Coordenadas Celestes y Terrestres, Apuntes de Geografía

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CONEXIÓN

COORDENADAS

CELESTES Y

TERRESTRES

Unidad II. Coordenadas Terrestres

CONTENIDOS

1. Sistema de Coordenadas Celestes

2. Características Orbitas Satelitales

3. SistemaGPS

Sistema de Coordenadas

Sistema de Referencia Heliocéntrico - Elíptico

Figura 1. Sistema Heliocentrico – Eliptico: Coordenadas Cartesianas y Angulares

Encuentra la expresión de las coordenadas

rectangulares eclípticas (Xε, Yε, Zε) en función de

las angulares (r, λ, β).

Sistema de Coordenadas

Sistema de Referencia Geocéntrico - Ecuatorial

Figura 2. Sistema Geocentrico – Ecuatoriall: Coordenadas Cartesianas y Angulares

Deduce las expresiones necesarias para obtener las angulares

en función de las rectangulares y utilízalas para hallar las

coordenadas Geocéntricas Absolutas de la Estación Espacial

Internacional (ISS) cuyo vector posición es:

→ r = (− 5472 , − 1805 , 3509 ) km.

Sistema de Coordenadas

Sistema de Referencia Topocéntrico - Horizontal

Figura 3. Sistema Topocentrico - Horizontal: Coordenadas Cartesianas y Angulares

Encuentra las expresiones de las coordenadas topográcas rectangulares en

función de las angulares. Deduce también las recíprocas.

a) Utiliza esas expresiones para hallar: a) (XT , YT , ZT ) de la ISS observada

desde un observatorio de Chile con las coordenadas angulares

b) Las coordenadas altazimutales (Az, El, dist) de la ISS si las coordenadas

topocéntricas desde la ETSID el día 14 de Abril de 2020 son (− 1329 , − 432. 4 ,

273. 1 ) km.

Sistema de Coordenadas

Sistema de Referencia Topocéntrico - Horizontal

Figura 3. Sistema Topocentrico - Horizontal: Coordenadas Cartesianas y Angulares

Características Orbitas Satelitales Figura 4. Tipos de Orbitas

Existen tres tipos de órbitas y se clasifican según su distancia de la tierra:

LEO (Low Earth Orbit) entre 200 y 1. 400 Kms, MEO (Medium Earth Orbit) a

15. 000 Kms y GEO (Geostationary Orbit) a 35. 680 Kms.

Constelación de Satélites Estadounidense

Sistema GPS Figura 5 MovimientoOrbitalGPS Los satélites GPS vuelan en órbita terrestre media (MEO) a una altitud de aproximadamente 20. 200 km ( 12. 550 millas). Cada satélite gira alrededor de la Tierra dos veces al día. La Fuerza Espacial normalmente vuela más de 24 satélites GPS para mantener la cobertura cada vez que los satélites de referencia reciben servicio o se desmantelan. Los satélites adicionales pueden aumentar el rendimiento del GPS, pero no se consideran parte de la constelación central.

Constelación de Satélites Estadounidense

Sistema GPS Figura 7 GPS enOrbita

Constelación de Satélites Ruso

Sistema GLONASS Figura 8 SistemaGLONASS Los satélites GLONASS están colocados en órbitas aproximadamente circulares con una altitud orbital nominal de 19. 100 km y un período orbital de 11 horas, 15 minutos y 44 segundos.

Figura 10. Configuracion GPS y GLONASS

Constelación de Satélites de la Unión Europea

Sistema Galileo Figura 12. Galileo en Orbita El segmento espacial de Galileo se define como una constelación Walker 24 / 3 / 1 : 24 satélites nominales de órbita terrestre media (MEO) están dispuestos en 3 planos orbitales, con sus nodos ascendentes distribuidos uniformemente a intervalos de 120 grados, inclinados 56 grados con respecto al ecuador.

Constelación de Satélites Mundiales

Sistema GNSS Figura 14. DiferenciaentreGPSyGNSS Para que se logre entender como tal un GNSS, existe una estructura muy marcada denominada como “segmentos”. Una red GNSS consta de tres tipos de segmentos: el espacial, el control y los usuarios.

• Segmento Espacial: Se constituye por los satélites que forman el sistema, tanto de navegación como de comunicación.
• Segmento de Control: Se compone por un conjunto de estaciones presentes en la superficie (en tierra), las cuales se ocupan de recolectar los datos obtenidos para ponerlos a disposición de los usuarios (tercer segmento).
• Segmento de Usuarios: Está conformado por equipos, terminales, receptores y dispositivos que reciben las señales procedentes del segmento espacial.

Segmento Control y de Usuarios

Estructura Señal GPS Figura 15. ControldeSeñalGPS Las estaciones de control de la constelación:

• Colorado Springs (EEUU)
• Ascensión (Atlantico Sur)
• Hawái (Pacifico Oriental)
• Kwajalein (Pacifico Occidental)
• Diego Garcia (Indico)