MANUAL PROCESAMIENTO DIFERENCIAL EN LEICA.pdf

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS INGENIERIA CATASTRAL Y GEODESIA Monitor Geodesia Satelital: IVAN CARRILLO

PRELIMINARES

Una vez transformados los datos de nuestro levantamiento al formato RINEX, procedemos a crear la siguiente estructura de carpetas:

Figura 1. Esquema de las carpetas para e l procesamiento Absoluto.

EFEMERIDES

Entramos a la página del Internacional GNSS Service (IGS), en la siguiente dirección Web: https://igscb.jpl.nasa.gov/ Posteriormente damos clic en la pestaña de Data & Products como se puede observar a continuación:

Figura 2. Página del International GNSS Service.

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UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS INGENIERIA CATASTRAL Y GEODESIA POSICIONAMIENTO ABSOLUTO EN LEICA GEO-OFFICE

Al dar clic en Data & Products, aparecerá la siguiente ventana, en la cual daremos clic en IGS Product Table.

Figura 3. IGS Products Table.

Luego visualizaremos la siguiente tabla:

Figura 4. Productos del IGS.

En este paso visualizamos una tabla con el contenido de productos que ofrece el IGS en cuanto a efemérides, para una fácil interpretación se hace una breve descripción del contenido de la tabla por columnas que van enumeradas en se ntido de izquierda a derecha, tal como se muestra en la figura anterior: 1. Tipo de adquisición de datos: En esta columna describe el tipo de efemérides a descargar, entre las que se encuentran desde Broadcast (transmitidas en tiempo real) hasta Final (finales con días de retardo). Va directamente ligado al tipo de calidad del producto y el tiempo. 2. Tipo de producto: efemérides para corrección en orbitas, relojes tanto de los satélite como de las estaciones. 2


3. Accuracy: Indica los intervalos de precisión de los datos al emplear cada uno de ellos en nuestra medición. 4. Latency: Tiempo en que el usuario tiene disponibilidad de los productos, va desde tiempo real (Broadcast) hasta 12 a 18 diás después de la medición (Final). 5. Updates: Es el intervalo de tiempo en que el IGS, coloca a disponibilidad de los usuarios los datos de efemérides en diferentes horas del día según tiempo universal coordinado UTM. 6. Sample Interval: Muestra cual es el intervalo de muestreo en tiempo para los diferentes productos. 7. Archive locations: Indica la zona donde están los servidores que almacenan la información de las observaciones y varía de la zona de rastreo. Luego daremos clic en CCDIS como se muestra a continuación:

Figura 5. CCDIS en la página del IGS.

Posteriormente, se desplegara la siguiente ventana, en la cual daremos clic en Link.

Figura 6. Opción de Link en la página Data & Products del IGS.

Al realizar el paso inmediatamente anterior, se desplegara el siguiente directorio en el cual daremos clic sobre Directorio Principal, como se muestra a continuación:

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Figura 7. Índice de /pub/gps/products/1172/

Al dar clic sobre directorio principal, se desplegara el siguiente índice de directorios en el cual se encuentra por carpetas cada una de las semanas GPS.

Figura 8. Índice por semana GPS.

En este punto debemos tener en cuenta cual es la semana y día GPS del día en el cual se realizó la recolección de datos en campo, para esto nos dirigimos a la siguiente página: http://gps.topografia.upm.es/www/2015G.htm y buscamos los datos referentes al día en el cual se realizó la recolección de datos como se muestra a continuación:

Día GPS=6 Día del mes=21 Día del año=052 Semana GPS=1832 Figura 9. Calendario GPS para marzo de 2015.

Luego de saber los diferentes datos referentes al calendario GPS del día de la toma de datos, buscamos la semana GPS que es 1832 como se muestra a continuación:

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Figura 10. Semana GPS del día 13 de marzo de 2015.

Al dar clic sobre la carpeta con la semana GPS del dia de la toma de datos, procedemos a descargar las efemérides que son: Día anterior a la toma de datos Día de la toma de datos Día posterior a la toma de datos Figura 11. Efemérides del día anterior, del día en cuestión y del día posterior al de la toma de datos.

Hay que aclarar que el último número del fichero corresponde al día GPS, la extensión del fichero es .sp3 y el .Z indica que es un archivo comprimido. Figura 12. Efemérides del día de la toma de datos.

En este paso hay que hacer una aclaración en cuanto a los datos que se van a descargar, los datos disponibles son: 1. Tipo de efemérides disponibles:

a) IGU: Efemérides Ultrarrápidas. b) IGR: Efemérides Rápidas c) IGS: Efemérides Finales 2. Tipo de Extensión:

a) .clk: Efemérides de Corrección de los relojes del satélite. b) .erp: Efemérides de parámetros de orientación terrestre. c) .cls: Efemérides de combinación de las soluciones de los relojes de los satélites. 5


d) .sp3: Es un formato convencional de código ASCII con información completa de las efemérides. En caso de que no se encuentran las efemérides finales, descargamos las efemérides rápidas, luego Descargamos los tres archivos, los descomprimimos y guardamos en la carpeta de Efemerides. RINEX ESTACIONES CONTINUAS

Para la descarga de los RINEX de las estaciones continuas del servidor del IGAC, digitamos en un navegador de internet la siguiente dirección: ftp://190.24.137.74 nos aparecerá la siguiente ventana:

Figura 13. Identificación para acceder a los Rinex del IGAC.

Nombre de Usuario: anonimo Contraseña: anonimo

En seguida nos aparecerá el siguiente entorno:

Figura 14. Índice de datos crudos por semana GPS.

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El índice mostrado en la anterior figura esta por día del año, hay que tener en cuenta que los datos disponibles corresponden a los últimos 60 días, de necesitar archivos RINEX más antiguos debe solicitarse por correo a la subdirección de geodesia del IGAC. Al escoger la carpeta con el número de día de la toma de observación que es el 72 se desplegaran los siguientes directorios:

Figura 15. Tipos de archivos RINEX disponibles.

Para nuestro ejercicio solo emplearemos los RINEX de navegación .15N y los de observación .15O.

Figura 16. Archivos de observación .15O para las estaciones del IGAC.

Figura 17. Archivos de observación .15N para las estaciones del IGAC.

Luego de descargar los RINEX de la estación BOGA, (empleada pa ra este ejercicio) se guarda en la carpeta crudos.

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OFFSETS DE LAS ANTENAS

Para descargar los OffSets de las antenas entramos a la página de la National Geodetic Survey: http://www.ngs.noaa.gov/ANTCAL/

Figura 18. Calibración de las antenas por parte del NGS.

En este punto debemos saber con qué antena se realizó el levantamiento GPS, en nuestro caso se empleó la antena del TOPCON GR5, al saber esto, nos dirigimos a Acces Calibrations for All Antennas y allí, escogemos la opción de ANTEX (NEW IGS format –GNSS), como se indica a continuación:

Figura 19. Descarga del archivo de antenas.

A continuación se muestra el equipo empleado para la recolección de los datos GPS que es el Topcon GR-5.

Figura 20. Topcon GR-5.

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Al dar clic en ANTEX (NEW IGS format –GNSS), se desplegara la siguiente ventana:

Figura 21. Fichero de calibración de antenas.

La anterior página la guardamos en formato de texto plano en la carpeta Antenas que previamente creamos. POSTPROCESO EN LEICA

Una vez descargados nuestro datos a trabajar: Rinex del levantamiento, efemérides precisas, Offsets de antenas y siendo almacenados en las carpetas respectivas, ahora abrimos nuestro programa de procesamiento Leica Geo-Office Combinado, nos aparece la siguiente interfaz:

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Figura 22. Interfaz de Leica Geo-Office Combinado.

Damos clic en el icono de proyectos ventana:

y se desplegara la siguiente

Figura 23. Administrador de proyectos en Leica.

Posteriormente sobre la carpeta de Proyectos damos clic derecho y hacemos clic en Nuevo… como se muestra a continuación:

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Figura 24. Nuevo Proyecto en Leica.

Figura 25. Configuración del nuevo proyecto en Leica.

Descripción de la ventana En la pestaña General: Nombre del Proyecto: Nombre asignado por el usuario del proyecto a trabajar. Ubicación: Directorio en el equipo donde vamos a almacenar los archivos generados por el programa, en este caso lo vamos a almacenar en la carpeta con el nombre Process creada inicialmente en los primeros pasos. En la opción Límites para promedio automático de coordenadas definimos el tipo de exactitud en metros que deseamos que el software discrimine, esto claro está se relaciona con el nivel de precisión a manejar. Huso Horario: es la configuración de la zona donde nos encontremos, en este caso de Colombia se encuentra en el meridiano 74° y su huso horario con respecto a Greenwich es -5. En la pestaña Coordenadas nos aseguramos que este en WGS84. 







Después de haber considerado las observaciones anteriores damos clic en el botón Aceptar y se despliega un nuevo entorno:

11


Figura 26. Importar datos crudos.

En la figura anterior, ubicamos el botón Importar, Datos Crudos . En seguida se nos despliega la ventana de exploración de archivos, la cual direccionamos en la carpeta que creamos al principio y seleccionamos los archivos con extensión .O que es el archivo que contiene los datos observados en la medición y los archivos con extensión .N que son los datos observados de la constelación GPS es decir NAV DATA:

Figura 27. Importar los archivos RINEX de nuestro lev antamiento, .O y .N

Seleccionamos los archivos y damos clic en import. 12


Figura 28. Importar archivos RINEX al proyecto.

Posteriormente adicionamos los crudos de la base que en este caso serán los de BOGA:

Figura 29. Importar datos crudos de la base de BOGA.

Instantáneamente una vez asignado los archivos al proyecto nos visualiza la carpeta del proyecto y en pantalla nos muestra el punto asignado, en este caso el punto GPS-UD.

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Figura 30. Ubicación GPS-UD luego de importar los datos RINEX.

A continuación volvemos a dar clic en la barra de herramientas en la pestaña Importar y seleccionamos la opción de Importar Efemérides Precisas, como se observa a continuación:

Figura 31. Importar efemérides precisas.

Al dar clic en Importar Efemérides Precisas… aparecerá la siguiente ventana:

Figura 32. Importar Efemérides Precisas.

Luego de importar las efemérides al proyecto debe aparecer el siguiente mensaje:

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Figura 33. Mensaje de éxito al importar las efemérides al proyecto.

Ahora en la ventana de trabajo del proyecto, damos clic en la pestaña , en la parte de la ventana llamada contenido nos muestra una carpeta llamada antenas. Justo en la barra de herramientas del proyecto buscamos la pestaña Antenas y seleccionamos Importar Archivo de Antena.

Figura 34. Importar archivo de antena para el pro yecto.

Figura 35. Importar el archivo de antenas al proyecto.

Ahora damos clic en la pestaña la siguiente ventana:

de la ventana del proyecto nos muestra

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12

3 Figura 36. Ventana de Proc-GPS.

Descripción:

1. Ventana de Proyectos Abiertos. 2. Sumario Del Punto Tomado en Campo. 3. Ventana de Observación. En la ventana numero 2 nos ponemos sobre el punto (tanto GPSUD como para BOGA), damos clic derecho y seleccionamos propiedades:

Figura 37. Propiedades del punto.

Al dar clic en propiedades aparecerá la siguiente ventana:

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En la opción Tipo de antena buscamos el nombre de la antena con el cual hicimos la toma de datos en este caso la Topcon GR5:


Además de modificar el tipo de antena como se observa en la figura anterior, se debe modificar la lectura de la altura del GPS de cuando se tomaron los datos y especificar si esa medida fue inclinada o vertical.

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Luego en la pestaña de ver/editar, hacemos clic sobre el punto de BOGA para observar sus propiedades como se observa a continuación:

Figura 40. Propiedades del punto BOGA.

Descripción de la ventana:

En la ventana Propiedades del punto en la pestaña General que es la de nuestra importancia se tienen las siguientes opciones: · Id de Pto: En esta opción visualizamos el nombre del punto generado en el RINEX, pero que aun así podemos modificar según lo quiera el usuario. · Clase de pun to: Esta opción permite elegir qué clase de punto es el que es tamos modificando que por defecto el programa carga como Navegación es decir que fue rastreado como cualquier otro. Estimado es cuando el punto ya ha sido medido por el software, por lo cual ya fue calculada su posición. Control es la opción que permite asumir este punto como "libre de error ó con error minimizado". · Subclase de pun to: Esta opción muestra y permite definir qué tipo de solución adquirió el punto, es decir en el caso de Navegación solo visualiza solo código por lo que el software asume esa opción como un punto autónomo. En el caso Estimado solo visualiza que método se utilizo para determinar la posición "código y/o Fase" después de ser procesado el punto. En el caso Control nos da las opciones de que ese punto esta "libre de error ó con error minimizado" tanto en altura ( Z), como en posición( X,Y ) y sus opciones respectivas Fijo en altura y Fijo en posición. · Tipo de Coord: Esta opción nos define que formato de coordenadas deseamos manejar para el punto, si es Geodésicas o Cartesiana. · Formato de coord: Esta opción permite en el caso de modificar las coordenadas o visualizarlas, en el caso de Geodésicas latitud, longitud y altura; en el caso de Cartesianas solo tendremos la opción X,Y,Z. 18


· Tipo de altura: Esta opción describe el tipo de altura que se está manejando con el punto, en este caso el programa y por la información del RINEX se tiene una altura Elipsoidal. · Posición (Latitud, L ong itud, Altura): En esta opción visualiza las coordenadas del punto y también nos permite modificar las coordenadas de los puntos. Para el ejercicio vamos a dar las siguientes opciones para el punto BOGA: · Id de Pto: BOGA. · Clase de punto: Control. · Subclase de punto: Fijo en posición y altura. · Tipo de Coord: Cartesiana. · Formato de coord: X,Y,Z. · Tipo de altura: Elipsoidal · Posición (Latitud, Longitud, Altura): En esta modificamos las coordenadas del punto de la siguiente forma: En

un

navegador

de

internet

introducimos

la

siguiente

dirección:

http://www.sirgas.org/ :

Figura 41. Página de SIRGAS para descargar las coordenadas precisas de la red SIRGAS-CON.

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Figura 42. Coordenadas semanales de las estaciones SIRGAS-CON.

Al dar clic en la opción de coordenadas semanales de las estaciones sirgas-con se desplegara una pestaña con las siguientes opciones:

Figura 43. Soluciones de semanas anteriores para la red SIRGAS.

Al dar clic en la dirección encerrada en el cuadro verde tenemos:

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Figura 44. Directorio por semanas GPS de las coordenadas de la red SIRGAS-CON.

Luego buscamos el directorio con el número de la semana GPS que es 1832 como se observa a continuación y damos clic sobre el:

Figura 45. Directorio de la semana 1832 con las coordenadas precisas de la red SIRGAS-CON.

Luego de las opciones desplegadas seleccionamos:

Figura 46. Soluciones para ibg15p1832.

Al hacer el paso anterior tenemos el listado de coordenadas precisas en formato cartesiano: Figura 47. Coordenadas cartesianas precisas para el punto BOGA.

Estas coordenadas las agregamos a las propiedades del punto BOGA, como se observa a continuación:

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Figura 48. Propiedades del punto BOGA.

Al realizar estas modificaciones el punto de BOGA se ilustrara como sigue:

Figura 49. Punto de control BOGA y punto de navegación GPSUD.

Ahora nos fijaremos en la ventana número 3 (mostrada con anterioridad) nos paramos sobre la barra que indica la medición en tiempo del punto y daremos clic sobre el martillo rojo para el punto BOGA y clic luego en el martillo verde para el punto GPSUD como se observa a continuación:

Figura 50. Modo de selección, referencia (Martillo rojo) y móvil (Martillo verde).

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Figura 51. Selección del modo de referencia para las observaciones en modo diferencial.

La barra que estaba en color gris quedara marcada de color rojo, indicando la base y de color verde indicando el rover. Ahora damos clic en el botón parámetros de procesamiento de datos esto se desplegara la siguiente ventana:

, al hacer

Figura 52. Configuración de los parámetros de procesamiento, pestaña General.

Descripción pestaña General: 







Angulo de Elevación: Describe en grados la máscara de recepción en que

la antena debe captar la señal de los satélites. Para el ejercicio pondremos ángulo de 15°. Efemérides: En esta opción colocamos si las efemérides de los satélites son transmitidas es decir provienen del archivo de navegación (RINEX) o su caso contrario si las hemos descargado son precisas, lo cual para el ejercicio aplica este último. Tipo de solución: Es el parámetro que nos va a definir qué tipo de cálculos queremos que el software empleado para el cálculo y si nos sirve para fijar ambigüedades o no. Por lo cual al dejarlo Automático es el software asume que debe utilizar tanto el Código como la Fase. Tipo de GNSS: Es la opción en al que decidimos que tipo de datos y de que constelación queremos procesar, GPS ó GLONASS. 23


Figura 53. Configuración de los parámetros de procesamiento, pestaña Estrategia.

Descripción pestaña Estrategia: 











Frecuencia: Es el parámetro que define qué tipo de Frecuencia seleccionar

L1, L2, L1+L2 ó L3 que es la corrección libre de ionosfera que s ele hace a la medición. Automático es la opción que se deja predeterminada y forzar a que el software elija automáticamente que frecuencia emplear. Fijar Ambigüedades Hasta: Este parámetro define la distancia máxima a la cual debe estar una base (en el caso de ser un levantamiento de tipo diferencial) para resolver ambigüedades. Por defecto lo dejaremos que sea 80 Km. Duración mínima para soluciones flotantes (estático): Este parámetro define el tiempo mínimo para el cual el software permite el cálculo de una solución flotante para intervalos de levantamientos estáticos. Por defecto lo dejaremos en 300 Segundos. Intervalo de Muestreo: esta opción permite configurar por parte del usuario la cantidad de épocas que quiere que el software procese el punto tomado en campo. Si por defecto aparece usar todas, hace que el software emplee todas las épocas registradas. Modelo Troposférico: La troposfera es una capa atmosférica que se encuentra hasta los 30 km. de altura la cual provoca un retraso en la propagación de las ondas electromagnéticas, tales como las que se emplean en el sistema GPS. Para este parámetro se escoge la opción de modelo Saastamoinen. Modelo Ionosférico: La ionosfera es una delgada capa atmosférica, formada por gases con carga eléctrica (plasma), la cual rodea a la Tierra a una altura que oscila entre los 100 y 1000 km. Para este parámetro dejamos por defecto la opción Automático, la cual hace que el software escoja un modelo según el número de épocas a emplear. 24




Uso de Modelo Estocástico: es una opción que permite resolver

ambigüedades (Solo para procesamiento de tipo Diferencial). Descripción Procesamiento Automático: Esta pestaña describe el tipo de soluciones para líneas bases en el caso de levantamientos de tipo Diferencial, por lo cual solo dejaremos tal cual como el programa lo tiene configurado por defecto. Damos finalmente clic en el botón Aceptar. Ahora damos clic en el icono Procesar

, y nos saldrá el siguiente entorno.

Figura 54. Resultados del procesamiento.

Luego nos dirigimos a la carpeta de Puntos como se observa a continuación y damos clic en el botón de guardar:

Figura 55. Opción de guardar el punto para GPSUD.

Al dar clic en guardar el punto GPSUD aparece como medido y se dibuja la línea base entre BOGA y GPSUD:

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Figura 56. Punto GPSUD medido y la línea base.

Ahora nos dirigimos a la carpeta Informe para visualizar el resultado:

Figura 57. Informe del procesamiento por SPP.

Ahora damos clic derecho sobre el informe y le damos guardar como.. Y lo guardamos como tipo de archivo HTML en la carpeta de informe que previamente creamos. Luego nos ubicamos sobre la carpeta de Puntos y sobre el ítem Guardado, damos clic derecho guardar, como se indica a continuación:

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Figura 58. Guardar el punto del procesamiento.

Los análisis del procesamiento se pueden apoyar si dan clic sobre la carpeta de puntos y sobre el punto de interés dan clic en Analizar, como se indica a continuación:

Figura 59. Analizar el punto de interés.

Con este procesamiento se pueden analizar: DOP: Dilución de la precisión Elevación Azimut Así concluimos el procesamiento de tipo Diferencial, ya del análisis de los informes, consideraciones y observaciones, serán sometidos a juicio de las necesidades que el usuario tiene respecto al ejercicio.   

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