao a1 a y t0 que se transmiten en el mensaje de navegaci n de acuerdo con la siguiente expresi n d ag ay t 10 as t LO siendo a clock drift ao clock drift rate t0 time of clock ver RINEX Format en el ap ndice II NOTA Esta correcci n est implementada en GCAT por defecto para rbitas broadcast Para rbitas precisas puede activarse o no mediante la opci n Satellite clock interpolation ver p gina 90 e Correcci n relativista rel El ritmo de avance de dos relojes id nticos situados en el sat lite y sobre la superficie terrestre diferir n debido a la diferencia de potencial gravitato rio relatividad general y a la velocidad relativa entre ambos relatividad especial Esta diferencia puede descomponerse en Hofmann Wellenhof Una componente constante que depende nicamente del valor nominal del semieje mayor de la rbita del sat lite que se corrige modificando la frecuencia del oscilador del reloj del sat lite bed Ir A
313. tradas por dos receptores bell ebre situados a unos 100Km de distancia Los datos est n dispuestos seg n los siguientes campos sta doy sec PRN LC LI PC PI arco Utilizar el programa GCAT para generar la matriz de dise o con rbitas broadcast para las medidas de c digo PC de cada receptor Repetir el mismo procedimiento para las medidas de fase LC A continuaci n calcular las dobles diferencias de los prefit residuals y de las derivadas parciales con el fin de plantear y resolver las ecuaciones de navegaci n en modo doble diferenciado para el c digo y la fase Tomar como estaci n de referencia ebre y como sat lite de referencia PRN21 Para ello se propone seguir los siguientes pasos 164 Procesado de datos GPS c digo y fase QO Generaci n de la matriz de dise o para las medidas de c digo PC Se proceder de forma id ntica al el ejercicio 3 de la pr ctica 7a a A partir del fichero 99mar23bell ebre s gz y seleccionando las ob servaciones correspondientes a las estaciones bell y ebre generar los ficheros 99mar23bell a y 99mar23ebre a para ser procesados por el GCAT zgrep bell 99mar23bell_ebre s gz gt 99mar23bell a zgrep ebre 99mar23bell_ebre s gz gt 99mar23ebre a b Mediante el programa GCAT calcular la matriz de diseno para cada estaci n por separado Para ello se seleccionar n las mismas opciones que en la pr ctica 7a e Carpeta MODEL Ionspheric refraction NO pues se est traba
314. transmission using the UNIX compress und uncompress programs Compatible routines are available on VAX VMS and PC DOS systems as well Ap ndice II descripci n del formato RINEX gAGE NAV 187 Proposed naming conventions for the compressed files File Types UNIX VMS DOS Obs Files ssssdddf yy0 Z ssssdddf yy0 Z ssssdddf yyY Obs Files Hatanaka compr ssssdddf yyD Z ssssdddf yyD_Z ssssdddf yyE GPS Nav Files ssssdddf yyN Z ssssdddf yyN_Z ssssdddf yyX GLONASS Nav File ssssdddf yyG Z ssssdddf yyG_Z ssssdddf yyV GEO Nav Files ssssdddf yyH Z ssssdddf yyH_Z ssssdddf yyU Met Data Files ssssdddf yyM Z ssssdddf yyM_Z ssssdddf yyW Clock Files see sep doc ssssdddf yyC Z ssssdddf yyC_Z References for the Hatanaka compression scheme See e g ftp igscb jpl nasa gov igscb software rnxcmp docs IGSMails 1525 1686 1726 1763 1785 5 RINEX VERSION 2 FEATURES The following section contains features that have been introduced for RINEX Version 2 5 1 Satellite Numbers Version 2 has been prepared to contain GLONASS or other satellite systems observations Therefore we have to be able to distinguish the satellites of the different systems We precede the 2 digit satellite number with a system identifier snn S satellite system identifier G or blank GPS R GLONASS S Geostationary signal payload T Transit nn PRN GPS slot number GLONASS PRN 100 GEO two digit Transit satellite number Note G is mandatory in mixed GPS
315. une 15 1990 120 Procesado de Datos GPS c digo y fase Pr ctica 6a Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n gAGE NAV 121 Pr ctica 6a Resoluci n de las ecuaciones de navegaci n Posicionamiento y efecto de la S A Objetivos Resolver las ecuaciones de navegaci n Posicionar con rbitas y relo jes broadcast y precisos Estudiar el efecto de la S A sobre el posi cionamiento Estudiar la implementaci n del filtro de Kalman para posicionamiento est tico y cinem tico white noise random walk Ficheros a utilizar 13oct98 a 130ct98 eph 130ct98 sp3 130ct98 a klb 30may00 a 30may00 eph sta pos Programas a utilizar GCAT Desarrollo La carpeta de la aplicaci n GCAT contiene las siguientes opciones Fig 25 Carpeta Filter de la aplicaci n GCAT 122 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Receiver coordinates permite definir el tipo de posicionamiento a reali zar as como sus par metros asociados Static Positioning las coordenadas se consideran constantes en el filtro sta es la opci n por defecto La covarianza inicial 0 can c2 PO m es configurable Kinematic positioning hay dos opciones disponibles White noise la correcci n respecto al nominal para las coorde nadas se considera como un ruido blanco de media cero y varianza 0 Q es decir no se asume ninguna din mica en el filtro La covarianza inicial 0 07 0 PO m y el ruido de proceso Q m son p
316. utar 124Notar que se han reparado completamente las medidas de fase Se han eliminado los cycle slips y corregido las ambig edades con sus valores exactos En suma se han obtenido unos observables inambig os como c digos y muy precisos pues se trata de medidas de fase Pr ctica 7b Posicionamiento diferencial gAGE NAV 173 grep LC DDbell ebre21 eci mod gt LC dat cat DDbc fix LC dat gawk if NF 3 Y 1 1 2 1 3 else if length Y 3 1 2 1 0 4 4 Y 3 1 2 1 print 0 gt nada cat nada sed s LC PC g gt DDbell_ebre21_eci_fix mod e Calcular la soluci n de navegaci n flotando las ambig edades fichero DDbell_ebre21_eci mod Repetir el c lculo utilizando el fichero fichero DDbell_ebre21_eci_fix mod con las ambigiiedades fijadas a su valor ex acto Comparar los resultados obtenidos Ejecutar DDbell ebre21 eci mod kalman grep X gt DDbell ebre21 eci pos DDbell_ebre21_eci_fix mod kalman grep X gt DDbell ebre21 eci fix pos gnuplot plot DDbell ebre21 eci pos u 2 3 w linespoints 1 DDbell ebre21 eci fix pos u 2 3 w linespoints 3 plot DDbell ebre21 eci pos u 2 4 w linespoints 1 DDbell ebre21 eci fix pos u 2 4 w linespoints 3 plot DDbell ebre21 eci pos u 2 5 w linespoints 1 DDbell ebre21 eci fix pos u 2 5 w linespoints 3 exit 7 Repetir el ejercicio anterior utlizando rbitas y relojes broadcast en vez de precisos Utilizar el fichero DDbe11_ebre21_ep
317. y GO PIx i AWy i enddo do i 1 nvar x i 0 d0 do k 1 nvar if k 1t i ik k i i 1 2 if k ge i ik i k k 1 2 x i ex i P ik y k enddo enddo Cu CARA iia Rada E SG ane c End estimation Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 255 C PRINT KALMAN ESTIMATION ooo ooooooooo I IA write a4 1x f8 2 4 1x f10 5 XYZT ttO x i i 1 4 write a4 1x f8 2 32 1x f 8 3 BIAS ttO x i i 5 nvar c Reinitializing variables for next iteration ttO tt do i 5 nvar xfi i 1 d0 Q i 0 d0 enddo do i i nvar AWy i 0 d0 enddo do i 1 nvar nvar 1 2 AWA i 0 d0 enddo goto 25 CTA END of Main LOOP 900 continue end 256 Procesado de Datos GPS c digo y fase e Programa ambisolv f program ambisolv implicit double precision a h o z character 4 sta staR Pe eee PPS c fe sta staR isatR isat sec DDLc DDLw DDLi DDSTEC DDBc gt c ambisolv gt N1 N2 Nw Lc c c o gt sta staR isatR isat iarc sec DDxNw DDNw DDxN1 DDN1 DDN2 c 1 2 3 4 5 6 7 8 9a 10 11 c o DDLi DDLi r DDSTEC DDBc DDBc r DDLc DDLc r e 12 13 14 15 16 17 18 C GS rra E E E tae DD indica diferencias dobles DDNw valor exacto entero de la ambiguedad wide lane DDxNw valor aproximado antes de redondear de la ambiguedad wide lane DDN1 valor exacto entero de la ambiguedad en L1 DDxN1 valor aproximado antes de redondear de
318. y produce la salida de error ier 1 o ier 2 si su determinate es cero ier 0 do 30 i 1 n do 20 j i n sum a i j j 1 2 do 10 k i 1 1 1 sum sum a k ix 1 1 2 ra k 3 3 1 2 continue if i eq j then if sum le 0 d0 then ier 1 if sum eq 0 ier 2 goto 100 endif a iti i 1 2 dsqrt sum else a i jx j 1 2 sum a i i i 1 2 endif continue continue return end Ap ndice IV listados de programas gAGE NAV 267 e Subrutina orbit f subroutine orbit iyear idoy sec a x y z Ek implicit double precision a h o z dimension a 38 Esta subroutina calcula las coordenadas WGS84 de un satelite GPS para una epoca dada iyear idoy sec tiempo GPS a partir de los parametros del mensaje de navegacion epoca para la que deben calcularse las coordenadas iyear an o idoy dia del an o sec segundos dentro del dia Mensaje de navegacion broadcast data de acuerdo con el formato RINEX sat year mon day h m sec a0 al a2 IODE Crs dn xMo Cuc e Cus a12 toe Cic Omgg Cis xIo Crc omgp Omgd xIDOT xx GPS Week xx SVac SVh TGD IODC XX XX XX XX Pee a es nmm oe OUTPUT Coordenadas del satelite en el sistema de referencia liagado a la Tierra WGS 84 x y Z en metros Ek anomalia excentrica Cc Q AoA A A O O AA O CUBA A A OO 0O O Oe OC O O O AH gAGE grupo de Astronomia y GEomatica 268 Procesado de Datos GPS c digo y fase Parameters declaration
319. y recepcion o r r r y r 300 y 20 L 4 200 4 40 L 4 60 4 100 4 E E s eh 4 E 3 8 00 E 4 5 120 4 100 4 140 4 200 4 160 4 180 H i i H i 300 i i i i B 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Practica Sb ejercicio 4c Error debido a no considerar las coordenadas del satelite en instante emision Practica Sb ejercicio 4a_4 Comparacion de coordenadas entre los instantes de emision y recepcion 60 T T y 270 r r r 7 r Error o Modulo vasa EET 260 i i mara i 4 40 A AAA m 250 4 nn N 20 d 4 mm Sd L i 4 240 ad a as z ails e 4 E mol E E LLL MEE air ES E E B Sao emas a 5 a eee E 220 E Ea 4 20 us 4 210 E E am a 4 40 4 200 Pm i i y x 60 H 4 du Tm T E A DS 180 i i i i 80 1 i i H 38000 28000 39009 38509 40000 40500 25000 38000 38500 39000 39500 40000 40500 41000 Tiempo segundos GPS Tiempo segundos GPS Practica Sb ejercicio 5a 1 Discrepancia CA modelado vs observado PRN14 Practica 5b ejercicio 5a 2 Discrepancia CA modelado vs observado PRN19 150000 T T 7 150000 7 T s Discreplicia o Discrep ncia gt 100000 4 100000 A 50000 f E i 4 50000 4 E E q ot 1 s en 7 E 5 E s 2 50000 1 3 50000 4 100000 4 100000 4 150000 j 4 150000 4 200000 i i i i i 200000 i i i i i 38000

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