introduccion a gps:

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INTRODUCCION A GPS:ESSC 541-5424.14.05

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Sumario de la PresentaciónI. Formato de AprendizajeII. Básicos de GPSIII.GPS “Bajo Cubierta”IV.Sistemas de Coordenadas y DatumV. Tecnología de Mapeo MóvilVI.Manos a la Obra con el GPS

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Formato de Aprendizaje• Clase Teórica

– Una hora de presentacion y orientación sobre GeoXT en el aula

• Laboratorio– Viaje de campo (¿Cuándo?) para practicar

usando el GPS en el campo

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¿Qué es GPS?El Sistema de Posicionador Global (GPS)

Es una Constelación de Satélites orbitando la Tierra mantenidos por el Govierno de los Estados Unidos con el propósito de definir posiciones geográficas en y sobre la superficie de la Tierra. Consiste de tres segmentos:

Segmento de Control

Segmento Espacial

Segmento del Usuario

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Satélites GPS(Vehículos Satelitales (VS))

• El primer satélite GPS fue enviado en 1978

• La constelación se completó en 1994

• Satélites construidos para durar como 10 años

• Pesan aproximadamente 2000 libras y tienen 17 pies de largo

• El poder de transmisión es de solamente 50 Watts o menos

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Decendencia del GPS • Fase 1: 1973-1979 VALIDACION del CONCEPTO

1978-Primer Lanzamiento del Bloque 1 VS• Fase 2: 1979-1985

DESARROLLO COMPLETO Y PRUEBAS• Fase 3: 1985-al Presente

PRODUCCION Y DISPERSION

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SISTEM DE POSICIONAMIENTO PRECISO(SPP)

• SOLAMENTE Usuarios autorizados

• Estados Unidos y aliados militares

• Requiere equipo criptográfico, recividores especialmente equipados

• Exactitud a 21 Metros el 95% del tiempo

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Servicio de Posicionador Estándar(SPE)

• Disponible a todos los usuarios

• Exactitud degradada por Disponibilidad Selectiva hasta el 2 de Mayo 2000– Exactitud Horizontal : 100m

• Ahora tiene casi la misma exactitud que el SPP

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Segmento Espacial• satélites 24+

– 6 planos con 55° de inclinación

– Cada plano tiene 4-5 satélites

– Posición de transmisión y tiempo de información sobre 2 frequencias

– La Constelación tiene repuestos

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Segmento Espacial• Orbita muy alta

– 20,200 km– 1 revolución en

aproximadamente 12 hrs– Viaja aprox. 7,000mph

• Consideraciones– Exactitud – Habilidad de supervivencia– Covertura

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Segmento Control

EstaciónMaster Control

Etación MonitorAntenaTerrestre

ColoradoSprings

Hawaii IslasAscención

DiegoGarcia

Kwajalein

Monitoreo y Control

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Segmento Control: Manteniendo el Sistema

(5) Etaciones Monitoras

• Corrige errores deÓrbita y reloj•Crea nuevo mensajeDe navegación

• ObservaciónEfímera y reloj

Alcon AFBEstación deSubida de info.

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Segmento del Usuario• Más de $19 Billones invertidos por

DoD• Sistema de Uso Dual desde 1985

(civil y militar)• La comunidad civil rápidamente tomó

ventaja del sistema– Cientos de clientes en el mercado – 3 billones en ventas, el doble en 2 años– 95% de usuarios actualmente

• La Mesa Directiva DoD/DoT dicta política GPS

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Usos comunes del GPS• Navegación y Rastreo

Tierra Mar y Aire

• Sondeo/ Mapeo

• Aplicaciones Militares

• Usos Recreacionales

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Cómo Trabaja el Sistema SegmentoEspacialSatélites 24+ La efímera actual

Es transmitida aLos usuariosEstaciones

Monitoras• Diego García• Islas Ascención• Kwajalein • Hawaii• Colorado Springs

Control de GPSColorado Springs

UsuarioFinal

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TriangulaciónSatélite 1 Satélite 2

Satélite 3 Satélite 4

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Medición de la Distancia

Tasa = 186,000 millas por segundo (Velocidad de la Luz)

Tiempo = tiempo que toma la señal en viajar del VS al recividor GPS

Distancia= tasa x tiempo

Cada satélite lleva alrededor de cuatro relojes atómicos

Usa la oscilación de los átomos del cesio y el rubidio para medir el tiempo

Exactitud?más/menos un segundo sobre más de 30,000 años!!

Todo el Sistema Gira Alrededor del

Tiempo!!!

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VS y Relojes Recividores• Relojes VS

– 2 Cesios & 2 Rubidiosen cada VS– $100,000-$500,000 cada uno

• Relojes Recividores– Relojes similares a los relojes de puño de

cuarzo– Siempre un error entre el satélite y los

relojes recividores ( t)

• 4 satélites son requeridos para resolver por x, y, z, and t

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• PROBLEMA– No puede usar relojes

atómicos en el recividor

• SOLUCION– Relojes recividores

son exactos por periodos cortos de tiempo

– Resetear a menudo– 4to VS son usados

para recalibrar un reloj recividor

Reloj de Cesio = $$$$$$$!!!

Tamaño de una PC

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Rompiendo el CódigoTiempo de Transmisión

Recividor

La señal del Transportador... combinadd con…Código RPR... produce la

Señal modulada del Transportador la cual es transmitida... desmodulada...

I detectada por el recividor, inmovilizada peroUn temporizador...

Tiempo pospuesto

Satélite

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Exactitud y Presición en GPS• Exactitud

– La cercanía de una medición al valor estándar o verdadero

• Presición– El grado al cual varias medidas proveen

respuestas muy cercanas unas a otras

¿Qué afecta la exactitud y la presición en GPS?

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Fuentes de Error• Disponibilidad Selectiva

– Degradación intencional de la exactitud del GPS

– 100m en horizontal – 160m en vertical– Cuenta por la mayorí del

error GPS estándar– Apagado el 2 de mayo 2000

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FUENTES DE ERROR• Dilución Geométrica de la

Presición (DGP) – Describe la sensibilidad del recividor a

cambios en el posicionamiento gemétrico de los VSs

• Si el valor de DP( Dilución de presición) es más alto, la medición es más pobre

CALIDAD DPMuy Buena 1-3Buena 4-5Moderada 6Sospechosa >6

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Fuentes de Error• Error del Reloj

– Diferencias entre el reloj del satélite y el reloj del recividor

• Retrazos de la Ionósfera– Retrazo en las señales del

GPS cuando pasan a través de la capa de iones libres de electrones conocida como la ionósfera.

• Error Compuesto– Causado reflecciones de la

señal del GPS que se mezcla co la señal deseada

Señal

Directa

Seña

l Ref

leja

da

AntenaGPS

Señal Reflejada

Superficie Dura

Satélite

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GPS Diferencial• Método de remover errores que afectan las

mediciones del GPS

• Un recividor de estación base se coloca en una localización donde las coordenadas son conocidas

• La señal tiempo en la localización de referencia se compara con el tiempo en la localización remota

• La diferencia de tiempo representa el error en la señal del satélite

• Las correcciones en tiempo real son transmitidas al recividor remoto

– Frecuencia simple (1-5 m)– Frequencia real (sub-métrica)

• Post-Procesamiento de GPS Diferencial implica correciones un tiempo más tarde

Localización

Referente

Localización

Remota

= Error

www.ngs.noaa.gov/OPUS

Online post-processing

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Sistema de Incremento de Area Ancha (SIAA)

• Sistema de satélites y estaciones terrenas que provee correciones de señales de GPS

• 25 estaciones terrenas de referencia a través US

• Estaciones maestras crean correción de mensajes GPS

• Mensaje diferencial corregido es transmitido a través satélites geoestacionarios a un recividor

• 5 Veces la exactitud (3m) 95% del tiempo

• Solamente requiere GPS habilitados con SIAA

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Datum y Sistema de Coordenadas• Hay muchos sistemas de dato

y coordenadas en uso actualmente

• Referenciación incorrecta de coordenadas al datum puede resultar en errores de posición de cientos de metros

• Con, exactitud sub-métrica disponible con los GPS de hoy día, una cuidadosa selección y conversión del datum es crítica!

¿Porqué debería de preocuparme por sistemas de datum y coordenadas cuando use GPS?

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Dato Geodético: ¿Qué es?• Define el tamaño y la

forma de la tierra• Used como base para

sistemas de coordinada• Variedad de modelos:

– Tierra plana– Esférica– Elipsoidal

• WGS 84 define alturas geoides para toda la tierra

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Sistemas de Coordenadas: ¿ Qué son?

• Basados en Dato Geodético

• Describe localizaciones en dos o tres (ie. X,Y,Z or X,Y)

• Local y Global

• Sistemas comunes- Lat, Long Geodésica (global)- UTM (local)- State Plane (local)

• Variedad de métodos de transformación

www.uwgb.edu/dutchs/UsefulData/UTMFormulas.HTMHerramienta de conversión en línea

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Zonas UTM del Mundo

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Geodetic Latitude, Longitude• El Meridian de Greenwich y el Ecuador son

planos de referencia usados para definir la latitud y la longitud

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¿Cuál es la localización correcta?

La misma localización puede tener varias posiciones de referencia, dependiendo del sistema de coordinadas usado

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“Mapeo Móvil”• Tecnología GPS Integrada

y progamas de SIG

• SIG hacen la data directamente accessible en el campo

• Puede ser aumenteda con una tecnología inalámbrica

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Mapeo Móvil Pros y Contras• Pros

– Entrada de data más eficiente

– Acceso listo a data de SIG

– Menor transcripción de error

– Es posible subir/bajar en tiempo real por medio inalámbrico

• Cons– Costoso

– Almacenamiento de data limitado

– Data digital puede ser perdida/corrompida

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Manos a la obra con GPS

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Paul BurgessUniversity of RedlandsRedlands [email protected]

¿Preguntas?

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OBJECTID Northing Easting GPSDate GPSDateTime1 3982854.745 656956.881 09-Apr-04 09-Apr-042 3982854.748 656956.885 09-Apr-04 09-Apr-043 3982854.84 656956.953 09-Apr-04 09-Apr-044 3982854.697 656957.42 09-Apr-04 09-Apr-045 3982854.55 656957.393 09-Apr-04 09-Apr-046 3982854.539 656957.365 09-Apr-04 09-Apr-047 3982854.443 656957.304 09-Apr-04 09-Apr-048 3982854.37 656957.461 09-Apr-04 09-Apr-049 3982854.303 656957.619 09-Apr-04 09-Apr-04

10 3982854.089 656957.571 09-Apr-04 09-Apr-0411 3982854.062 656957.672 09-Apr-04 09-Apr-0412 3982854.02 656957.581 09-Apr-04 09-Apr-0413 3982853.882 656957.36 09-Apr-04 09-Apr-0414 3982853.776 656957.314 09-Apr-04 09-Apr-0415 3982853.821 656957.262 09-Apr-04 09-Apr-0416 3982853.9 656957.222 09-Apr-04 09-Apr-0417 3982853.865 656956.896 09-Apr-04 09-Apr-0418 3982853.825 656956.811 09-Apr-04 09-Apr-0419 3982854.382 656954.229 09-Apr-04 09-Apr-0420 3982857.014 656958.041 09-Apr-04 09-Apr-04

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Introducción Práctica al uso de GPS Garmin 60 (Integración Instrumental)

TALLER“INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS) Y SU INTEGRACIÓN A PROGRAMAS DE MANEJO DE DATOS GEOGRAFICOS (ARCGIS)”

Responsable: Lic. Rafael Enrique Corrales Laboratorio de Percepción Remota,

OACS/UNAHCoordinación: Dra. María Cristina Pineda de Carías

Dirección OACS/UNAH

CURLA, La Ceiba, 12, 13 y 14 de Julio del 2006

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Encendido

Antena GPS

Pantalla LCD

Aumento

Página

Cursor

Menú

Introducir

Salir

Marcar

Buscar

CONOCIENDO SU RECEPTORGPS GARMIN 60

Lic. Rafael Corrales – LPR-OACS/UNAH

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Conociendo las Teclas de FunciónEncendido: Presione y mantenga el botón para encender. Presione y suelte para ajustes y contraste.

Aumento: Desde la pagina de mapa, presioney suelte botones de Acercarse (In) o Alejarse(Out), según desee.

Buscar: Presione y suelte el botón, una vez enla pagina de búsqueda, vuelva a presionar paraseleccionar la búsqueda deseada.

Marcar: Presione y suelte la tecla, para marcarsu posición actual como un Waypoint.

Salir: Presione y suelte para cancelar la entrada de datos, o para salir de una pagina o menú.

Página: Presione y suelte para atravesar deforma cíclica las paginas principales.

Menú: Presione y suelte para ver un menúen cada pagina. Presione dos veces paraVer el menú principal.

Introducir: Presione y suelte para seleccionarLa opciones resaltadas y datos o confirmarMensajes sobre la pantalla.

Cursor: Presione izquierda, derecha, arribao abajo par mover a través de listas, resaltarcampos, botones en la pantalla e iconos, introducir datos o mover panorámicamenteel mapa.


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Instalación de las BateríasEl GPS 60, trabaja con dos baterías Alcalinas AA.Los datos son almacenados y no importa que estas Se agoten, los datos se mantienen.

Para Instalar las Baterías:

1) Remueva el cubre baterías, levantando el aro en D, y girándolo ¼ contra las manecillas del reloj, y tire del cubre baterías.

2) Inserte las baterías, observe que tengan correctamente su polaridad.

3) Vuelva a colocar el cubre baterías, uniendo la parte baja del cobertor con la parte baja de la unidad, asegúrese que la pestaña del cobertorse acople en la unidad. Presione el cobertorgirando el aro en D en sentido de las manecillas del reloj, para cerrarlo.Cubre Baterías

Aro en D

Cerrojo

Compartimiento de baterías

Nota: Si va a reemplazar baterías, hágalo con baterías nuevas, o con baterías completamente cargadas. Nomezcle baterías de NiMH con Alcalinas. El uso excesivode la luz o el Beep de las teclas, reduce la vida útil delas baterías


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Inicialización del GPSAntes de que usted comience a utilizar su GPS, deberá esperar que el GPS se inicialice, este proceso permite que el GPS reciba y almacene información de los satélites de navegación. La inicialización ocurre de forma automática y no toma mas de unos minutos.

Para Inicializar la Unidad (adquisición de satélites):

1) Tome su GPS y llévelo fuera, donde pueda tener unavisión clara del cielo y enciéndalo. Aparecerá la pagina de bienvenida, seguido de la Pagina de Satélites.

2) Espere un momento mientras el GPS busca la señal de los satélites, mientras se encuentra la señal, usted verael mensaje Adquiriendo Satélites

3) Una vez que su GPS haya adquirida la señal de los satélitesaparecerá su ubicación en coordenadas en la parte alta dela pagina.

Nota: Si por alguna razón su GPS no se habilita, intente moverse de edificioscercanos, árboles o cualquier obstrucción.


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Ajuste en Contraste de LuzSi usted no puede ver la pantalla de su GPS de forma clara, puede ajustar el brillo y el contraste de la luz.

1) Presione y suelte la tecla de Encendido (Power).

2) Presione las teclas de cursor (Rocker) hacia arriba y abajo, para incrementar y disminuir el brillo de la pantalla.

3) Presione las teclas del cursor (Rocker) de izquierda a derecha para cambiar el contrastre de la pantalla.

4) Presione la tecla Salir (Quit) para salir del menú.

Brillo Contraste


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Las Páginas PrincipalesSu GPS muestra toda la información que usted necesita, navegando en las cinco Paginas Principales o pantallas; Pagina de Satélite, Pagina de Información de viaje, Pagina de Mapa, Pagina de Compás y Pagina de Menú Principal. Presione la tecla Pagina para ver las paginas en el orden que se muestra a continuación.

Pagina de Satélite

Pagina Informaciónde viaje

Pagina de Mapa

Pagina de Compás

Pagina de MenúPrincipal


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Introduciendo los Datos

Para introducir o cambiar datos, utilice las teclas de Cursor y Enter.Presione las teclas izquierda y derecha, arriba y abajo, para resaltarun campo si usted quiere cambiarlo. Presione Enter para seleccionarun campo. Use la tecla de Cursor para seleccionar la opción desde unMenú y presione Enter.

Quizás usted necesite introducir números o palabras con la tecla de Cursor y un teclado dePantalla. Para introducir datos use la tecla de Cursor para resaltar una letra o número.Presione Enter para seleccionar la letra o númeroResaltado. Continué escogiendo letras con las teclas de Cursor y Enter. Cuando usted haya Finalizado resalte OK y presione Enter.

El teclado en pantalla


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Marcando un WaypointUn Waypoint es cualquier punto en la Pagina de Mapa que usted almacenó en su memoria. Usted puede marcar (crear) un waypoint de su ubicación actual, dándole nombre y salvándolo para usarlo en una Ruta.

Para marcar un Waypoint:

1) Desde la Pagina de Mapa, presione la tecla Marcar. La pagina de Marcar Waypoint aparecerá.

2) Para darle nombre al Waypoint use la tecla de Cursos, resalteel campo Nombre y presione Enter.

3) Introduzca un nombre al Waypoint con el teclado usando lasteclas Cursor y Enter.

4) Seleccione OK y presione Enter para salvar el Waypoint.Pagina de Marcar Waypoint

Nombre


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Creando y Viendo TrayectoriasLas trayectorias son como huellas – muestrasexactamente por donde se ha movido. La trayectoriaaparece como pequeñas líneas punteadas en la Pagina del Mapa. Su GPS 60 crea automáticamente trayectoriassegún se mueva y genera una línea llamada Track log.

Para ver una Trayectoria:

1. Presione la tecla Pagina hasta que aparezca la pagina de Mapa.

2) Camine desde su posición actual, por unos minutos.

3) Presione In para aumentar la vista en la Pagina del Mapa hasta poder ver su trayectoria.

Track log


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Buscando Sitios

Para buscar un Waypoint:

1) Presione la tecla Buscar. Aparecerá la Pagina Buscar resaltando“Waypoint” y presione Enter.

2) Use el Cursor para arrastrarse a la parte baja de la lista y resalteel Waypoint que busca. Presione Enter para seleccionar el Waypoint. Aparecerá la Pagina de Información del Waypoint.

3) Introduzca un nombre al Waypoint con el teclado usando lasteclas Cursor y Enter.

4) Use el Cursor para resaltar Mapa y presione Enter. Si usted quiere ver el Waypoint en el mapa

Usando la Pagina de Búsqueda, si usted carga de forma opcional.datos de puntos de interés de MapSource en su GPS, usted podrá encontrar información sobre restaurantes, hospitales, etc. (dependede los datos disponibles).

Pagina de Búsqueda

Pagina de Búsqueda de Waypoint

Pagina de Información del Waypoint

Pagina de Mapa

con Ruta

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Creando RutasUna ruta provee su dirección en línea recta desde un punto a otro,o de un punto a otros diferentes. Usted puede crear una ruta simplebuscando un waypoint y seleccionando Go To (Ir A). Usted puedeCrear muchas rutas complejas involucrando otros puntos desde laPagina de Rutas.

Para crear una Ruta:

1) Presione la tecla Pagina hasta que vea la pagina de Menú Principal.Use el Cursor para resaltar Rutas y presione Enter. Vuelva presionarEnter para crear una nueva ruta.

2) Resalte (seleccione el siguiente punto) y presione Enter para agregarun punto a su ruta. Aparecerá la Pagina Buscar.

3) Busque un punto u otros puntos para agregar a su ruta. Cuando ustedhaya encontrado un punto, seleccione “Use” desde la Pagina de Información del Punto, para agregar el punto a su ruta.

4) Repita los pasos 2 y 3 para agregar mas puntos a su ruta. Cuando usted haya finalizado de agregar puntos, seleccione “Navigate” y presioneEnter para comenzar a usar la ruta.

Crear Ruta Agregar Punto a Ruta

Pagina de Viaje

Pagina de Mapa Pagina de Compás

Nota: Use una Pagina de Mapa, de Compás y de Viaje para navegar una ruta. LaRuta aparecerá como una línea oscura en la Pagina de Mapa. Para detener la navegación presione “Menú”, en la Pagina de Mapa y seleccione detener navegación


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GRACIAS POR SU ATENCION

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