6.   FUENTES DE EXTRACCIÓN DE INFORMACIÓN TIPO VECTOR

Es de recordar, que la información digital vector, está conformada por puntos, líneas y polígonos. Anteriormente, se mencionaron las fuentes de extracción de información tipo vector, estas son básicamente:

·         Información digital preexistente.

·         Sistemas de Posicionamiento Global –GPS.

·         Levantamientos topográficos.

6.1.           Información digital preexistente

Es muy común cuando se comienza un proyecto SIG, buscar la información digital que se conozca de la zona, y con las características (features) que se requieren. A veces, es fácil conseguir esta información, particularmente, si es información básica, como lo son, la cartografía, los drenajes, la división política o por ejemplo, edificaciones sobresalientes en el área de estudio; esta información, por lo general, puede ser comprada a entidades estatales como el IGAC o el DANE, e incluso se puede conseguir información más especializada y detallada en entidades departamentales o municipales, como Empresas Públicas de Medellín, el Municipio de Medellín o Empresas Varias de Medellín. Las empresas privadas de ingeniería también ofrecen los servicios de venta de información digital.

Dependiendo de las características de la información, y de los procesos que se hayan tenido que conseguir dicha información, varía el precio, si la información es más reciente, también influye en el valor de la misma. Cuando se compran solo los mapas de una zona, el valor es inferior a sí se adquieren las bases de datos relacionadas a dicha área. Cuando los formatos de venta y de compra no son compatibles, las empresas pueden hacer las transformaciones necesarias para que el cliente reciba la información en su formato nativo de trabajo, pero obviamente, el valor se incrementa.

Cuando se adquiere información digital preexistente para un proyecto, es necesario tener en cuenta las siguientes consideraciones:

Por lo general, adquirir información digital preexistente disminuye en buena parte el tiempo de desarrollo de los proyectos, porque los procesos de digitalización, escaneo y depuración gráfica se eliminan o se disminuyen considerablemente. Sin embargo, nunca se puede olvidar que la información digital adquirida, debe ser guardada de forma original, es decir antes de que sufra cualquier modificación necesaria en el proyecto; una copia debe ser utilizada para los análisis, porque una vez se modifica la información, se corre el riesgo de no poder regresarla a su estado original. La cartografía básica, y las demás características generales que se adquieran para los proyectos, deben ser documentadas en un diccionario de datos, para que pueda ser utilizada en otros trabajos. Cuando se tiene información básica de muchas zonas, es conveniente realizar un Índice Cartográfico, que contenga la distribución de la información disponible para localizarla más fácilmente. Mientras más información se tenga, más cuidadoso y sistemático se debe ser con el manejo de la misma, ya que el desorden, puede llevar a la duplicación en la adquisición de la información, y por lo tanto a la pérdida de tiempo y dinero en los proyectos.

6.2.           Sistemas de posicionamiento global –GPS

6.2.1.                    Descripción del sistema

Probablemente desde que el hombre puso sus pies sobre la tierra, y comenzó a caminar sobre ella, empezó a pensar en donde se encontraba y hacia donde iba. Los primeros viajantes, marcaban sus caminos con grupos de piedras, pero esto sólo funcionaba para pequeñas áreas. Cuando el hombre empezó a explorar los océanos, el problema se tornó peor, porque no había lugar para apilar las piedras, y tampoco existían marcas terrestres para referirse, lo único con lo que contaban entonces, eran las estrellas, pero desafortunadamente las estrellas sólo aparecen en la noche, y cuando ésta es clara, e incluso así, las estrellas sólo pueden dar una aproximación a la localización real, y cuando se trata de buscar la forma de llegar a un puerto, una aproximación tan alejada no es garantía.

Los Fenicios, grandes navegantes, decidieron buscar un sistema que les permitiera llevar sus barcos comerciales en las noches, sin correr el peligro de caer en el "abismo de los dragones" que se encontraba donde la tierra (plana) terminaba. Es así como utilizando grandes antorchas colocadas en las zonas más altas de los riscos costeros, pudieron guiar sus embarcaciones con relativa seguridad; este fue el principio de los faros, que incluso, hoy en día se utilizan. Pero este método, también presentaba sus problemas: las embarcaciones tenían que viajar relativamente cerca de la costa, o de lo contrario no veían las antorchas, y muchas, encallaban en las rocas por el temor a perder de vista los faros y caer en las fauces de los dragones; además, las antorchas tampoco eran muy visibles cuando las condiciones meteorológicas no eran muy buenas y las embarcaciones se extraviaban.

Pero años más tarde, con la llegada de la electricidad, el problema de los faros de antorcha quedó resuelto: grandes radiofaros, que además de incluir luces muy potentes, visibles desde grandes distancias, cuentan con sistemas de radio-ayuda, le permiten a muchos navegantes hoy en día alrededor del mundo, transitar los mares con cierta tranquilidad. Pero aún quedó un problema, ¿qué hacer cuando se está tan alejado del sistema de ondas de radio que no se perciben?

La respuesta, la dio el Ministerio de Defensa de los Estados Unidos (DOD) creando a mediados de los años 70's, la tecnología GPS - NAVSTAR, que por medio de la triangulación con tres o cuatro satélites (dependiendo de la medición) ubica un elemento con sus coordenadas geográficas en cualquier lugar de la tierra y a cualquier hora. Y aunque este sistema nació para defensa y ataque, ahora tiene grandes aplicaciones civiles alrededor del mundo.

GPS is a Satellite Navigation System

Las ventajas que ofrecen los Sistemas de Posicionamiento Global, sobre cualquier otro sistema de posicionamiento hasta ahora conocido son:

Componentes del sistema

Al contrario de lo que se piensa, el sistema de posicionamiento global no es un “aparatico” que se parece a un teléfono celular, como su nombre lo indica, es un sistema; un sistema de tres componentes:

Segmento de control: existen 5 estaciones de monitoreo en todo el mundo, siendo una de ellas, la estación Maestra de Control, todas, a su vez, están controladas por el Ministerio de Defensa de los Estados Unidos, creadores y dueños únicos de la tecnología de Sistemas de Posicionamiento Global.

Las estaciones de monitoreo tienen como funciones: recibir y medir las señales de los satélites e incorporarlas en un modelo orbital para cada SV.  Los modelos calculan con precisión los datos orbítales (efemérides) y las correcciones de los relojes de cada SV.  Las estaciones de monitoreo también capturan datos meteorológicos y transmiten éstos a la estación Maestra de Control.

Con la informacion proveniente de las estacions de Monitoreo la estación Maestra de Control genera los modelos de la ionosfera y se encarga de enviar la informacion de efemerides y correccion de relojes a los SV para que estos puedan enviarle, a los receptores de GPS, segmentos de estas efemerides orbitales.

La estacion Maestra de Control es la encargada de enviar los comandos a los SV. Esta  estacion esta localizada en Schriever Air Force Base (formerly Falcon AFB) en Colorado

Segmento de Espacio: La constelación operacional nominal está compuesta por 24 satélites que conforman la constelación NAVSTAR, éstos están distribuidos en 6 planos de rotación (órbitas) uniformemente distribuidos cada 60 grados y circundan la tierra dos veces por día a una altura de 20.169 Km. sobre la superficie, y con una inclinación con respecto al ecuador de aproximadamente 55 grados cada uno, y su distribución es de 4 satélites (SVs) en cada plano.  La altitud de las orbitas de los satélites es tal que los satélites repiten su paso sobre la superficie terrestre y su configuración es casi la misma cada 24 horas (4 minutos mas temprano cada día)  a medida que la tierra va girando.

Usualmente existen mas de 24 satélites ya que se han venido lanzando satélites nuevos para reemplazar los viejos, sin desactivar estos últimos. Esta constelación de satélites transmite continuamente información codificada de posición y tiempo a alta frecuencia en el rango de 1500 Megahertz.

La configuración actual provee a los usuarios con entre 5 y 8 SV visibles desde cualquier punto sobre la tierra.

Segmento del Usuario: El segmento del usuario consiste en los receptores de GPS y en la comunidad de usuarios. Los receptores convierten las señales de los SV en estimados de posición, velocidad y tiempo. Se requiere de la señal de cuatro satélites, para poder calcular las cuatro coordenadas X,Y,Z, T. 

Precise Positioning Service (PPS)

Standard Positioning Service (SPS)

GPS Satellite Signals

GPS Data

6.2.2.                    GLONASS

Similar to the NAVSTAR Global Positioning System (GPS) deployed by the United States of America is the Global Navigation Satellite System (GLONASS) developed by the Russian Federation. The GLONASS system also contains 24 satellites but only utilizes 3 orbital planes.

6.2.3.                    Funcionamiento de los GPS[2]

GPS is the navigation system of choice for today and many years to come. While GPS is clearly the most accurate worldwide all-weather navigation system yet developed, it still can exhibit significant errors. GPS receivers determine position by calculating the time it takes for the radio signals transmitted from each satellite to reach earth. It’s that old "Distance = Rate x Time" equation. Radio waves travel at the speed of light (Rate). Time is determined using an ingenious code matching technique within the GPS receiver. With time determined, and the fact that the satellite’s position is reported in each coded navigation message, by using a little trigonometry the receiver can determine its location on earth.

La mejor forma de explicar el funcionamiento de los GPS, es a través de cinco (5) pasos conceptuales:

Paso #1: Triangulación de la posición desde los satélites:

Debido a que las órbitas de los satélites son matemáticamente diseñadas y perfectamente conocidas, los satélites pueden ser tomados como puntos de referencia en el espacio. Un ejemplo ilustra esta definición: Si sabemos que estamos a 11,000 millas de un satélite A, ya tenemos una apreciación de ubicación en algún punto de la tierra sobre una circunferencia, que tiene como centro, el satélite A. Si independientemente medimos nuestra distancia a un satélite B, y sabemos que estamos a 12,000 millas, de ese segundo satélite, podemos deducir que tenemos que estar ubicados en algún punto de la circunferencia que se forma por la intersección entre esas dos esferas; Si independientemente medimos nuestra distancia a un satélite C, y averiguamos que estamos a 13,000 millas de éste tercer satélite, ya podemos deducir que nos encontramos entre la intersección de A, B y C, entonces podemos estar en uno de dos puntos que forman la intersección entre las tres esferas; si quisiéramos eliminar el punto erróneo a nuestra posición, podríamos tomar la distancia a un cuarto satélite, pero esto no es necesario, porque por lo general, las coordenadas del punto falso están tan alejadas de nuestra posición real y en muchos caso fuera de la tierra, que el mismo equipo receptor, elimina la posición falsa.

La posición que se calcula en este paso esta en coordenadas ECEF

Paso #2: Midiendo las distancias a los satélites:

Como los satélites están girando en sus órbitas, es necesario tomar el tiempo que tarda una señal emitida por el satélite en llegar hasta el receptor de GPS para saber cual es la distancia entre el punto donde nos encontramos y el satélite. Si utilizamos la ecuación matemática: Velocidad = Espacio / Tiempo, y si conocemos que las señales de radio viajan a la velocidad de la luz, que es de 300.000 Km./seg., debemos averiguar el tiempo de viaje de la señal. El tiempo de viaje de la señal, es el tiempo que se demora la señal de radio en ser recibida por el receptor GPS, desde el momento en que fue emitida por el satélite; éste valor es conocido, ya que, tanto el receptor GPS como el satélite, transmiten un mismo código llamado pseudo aleatorio en el mismo instante, es decir, que la diferencia de tiempo de llegada de la señal, puede ser calculada por el receptor y así se obtiene el tiempo. Para comprender esto, imagínese que usted se encuentra en una esquina de una cancha de fútbol, y que alguien más está en la otra esquina, ahora, suponga que ambos empiezan a contar los números del 1 al 10 en el mismo instante de tiempo; en el momento en que usted dice “1”, la otra persona ha dicho “1”, pero usted escuchara a la otra persona decir “1”, un momento después de que usted lo ha dicho, por el tiempo en que se demora la voz de su amigo en llegar a usted, pero si usted conoce la velocidad a la que viaja la voz (a la velocidad de la luz), y mide el tiempo transcurrido entre el momento en que usted dijo “1”, y el momento en que oyó la voz de su amigo diciendo “1”, tiene el tiempo que se demoró la señal en llegar hasta usted; Ahora bien, para poder medir el tiempo transcurrido entre la emisión de la señal y su recepción, es necesario, que tanto usted, como su amigo, tengan, sus relojes absolutamente sincronizados, y en efecto, tanto los satélites como los receptores GPS, cuentan con relojes de alta precisión para hacer dicha medición. Así, quedan resueltas dos de las incógnitas de la ecuación V = x / t. Si se despeja x = V x t, entonces se puede determinar la distancia que hay entre el satélite y el receptor GPS, que es lo que se quería averiguar.

Paso #3: Control perfecto del tiempo:

Como es muy difícil garantizar que el reloj de cada satélite y el reloj del receptor, estén absolutamente sincronizados, y si se tiene en cuenta que la velocidad de las ondas de radio, es la de la luz, esto implicaría que una diferencia de 1milésima de segundo entre los relojes, llevaría a un desfase de 300 kilómetros en la posición. Por tanto, es necesario solucionar el problema de sincronización: con los satélites, no hay problema, ya que llevan internamente relojes atómicos, sumamente precisos, pero los receptores llevan relojes, aunque muy precisos, no tanto como los de los satélites, debido a su altísimo costo. La solución es, hacer una medición adicional a un cuarto satélite: cuando el receptor detecta un desfase entre las mediciones de los tiempos a los tres satélites con los que realiza la triangulación, atribuye este hecho a una imprecisión en su reloj interno, entonces, hace una medición adicional a un cuarto satélite, y busca un factor de corrección matemático, que le permita encontrar un único punto de coincidencia entre los cuatro satélites, cuando lo encuentra, sincroniza automáticamente su reloj interno y así, el receptor, siempre tendrá la hora universal, como si su reloj interno fuera atómico.

Paso #4: Conocer donde están los satélites en el espacio:

Ya se sabe, que la distancia desde el receptor a los satélites, puede ser calculada con una sencilla fórmula matemática. Los satélites están a 20.000 Km. de altura, y esto, garantiza que no hay problemas de fricción, ni existen otras fuerzas que puedan modificar el curso de los satélites, sin embargo,  la forma de garantizar que realmente, los satélites están donde deben estar, es mantener controladas las órbitas, este control, es ejercido permanentemente por el Ministerio de Defensa de los Estados Unidos, y aunque existen errores de efemérides o evolución orbital, es decir, errores que se generan por influencias gravitacionales del sol y de la luna y por la presión de la radiación solar sobre los satélites, estos errores, no sólo son corregidos por cálculos matemáticos, sino, que son realmente despreciables.

Paso #5: Corrigiendo errores:

Position accuracy depends on the receiver’s ability to accurately calculate the time it takes for each satellite signal to travel to earth. This is where the problem lies. There are primarily five sources of errors which can affect the receiver’s calculation. These errors consist of (1) ionosphere and troposphere delays on the radio signal, (2) signal multi-path, (3) receiver clock biases, (4) orbital errors, also known as ephemeris errors of the satellite's exact location, and (5) the intentional degradation of the satellite signal by the DOD. This intentional degradation of the signal is known as "Selective Availability (SA)" and is intended to prevent adversaries from exploiting highly accurate GPS signals and using them against the United States or its allies.

Today, GPS units are accurate to within 20 meters (approximately 60 feet); although in good conditions, units should display an error of less than 10 meters. The combination of these errors in conjunction with poor satellite geometry can limit GPS accuracy to 100 meters 95% of the time and up to 300 meters 5% of the time. Fortunately, many of these errors can be reduced or eliminated through a technique known as "Differential."

La primera fuente de error “(1) ionosphere and troposphere delays on the radio signal” es el hecho de que la única forma de considerar que las ondas de radio viajen a la velocidad de la luz, es que se estuviera en el vacío.  El hecho de que la señal tenga que pasar a través de partículas cargadas en su paso por la ionosfera y luego tenga que pasar a través de vapor de agua en la troposfera, hace que se  pierda algo de velocidad, creando el mismo efecto que un error de precisión en los relojes, pero por medio de cálculos matemáticos que promedian diariamente estas afectaciones, se puede disminuir considerablemente el error por cambios atmosféricos, hasta hacerlo insignificante.

El otro problema que ocurre comúnmente es el de rebote de la señal o señal fantasma “(2) signal multi-path”, que ocurre cuando la onda choca con la tierra y rebota, los receptores cuentan con sistemas de rechazo que minimizan éste problema.

Hasta mayo de 2000, el error principal en la precisión de los satélites era “(5) the intentional degradation of the satellite signal” conocida como S/A, o disponibilidad selectiva, que era un error intencional introducido en los satélites. Sin embargo, en May 1, 2000, el entonces presidente de los EEUU Bill Clinton ordenó que la Selective Availability (SA) se apagara a la media noche de ese día (Coordinated Universal Time). Ahora los usuarios civiles alrededor del mundo no experimentan mas los errores aleatorios de hasta 100 metros (aproximadamente 300 pies) adicionados para mantener el GPS como una poderosa herramienta de uso militar

La magnitud de los errores se puede ampliar o disminuir dependiendo de la GDOP

Poor GDOP, a large value representing a small unit vector-volume, results when angles from receiver to the set of SVs used are similar.

Good GDOP, a small value representing a large unit-vector-volume, results when angles from receiver to SVs are different.

De manera cuantificada tenemos:

Corrección diferencial - POSTPROCESO

La corrección diferencial posterior es el procedimiento más común para eliminar los errores. Para poder realizar el postproceso es necesario contar con una estación base o estación de referencia con un receptor GPS de alto desempeño, de la cual se conozca su posición con buena precisión. Esta estación debe estar operando y recolectando información al mismo tiempo que se esta recopilando la información de campo.

Dado que la estación de referencia tiene coordenadas conocidas es posible comparar las lecturas del receptor GPS en cada instante con la posición real y restándolas, determinar el error total para ese momento.  Este mismo error debe ser restado a las lecturas del receptor GPS de campo (rover) obteniendo así las posiciones “reales”

Existen dos condiciones fundamentales para poder utilizar la corrección diferencial:

Obviamente las distorsiones atmosféricas no son constantes para todo el planeta por lo tanto para que este método sea realmente valido la distancia entre el rover y la estación de referencia debe ser lo menor posible.

La otra condición es que tanto el receptor de campo como el receptor de la estación de referencia estén “viendo” simultáneamente los mismos satélites.  Si en un determinado momento el rover realiza una medición utilizando un satélite que no esta visible para la estación base, dicha medición no podrá ser corregida y deberá descartarse.

Carrier Phase Tracking - Levantamientos de alta precison usando la señal portadora (Surveying)

Utilizando postproceso y receptores de alto desempeño es posible realizar levantamientos de alta precisión mediante el uso de los desfases en la señal portadora.

The idea behind all differential positioning is to correct bias errors at one location with measured bias errors at a known position. A reference receiver, or base station, computes corrections for each satellite signal

DGPS works by placing a high-performance GPS receiver (reference station) at a known location. Since the receiver knows its exact location, it can determine the errors in the satellite signals. It does this by measuring the ranges to each satellite using the signals received and comparing these measured ranges to the actual ranges calculated from its known position. The difference between the measured and calculated range is the total error. The error data for each tracked satellite is formatted into a correction message and transmitted to GPS users in real time or strored for future off site calculations. real time correction message format follows the standard established by the Radio Technical Commission for Maritime Services, Special Committee 104 (RTCM-SC104). These differential corrections are then applied to the GPS calculations, thus removing most of the satellite signal error and improving accuracy. The level of accuracy obtained is a function of the GPS receiver. Sophisticated receivers like the Starlink DNAV-212 and INVICTA 210 series can achieve accuracy on the order of 1 meter or less.

Because individual pseudo-ranges must be corrected prior to the formation of a navigation solution, DGPS implementations require software in the reference receiver that can track all SVs in view and form individual pseudo-range corrections for each SV. These corrections are passed to the remote, or rover, receiver which must be capable of applying these individual pseudo-range corrections to each SV used in the navigation solution. Applying a simple position correction from the reference receiver to the remote receiver has limited effect at useful ranges because both receivers would have to be using the same set of SVs in their navigation solutions and have identical GDOP terms (not possible at different locations) to be identically affected by bias errors.

Differential Code GPS (Navigation)

elementos del DGPS

REFERENCE STATION:

The reference station GPS receiver knows exactly the position of its antenna; therefore it knows what each satellite range measurement should be. It measures the ranges to each satellite using the received signals just as if it was going to calculate position. The measured ranges are subtracted from the known ranges and the result is range error. The range error values for each satellite are formatted into messages in the RTCM SC104 format and transmitted continuously.

MODULATOR:

Depending on the transmission format, the modulator encodes the data as necessary for transmission. For example, in the free USCG system, the modulator creates a carrier signal which varies using MSK modulation. A "one" data bit is represented by an advancing carrier phase and a "zero" bit by a retarding carrier phase. The modulated carrier output from the modulator is connected to the transmitter.

TRANSMITTER:

The transmitter is basically a power amplifier which is connected to an antenna system. The modulated carrier is amplified and driven to the antenna. In the USCG system, the transmitter is 250-1000 Watts and operates in the 300 KHz frequency range. The amplified signal is radiated via the antenna to remote DGPS receivers for real-time position correction.

DGPS CORRECTION RECEIVER:

A DGPS correction receiver decodes the signals received from a reference site. Data is formatted into a serial RTCM SC104 data stream and provided to the remote GPS receiver. There are many types of DGPS correction receivers.

GPS RECEIVER:

The GPS receiver measures ranges to each satellite, but before the measurements are used to calculate position; corrections received from the DGPS receiver are applied to the measurements. The position is then calculated using the corrected range measurements providing vastly increased accuracy.

6.2.5.                    Aplicaciones de los GPS

Como se ha explicado anteriormente, el sistema GPS, fue diseñado, inicialmente para usos militares, pretendiendo enviar misiles dirigidos a coordenadas exactas, e incrementar así, la efectividad de acertar en el blanco y evitar daños a civiles no involucrados en los conflictos. Ahora, el Sistema de Posicionamiento Global, está abierto a los usos civiles y las casas productoras han convertido los receptores, en equipos portátiles, que calculan la posición cada medio segundo con una precisión más que suficiente para navegación marina y vehículos terrestres.

Los GPS tienen dos modos de funcionamiento básico, y cada modo de funcionamiento, un sinnúmero de aplicaciones; las dos funciones básicas son:

Dentro de estos dos modos básicos de funcionamiento, existen varias aplicaciones muy comunes, tales como detección de vehículos, personas y animales y topografía convencional, pero existen otras aplicaciones tal vez, más importantes pero más desconocidas, algunas de ellas son:

6.2.6.                    Ingreso de información proveniente de GPS al SIG

Si bien es cierto que los GPS tienen muchas aplicaciones, para el objetivo de este documento la capacidad de posicionamiento es la más importante, debido a la necesidad del SIG, de recibir información georrefenciada.  La utilización de los GPS para el levantamiento cartográfico de sitios geográficos es la aplicación más relacionada con SIG. Cuando se utiliza un receptor GPS como reemplazo de los sistemas de topográfica convencional con Teodolito y cinta, el proceso se hace, por lo general, más rápido y ofrece la ventaja de poder descargar la información almacenada en el receptor directamente en el computador, en formato digital vectorial, lo que sugiere sólo, ciertas correcciones a la presentación de la información.  Muchos equipos receptores permiten conseguir la información de campo, separada por capas temáticas, lo que aligera aun más el proceso de análisis en el SIG.

La información recolectada con GPS debe ser transformada al sistema de coordenadas con el que se esté trabajando, a no ser, que éste sea el WGS84, que es el mismo que el GPS utiliza. 

En muchas ocasiones, es muy conveniente utilizar datos provenientes de un levantamiento con GPS, para trabajar con SIG, ya que por lo general, la información es más actualizada que la proveniente de la cartografía análoga.  Además cuando se cuenta con presupuesto limitado para desarrollar todo el reconocimiento cartográfico con GPS, es posible complementar la cartografía existente con los elementos que hayan cambiando desde la fecha en la que la cartografía original fue levantada.  El manejo de puntos, líneas y polígonos, que presenta el formato GPS, es muy útil a la hora de utilizar la información en análisis de álgebra de mapas.

6.2.7.                    Utilización del GPS

Existen varias clases de receptores GPS,  desde Los mas comunes y de menor precio son los llamados navegadores, los cuales posen baja precisión y capacidades limitadas en lo que a aplicaciones SIG se refiere, hasta los mas completos capaces de precisión submétrica, grandes capacidades de almacenamiento y utilidades mas aplicables a SIG.

De manera genérica se describe a continuación los pasos para la utilización de un receptor GPS, suponiendo que se va a utilizar en la recolección de datos para una aplicación SIG por lo cual se omiten los detalles de su uso en la navegación u otras actividades recreativas.

6.2.7.1.                                Preparación del equipo de GPS

Como ya sabemos, para el cálculo de la posición con GPS es necesario que el aparato receptor tenga sincronizado su reloj y conozca con la mayor precisión posible la posición de los satélites desde los cuales esta recibiendo las señales; por lo tanto cuando el receptor es nuevo o no ha sido usado por un tiempo es necesario encenderlo en un lugar donde pueda recibir la señal de al menos 3 satélites con el fin de que éste pueda descargar las efemérides (descripción de las orbitas) y sincronizar su reloj lo mejor posible.  Dependiendo del equipo, esta operación puede tardar de 5 a 15 minutos aproximadamente.

Esta operación no requiere de ninguna interacción por parte del usuario pero es necesario realizarla ya que sin la información adquirida en el proceso no será posible hacer el planeamiento del trabajo de campo ni el equipo receptor será capaz de realizar la toma de datos.

6.2.7.2.                                Preparación del diccionario de datos.

El diccionario de datos consiste en una lista codificada de los tipos de features que se espera encontrar durante el trabajo de campo. El diccionario de datos se debe preparan antes de dejar la oficina, trabajo que se realiza mediante la utilización de un software sencillo proporcionado generalmente por el fabricante del equipo de GPS.

Muchos de los equipos de campo no poseen un teclado alfabético completo y en aquellos que si lo tienen este es muy pequeño e incomodo para poderse usar ágilmente en condiciones de campo.  Por esta razón y para ahorrar tiempo durante la recolección de datos es necesario como parte de la preparación del trabajo, elaborar y cargar en el equipo un diccionario de datos completo, adecuado para el tipo de datos que se espera recopilar. 

Además de agilizar la recolección de información, la elaboración de un diccionario de datos asegura que ésta sea consistente, es decir, que los nombres de los elementos y la descripción de sus atributos sean consistentes y uniformes, además de compatible con la información existente en el SIG.  Frecuentemente la recolección de información se realiza por más de una persona y en diferentes momentos en el tiempo. Un buen diccionario de datos en el receptor de GPS hará que la información siempre se ingrese de la misma manera y en el mismo formato.

La mejor manera para ilustrar como estaría definido un diccionario de datos es mediante un ejemplo: Supongamos que queremos recopilar información de campo con GPS para un estudio de usos del suelo de un área rural determinada.  En esa área esperamos encontrar varias clases de cultivos, diversos árboles individuales, bosques, pastos, algún área urbanizada, casas aisladas, caminos y carreteras, acequias, pozos etc., de los cuales nos interesa ingresar a nuestro SIG la localización y algunos de sus atributos.

A cada uno de los elementos de la lista anterior es posible definirles su tipo de elemento y una lista de posibles atributos, por ejemplo:

Features tipo punto.

Features tipo línea.

Features tipo área.