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| NOVEDADES |
1 - INTRODUCCIÓN AL GPS
1.1 FUNCIONAMIENTO DEL GPS.
1.2 ERRORES DEL SISTEMA. LA GEOMETRIA
2 - CONCEPTOS DE CARTOGRAFÍA.
2.1 LA FORMA DE LA TIERRA. EL GEOIDE.
2.2 EL ELIPSOIDE. EL DATUM.
2.3 LOS SISTEMAS DE COORDENADAS.
2.4 LAS PROYECCIONES CARTOGRÁFICAS.
3 - FUNCIONES DEL GPS.
3.1 WAYPOINTS, TRACKS Y RUTAS.
3.2 LAS PANTALLAS GRÁFICAS.
4 - APLICACIONES GPS. EL GPS Y EL ORDENADOR.
4.1 PLANEAMIENTO DE RUTAS.
4.2 CREACIÓN DE MAPAS TOPOGRÁFICOS ESQUEMÁTICOS.
4.3 PROGRAMAS DE CARTOGRAFÍA.
1 - INTRODUCCION AL GPS.
1.1 FUNCIONAMIENTO DEL GPS.
El GPS (Global Position System ) o Sistema de Posicionamiento Global es un sistema de navegación por satélite que proporciona información muy precisa acerca de la posición en tres dimensiones, la velocidad y la hora en cualquier lugar del planeta.
Es importante resaltar que se trata de un "sistema", es decir, de un conjunto de partes que interactuan entre sí para llegar a un determinado resultado: en este caso la localización exacta del usuario.
Los elementos de este sistema son básicamente tres: La constelación de satélites, el receptor GPS y la superficie terrestre, todos ellos englobados en una relación espacio - temporal.
seguimiento situadas sobre el ecuador y un centro de control en la base aérea de Falcon en Colorado Springs, Colorado, EEUU, desde donde se actualizan los almanaques de los satélites. Estos almanaques son los que contienen la información de la posición y el tiempo, o lo que es lo mismo: donde y cuando se encuentra cada satélite en todo momento. Esta información es la que el satélite enviará al GPS.
El receptor GPS, es, básicamente, un dispositivo dotado de una antena receptora de la señal del satélite, un reloj y un software capaz de procesar a una gran velocidad los datos recibidos para convertirlos en información inteligible y concreta para el usuario. Esta información generalmente se muestra a través de una interface visual: la pantalla.
Por lo que a la superficie terrestre se refiere, es obvio que se trata del lugar en el que nos encontramos y del cual queremos conocer la posición. Pero no siempre tiene que ser así, por superficie terrestre también podemos entender cualquier representación de esta, es decir: los mapas. En este caso habrá que tener en cuenta ciertas cuestiones que comentaremos en un capítulo posterior.
Cómo funciona el sistema? Aunque no debemos olvidar que estamos tratando con una tecnología altamente compleja podemos, sin embargo, llegar a explicar su funcionamiento básico de forma sencilla y decir que se trata, simplemente, de un juego entre relojes:
El satélite está dotado de un reloj atómico de gran precisión, mide el tiempo en nanosegundos, y envía una señal que viaja a una velocidad determinada - 300.000km/s, la velocidad de la luz - al receptor indicándole su posición exacta en un tiempo determinado. El receptor, que a su vez posee otro reloj (éste de cuarzo mucho más impreciso) recibe esta información, la compara con la hora en que ha recibido la señal y estableciendo el tiempo que esta ha tardado en llegar determina a que distancia se encuentra el satélite o, mas exactamente, establece una esfera cuyo círculo máximo tiene un radio equivalente a la distancia resultante en la superficie de la cual tendremos localizada nuestra posición. Realizando esta operación con un mínimo de cuatro satélites y triangulando es como obtiene finalmente su posición:
La intersección de dos esferas, es decir dos satélites i por tanto dos distancias diferentes, determina un plano.
La intersección de tres esferas determina dos puntos.
Finalmente la intersección de cuatro esferas determina un solo punto que es el de nuestra posición.
Todo ello basado en la fórmula: VELOCIDAD = ESPACIO / TIEMPO.
1.2 ERRORES DEL SISTEMA. LA GEOMETRÍA.
Todos los usuarios de GPS hemos podido comprobar que la posición que nos muestra el receptor está siempre sometida a cierta incertidumbre, que además varia con el tiempo y la situación y que rara vez se sitúa por debajo de los 4 m.
Esto es debido, en primer lugar, al tipo de receptor que estemos utilizando, pues los aparatos para uso topográfico consiguen precisiones subcentimétricas.
Cuando la señal abandona el satélite el primer obstáculo que encuentra es la propia atmósfera terrestre y de modo especial la capa llamada ionosfera. Se trata de una capa que contiene gran cantidad de partículas con carga eléctrica positiva, los iones, que interfieren el paso de la señal haciendo disminuir su velocidad y originando, así, el primer retraso en el camino hacia nuestro receptor.
De hecho para solventar esta cuestión la señal viaja a través de dos portadoras distintas de diferente frecuencia, son las llamadas L1 a 1.5Mhz y L2 a 1.2Mhz, cada una de las cuales sufre un retraso distinto. Los receptores topográficos son capaces de captar estas dos frecuencias y mediante cálculos sofisticados llegan a establecer el retraso sufrido por la señal. Sin embargo los aparatos convencionales solo reciben la onda L1 y no pueden identificar el retraso. Existen además otras cuestiones como la fase, el pseudorango, el GPSD ( GPS Diferencial ), etc. utilizados para conseguir la mayor precisión pero que constituyen un segmento de GPS que no es el que corresponde a los aparatos de tipo lúdico.
Otro factor que influye en la imprecisión del sistema viene dado por el tipo de ondas con que se transmite la señal: las microondas. Estas son muy sensibles a la presencia de agua tanto en la atmósfera en forma de vapor como en los cuerpos que atraviesan. Así, un día excesivamente nublado o una formación boscosa relativamente densa pueden causar una importante disminución en la calidad de la recepción o, incluso, llegar a anularla.
El efecto multisenda es otra fuente de error muy común cuando tomamos posiciones en lugares estrechos o rodeados de obstáculos como cañones, interiores de ciudades, etc. La onda que transporta la señal del satélite rebota contra las paredes realizando un recorrido más largo que el de la línea recta y prolongando el tiempo que tarda el receptor en recibir la señal.
La geometría.
Es el factor que afecta de forma más notable a la precisión de nuestro GPS. Anteriormente hemos comentado la diferencia de precisión que existe entre el reloj del satélite y el del GPS. Este hecho se traduce en que en realidad no podemos hablar de distancia entre el receptor y el satélite sino de pseudodistancia. Dado que la medición del tiempo es imprecisa también lo es la de la distancia, es decir: para cada distancia calculada existe una franja de incertidumbre en función del retraso en la medición del tiempo.
Cuando se produce la intersección de dos esferas, el cruce de las franjas determinadas por la distancia y la pseudo distancia establece un área de incertidumbre que será mas o menos extensa en función de la geometría; es decir, el ángulo en que estén situados los satélites.
Cuanto mas verticalmente esten situados el área de intersección tenderá a formar un rombo mas extenso que cuando ocupen una posición mas alejada entre ellos y cercana al horizonte, en este caso el área de incertidumbre será mucho mas reducida y, por tanto, nuestra posición ucho mas segura.
2 - CONCEPTOS DE CARTOGRAFÍA.
2.1 LA FORMA DE LA TIERRA.EL GEOIDE.
A pesar de que las desviaciones de la forma de la Tierra respecto a la esfera son muy pequeñas, son importantes en el proceso de elaboración de mapas ya que afectan a la precisión con que los datos de las observaciones de los cartógrafos se transfieren a los mapas.
Estas desviaciones vienen dadas por las anomalías de la gravedad debidas a la desigual repartición de la masa terrestre y por el achatamiento de los polos ocasionado por la rotación terrestre. La forma de la Tierra no es entonces una esfera perfecta si no una figura esférica mas o menos abultada o formada por protuberancias. Esta, además es una forma única que no se da en ningún otro cuerpo por lo que se denomina GEOIDE ( forma de la tierra ). Se define técnicamente como una superficie equipotencial; aquella donde la gravedad es perpendicular en todos los lugares i se aproximaría a la forma que obtendríamos si prolongáramos el nivel del mar por debajo de los continentes. El geoide asciende en los continentes y desciende en los mares.
2.2 EL ELIPSOIDE. EL DATUM.
Para poder representar el geoide en un mapa, es decir, sobre una superficie plana, las observaciones realizadas deben transferirse primero a una superficie geométrica regular de referencia. esta figura es el denominado ELIPSOIDE DE REFERENCIA( forma de elipse ) que es la que mas se aproxima a la forma del geoide, la mayor diferencia que se da entre el geoide y el elipsoide es de 60m. Esta es una figura completamente arbitraria y hasta 1924 no aparece el primer elipsoide de uso internacional ( Hayford 1909 ) y cada nación utilizaba el elipsoide que mas se adaptaba a sus necesidades.
La relación del geoide con el elipsoide se establece a partir de la cota 0m, este punto es lo que se conoce como DATUM. Así pues, existen tantos datum como elipsoides.
De todos ellos tenemos que destacar el WGS84, este datum toma como referncia geocéntrica la del sistema GPS.Este sistema determina cada punto por sus tres coordenadas espaciales en un sistema cartesiano único cuyo eje se corresponde con el eje de rotación de la Tierra, prescindiendo así, del elipsoide.
Es el datum que por defecto va a utilizar nuestro GPS. Debemos tener en cuenta este aspecto en el momento de cruzar la información del GPS con cualquier sistema cartográfico.
2.3 LOS SISTEMAS DE COORDENADAS.
La localización relativa de unos puntos respecto a otros requiere
la utilización de conceptos de dirección y distancia que solo
se pueden especificar en términos apoyados en algún sistema.
Los sistemas de coordenadas mas utilizados en la actualidad son dos:
- coordenadas geográficas
- coordenadas rectangulares planas o coordenadas planas.
Coordenadas geográficas: utilizan la latitud y la longitud para determinar
un punto y se basan en la posición relativa de la Tierra respecto
al Sol.
Latitud: distancia desde el ecuador a un punto expresada en grados. Es norte
- latitud norte - si nos dirigimos hacia el Polo Norte, y sur - latitud
sur - si nos dirigimos hacia el Polo Sur. Dado que la circunferencia terrestre
se divide en 360º, la distancia del Ecuador a cada polo será
de 90º y la numeración comienza en los 0º desde el propio
Ecuador. Debido a que la Tierra no es una esfera perfecta la distancia equivalente
a cada grado no es la misma a medida que nos dirigimos hacia los polos,
variando desde los 110.6km en el ecuador a los 111.7km cerca de los polos.
De todos modos esta es una diferencia poco relevante para mapas de pequeña
escala.
Longitud: distancia en grados de un punto desde un meridiano preestablecido.
Aunque este meridiano ha variado a lo largo de la historia desde 1884 se
utiliza como referencia en todo el mundo el meridiano de Greenwich que corresponde
a los 0º, de todos modos todavía podemos encontrar algún
mapa que incluya además un meridiano local. La longitud se nombra
en función de la dirección del punto, así hablaremos
de longitud Este o longitud Oeste en función de que el punto a referenciar
se encuentre a derecha o izquierda del meridiano 0º, o lo que es lo
mismo a levante o poniente. Como cada meridiano siempre es un circulo máximo
la Tierra queda dividida en dos hemisferios de 180º, entonces la longitud
se mide de los 0º a los 180º. La distancia de 1º de longitud
varía en función de la latitud ya que los paralelos disminuyen
hacia los polos.
Ya que los grados corresponden a una distancia de territorio muy grande
resultan inapropiados para determinar un punto, por ello cada grado se subdivide
en minutos y estos, a su vez, en segundos Aº B' C''. Para mediciones
mas precisas se utilizan también las décimas, centésimas
o las milésimas.
Con el sistema de coordenadas geográficas un punto quedará
determinado de la siguiente manera:
41º 28' 18" latitud N.
02º 07' 35" longitud E.
Coordenadas rectangulares.
A diferencia de las coordenadas geográficas, se trata de un sistema
completamente arbitrario que consiste en la superposición de una
cuadrícula sobre el mapa. Con ello obtenemos un sistema de coordenadas
en el que la distancia horizontal se denomina valor X o abcisa y la distancia
vertical valor Y u ordenada.
Los sistemas de coordenadas planas más comunes son:
- UTM
- UPS
El sistema UTM o Universal Transversal Mercator.
Es el más comunmente utilizado.
En este sistema la superficie terrestre comprendida entre los 84ºN
y los 80ºS ha sido dividida en columnas norte-sur de un ancho de 6º
de longitud llamadas zonas y que se numeran de 1 a 60 hacia el E empezando
en el meridiano 180º. Cada una de estas columnas está dividida
en franjas de una altura de 8º de latitud y tiene asignada una letra
desde la A a la X ( omitiendo la I y la O ), empezando en los 80ºS.
La hilera X tiene 12º de latitud en lugar de 8º para poder cubrir
todas las zonas de tierra del hemisferio norte. Entonces cada cuadrilátero
resultante se nombra por la combinación de una cifra y una letra,
p.ej. 31T leído hacia arriba y a la derecha. Cada cuadrilátero
define una porción de territorio muy grande, por ello se divide,
a su vez en otra parrilla de cuyos cuadrados tienen 100.000m de lado.
Como se calcula una posición mediante el sistema UTM? Anteriormente
hemos dicho que se trataba de un sistema arbitrario, es preciso entonces
para poder determinar una posición contar con un valor de referencia
tanto para X como para Y. Para ello se asigna al meridiano central de cada
zona un valor de 500.000m E a partir del cual calcularemos la posición
sobre X al desplazarnos a derecha o izquierda de este meridiano de referencia.
Para poder determinar el valor de Y el paralelo de referencia será
el Ecuador que tomará valor 0m N para posiciones en el hemisferio
N y valor 10.000.000m N para el hemisferio S. De este modo una posición
en este sistema vendrá determinada por la zona a la que corresponda
y posteriormente por la distancia en metros a cada una de estas referencias.
Ejemplo: 31T 417862N 4580017E
Para facilitar la obtención de posiciones sobre un mapa estos llevan
impresa una cuadrícula en incrementos de 1000m.
El sistema UPS o Universal Polar Estereográfica.
Se utiliza como complemento del UTM para las zonas polares. En el cada zona
polar está dividida en dos mitades por el meridiano 0º - 180º,
en la zona polar norte la mitad oeste se nombra con la letra Y y la mitad
este con la Z. Para la zona polar sur utilizamos la letra A para la longitud
Oeste y la B para la longitud Este. En ambas zonas la abcisa 2000000mE coincide
con el meridiano 0º - 180º y la ordenada 200000mN con la línea
de meridiano 90ºE - 90ºW.
2.4 LAS PROYECCIONES CARTOGRÁFICAS
Una proyección cartográfica es el sistema que utilizamos para
poder representar un punto de la Tierra sobre una superficie plana.
Sabiendo que la esfera no puede representarse en un plano se hace necesaria
la utilización de otras formas geométricas que si posean esta
cualidad: son las llamadas superficies desarrollables. Estas son el cilindro
y el cono. De forma muy sencilla podemos decir que una proyección
cartográfica consiste en introducir la esfera terrestre dentro de
una de estas figuras, proyectar los puntos de la superficie terrestre sobre
ellas y luego proceder a su desarrollo; es decir, desplegar el cilindro
o el cono sobre el que se ha realizado la proyección para obtener
una superficie plana: el mapa. Aunque aquí se ha descrito este proceso
de forma muy elemental se trata de una operación que requiere cálculos
muy elaborados y que presenta determinadas características a tener
en cuenta. La mas importante de ellas es que no debemos olvidar que una
proyección cartográfica es un modelo de la realidad, una aproximación
mas o menos exacta de la realidad. Esto es debido a las variaciones del
factor de escala FE. En la esfera que utilizamos como modelo para realizar
la proyección el FE es siempre el mismo: FE=1 en cualquier punto,
siendo el resultado de dividir la escala real del radio de la Tierra entre
la del radio de la esfera modelo.
En la proyección esto no ocurre así por efecto de la curvatura
terrestre y se presentan distorsiones del FE a lo largo y ancho de la superficie
plana. Estas distorsiones se
traducirán en la realidad en diferencias de tamaño y forma
de las masas terrestres representadas, así como variaciones angulares
de los puntos representados.
En esta figura puede observarse como
a medida que nos acercamos al polo, los puntos se aproximan en la proyección.
Mediante arreglos adecuados del FE los cartógrafos pueden mantener
algunas relaciones angulares o mantener los tamaños relativos de
las figuras. Es decir, que los puntos representados sean correctos o que
lo sean las áreas. En función de que un proyección
posea una u otra cualidad, hablaremos de proyecciones conformes o proyecciones
equiáreas.
En nuestro caso, para representar los puntos y direcciones que nos muestra
nuestro GPS deberemos utilizar preferiblemente proyecciones conformes, ya
que en ellas los valores angulares de los puntos son correctos y los rumbos
aparecen, en la mayoría de ellas, como líneas rectas.
Las proyecciones conformes mas utilizadas son cuatro:
- Mercator
- Transversal Mercator
- Cónica conforme de Lambert con dos paralelos estandar.
- Estereográfica.
De todas ellas la más común en la actualidad es la Universal
Transversal Mercator que se ha utilizado como base del sistema de coordenadas
planas UTM. Es la que posee un FE menor en todos sus puntos, aunque debido
a que la mayoría de paralelos y meridianos aparecen curvos las líneas
de rumbo no aparecen como rectas. De todos modos este problema se reduce
en mapas de pequeña escala.
3 - FUNCIONES DEL GPS.
3.1 WAIPOINTS, TRACKS Y RUTAS
Waypoint: o punto viene determinado por un par de coordenadas conocidas
e indica la posición de un objeto o lugar sobre un mapa. Puede ser
cualquier posición memorizada durante un trayecto o cada uno de los
hitos en que se divide una ruta.
Existen dos maneras de crear un waypoint en nuestro receptor:
- Directamente sobre la marcha, para lo cual procederemos en función
de las características de nuestro aparato: mediante la tecla mark/enter
( GPS72, 76 series, 12 series, II y III series, etc. de Garmin). A través
del sistema de menús o con pulsación prolongada de una tecla
( E-trex series de Garmin, Magellan series).
- Previamente a la marcha introduciendo las coordenadas conocidas de un
punto.
Una vez creado el punto tenemos la opción de personalizarlo mediante
un icono asociativo, un nombre y una pequeña descripción.
Estos datos varían en función de cada modelo de GPS.
Una vez hemos memorizado un punto en nuestro aparato, éste podrá
guiarnos hacia él desde cualquier posición en que nos encontremos.
Track: o huella. Mediante esta función el GPS memoriza el trayecto
que vamos realizando a medida que se desarrolla nuestra marcha. Para ello
el aparato va tomando posiciones sucesivas con una determinada frecuencia
y va almacenando cada punto para reconstruir nuestro itinerario. La capacidad
de almacenaje de puntos de track varia en cada modelo de GPS, pero suele
estar entre 2.000 y 3.000, aunque existen algún aparato de Garmin
con capacidad para 10.000 puntos de track activo. Por ello es interesante
antes de empezar a grabar configurar el track, en aquellos aparatos que
lo permitan, con una cadencia de grabación adecuada a la distancia
total de nuestro recorrido y a su trazado; en trazados sinuosos la cantidad
de puntos necesarios será superior que en trazados rectilíneos.
Algún modelo de GPS permite, además, guardar cierto número
de tracks. Debemos distinguir entonces entre track activo y track guardado.
- Track activo: es el track que el GPS graba mientras nos desplazamos.
- Track guardado: es el track que memorizamos en el GPS a partir del track
activo. El número de tracks varía con cada modelo: 10 para
la mayoría de Garmin y 1 para Magellan y está formado por
un número de puntos variable 250 o 750 en función del modelo
para los Garmin y 1200 en Magellan.
Además de la función de track los GPS incorporan el Trackback o función de invertir track que nos permite recuperar en sentido contrario el camino realizado, pasando exactamente por el mismo sitio.
Además de obtener el track directamente de nuestro itinerario, podemos
realizar este sobre un programa cartográfico e introducirlo después
en nuestro aparato con lo que contaremos con una herramienta de gran utilidad
cuando nos desplacemos por zonas desconocidas si utilizamos la función
tracback para navegar este en cualquier sentido.
Ruta: aunque guarda similitudes con el track, podemos decir que se trata
de un registro mucho menos preciso. Una ruta se construye a partir de una
serie de puntos memorizados y enlazados entre sí. Hay que tener en
cuenta que el tramo entre punto y punto es una recta imaginaria que traza
nuestro GPS y que, a diferencia del track, no se corresponde con la realidad.
Puede llegar a ser útil en el caso de que no dispongamos de un track
previo a seguir o en superficies abiertas como el mar, en que nuestros desplazamientos
pueden realizarse en línea recta, pero es de dudosa utilidad en trazados
sinuosos, como en el caso de una marcha por la montaña.
Para construir una ruta podemos proceder de dos maneras: a partir de los puntos memorizados en nuestro GPS, como ya se ha dicho o con su elaboración previa en un programa de cartografía.
3.2 LAS PANTALLAS GRÁFICAS.
Las pantallas gráficas son aquellas en las que se muestra la información
que proporciona el GPS. Aunque su número varía en función
de cada modelo podemos clasificarlas en:
- Pantallas de menú y ajustes.
- Pantallas de información:
- De estado de los satélites.
- De viaje.
- Pantallas de navegación:
- Pantalla de puntero o compás.
- Pantalla de mapa.
Pantalla de menú:
La pantalla de menú, como su
nombre indica es la que nos muestra todas las funciones del GPS. Cada entrada
dispone a su vez de un submenú con los apartados propios de cada
función. Según el modelo esta pantalla puede estar configurada
como texto o como un conjunto de iconos. En cualquier caso nos dirigiremos
a ella siempre que sea necesario consultar los ajustes del aparato o los
datos almacenados: waypoints y puntos de interés, tracks y rutas.
Hay que prestar especial atención a los ajustes del GPS ya que de
ellos dependerá la compatibilidad de los datos obtenidos con las
bases cartográficas donde los vayamos a almacenar posteriormente,
así como el rendimiento que saquemos del GPS durante nuestros trayectos.
Procesador de trayecto:
Nos indica los parámetros parciales
y totales de velocidad, distancia y tiempo de nuestro trayecto. Es importante
comprobar que todos los valores se han puesto a cero al iniciar el aparato.
De lo contrario los nuevos valores se sumarán a los ya existentes.
Tracks:
En la entrada tracks del menu encontramos
todos los tracks guardados. Al situarnos encima de alguno de ellos podemos
acceder a él mediante una nueva pantalla donde nos aparece toda la
información relativa al track y desde donde podemos verlo en el mapa,
borrarlo o realizar el trackback para navegar por él.
Puntos:
En puntos ocurrirá igual que
en tracks: accedemos en primer lugar al listado de los puntos memorizados
y posteriormente a la pantalla de cada punto donde podemos modificar sus
características ( nombre, icono, comentario), verlo en la página
de mapa o iniciar la navegación hacia él ( go to ).
Rutas:
La pantalla de rutas es muy similar
a las anteriores, en primer lugar nos aparecerá el listado de rutas
memorizadas desde donde podremos iniciar la navegación. Al activar
una de ellas nos aparecerá una segunda pantalla con todos los waypoints
que la forman y desde donde también podemos modificarla borrando
o incluyendo puntos.
Pantalla de Ajustes:
Para sacar el máximo rendimiento
a nuestro GPS debemos prestar especial atención a la pantalla de
ajustes, tanto en el momento de inicializarlo como en las sucesivas ocasiones
en que lo utilizaremos. En la inicialización ( toma de la primera
posición ) nos dirigiremos en primer lugar a la pantalla de ajustes
para seleccionar el idioma en el que utilizaremos el GPS y posteriormente
introduciremos los datos necesarios para optimizar la búsqueda de
satélites. Como ya comentamos en un apartado anterior el GPS posee
un almanaque con la posición prevista de los satélites. Cuando
lo ponemos en marcha la primera vez el aparato recurre a este almanaque
para empezar a "buscar" los satélites, pero siempre a partir de la
últimaposición y fecha que obtuvo, es decir, de cuando lo
fabricaron en una fecha remota y en una posición muy alejada de la
actual. Por ello, si nosotros podemos darle una posición de partida
concreta reduciremos mucho el tiempo de búsqueda. Aunque el sistema
varía para cada modelo, en líneas generales se trata de introducirle
la fecha y hora correctas así como la zona del Mundo en que se encuentra.
Para esto último lo más usual es introducir una zona horaria
equivalente a nuestra longitud. Con ello lo que hacemos es restringir la
zona en que el GPS debe localizar los satélites. En los modelos que
incluyen cartografía esta operación también se puede
realizar indicando sobre el mapa nuestra posición aproximada.
Otro aspecto a tener en cuenta en los ajustes es el de las unidades con
las que vamos a trabajar. Los GPS vienen programados por defecto con el
sistema de unidades STATUTE: millas, pies, etc. Para nosotros será
mucho más útil utilizar el sistema métrico.
Finalmente, cada vez que vayamos a utilizar nuestro GPS debemos verificar
el estado de los ajustes para optimizar su rendimiento. Aunque estos pueden
variar mucho de uno a otro modelo expondremos unas líneas generales:
- Lo más importante: el sistema de localización que vamos
a utilizar: sistema de coordenadas, parrilla y datum pues de su elección
dependerá la cartografía que utilizaremos para compartir o
almacenar nuestros datos. Si quisiéramos dirigirnos a unas coordenadas
predefinidas y estas no correspondieran a las del GPS, sería imposible
llegar a destino y, además, correríamos un gran riesgo de
extraviarnos. Otro caso sería que en el momento de almacenar nuestros
datos en un programa de cartografía o compartirlos con otro GPS las
posiciones descargadas serían erróneas.
- Alarmas: en aquellos modelos que incorporan alarmas, por ejemplo desvío
de ruta, proximidad o giro debemos verificar que estas estén conectadas
si queremos utilizarlas y comprobar en que rango tienen que actuar.
- Modo de funcionamiento: en función de la frecuencia con que necesitemos
tomar posiciones podemos seleccionar entre modo normal o ahorro de baterías,
con este último el GPS aumenta el tiempo en que toma una nueva posición
pero podemos alargar considerablemente la vida de las baterías. Atención
a aquellos GPS que dentro de esta opción incluyen algún modo
de simulador o función de GPS desactivado, en este caso los parámetros
indicados no son reales y ello puede acarrear desagradables consecuencias.
- Interface: para poder comunicar nuestro software con cualquier otro debemos
elegir la interface adecuada que suele ser por defecto la de la marca.
Pantallas de información:
Pantalla de estado de los satélites:
En esta se nos muestra en un gráfico
circular la posición y el número de cada satélite que
tenemos a la vista así como la intensidad (gráfico de barras)
conque recibimos la señal de cada uno de ellos. En el momento de
conectar el aparato, este nos muestra la posición teórica
de los satélites según el almanaque en la última posición
que tomó el GPS. Momentos después podemos ver como estos se
agrupan en una nueva distribución que corresponde a su localización
actual. Este movimiento de distribución será mas acusado cuanto
mas lejos estemos en la distancia y el tiempo desde la ultima posición.
Más allá de 500 km deberemos inicializar de nuevo el aparato.
En un primer momento los satélites aparecerán como pequeños
cuadrados transparentes con un número en el interior, esto indica
que todavía no están fijados, en el momento en que estos envíen
una posición fija al receptor adquirirán una coloración
de relleno. Junto al gráfico de satélites observaremos el
de estado de la señal, este se nos muestra en forma de barras para
cada satélite y, del mismo modo que en el caso anterior, la coloración
de la barra nos indica que estamos recibiendo datos del satélite.
Su tamaño nos da idea de la intensidad con que se recibe esta señal.
Cuando recibimos señal correcta de un mínimo de cuatro satélites
el GPS nos indicará que estamos en posibilidad de navegación,
normalmente con el aviso: " navegación 3D " que significa que tenemos
posición correcta en tres dimensiones, en caso contrario aparecería
el mensaje navegación 2D. En este caso el GPS, a falta de una cuarta
esfera de los satélites toma como referencia la propia Tierra mediante
la altura de nuestra posición. Aunque de este modo el error es muy
grande, podemos mejorar la calidad de nuestra posición si conocemos
la altura correcta a la que nos encontramos y nuestro aparato nos permite
modificar la altura.
Esta página nos muestra, también, las coordenadas de nuestra
posición, la fecha y la hora y la precisión que nos da el
GPS. Este último dato se muestra en metros y significa que la incertidumbre
de nuestra posición corresponde a un círculo de radio equivalente
a la cifra expresada.
De información de trayecto:
Aunque esta pantalla ya ha sido mostrada anteriormente en el apartado de
menús, volvemos sobre ella ya que hay modelos que la incorporan como
pantalla directa. En este caso (Garmin serie E-Trex) cada uno de los campos
que aparecen puede modificarse de manera que nos informe de un parámetro
determinado. La información mostrada dependerá, pues, de la
selección que nosotros hagamos. Tendremos en cuenta que en estos
modelos no es la única pantalla que nos mostrará datos, podemos
reservar esta para almacenar los datos globales de la travesía y
utilizar las otras para los que necesitemos de forma inmediata.
Pantallas de navegación:
Pueden ser varias en función del modelo, pero las básicas
siempre son:
- pantalla de puntero
- pantalla de mapa
Son las que nos guiarán en nuestra navegación, bien sea siguiendo
un track, una ruta o un go to, o simplemente mostrándonos nuestro
itinerario.
Pantalla de puntero:
Es la pantalla de navegación
por excelencia y está configurada de manera que parezca un compás
tradicional. Normalmente en ella aparecen el limbo de un compás,
un puntero y los campos de datos en número variable en función
del modelo.
El compás funcionará como todos, pero en lugar de orientarse
con el norte magnético lo hará con los satélites. Ofrece
la posibilidad de configurarlo de diversos modos, esta operación
se realiza normalmente desde el menú de ajustes.
Posibilidades de configuración del norte:
- Real: significa que el compás se orientará hacia el norte
geográfico. El azimut será de 0º
- Magnético: la referencia de norte se corresponderá con el
norte magnético. El azimut tiene variaciones temporales y lo calcula
el propio GPS
- Parrilla: estaremos utilizando el norte de la cuadrícula que hayamos
configurado. El azimut depende de la cuadrícula.
- Usuario: nosotros mismos definimos nuestro norte introduciendo el azimut.
Esta configuración es importante si además del GPS vamos a
tomar o seguir rumbos desde un mapa, ya que si no coinciden los nortes tampoco
lo harán los rumbos.
En el momento en que activemos la navegación de un track, ruta o
go to, dentro del limbo del compás aparecerá un puntero que
nos indicará en todo momento la dirección del rumbo hacia
nuestro destino. Lo único que deberemos hacer para seguir la dirección
adecuada será mantener el puntero lo más perpendicular posible
a nuestra posición cambiando el sentido de la marcha cuando sea necesario,
para ello nuestro GPS nos indicará con antelación que nos
aproximamos a un giro, de forma gráfica o acústicamente en
aquellos modelos que incorporen alarmas. Otra información muy útil
para la navegación es el desvío de curso que podemos configurar
en alguno de los campos de datos de la pantalla. Esta función nos
indica cuanto nos estamos desviando de nuestra ruta. Igual que ocurre con
el giro existen modelos de GPS que incorporan alarmas de desviación
de ruta, un pitido nos avisará cuando rebasemos el desvío
que hayamos configurado.
Si en nuestro recorrido hemos introducido puntos como refugios, picos, campings,
etc, durante la navegación también podemos conocer datos como
distancia hasta el siguiente punto o la hora prevista de llegada al mismo.
A continuación mostramos una relación de las principales informaciones
de navegación, estas funciones se muestran con los nombres de la
serie E-trex, en otros modelos y marcas puede variar esta nomenclatura.
La disponibilidad de esta información dependerá, en todo caso,
del modelo del GPS.
| Función | Descripción |
| Rumbo | Dirección en grados desde nuestra posición actual hasta el destino. |
| Curso | Dirección en grados desde la posición de partida hasta el destino. |
| Desvío del curso | Distancia en metros que nos estamos separando de la trayectoria correcta. |
| Hacia el curso | Dirección del compás que debemos seguir para volver al curso original. |
| Destino en curso | Siguiente waypoint de la ruta. |
| Distancia en curso | Distancia hacia el siguiente waypoint de la ruta. |
| ETA en curso | Hora estimada de llegada al siguiente Waypoint. |
| ETE en curso | Tiempo aproximado de llegada al siguiente waypoint. |
| Destino final | Ultimo waypoint de la ruta. |
| Distancia final | Distancia que queda hasta el final de la ruta. |
| ETA final | Hora estimada de llegada al final de la ruta. |
| ETE final | Tiempo aproximado de llegada al destino final. |
| Dirección | Dirección de desplazamiento en grados |
| Giro | Diferencia en grados entre el rumbo hacia el destino y la línea de trayecto en curso. Indica también a que lado hay que girar con las iniciales de Left ( L )= izquierda y Right ( R )= derecha. |
| Puntero | Pequena flecha que senala la dirección correcta a seguir. |
Pantalla de mapa:
Denominamos pantalla de mapa a aquella
que nos muestra nuestro recorrido, el track o la ruta que navegamos y los
waypoints que almacenamos. También, en el caso de los GPS que incluyen cartografía
es donde aparecen los mapas cargados.
En un GPS sin cartografía, la pantalla de mapa aparece en blanco, excepto
en los modelos que incorporan cuadrícula o base de datos de ciudades o ayudas
a la navegación marítima (GPS72 y GPS76 de Garmin, por ejemplo), si no tenemos
ninguna información almacenada. En caso contrario, podemos seleccionar aquellos
waypoints, rutas y tracks que deseamos visualizar. Al mismo tiempo se nos
muestra también nuestra posición mediante un cursor que se desplaza a medida
que lo hacemos nosotros y que va trazando nuestro itinerario. Además también
podemos tener acceso a los mismos campos de datos que citábamos en el apartado
anterior. Cuando iniciamos la navegación, aquella ruta o track seleccionado
aparece resaltado y, una vez en posición correcta, el cursor se sitúa encima
para indicarnos que nuestro curso es correcto. Esta página puede configurarse
de distintos modos, es importante que comprobemos su configuración antes de
empezar la navegación. Respecto a la orientación, podemos elegir entre diversas
opciones:
- que el extremo superior de la página se oriente al norte
- que lo haga en la dirección de nuestro curso
- que lo haga en la dirección del track
Si no estamos navegando hacia un destino
predeterminado será suficiente orientar la pantalla hacia nuestro track, de
este modo siempre "estaremos viendo " en el mapa lo que tenemos por delante
en la misma dirección de nuestra marcha. Si vamos a realizar el seguimiento
de un track, o go to, será preferible utilizar la función de curso arriba
de modo que para orientarnos solo deberemos observar que el cursor se halle
lo mas cerca posible de la ruta correcta. Respecto a la orientación de norte
arriba quizás sea la menos utilizada puesto que puede conducir a errores de
interpretación, ya que el desplazamiento de la pantalla solo será igual al
nuestro cuando tomemos rumbo norte.
Si de todos modos queremos saber cual es nuestra posición respecto al N, podemos
guiarnos por la flecha de N que aparece en un extremo de la pantalla, recurrir
al compás.
En el caso de los GPS con cartografía, el funcionamiento de la pantalla de
mapa es exactamente igual, con la salvedad de que vamos a tener que ser más
meticulosos con los ajustes del mapa.
Por ajustes de mapa entendemos, además de lo comentado hasta ahora, por un
lado la cantidad y tamaño de la información cartográfica que haremos aparecer
en la pantalla. Esta debe estar siempre en relación a la escala con la que
vayamos a trabajar. Un mapa demasiado lleno, ruidoso, es de difícil interpretación.
Otra cuestión es la de los parámetros de navegación que queramos controlar,
cuantos más campos de datos aparezcan en la pantalla más se verá reducido
nuestro mapa.
Otra pantalla de navegación.
Pantalla de autopista.
Algunos GPS incorporan una tercera pantalla
de navegación: la pantalla de autopista. Esta está diseñada como si fuera
una carretera donde aparecen como carteles los giros y waypoints de nuestro
curso. Se trata de una pantalla útil para recorridos rectilíneos como pueden
ser carreteras o trayectos náuticos, pero que puede presentar cierta dificultad
de seguimiento para rutas sinuosas, como caminos forestales o rutas de montaña.
Por lo demás su funcionamiento es exactamente igual a lo descrito anteriormente.
4 - APLICACIONES GPS. EL GPS Y EL ORDENADOR.
4.1 PLANEAMIENTO DE RUTAS.
Aunque la utilidad del GPS una vez sobre el terreno es indiscutible, tanto
por su capacidad para darnos una situación muy precisa en cada momento, como
por la posibilidad de memorizar aquellos puntos y trayectos que podamos necesitar
en ocasiones futuras. Sin olvidar, como no, que será este aparato el que en
caso de extravío nos devolverá a una posición conocida. Todo ello, además,
de forma rápida y sencilla sin que el usuario necesite tener complicados conocimientos
de orientación.
Pero existe también la posibilidad de adelantarnos a los hechos y programar,
de antemano, nuestra salida. Con ello contaremos, además de con las ventajas
anteriores, con una buena herramienta para asegurar un destino exitoso para
nuestras rutas.
Podemos hacer esto de dos formas distintas:
- creando la ruta en el propio GPS
- utilizando un programa informático de cartografía compatible con nuestro
aparato.
Crear una ruta en el GPS.
GPS con cartografía.
Aunque de esto hablaremos en apartado posterior, adelantamos ahora que la
cartografía que incorporan algunos aparatos solo se refiere a carreteras y
ciudades o líneas de costa y fondos marinos. Queda excluida en cualquier caso
la cartografía topográfica.
Podemos crear una ruta fácilmente a partir de la base cartográfica de nuestro
aparato. Para ello deberemos poner nuestra página de mapa en la posición de
cursor (modo panorámico en las series E-Trex) y elegir una escala cómoda par
trabajar, con la que podamos ver el máximo detalle de nuestros mapas. Para
ello configuraremos también el mapa con el nivel más alto de detalle.
A continuación iremos marcando puntos, desde el inicio de la ruta, hasta el
final.
Procederemos del siguiente modo ( estos son los pasos necesarios para la serie
E-trex de Garmin, en aquellos GPS con tecla mark la operación se simplifica
bastante.):
- Paso 1: colocamos el puntero sobre el punto que deseamos memorizar.
- Paso 2: confirmar con el clik-stick. Aparece la pantalla de descripcion
del punto.
- Paso 3: vamos al menú y seleccionamos guardar como waypoint. Vamos a la
pantalla de marca.
- Paso 4: modificamos algún parámetro si es necesario, nos dirigimos al menú
de la pantalla y seleccionamos añadir a ruta.
Repetiremos esta operación tantas veces como sea necesario par realizar nuestra
ruta, siempre en función de la capacidad de nuestro aparto para almacenar
puntos.
Ya hemos comentado anteriormente que una ruta se construye a partir de segmentos
que unen waypoints, por ello su trazado es rectilíneo y puede que no se adapte
bien a las curvas del terreno. Podemos mejorar esta situación una vez se ha
completado el trazado de la ruta.
El proceso es el siguiente:
- Desde rutas en el menú principal seleccionamos la que queramos modificar
y la mostramos en el mapa. Esta nos aparecerá resaltada.
- Seguidamente colocamos el cursor en el punto de la ruta que queramos mover
hasta que esta aparezca como una línea fina y confirmamos, nos aparecen las
letras ADD.
- Finalmente arrastramos el cursor hasta el nuevo punto por donde queramos
que pase la ruta.
GPS sin cartografía.
Para planear una ruta en un GPS sin cartografía necesitamos saber primero
la localización exacta de los puntos que la van a integrar. Par ello deberemos
extraerlos de un mapa. Ya estamos familiarizados con los sistemas de coordenadas.
Vamos, ahora, a ver como se obtiene un punto cualquiera. Aunque esto puede
hacerse con cualquier tipo de coordenadas las UTM son mucho más fáciles de
manejar. Hemos visto que la cuadrícula de un mapa UTM se traza a partir de
la distancia de la longitud al ecuador y la de la latitud a un meridiano de
referencia, para conocer las coordenadas de un punto fuera de estas líneas
predefinidas en el mapa, solo deberemos añadir a las cifras que tenemos las
dos distancias que faltan desde este punto a su meridiano y paralelo más próximo,
teniendo en cuenta que el punto siempre debe estar situado encima del paralelo
y a la derecha del meridiano, es decir, tomaremos como referencia el meridiano
más próximo situado a su izquierda y el paralelo inmediato por debajo del
punto. Esta operación no resultará excesivamente complicada si utilizamos
un escalímetro.
Los mapas UTM no son mas que pequeños trozos de la red general que poseen una cuadrícula kilométrica. En los extremos superior e inferior del mapa podemos ver, asociada a cada meridiano de la cuadrícula una cifra que corresponde a esa coordenada y que se incrementa de 1000m en 1000m. Lo mismo ocurre a izquierda y derecha para los paralelos. Cada mapa pertenece a una zona de la cual debe informarnos, por ejemplo 31T, y cada intersección de la cuadricula corresponde a un par de coordenadas del valor expresado en los bordes de la hoja, por ejemplo E 430.000 y N 4.581.000. Para averiguar las coordenadas de nuestro punto solo debemos medir la distancia desde el meridiano próximo, 591m por ejemplo, y sumarla a la cifra del mapa: 430.591. Para calcular la longitud procederemos de la misma manera, el paralelo que utilizamos es el 4.581.000, así el de nuestro punto que dista 871m será: 4.581.871
31T E0430591
N4581871
Una vez hemos obtenido las coordenadas del punto solo debemos introducirlas
en el GPS desde el menú principal o usando la tecla mark. En este momento
nos aparecerá la pantalla de marca con unas coordenadas que sustituiremos
por las nuestras. Aprovecharemos también para personalizar el punto.
Una vez hemos introducido todos los puntos, solo nos quedará construir una
ruta a partir de ellos, desde Rutas/Ruta nueva.
4.2 CREACIÓN DE MAPAS TOPOGRÁFICOS ESQUEMATICOS.
A pesar de la gran utilidad de los GPS, hay un aspecto que todos los usuarios
echamos en falta y que, por el momento, no tiene perspectivas de solución.
Nos referimos a la posibilidad de incluir mapas topográficos en nuestro GPS.
Pero aprovechando las herramientas que nos brinda el sistema podemos suplir,
en cierto modo, esta falta. La información básica que nos proporciona un mapa
topográfico: caminos y senderos, curvas de nivel, ríos y lagos, montañas y
picos, etc. no es otra cosa que un conjunto de puntos con una localización
exacta. Así, si un pico podemos representarlo con un punto, un camino no deja
de ser, también, una serie de puntos encadenados y, como hemos visto, el GPS
es el instrumento adecuado para almacenar este tipo de información.
Para ello utilizaremos dos funciones básicas del aparato: el waypoint y el
track, y un programa de cartografía compatible con GPS.
Si queremos poder ver en nuestra pantalla el camino a seguir, pero también
qué curvas de nivel que atravesaremos, desvíos que no debemos tomar, referencias
visuales, refugios, ríos, fuentes, etc. lo único que tenemos que hacer es
introducir estos datos en el GPS. Para seguir nuestro itinerario solamente
necesitamos un track, los otros nueve que puede almacenar nuestro aparato
(siempre en función de los modelos) podemos reservarlos para dibujar el resto
de líneas que queremos tener en pantalla. Obviamente para los puntos utilizaremos
la función waypoint.
La forma de hacerlo es la siguiente:
En un programa de cartografía como Fugawi,
del que hablaremos en el siguiente apartado, y partiendo del mapa digital
de la zona que nos interesa, trazaremos un track por cada línea que queramos
que aparezca en pantalla. Por ejemplo: si se trata de un camino, con la herramienta
de dibujar track seguiremos el curso de este hasta donde nos interese, teniendo
en cuenta que cuanto más nos ajustemos al trazado del mapa más exacto será
a la realidad, ya que debido a la escala, el camino del mapa nunca es exactamente
igual al que encontraremos. Otro aspecto que debemos considerar es que nuestro
track guardado ( Garmin ) tiene un máximo de puntos que no debemos sobrepasar.
Una vez editado el track lo guardaremos en su carpeta correspondiente. Esta
misma operación la repetiremos para todas líneas que nos interesen. Finalmente
solo quedará enviar al GPS toda esta información y asegurarnos que tenemos
todos los tracks configurados como visibles. Si además queremos que aparezca
el nombre de estas líneas en pantalla, camino, altura de las curvas de nivel,
etc. podemos hacerlo fácilmente insertando un waypoint sobre ella con el nombre
correspondiente. También con los waypoint acabaremos de completar el mapa
añadiendo toda la información necesaria.
4.3 PROGRAMAS DE CARTOGRAFÍA.
Los programas de cartografía son aquellos que permiten almacenar y visualizar mapas y, en mayor o menor medida, trabajar con ellos. Los que a nosotros nos interesan son aquellos que nos permitan cargar y descargar datos de nuestor GPS. Distinguimos dos tipos de programas:
- Programas que amplían la cartografía de nuestro de nuestro GPS, aumentando el detalle y la información. Son los que proporciona la propia marca y solo son compatibles con los GPS de la misma. Destacaremos entre estos la serie Mapsource de Garmin y Mapsend de Magellan.
- Programas compatibles con la mayoría de marcas de GPS. Permiten almacenar y recuperar los datos grabados en el GPS: rutas, tracks y waypoints, visualizarlos sobre un mapa, crearlos y enviarlos al GPS, etc. pero no pueden descargar mapas al aparto. En nuestro caso comentaremos Fugawi.
Mapsource y Mapsend.
Son series de programas que incluyen cartografía terrestre o náutica. Actualmente
incluyen todos los países de Europa occidental. El contenido de esta cartografía
se refiere a autopistas, carreteras, planos de las principales ciudades y
puntos de interés como: hoteles, restaurantes, museos, hospitales, establecimientos
lúdicos, transportes, etc.
Son programas bastante simples, sus funciones básicas son:
- Descarga de la cartografía de las zonas que queramos ampliar en el mapa
base del receptor
- Edición de rutas y waypoints.
- Almacén de datos.
Respecto a la cartografía náutica, esta incluye: líneas de costa, puertos,
boyas, faros, radiofaros, batimetría, fondos, etc.
Fugawi.
Con este programa vamos a aumentar bastante el potencial de nuestro GPS, ya
que va ser una buena herramienta para programar nuestras salidas.
Su principal característica es que permite la digitalización de mapas; es
decir, que vamos a poder tener toda la cartografía que necesitemos, a cualquier
escala, en un formato digital compatible con el software de nuestro GPS. Ello
significa que cualquier posición grabada en el receptor se puede volcar sobre
la base cartográfica y, al revés, cualquier posición del mapa se puede introducir
en el GPS.
Digitalizar un mapa no es excesivamente complicado per requiere que se haga
de forma meticulosa, ya que un pequeño error al tomar una coordenada va a
ser un gran error en la realidad.
El proceso de digitalización se resume básicamente en los siguientes pasos
1 - Escaneo del mapa de papel para obtener una imagen digital en un formato
que reconozca el programa, TIFF o BMP.
2 - Obtención de, como mínimo, tres coordenadas conocidas del mapa. Cuantos
mas puntos conocidos tengamos mas exacta será la digitalización. Mejor cuanto
más alejados estén unos de otros.
3 - Introducción de las coordenadas en el programa y proceso de digitalización.
El programa permite también la modificación de mapas. Podemos si es necesario
cambiar el datum y el sistema de coordenadas original para trabajar con otro
distinto.
Otras herramientas básicas son:
- Almacén de datos: como corre bajo entorno Windows, podemos almacenar cómodamente
tanto los mapas como los datos en cuantas carpetas nos sea necesario.
- Creación y edición de datos: desde este programa podemos crear y modificar
nuestros waypoints, tracks y rutas.
- Aplicaciones para ordenador de mano PDA: incluye una aplicación de herramientas
GPS para PDA Palm y PocketPC, incluida la descarga de mapas. Si conectamos
un PDA a nuestro GPS podemos ver nuestra posición sobre el mapa en todo momento.
- Asociación de archivos de imagen y sonido a los waypoint: con esta función
podemos asociar una fotografía, por ejemplo, del objeto correspondiente a
la posición que hemos tomado y hacerla aparecer sobre el mapa con un simple
"clic".
Estás son las funciones principales entre otras muchas que sería prolijo detallar,
se trata sin duda de un programa que por su bajo precio en el mercado y la
sencillez de sus acciones es asequible para todos lo usuarios de GPS y que
supone un buen complemento para éste.
BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA.
Puch,C. (2000). Manual Práctico de GPS. Manuales Grandes Espacios. Ediciones
Desnivel. Madrid.
Puch,C. (2002). GPS Aplicaciones Prácticas. Manuales Grandes Espacios. Ediciones
Desnivel. Madrid.