Plano Cartesiano

Introducción

Tanto planos cartesianos como todos los temas que tratamos en este trabajo tienen en común mas de lo que un día pensamos. Estudiamos a fondo todos estos temas descubriendo y educándonos poco a poco; las matemáticas están presentes en muchos aspectos que ignoramos cotidianamente.

Sin decir mas que la matemática esta alrededor de nosotros sin darnos cuenta, esta este trabajo hablando de algunas cosas que desconocíamos y ahora conocemos.

Parte 1: Sistema G.P.S.

- Señalar el significado de las siglas G.P.S.:

Las siglas GPS se corresponden con "Global Positioning System" que significa Sistema de Posicionamiento Global (aunque sus siglas GPS se han popularizado el producto en el mundo comercial.

- Explicar la definición de sistema G.P.S.:

En síntesis podemos definir el GPS como un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) que nos permite fijar a escala mundial la posición de un objeto, una persona, un vehículo o una nave.

La precisión del GPS puede llegar a determinar los punto de posición con errores mínimos de cm (GPS diferencia), aunque en la práctica hablemos de metros.

- Señalar los componentes básicos de un sistema G.P.S.:

El GPS esta integrado por tres segmentos o componentes de un sistema; que a continuación se describen:

a) Segmento espacial:

Consiste específicamente en los satélites GPS que emiten señal de radio desde el espacio, formando una constelación de 24 satélites distribuidos en 6órbitas con un período de rotación de 12 hrs., con una altitud aproximada de20,200 km y una inclinación de 55° respecto al plano ecuatorial. Esta distribución espacial permite al usuario disponer de 5 a 8 satélites visibles en cualquier momento.

b) Segmento de control:

El segmento de control son todas las infraestructuras en tierra necesarias para el control de la constelación de satélites, mantenidas por la fuerza aérea estadounidense. Dichas infraestructuras tienen coordenadas terrestres de muy alta precisión y consisten en cinco grupos de instalaciones repartidas por todo el planeta, para tener un control homogéneo de toda la constelación de satélites.

c) Segmento usuario:

Lo integran los receptores GPS que registran la señal emitida por los satélites para el cálculo de su posición tomando como base la velocidad de la luz y el tiempo de viaje de la señal, así se obtienen las pseudo-distancias en cada satélite y el receptor en un tiempo determinado y observando al menos cuatro satélites en tiempo común; el receptor calcula las coordenadas X, Y, Z y el tiempo.

- Explicar el funcionamiento básico de un sistema G.P.S.:

Para fijar una posición, el navegador GPS localiza automáticamente como mínimo 4 satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada satélite. El navegador GPS sincroniza su reloj y calcula el retraso de las señales (que viene dado por distancia al satélite), calculando la posición en que éste se halla.

Estimadas las distancias, se fija con facilidad la propia posición relativa del GPS respecto a los tres satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta o coordenadas reales del punto de medición.

- Señalar cinco aplicaciones o utilidades de un sistema G.P.S.:

a) Distancia de un lugar a otro.

b) Tiempo en llegar a un lugar.

c) Posición en la que te encuentras.

d) Corrección de camino.

e) Creación de nuevas rutas.

Parte II: Satélite artificial.

- Explicar la definición de satélite artificial:

Se denomina satélite artificial a cualquiera de los objetos puestos en órbita alrededor de la Tierra con gran variedad de fines, científicos, tecnológicos y militares.

Los satélites artificiales son naves espaciales fabricadas en la tierra y enviadas en un vehiculo de lanzamiento, un tipo de cohete que envía una carga útil al espació exterior.

- Señalar los componentes básicos de un satélite artificial:

a) Paneles solares:

Consiste de dos secciones idénticas extendidas simétricamente en las paredes norte y sur del satélite. Cada sección está compuesta por tres paneles solares, los cuales convierten la energía solar en energía eléctrica. Un panel solar es una colección de celdas solares, las cuales extendidas sobre toda su superficie proveen suficiente potencia para el satélite.

b) Plataforma:

La plataforma provee todas las funciones necesarias de mantenimiento para realizar la misión espacial, esta dividida en el módulo de propulsión y el módulo de servicio.

c) Carga útil:

La carga útil de un satélite de telecomunicaciones es el sistema a bordo del satélite el cual provee el enlace para la recepción, amplificación y transmisión de las señales de radio frecuencia. Es la que permite prestar el servicio de interés al usuario en tierra. Consta de transpondedores y de las antenas de comunicación.

d) Antenas este Ku:

Es una antena de forma elipsoidal (Gregoriana) de 3x2,2m con un mecanismo de despliegue, la cual esta montada en el lado este del satélite. La forma del reflector principal es parabólica.

e) Antenas oeste Ku:

Es una antena de forma elipsoidal (Gregoriana) de 3x2,2m con un mecanismo de despliegue, la cual esta montada en el lado oeste del satélite. La forma del reflector principal es parabólica.

f) Antenas C:

La forma del reflector es parabólica. Es una antena de rejilla doble excéntrica de 1,6m de diámetro, la cual está montada en la cubierta del satélite, orientada a la Tierra.

g) Soporte para las antenas:

Es la estructura de apoyo de la antena C, sobre la cual están ensamblados los alimentadores de comunicación de la antena C y las antenas de Telemetría y Telecomando. Esta estructura permite optimizar la masa y minimiza las interfaces entre el satélite y las antenas.

h) Arquitectura de los satélites:

Todos los satélites artificiales, tienen unos componentes comunes, y otros específicos de su misión:

1) Sistema de suministro de energía: Asegura el funcionamiento de los sistemas. Normalmente está constituido por paneles solares.

Sistema de control: Es el ordenador principal del satélite y procesa las instrucciones almacenadas y las instrucciones recibidas desde la Tierra.

2) Sistema de comunicaciones: Conjunto de antenas y transmisores para poder comunicarse con las estaciones de seguimiento, para recibir instrucciones y enviar los datos captados.

3) Sistema de posicionamiento: Mantienen el satélite en la posición establecida y lo apuntan hacia su(s) objetivo (s).

4) Carga útil: Conjunto de instrumentos adaptados a las tareas asignadas al satélite.

- Explicar el funcionamiento básico de un satélite artificial:

Un satélite permanece en órbita alrededor de la Tierra (o de otro cuerpo celeste) cuando la fuerza de atracción gravitacional está equilibrada con la fuerza centrífuga. Como la fuerza de gravedad ejercida por un cuerpo celeste disminuye en proporción inversa al cuadrado de la distancia, cuanto más alto esté situado el satélite, menor será la fuerza de atracción gravitacional y menor, por consiguiente, su velocidad orbital.

A 160 km. de distancia de la Tierra, un satélite necesita, para permanecer en órbita, una velocidad de aproximadamente 28.000 km./h.; a 500 km. de distancia es suficiente una velocidad de unos 27.000 km./h.; a 5.000 km. de distancia, la velocidad desciende a 21.000 km./h.

Naturalmente, cuanto más alto es la órbita, mayor es el tiempo empleado por el satélite para realizar una vuelta alrededor de la Tierra (periodo). Los periodos orbitales de los tres casos tomados en consideración son respectivamente, 1h 28m, lh 34m y 3h 17m.

Una órbita particularmente especial es la que está a 36.000 km. de la Tierra, donde el satélite emplea exactamente 24 horas para realizar una vuelta completa. Esto significa que, con respecto a un cierto punto geográfico de nuestro planeta, el satélite permanece inmóvil porque su período orbital coincide con el de rotación de la Tierra. Una órbita de este tipo se llama sincrónica o geoestacionaria.

- Señalar cinco tipos de satélite artificial según su misión y según su orbita:

a) Según su misión:

1) Satélites astronómicos, son satélites utilizados para la observación de planetas, galaxias y otros objetos astronómicos.

2) Satélites de comunicaciones, son los empleados para realizar telecomunicación. Suelen utilizar órbitas geosíncronas, órbitas de Molniya u órbitas bajas terrestres.

3)

...