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Introducción al Proyecto ATLAS Sistema de Posicionamiento Global (GPS) Utilización de GPS en la clase Experiment 1: Experimento de Cartografiado Global |
Experimento de Cartografiado Global
- Descripción del experimento
- Esquema
- Elección del punto de referencia
- Posicionamiento del punto de referencia
- Cómo se utilizan los receptores Garmin
- Escritura de resultados:
Descripción del experimento
En esta actividad los "investigadores de ATLAS" determinarán sus posiciones en la Tierra e intercambiarán esta información con el resto de colaboradores de ATLAS de todo el mundo. Utilizando receptores GPS, el equipo de cada escuela determinará la longitud y latitud de un punto de referencia representativo de la escuela así como el momento de la medida en tiempo universal (
Coordinated Universal Time (UTC)). Estas medidas deben hacerse a las 12 del mediodía (o lo más próximo posible a esta hora) del día 6 de mayo de 1999.Cada colegio registrará estas medidas en la hoja de trabajo
field log sheet. La información registrada en la hoja se enviará por e-mail al Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO) a la dirección atlas@cfa.harvard.edu. SAO distribuirá las hojas de todos los participantes a las diferentes escuelas y además enviará información adicional de forma que las posiciones e identidades de todos los participantes comenzarán a descubrirse.Esquema del Experimento
Este experimento debe llevarse a cabo en los siguientes pasos:
- Elección de un punto de referencia.
- Determinación de la posición de este punto con receptores GPS en el instante designado.
- Registro de los datos obtenidos (latitud, longitud y tiempo) en la hoja de trabajo.
- Envío de datos a
A continuación describimos estos pasos en detalle
Elección del Punto de Referencia
Hay tres factores fundamentales a tener en cuenta a la hora de seleccionar el punto de referencia para este experimento:
- Accesibilidad a dicho punto para que resulte conveniente situarse en él durante las medidas
- Estabilidad del elemento de soporte del receptor, de manera que éste permanezca fijo
- Buena visibilidad del cielo desde dicha posición. Debe evitarse la obstrucción de la "visión" de los satélites desde el receptor por parte de objetos como casas, árboles, etc.
Determinación de la Posición del Punto de Referencia
En la mayoría de experimentos internacionales, la coordinación entre los trabajos de todos los colaboradores es crucial. Nuestro caso no es una excepción. Los investigadores de ATLAS deberán determinar sus posiciones (longitud y latitud) y proporcionar el momento en que se toman las medidas el día 6 de mayo de 1999. Este experimento debe llevarse a cabo durante el mediodía, lo más cerca posible de las 12 hora local.
Para la fase piloto de ATLAS (año 1999) utilizaremos receptores GARMIN (
GARMIN GPS receivers) cedidos, en concepto de préstamo, por University NAVSTAR Consortium (UNAVCO) Facility de Boulder Colorado, USA. Cada unidad tiene un panel de mandos que permite introducir información y una pantalla que muestra los resultados. El receptor lleva integrada una antena para la detección de las señales enviadas por los satélites y un pequeño ordenador para analizar todas las señales recibidas y calcular las coordenadas precisas del receptor.Para determinar la posición del punto de referencia hay que seguir los siguientes pasos:
- Colocar el receptor en el punto de referencia.
- Encender el receptor.
- Esperar hasta que el receptor adquiera datos de los satélites GPS.
- Apuntar las posiciones obtenidas y demás información en la hoja de trabajo.
- Apagar el receptor GPS.
Modo de empleo de los receptores GARMIN
Por favor, mirad la página de web de GARMIN (
user guide).Para poner en marcha el receptor de GPS, presionad el botón de encendido, o "POWER", señalado con el dibujo de una bombilla. Aparecerá una página informativa sobre el estado de visibilidad de los satélites y la intensidad de sus señales.
Las posiciones de los satélites se muestran con círculos concéntricos. El círculo exterior corresponde al horizonte (ángulo de elevación de 0° ). El punto central representa al cénit (ángulo de elevación de 90° ). El círculo interior corresponde a un ángulo de elevación intermedio entre el horizonte y el cénit.
La página de información de los satélites estará en pantalla hasta que el receptor detecte al menos 4 de ellos (el número mínimo necesario para determinar la posición). En cuanto el receptor haya calculado sus coordenadas de longitud y latitud aparecerá en pantalla la página de posición.
La página de posición muestra la localización del receptor y también proporciona información muy útil como es la dirección en la que el portador del receptor se mueve y su velocidad. Durante el experimento de cartografiado global, el receptor debe permanecer quieto sobre el punto de referencia, con lo cual la velocidad mostrada en pantalla debe ser nula o muy cercana a 0.
Como resultado de este experimento debemos guardar las coordenadas de latitud y longitud obtenidas a partir de las señales de los satélites y el momento en que se ha realizado la medida en tiempo coordinado universal (
Coordinated Universal Time).Los valores de latitud y longitud se muestran, en grados, bajo la cabecera denominada POSITION. El primer valor corresponde a la latitud, acompañada de la letra N (S) para designar el hemisferio norte (sur). El segundo valor es el de longitud, acompañado de la letra W (E) para designar el hemisferio oeste (este).
Aunque en este experimento no utilizaremos la coordenada de altitud, el receptor de GPS también la proporciona, bajo la cabecera denominada ALT, en metros (distancia sobre el nivel del mar).
El tiempo, medido de forma muy precisa, en el sistema de referencia global (UTC) puede leerse bajo la cabecera TIME. Se trata de la hora correspondiente al meridiano de Greenwich.
Toda esta información debe anotarse en la hoja de trabajo (
Field Log Sheet) y guardarse cuidadosamente puesto que es la única referencia escrita del resultado del experimento.Para apagar el receptor GPS, mantened presionado el boton de "POWER" hasta que se apague la pantalla. Pero no olvidéis apuntar los resultados de las medidas antes de apagar el receptor!
Para quien quiera saber un poco más: Orientación local del receptor y visibilidad de los satélites.
Hay una brújula en el borde superior izquierdo del panel de satélites que muestra una flecha de dirección norte. Esta flecha señala la parte superior del receptor GPS y no necesariamente la dirección del polo norte desde el receptor. Si sabes en qué dirección está el polo norte (por ejemplo, utilizando otra brújula), puedes orientar el GPS de forma que su flecha apunte en la dirección norte. Entonces aparecerán en pantalla las direcciones de los satélites desde el receptor de la siguiente manera: imagínate una flecha cuya base está en el centro de los círculos y que apunta al número de satélite que aparece en pantalla. Esta flecha imaginaria marca la dirección en la que se encuentra el satélite desde la posición del receptor. Entonces, utilizando los círculos para determinar la elevación del satélite con respecto al horizonte, puedes saber más o menos dónde se encuentra el satélite en el cielo.
Conocer la posición de los satélites en el cielo ayuda, sobre todo, a determinar si las señales pueden encontrar obstrucciones en su camino hasta el receptor (edificios, árboles, etc). En la parte inferior de la pantalla de satélites aparece un histograma que muestra la intensidad de las señales. Cuando hay obstrucciones las señales aparecen ténues o nulas.
Registro de medidas: hoja de trabajo
La hoja de trabajo contiene información sobre
- Fecha
- Hora local
- Nombre del equipo participante
- Nombre del punto de referencia
- Descripción breve del punto de referencia
- Latitud del punto de referencia
- Longitud del punto de referencia
- Hora en tiempo global (UTC) en formato de 24 horas
- Información adicional
Aunque en la hoja de trabajo sólo se apunta una medida de posición del punto de referencia, es interesante tomar varias medidas de esta posición. Veréis cómo no siempre obtenéis el mismo resultado debido a la imprecisión del receptor.
Comunicación de los resultados a los colegas de ATLAS
En cuanto todas las medidas estén registradas, debéis enviar toda la información por correo electrónico (e-mail) al Smithsonian Astrophysical Observatory (dirección de e-mail: atlas@cfa.harvard.edu). Debéis utilizar el ejemplo de e-mail que encontraréis en
Global Mapping Experiment Sample E-mail. Vuestros datos serán redirigidos al resto de participantes de ATLAS de todo el mundo. De la misma manera, cada grupo participante en el proyecto recibirá mensajes electrónicos con los datos de los demás grupos.El ejemplo de e-mail (
Global Mapping Experiment Sample E-mail ) contiene la misma información que habéis guardado en la hoja de trabajo con algunos datos adicionales para describir mejor al grupo que lo envía. Se puede, además, enviar algún mensaje de saludo para los colegas de ATLAS.Llegada de los resultados de vuestros colegas de ATLAS
Recibiréis los e-mails del resto de participantes el día 7 de mayo de 1999. Esto revelará, por primera vez, los lugares desde donde vuestros colegas han estado llevando a cabo este experimento. Intentad localizar estos lugares en el globo terráqueo que se os proporciona (podéis utilizar etiquetas para recordar estos sitios).
Podréis marcar sus posiciones en el globo de forma aproximada sólamente ya que las líneas de latitud y longitud están bastante espaciadas. Pero, de todas formas, tendréis información suficiente para dilucidar de qué continente viene cada e-mail, incluso el país y quizás la ciudad de procedencia. Podéis jugar a averiguar muchísimas cosas sobre los países participantes a través del Web. Es una forma muy entretenida de aprender sobre otras culturas lejanas e incluso desconocidas.
Los nombres y lugares de procedencia de todos los participantes se enviarán por e-mail al coordinador de ATLAS de cada escuela para verificar la precisión de los datos recibidos. A partir de entonces las comunicaciones ya se habrán establecido y todos tendrán plena libertad para mantenerlas a través de cartas o e-mail. Muchas veces, los colaboradores de proyectos internacionales acaban haciéndose amigos fácilmente.
Space Geodesy Group Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics 60 Garden St, MS 42 Cambridge, MA 02138-1516