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Consejos técnicos para levantamiento GNSS

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DETECCIÓN Y SOLUCIÓN DE ERRORES PARA LEVANTAMIENTOS CON GPS/GNSS

 

Reciba un cordial saludo del equipo de soporte técnico de ECO, en este primer artículo trataremos de exponer algunos de los problemas más comunes que le permitirán poder hacer un análisis rápido de las condiciones de operación de su receptor GPS/GNSS, mismos que le servirán para poder solucionar algunos de ellos para aumentar la precisión y confiabilidad de sus levantamientos.

La incertidumbre en las mediciones se puede generar por varios factores como la experiencia de quien la efectúa, la precisión obtenida del instrumento, y para el caso que nos ocupa (posicionamiento satelital) las condiciones del sitio, el medio de propagación de la señal, la operación y un correcto proceso y ajuste de redes geodésicas.

Convencionalmente los errores se clasifican en dos categorías: Sistemáticos y Accidentales o Aleatorios. A fin de que el presente artículo sea para usted una guía que lo dote de los conocimientos básicos para identificar y solucionar los errores más comunes en el uso de receptores GNSS, presentamos a continuación un listado del origen de los errores más típicos.

 

ERRORES ASOCIADOS AL INSTRUMENTO (RECEPTOR Y/O COLECTORA).

 

  1. Componentes:

Todos los elementos complementarios: Baliza, Bípode, Tripie, Base Nivelante y Adaptador Rotativo deben estar en buen estado, de la baliza se debe verificar que el nivel esférico esté debidamente calibrado para que se mantenga en la posición correcta en cualquier lado, es aconsejable utilizar un bípode para sujetarla y mantenerla verticalmente; del tripie debemos verificar que el plato no tenga ondulaciones por golpes o desgaste y que las patas se mantengan fijas para evitar que se deslicen y haya el riesgo de caída; la base nivelante debe estar debidamente calibrada para que al plomear el receptor se obtenga la verticalidad correcta.   

 

 

  1. Golpes o caídas:

Siempre que vamos a iniciar un trabajo debemos verificar que los receptores no tengan daños visibles por golpes o caídas, cualquier daño interno puede causar problemas para la operación normal, en caso de tener sospecha de esto, es necesario hacer una verificación en nuestro receptor como se explica en el inciso 3, la recomendación ante este problema es siempre llevar nuestro equipo a taller certificado

 

 

 

  1. Comunicación:

Es posible hacer una evaluación rápida de la calidad en la comunicación de nuestros receptores, esto se realiza a través de los focos LED o la pantalla digital en caso de que cuente con una, estos LED’S nos ofrecen información acerca de la cantidad de satélites de la que recibimos información, la calidad de la comunicación entre los receptores, batería, memoria, la solución del posicionamiento en método RTK.

Para conocer la condición del parámetro a analizar y el significado del indicador LED será necesario revisar el manual específico del modelo de receptor (solicita el manual digital de tu receptor aquí: https://www.ecomexico.net/soporte).

Antena: La antena UHF de nuestro receptor es el dispositivo que establece la comunicación entre receptores y nos permite generar las correcciones en las observaciones para obtener valores de precisión por debajo del centímetro en tiempo real, un rápido chequeo de sus condiciones nos permitirá conocer si algún error de comunicación se puede adjudicar al mal estado de este componente: fisuras, dobladuras y mal estado del conector de la antena con el receptor (rosca barrida, quebrada, etc) son las causas más comunes de problemas con la antena UHF.

  1. Señal de satélites:

En muchas ocasiones a pesar de cumplir con las demás recomendaciones para el adecuado uso de un receptor GNSS no logramos alcanzar precisiones que eleven el grado de confianza en un posicionamiento satelital, en estos casos el problema puede deberse a pobre recepción de señal de los satélites, así como a una mala geometría de los enlaces entre receptor y los satélites de las constelaciones, para esto debemos recordar que los satélites se encuentran en órbita alrededor de la tierra por lo cual al no encontrase estáticos, tendremos mayor o menor recepción de la señal en función del sitio en trayectoria que el satélite este orbitando en ese momento.

Para poder conocer las condiciones de comunicación y disponibilidad de las diferentes constelaciones te daremos las siguientes recomendaciones:

  • Mapa de ubicación de satélites: A través de tu software de trabajo de campo y durante levantamiento en sitio podemos ver gráficamente la disponibilidad y ubicación de los satélites de las diferentes constelaciones GNSS que orbitan a nuestro alrededor. (Imagen 1. Al centro del mapa se ubica la posición del receptor).

Esto nos permite tomar una mejor decisión al elegir nuestro sitio de trabajo, de ser posible, así como detectar un posible problema de recepción en nuestro equipo, este menú generalmente tiene el siguiente nombre en los diferentes softwares (SUVs, SkyPlot).

 

 

Imagen 1. Gráfico de satélites SkyPlot.

 

  • Herramienta de planeación GNSS: Compartimos contigo el siguiente enlace (http://gnssmissionplanning.com/App/Settings) en el cual podrás ingresar los datos de tiempo y lugar donde planeas realizar tu posicionamiento, esta herramienta te mostrará el recorrido, estabilidad y disponibilidad de los diferentes satélites para el periodo de tiempo que sea de tu interés.
  • PDOP = Dilución de la Precisión: Los DOP son números adimensionales que cuantifican la contribución de la disposición geométrica relativa de los satélites a la incertidumbre de una posición fija. Es decir, un DOP es una descripción del efecto de la geometría de los satélites que intervienen en la medición sobre el cálculo de las coordenadas del punto y el tiempo, a mayor DOP mayor inexactitud en el valor calculado. Los menores DOP están asociados a satélites separados y bien distribuidos sobre la esfera celeste PDOP² = HorizontalDOP² + VerticalDOP².

Dicho lo anterior, debemos cuidar que este factor sea menor a 2 a fin de obtener valores confiables, valores por encima de 2 pueden generar inestabilidad en la solución, una manera de mitigar este factor de error es el traslado del receptor a otra zona o la espera de tiempo para buscar una mejor solución en la geometría.

 

  1. Espacio de memoria en colectora:

La mala administración del espacio de almacenamiento interno en la       memoria de nuestra colectora propicia errores en la ejecución del software de trabajo de campo que pueden llegar al grado de inhabilitar la ejecución de estos por el sistema, nuestra recomendación ante este inconveniente consiste en tener el siguiente hábito en el almacenamiento de los archivos producto de nuestro trabajo:

  • Descarga de los archivos del trabajo en la memoria externa.
  • Generar un fichero de respaldo con nuestros trabajos debidamente identificados en un dispositivo de confianza.
  • Eliminar el trabajo directamente del software de trabajo (omitir este último paso genera que a pesar de que se haya descargado el trabajo, este no se borre de la memoria interna, ocasionando problemas posteriormente.

 

 

 

ERRORES ASOCIADOS A LA ELECCIÓN DEL SITIO.

 

  1. Obstrucciones:

Debemos recordar cómo trabaja el sistema global de navegación satelital para entender que dada la naturaleza de sus medios de enlace(estos orbitan a una altitud de 12.000 y a 55° respecto al ecuador) bajo condiciones inadecuadas se producen alteraciones en la correcta comunicación entre el medio emisor y receptor (satélites y receptores GNSS), pero hablando en concreto de los errores de este tipo que se asocian a la elección del sitio de posicionamiento te daremos algunas recomendaciones que te permitirán reducir estos ruidos en la recepción de tu dispositivo.

Edificaciones: Cuando realizamos posicionamientos en zona urbana uno de los principales factores que producen ruido en la precisión es que la señal se encuentra obstruida por la presencia de alguna edificación o cualquier rasgo de urbanización ubicado por encima de la antena y en una proximidad horizontal y/o vertical notable, ante eso sugerimos ubicar nuestra base en zonas lo más descubiertas posibles, así como el receptor móvil.

 

 

Imagen 2. Ejemplo de las obstrucciones producidas por las edificaciones.

 

Arbolado: Al realizar posicionamientos en zonas rústicas es común trabajar en zonas donde la vegetación y arbolado están densamente concentrados, puesto que muchas de estas zonas tienen poca o nula actividad humana, debemos recordar que al igual que en el caso de las edificaciones cualquier interferencia en aproximación horizontal o vertical hacia nuestro receptor causara perdida en la estabilidad de la señal motivo por el cual al presentar este problema en un posicionamiento en estas zonas la inestabilidad se puede atribuir a este factor, de ser posible dentro de los requerimientos del posicionamiento, sugerimos cambiar la ubicación de nuestros receptores.

 

ERRORES ASOCIADOS AL MEDIO DE PROPAGACIÓN DE LA SEÑAL

 

  1. Interferencias en frecuencias de radio:

Las frecuencias bajo que las que transmiten las antenas de los receptores GNSS se encuentran clasificadas según la normatividad vigente de nuestro país dentro del “Inventario de bandas de frecuencias clasificadas como espectro libre” (Instituto Federal de Telecomunicaciones, 2018), razón por la cual el uso de estas frecuencias se encuentra abierto a la comunicación que pueda establecer cualquier usuario con equipo radio transmisor capaz de trabajar en esa frecuencia y ancho de canal, en muchas ocasiones, a pesar de las adecuadas condiciones de recepción satelital y ubicación el problema pasa por una comunicación pobre e inestable entre los radios internos de nuestros receptores, sugerimos al presentarse esta falla cambiar el canal de comunicación entre nuestra base y nuestro móvil (dejar siempre base y receptor en el mismo canal) esto puede mejorar la estabilidad y calidad al entablarla comunicación en un canal con menor interferencia.

 

ERRORES ASOCIADOS A LA OPERACIÓN DEL RECEPTOR

 

  1. Configuración de la comunicación de los dispositivos:

En ocasiones los problemas que se presentan en la ejecución de los trabajos de posicionamientos satelitales no se producen por razones del equipo o condiciones del sitio, por razones muy variadas el operador del receptor GNSS puede producir alteraciones en la configuración de comunicación entre su base y su móvil, como muchos otros equipos, los receptores GNSS no podrán entablar comunicación o transmitir correcciones si los parámetros de comunicación o trabajo no son compatibles entre sí.

En ECO, entregamos siempre al usuario los receptores con la configuración necesaria para poder comenzar a trabajar, si después de revisar o corregir las observaciones que se plantearon en anteriores segmentos de este blog su equipo aún presenta inconvenientes, es posible monitorear la calidad de la comunicación entre los radios internos de los receptores ya sea a través de los indicadores LED´s o a través de la pantalla digital en caso de tenerla, para conocer el mensaje que el equipo nos envía a través de estas alertas será necesario consultar el manual de usuario (descarga el manual digital de tu receptor aquí: https://www.ecomexico.net/soporte).si tras esa inspección consideras que los receptores presentan un problema de configuración ponte en contacto con nosotros.

 

¿Has tenido diferencias significativas en tus coordenadas al realizar replanteos usando receptores GNSS? Te invitamos a leer nuestro próximo artículo. El equipo de soporte técnico de ECO te agrade leer este blog que facilitará para ti la correcta operación de tus receptores, recuerda, si tienes alguna duda acerca de este o algún otro tema relacionado, así como si te gustaría sugerir algún tema para nuestro blog, te invitamos a ponerte en contacto con nosotros al correo: soporte@ecomexico.net.

 

 

Ing. Noe Sierra / Ing. Lorena Alvarado