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Preocupación por la situación de España

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SISTEMAS GLOBALES DE NAVEGACION POR SATELITE (GNSS) 1. Introducción

GNSS (Global Navigation Satellite System), es el acrónimo que se refiere al conjunto d tecnologías de sistemas de navegación por satélite que proveen de posicionamiento geoespaci con cobertura global de manera autónoma.

Los orígenes del GNSS se sitúan en los años 70 con el desarrollo del sistema milita estadounidense GPS ( Global Positioning System), destinado al guiado de misiles, localización objetivos y tropas etc. A través de una red de satélites, un receptor de GNSS es capaz d determinar su posición en cuatro dimensiones (longitud, latitud, altitud, y tiempo), lo que h dado lugar a multitud de aplicaciones civiles y militares.

En este trabajo se estudia el estado del arte de los sistemas GNSS: abordando distintos aspect de dicha tecnología, así como su composición y funcionamiento, posibles fuentes de error aplicaciones. Se presentaran también los distintos sistemas existentes en la actualidad y futuro proyectos. 2. Historia del GNSS

Por último, se analizan las organizaciones implicadas en el desarrollo y despliegue de esto sistemas, así como diversos estudios económicos que confirman la importancia que dich tecnología está empezando a cobrar en la actualidad. Estos dos apartados son especialmen útiles e informativos sobre posibles oportunidades de negocio y profesionales en el sector d las telecomunicaciones.

Como ya se ha mencionado se entiende por GNSS, al conjunto de sistemas de navegación p satélite, como son el GPS, GLONASS y el reciente Galileo. Es decir los sistemas que son capace de dotar en cualquier punto y momento de posicionamiento espacial y temporal.

Sin embargo, el concepto de GNSS es relativamente reciente, puesto que su historia comienz en los años 70 con el desarrollo del sistema estadounidense GPS, que como ya hemo mencionado, tuvo en sus orígenes aplicaciones exclusivamente militares, y su co bertura a pes  de u untitle sistema de ser mundial, no era, como hoy se entiende “Global”, es to decir, era Sign up vote on this exclusivamente militar cuyo control estaba bajo el DoD (Department of Defense) de los Estado  Useful  Not useful Unidos, y sometido a un estricto control gubernamental.

No es hasta que se empiezan a tener en cuenta sus aplicaciones civiles, cuando el Gobierno d

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Con el segmento espacial (red de satélites) perteneciente de manera exclusiva a los EEUU, resto de países, como Japón, Australia, y el continente europeo, se centran en el desarrollo d segmento de tierra, es decir, de los centros de control y recepción de las señales GPS, y d elaborar sistemas de aumento (SBAS y GBAS) para dicha tecnología, que les permitan obtene un posicionamiento más preciso a través de distintos métodos que veremos más adelante.

Esto plantea inquietudes a nivel internacional, ya que, la capacidad que tienen los EEUU pa emitir la señal civil del GPS es también la misma para distorsionarla o dejar de emitirla en cas de guerra o conflictos entre países (lo que se entiende como disponibilidad selectiva), surge a la necesidad para los demás países de tener su propio sistema de navegación por satélite, qu les permita de manera autónoma disponer de esta tecnología sin dependencia de los EEUU.

Queda pues, un largo camino por recorrer para el resto de países en el desarrollo de nuevo sistemas de navegación por satélite. Europa plantea Galileo como sistema con un us exclusivamente civil, si bien los gobiernos de los distintos países podrán emplearlo también co fines militares. Rusia relanza el proyecto GLONASS y otros países como China plantean desarrollo de sistemas experimentales como COMPASS, la India IRNSS y Japón QZSS com sistemas regionales.

Si el GNSS plantea un futuro lleno de posibilidades, primero han de resolverse multitud d cuestiones, como capacidades de los nuevos sistemas, interoperabilidad con el GPS o coste entre otras cosas. Factores que implican a multitud de organizaciones, como agencias espacial encargadas del desarrollo del sistema, gobiernos y otras agencias nacionales e internacional encargadas de cuestiones legislativas.

Han proliferado en multitud de países agencias, publicaciones, asociaciones de GNSS con el f de proponer aplicaciones, soluciones y acuerdos así como educar sobre esta tecnología, debid en parte a su prometedor futuro, y en parte a su complejo entorno internacional.

Hemos establecido ya un marco para definir qué características debe tener un sistema GNSS estas alturas, ya que si bien el primero fue el GPS, su evolución así como el resto de sistema que surjan en otros países deben tener una estructura básica muy similar para garantizar interoperabilidad y las características entre distintos GNSS. 3. GNSS: definición de su composición, características y segmentos

Los sistemas de navegación por satélite tienen una estructura claramente definida, que  se divid Sign up to vote on this title en tres segmentos distintos: un segmento espacial, un segmento de control, un segmento d Useful  Not useful elementos. usuarios. No se entiende un GNSS sin alguno de estos tres

Hasta ahora la situación era la de sistemas dependientes del GPS, que no tenían segment

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3.1. Segmento espacial

Es el segmento compuesto por los satélites que forman el sistema, tanto de navegación com de comunicación. Mientras que los primeros orbitan alrededor de la Tierra, repartiéndose e distintos planos orbitales, los segundos son los que forman los llamados sistemas de aument que sirven para la corrección de errores de posicionamiento. -

Satélites de navegación

El segmento espacial de un GNSS debe tener el suficiente número de satélites d navegación, tales que éstos puedan garantizar una cobertura global en todo momento.

Además para ser lo suficientemente robusto en el servicio, ha de tener un número que permita transmitir información de manera redundante en caso de que algún satélite deje d prestar servicio, o para que haya un mayor número de satélites en una zona que no permitan obtener un posicionamiento más preciso.

Los satélites por otro lado, han de estar colocados en distintos planos orbitales de tal form que se cubra toda la Tierra de manera global en todo momento (actualmente el GP garantiza un mínimo de 5 satélites visibles en cualquier parte del mundo). Sin embarg dependiendo del número de satélites, la distribución dentro de estos planos orbitales n tiene porqué ser uniforme.

Aunque entraremos en más detalle sobre las características técnicas en posterior capítulos, basta con saber que el Reading GPS estadounidense en la actualidad tiene un You're a Preview constelación de 30 satélites, distribuidos en seis planos orbitales de manera no uniforme, y access with a free trial. que los satélites adicionalesUnlock que full proporcionan información redundante se han id añadiendo poco a poco a la constelación originalmente uniforme de 24 satélites. Download With Free Trial

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 Satélites de comunicación

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Sus funciones son garantizar las prestaciones del sistema mediante monitoreo del segment espacial y aplicar correcciones de posición orbital y temporal a los satélites, enviand información de sincronización de relojes atómicos y correcciones de posicionamiento de órbit a los distintos satélites. -

Estructura del segmento de control

La estructura básica para todo GNSS, es un conjunto de estaciones de monitorización y un estación de control, que reciben las señales de los satélites y son capaces de llevar a cab las funciones anteriormente citadas.

Cada estación genera su propia información sobre el funcionamiento del sistema, en últim instancia esta información se envía a una estación de control que aplica dichas correccion al satélite del GNSS, en cuanto a su posición orbital y coordenadas temporales, o bie retransmite la información a un satélite geoestacionario que forma un sistema de aumen (como se hace en la actualidad con el GPS, en países que no tienen un segmento espaci propio).

Como la posición de cada estación y las coordenadas temporales se conocen (cada estació está equipada con un reloj atómico de cesio), se pueden combinar las medidas obtenid por varias estaciones para crear un sistema de navegación inverso que determine localización espacial y temporal del satélite. En última instancia se envía a través de las estaciones de monitorización o de control Reading Preview nueva información al satélite, You're que corrige así sua órbita y su mensaje de navegación. Unlock full access with a free trial.

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Centro de control de Misiones de GPS

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electrónica del receptor. Contiene un reloj altamente estable (generalmente un oscilad de cristal) y normalmente una pantalla donde mostrar la información de posicionamiento Los receptores se encargan de tres funciones principales: -

-

Satellite Manager, que es la gestión de los datos que envía el satélite. En primer lugar receptor está en modo INIT en el que se almacena el almanaque y el estado de los satélit en una memoria. Después pasa al modo NAV en el que almacena los datos necesarios pa los cálculos. Select Satellite, que se encarga de encontrar los cuatro satélites con geometría óptima pa la navegación, a partir de una lista de satélites visibles. SV Position Velocity Acceleration, que calcula la posición y velocidad de los satélit empleados en la navegación.

You're Reading a Preview

Receptor WOXTER 100 GPS con Bluetooth Unlock full access with a free trial.

Este segmento ha evolucionado mucho, desde sus principios donde un receptor era capaz d captar la señal de cuatro o cinco satélites, hasta actualidad Download WithlaFree Trial que tienen hasta doce o veint canales, lo que permite un mejor posicionamiento.

Además del número de canales (o señales de satélite que es capaz de captar), los receptore también se caracterizan por los sistemas de corrección internos (como DGPS) y también por lo protocolos que utiliza con distintos fines, como comunicaciones entre dispositivos (median USB, Bluetooth o NMEA 0183).

Por último decir que es de vital importancia la existencia de acuerdos entre distintos GNSS d  sistem forma que los receptores de un sistema puedan recibir señales los satélites de otro Sign upde to vote on this title o de sistemas de aumento, lo que implica que en la actualidad se trate de useful buscar un consens  Useful  Not de cómo deben evolucionar los GNSS.

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Disponibilidad: el sistema debe garantizar su normal funcionamiento durante un porcenta

muy elevado de tiempo, en torno al 95% o 99% si hablamos de aplicaciones críticas o n Esto hace que se introduzcan satélites redundantes a la constelación para garantizar funcionamiento en caso de que alguno falle. Precisión: el sistema debe proporcionar un posicionamiento espacial y temporal precis Hablamos de un rango de metros en aplicaciones civiles en la actualidad, que varían de u sistema de aumento a otro; y de centímetros para aplicaciones militares del GPS. Integridad: la integridad es un concepto fundamental en la navegación. Hace referencia cómo de fiables son los datos que se están usando para seguir una determinada ruta realizar una determinada operación. Para cuantificar la integridad, se suele expresar riesgo de pérdida de integridad como la probabilidad de un fallo no detectado. Es decir lo satélites deben transmitir información fiable y no errónea. Continuidad de servicio: concepto que se refiere sobre todo al servicio prestado por el GP ya que el Gobierno Norteamericano podría apagar la señal civil que generan sus satélite terminando o interrumpiendo así su servicio.

Así para garantizar todas las prestaciones del sistema, se debe tener el control del mismo, y que la dependencia de otros sistemas, ya sea GPS o GLONASS, hace que los países sin su prop Sistema de Navegación por Satélite, no puedan garantizar dichas prestaciones; si bien con l sistemas de aumento si podemos garantizar algunas de éstas. 5. Funcionamiento de un sistema GNSS1

En este apartado vamos a cubrir los aspectos clave del funcionamiento de los GNSS. Ahora qu You're Readingque a Preview conocemos su estructura básica y las prestaciones debe ofrecer, vamos a ver el proceso qu se da desde que se envía la información hasta que se recibe, y como se aprovecha dich Unlock full access with a free trial. información para calcular el posicionamiento.

Download With Free Trial involucra los distintos segmento El funcionamiento de un Sistema de Navegación por Satélite vistos anteriormente, de tal manera que se relacionan entre sí:

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Segmento espacial: envía la señal que se recibe en los segmentos de control y usuario. Segmento de control: recibe la señal del segmento de espacio, monitoriza y actualiz

-

información enviando correcciones a los satélites si es preciso. Segmento de usuario: recibe información procedente del segmento espacial y calcula posición. Sign up to vote on this title

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6. Aplicaciones de los sistemas GNSS

Como ya se ha descrito anteriormente, el nacimiento de la tecnología GNSS tiene su origen e las aplicaciones militares del GPS, empezando a funcionar para aplicaciones civiles a finales d los 80. Vamos a ver ahora estos dos tipos de aplicaciones y a describir su estado actual, así com sus características. 6.1. GNSS: el sistema militar

Los beneficios del GPS son cuantiosos, se ha convertido en un componente esencial para lo sistemas militares estadounidenses, usándose en todo tipo de equipamiento militar como arm guiadas de alta precisión, o navegación y posicionamiento de las tropas en vehículos de tier mar y aire. Podemos clasificar los servicios militares como: -

Servicios para Ejército del Aire: reconocimiento y localización de objetivos, repostaje e

vuelo, cálculo de rutas, aproximación al aterrizaje, precisión de los bombardeos, etc. Servicios para Infantería: supervivencia, emplazamiento de la artillería, reconocimiento localización de objetivos, recuperación de equipos, puntos de encuentro, evacuaciones, et Servicios para la Marina: navegación, operaciones anfibias, patrulla coster emplazamiento de minas, posicionamiento de submarinos, etc.

Sin embargo el GPS ha vuelto al ejército de EEUU extremadamente dependiente de dicho dispositivos, lo que ha llevado a cabo el estudio de mecanismos de seguridad que garantice que no se va a emplear su propia tecnología contra ellos mismos. Mecanismos como la citad You're Readingo aelPreview disponibilidad selectiva actualmente en desuso control que ejerce el gobierno sobre lo receptores GPS que se venden, limitando su funcionalidad dependiendo de su altitud Unlock full access with a free trial. velocidad, (no permiten una velocidad mayor de 515 m/s a una altitud mayor de 18 Km) evitand con dichas medidas que puedan colocarse en armas guiadas contra los EEUU. Download With Free Trial 6.2. GNSS: el sistema civil global

El uso del GPS como tecnología civil se inicia a partir de la década de los 90, y supone el inicio d un nuevo sector tecnológico con multitud de aplicaciones potenciales. Cabe destacar distinto tipos de aplicaciones: -

Automoción: los sistemas de navegación de automóviles basados en GPS, son la aplicació

más conocida de esta tecnología en la actualidad. Son receptores GPS de distint Signsoftware up to votecon on this title informació características, y sobre los que podemos cargar un diversa

 Useful  Not (mapas, localizaciones, límites de velocidad, radares…), son capaces deuseful analizar y planific -

rutas en marcha. Constituyen un amplio mercado en la actualidad. Ferrocarriles: La navegación por satélite se utiliza ya en algunas aplicaciones tales como

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Agricultura: el DGPS ha supuesto también una revolución en el mundo agrícola facilitand

multitud de procesos: La gestión de activos, optimizando el uso de recursos en función d trozo de parcela en el que se encuentre la máquina, el trazado de lindes, la gestión forest y el seguimiento de vehículos son sólo algunos ejemplos. Inspección y mapeo de territorios (geodesia y geofísica): el GNSS se emplea en la medició de datos para actualización de mapas cartográficos. Un ejemplo del uso del GNSS son l Sistemas de Información Geográfica (SIG), son una integración organizada de hardwar software, datos geográficos y personal, diseñado para capturar, almacenar, manipula analizar y desplegar en todas sus formas la información geográficamente referenciada co el fin de resolver problemas complejos de planificación y gestión, en donde se utiliza el GN para la recogida de datos. Sincronización de equipos: el GPS es utilizado en la actualidad para la sincronización d distintos tipos de equipos por ser una fuente de tiempo muy precisa. Se usa por ejemplo e el protocolo NTP de Internet para la sincronización de equipos informáticos de una re estableciendo el reloj del GPS como el maestro a partir de los que se sincronizan el rest También se usa en comunicaciones TDMA para redes. Telefonía móvil: Algunos teléfonos móviles pueden vincularse a un receptor GPS diseñad a tal efecto. Suelen ser módulos independientes del teléfono que le proporcionan los dato de posicionamiento, los cuales son interpretados por un programa de navegación. Servicios de localización y emergencia: son servicios basados en el GPS integrado en u dispositivo móvil, que envía la información de la posición de éste a través de una re Pueden tener distintas aplicaciones, como servicios de emergencia (localización d personas), o publicidad (localización de lugares). El uso del GPS para el ocio y tiempo libr es un segmento que tiene cada vez un mercado mayor: el senderismo, ciclismo, escalad You're Reading a Preview montañismo etc. Se han hecho eco de esta tecnología. La iniciativa GMES dentro d proyecto Galileo es un ejemplo del uso del GNSS Unlock full access with acon freeestos trial. fines. Transporte multimodal: los GNSS van a permitir la localización y gestión de flotas d transporte (tierra, mar o aire), Download permitiendo mejores tiempos de entrega y el abaratamien With Free Trial de costes. Elaboración de mapas de la ionosfera: la información que envían los satélites GPS sensible a las perturbaciones de la ionosfera, que causan error en la señal que se propag A través de dicho error podemos medir las perturbaciones en la ionosfera y por tanto hac un mapa de la misma, a través del cual se podrán medir seísmos en cualquier parte d planeta en tiempo real.

Las nuevas aplicaciones que están surgiendo son también las responsables del diseño de lo  Sign up to vote onque this se title nuevos GNSS y de la actualización de versiones de GPS y GLONASS, a los les han añadid nuevas prestaciones que permitan dar nuevos servicios.  Useful  Not useful

Por otro lado, estas aplicaciones tendrán un profundo impacto en diversos sector

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7. GPS: Global Positioning System 7.1. Historia

El NAVSTAR GPS12 es hasta la fecha, el único sistema de posicionamiento global completamen operativo. Como ya hemos comentado antes, el GPS tiene un origen mili tar, que comienza, com gran parte de la tecnología que se desarrolla en el siglo XX, con la Guerra Fría.

El GPS tiene su origen en el sistema TRANSIT (también norteamericano) un sistema d navegación que surgió en los años 60 como resultado de la colaboración entre lo Departamentos de Defensa y Transporte de los EEUU y la NASA. Si bien dicho sistema tenía un cobertura mundial, no es un GNSS, puesto que no ofrecía un servicio global ya que no e accesible las 24 horas del día.

Se hacía necesario por tanto un salto cualitativo, y se inicia el proyecto NAVSTAR GPS en 197 La iniciativa, financiación y explotación corrieron a cargo del Departamento de Defensa. proyecto se desarrolló en distintas fases: -

Fase 1 (1973-1977): estudio de conceptos, diseño y viabilidad del proyecto. Fase 2 (1979-1988): producción del primer bloque de satélites que servirá para validar

sistema. -

Fase 3 (1989-1995): conseguir un segmento espacial plenamente operativo con

lanzamiento del segundo bloque de satélites. Se declara la Capacidad Inicial Operativa e 1993 (IOC), y se declara la Plena Capacidad Operativa en 1995 (FOC). You're Reading del a Preview - Fase 4 (1996-2001): lanzamiento y desarrollo tercer bloque de satélites, y operación mantenimiento del GPS. Unlock full access with a free trial. - Fase 5 (2002-2013): desarrollo de los nuevos satélites con mejores prestaciones qu sustituirán a los antiguos, y lograr una constelación más robusta. Download With Free Trial A partir de la caída de la Unión Soviética el Gobierno de los EEUU decide poner a disposición ci esta tecnología, aunque con ciertas limitaciones que no pongan en peligro a los EEUU como ha explicado anteriormente.

El sistema pasó a estar completamente operativo en 1994, cuando se alcanzaron los 24 satélit que componían el segmento espacial, y con un gran número de estaciones de control operativ en todo el mundo. Sign up to vote on this title

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7.2. Composición del sistema

El GPS por ser el primer sistema, ha definido la arquitectura básica del resto de GNSS. Se compone de tres segmentos: -

Segmento espacial: conjunto de satélites, que han sido lanzados en sucesivas generacion Segmento de control: formado por una estación maestra y un conjunto de estaciones d

-

monitorización que proporcionan información a ésta y de antenas de tierra que forman u enlace bidireccional con los satélites. Segmento de usuario: conjunto de receptores GPS que hacen uso del sistema.

7.2.1.

Segmento espacial

Como ya se ha visto en el capítulo 1, el segmento espacial del GPS diseñado en un princip constaba de 24 satélites distribuidos por igual en seis planos orbitales circulares distribuido uniformemente con una inclinacion de 55° sobre la linea del horizonte y una altitud de uno 20200 Km. El período de cada satélite para completar una órbita es de unas doce horas, siend la posición la misma al cabo de un día sideral.

Esto garantizaba un mínimo de cinco satélites disponibles en cualquier parte del mund (normalmente seis), sin embargo se han ido añadiendo satélites que mejoren las prestacione de servicio del GPS.

En la actualidad hay un total de 30 satélites en el asegmento You're Reading Preview espacial del GPS, distribuidos n uniformemente y que garantizan unas mejores prestaciones en cuanto a disponibilidad Unlock full access with a free trial. integridad que la constelación de 24.

Download Trialvaría de uno a otro, ya que algun Sin embargo, el estado y el funcionamiento deWith cadaFree satélite operan con relojes atómicos de Cesio y otros con relojes atómicos de Rubidio.

Como se puede apreciar en la figura, dividiendo la tierra en planos orbitales en función de latitud y longitud se obtiene una red sobre la que posicionar los distintos satélites.


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7.2.2.

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Segmento de control

El segmento de control del GPS está compuesto por los siguientes elementos: -

Estación de control maestra (MCS): situada en Colorado en la base Falcon de la US Air Forc

Existen además dos estaciones de reserva en California y Maryland. Estaciones de control: situadas por todo el Globo terráqueo (Hawaii, Kwajalein,Ascensio Island, Diego Garcia, Colorado Springs), tres de ellas poseen antenas que transmite información a los satélites (Ascension Island, Diego Garcia, Kwajalein), mientras que otra dos no.

Se conoce de manera muy precisa la posición de cada una de estas estaciones de acuerdo co las mediciones realizadas por el World Geodetic System en el 1972 y posteriormente en 198 De ésta forma se puede conocer la precisión del GPS, ya que al calcular la posición de la estació por triangulación a partir de la información que envían los satélites GPS, se calcula la desviació sobre la posición exacta (medida) de la estación.

El funcionamiento del segmento de control es el siguiente: las estaciones de control (monit stations) reciben la información de los satélites, acumulando datos sobre posición de ésto mensajes etc. Dichos datos se envían a la MCS, que los procesa y aplica las correccione necesarias en cuanto a órbitas y mensaje de navegación del satélite.

You're Reading a Preview Unlock full access with a free trial.


Sign up to vote on this title Useful Segmento de control de GPS

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Como la posición de cada estación y las coordenadas temporales se conocen (cada estación es

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En caso de fallo de la MCS, las dos estaciones de reserva (Backup) estarían listas para funcion de forma inmediata sin que se alterara el normal funcionamiento del sistema en ningú momento. 7.2.3.

Segmento de usuario

Un receptor GPS es un receptor de radio especializado. Es diseñado para captar las señales d radio que son transmitidas desde los satélites, y calcula una posición basado en la informació recibida. Los receptores son de diferentes tamaños, formas, aplicaciones, características precios.

Los receptores GPS se utilizan para determinar las rutas y trayectorias de vehículos, para rastre de automotores, aplicaciones militares, etc. En la telefonía celular se está incluyendo dentro d los equipos un receptor GPS que tiene las mismas funcionalidades y que pueden ser usadas d You're Reading a Preview manera gratuita en un dispositivo móvil (A-GPS). Los rasgos y costos de los receptores GP dependen de la función que el receptor ejecute, Unlock full access dependiendo with a free trial. del propósito específico. 7.2.3.1. Tipos de receptores GPS


De acuerdo a cada receptor, este tendrá la capacidad de recibir tipos de frecuencias y de disponibilidad de códigos.


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Topográficos:

Estos GPS pueden ser muy útiles para las tareas de la topografía general como planimetrí control fotográfico, el estacado de lotes, etc. Las técnicas de corrección diferencial requiere el uso de un receptor GPS extra (estación base). Utiliza el código C/A + código P + fase portadora L1. Su precisión es menor a 10 o 50 cm

-

Geodésicos:

Son los de mayor precisión. Utilizan doble frecuencia. Requieren el uso de un receptor GP extra (estación base). Utiliza el código P + fase portadora L1 + Fase portadora L2. Su precisión es de 5mm. Ejemplo: Uso en desplazamiento de las placas de la tierra.



7.3. Métodos de posicionamiento

-

Posicionamiento absoluto

Es el posicionamiento que se realiza con un solo receptor, y corresponde a encontrar solución de una intersección directa de todas las distancias receptor- satélite sobre el sit de ubicación del receptor en un período de observación dado.  Sign up to vote on this title El receptor recibe las señales de los satélites y determina su posición en coordenada Useful  Not useful absolutas y en el sistema de referencia al que están  referidos los satélites. Debe por tanto recibir la información de al menos cuatro satélites, ya que cada uno de ello proporciona una ecuación al sistema.

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Con un sólo instrumento de observación se puede obtener la posición del observador Varios limitantes que pueden afectar la precisión: Requiere el uso de software apropiado Influencia importante de los errores producidos por la atmósfera Imposibilidad de eliminar errores por compensación, como son el efecto multipath, osciladores, excentricidad de la antena, retardo atmosférico, etc.   

-

Posicionamiento relativo o diferencial

Comúnmente denominado posicionamiento diferencial, consiste en hallar la posición de u punto, estático o móvil, mediante observaciones realizadas en ese punto a uno determinados satélites de manera simultánea a las realizadas en otro punto, llamado d referencia o base. La posición relativa del punto es establecida a partir de la posición conocida a priori d punto de referencia.

You're Reading a Preview 

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Con este método se pueden tener posiciones relativas muy buenas y de mayor precisión que la absoluta Download Free Trial Las posiciones del nuevo punto enWith términos de precisión dependerán de las condiciones de precisión en la determinación, absoluta o relativa, del punto de referencia.


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Sistema de Navegación Global por Satélite (GLONASS) 1. INTRODUCCION

El sistema GLONASS cuenta con un conjunto de 31 satélites en órbita, colocados a unos 19.00 km de altitud y que se comenzaron a poner en órbita en el año 1982.

Este sistema empezó a ser funcional en el año 1996, aunque dada la mala situación económic del país no fue hasta 2007 que hubo suficientes satélites operativos como para dar servicio a toda Rusia. Rusia está trabajando en mejorar esta tecnología poco a poco y está previsto que se vayan actualizando progresivamente los satélites utilizados a un nuevo m odelo, el GLONASS-K. 2. HISTORIA

Desde su inicio, el desarrollo de GLONASS corrió a cargo de Applied Mechanics NPO, contratista principal, que desarrolló e implementando todo el sistema. Ha sido la compañía que ha diseñado los satélites y las instalaciones para su lanzamiento, así como los centros de control automatizados.

El sistema se desarrolló en 3 fases: - Fase 1 (1983-1985): fase experimental del programa, en la que se refinó el Reading a Preview concepto del sistema y se pusieronYou're en órbita seis satélites. - Fase 2 (1986-1993): se completa la constelación satélites, lo que lo hace Unlock full access with con a free12 trial. operativo, pero no a nivel global. - Fase 3 (1993-1995): desarrollo de la constelación nominal de 24 satélites y finalización de Download With Free Trial sistema. Aunque el sistema se desarrolló entre 1982 y 1991, y se planeó para estar operativo completamente por entonces, la caída de la Unión Soviética paralizó el desarrollo del sistema, que fue retomado por la Federación Rusa, que lo declaró oficialmente operativo en 1993, si bien no fue hasta 1995 cuando se completó la constelación. Sin embargo, debido a problemas económicos durante los años 1996 a 2002 Rusia fue  incapaz de mantener su propio sistema de navegación, manteniendo Sign up to votesolamente on this titleocho satélites operativos, lo que lo convirtió en prácticamenteunUseful sistema inútil nivel global. Not auseful

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El plan de modernización como se puede apreciar en la Figura 2.7 consta de cuatro fases: - Primera fase (1982-2007): estado actual de GLONASS, todavía no es capaz de prestar una Capacidad Inicial Operativa como GNSS. - Segunda fase (2003-2015) : planificada a medio plazo, implica el lanzamiento de satélites más modernos y el comienzo de la modernización del segmento de control, así como la puesta en marcha de nuevos servicios a través de nuevas señales. - Tercera fase (2008-2025): pretende dotar de una Capacidad Plenamente operativa a GLONASS, consolidar el desarrollo del mercado civil y completar los sistemas de aumento, así como la puesta en marchas del servicio SoL. - Cuarta fase (2015-…): todavía no definido el plan más allá de 2025. Implicará el mantenimiento del sistema existente.



Figura 1. Plan de Renovación 3.GNSS: definición de su composición, características y segmentos Sign up to vote on this title useful El GLONASS al igual que el GPS se compone de tres segmentos, aunque el diseño  Useful  Not adoptado para cada uno de ellos es distinto que el de GPS, si bien guardan muchas similitudes:

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Figura 2. Composición de GLONASS 3.1. Segmento espacial

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El segmento espacial de GLONASSUnlock está formado de 24 satélites full access por with una a freeconstelación trial. en órbita, estando 21 en activo y 3 de repuesto. Éstos están distribuidos en 3 planos orbitales separados 120º, que contienen 8 satélites a 19100 Download With Free TrialKm de altura con una inclinación de 64.8º y que tarda 11 horas y 15 minutos en completar un período. Se ha diseñado de tal manera que cuando la constelación esté completa podremos ver cinco satélites desde cualquier punto del planeta en cualquier momento, y tal que siempre pase un satélite por el ecuador cada día sideral. Los satélites retransmiten la información en las frecuencias asignadas, entre todas las posibles utilizando la técnica FDMA, lo que permite distinguir que satélite está  Sign up to vote on this title transmitiendo.

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El proceso de transmisión de las señales que se genera en el satélite es el siguiente:

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En la actualidad hay 16 satélites en órbita de los cuales 10 son operativos y 6 están apagados de forma temporal.15 Están distribuidos de manera no uniforme estando por ejemplo completo el primer plano y casi vacío el segundo.

Figura 3. Constelación GLONASS 3.2. Segmento de control

El segmento de tierra cumple una función análoga a la del GPS, y provee de control y You're Reading a Preview monitorización de los satélites. El sistema de control central (CCS), se encuentra cerca de Moscú, mientras que las estaciones de Telemetría, Posicionamiento y Control Unlock full access with a free trial. (TT&C) están distribuidas a lo largo del territorio ruso (San Petersburgo, Schelkovo, Yenisseysk, Komsomolsk-Amur, Moscú). Download With Free Trial El segmento de control lleva a cabo las siguientes tareas: -

Monitorización del normal funcionamiento de la constelación orbital de satélites. Ajuste de parámetros orbitales de los satélites de forma continua. Generación y carga de programas, comandos de control, e información especial.

El segmento de control de GLONASS formado por la red de estaciones TT&C  distribuidas por toda Rusia y la estación de control maestra deupMoscú Sign to votese onencarga this title de monitorizar el segmento espacial y se comunica con este a través del interfaz definido.  Useful  Not useful Las funciones que lleva a cabo son las mismas que el GPS, a través de los datos aportados por las señales definidas en el interfaz, el segmento de control es capaz de:

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En la Figura siguiente, se puede ver como se relacionan entre sí todos los elementos del segmento de control y con el segmento espacial: 

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La red de estaciones de monitorización (Tracking Stations Network) proveen de datos de medidas de posicionamiento de satélites en tiempo casi real a la estación de control y monitorean de manera constante la constelación, así como los sistemas de aumento. A través de un enlace, dicha información se envía al centro de procesamiento de Moscú. El centro de procesamiento y análisis de datos vigila la integridad de la información de cada satélite y las correcciones orbitales que debe aplicar. La red de antenas de tierra (Uplink Stations) proveen de un interfaz de Telemetría, Posicionamiento y Comando (TT&C) en tiempo casi real entre la MCS y el segmento espacial y permiten aplicar las correcciones.



Figura 4. Estructura del segmento de control GLONASS Sign up to vote on this title

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En la actualidad, Rusia ha otorgado gran importancia al desarrollo de su GNSS, consciente de las ventajas políticas y económicas que le otorga a un país poseer su propio sistema de

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Figura 5. Segmento de usuarios You're Reading a Preview Nivel de potencia recibida 

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El nivel de Potencia en recepción de las señales RF emitidas por los satélites GLONASS Download With Free Trial está definido para un ángulo de observación de 5° y una antena polarizada linealmen de 3dBi de ganancia. En la banda L1 para el servicio CSA el nivel es de -161dBW. Para los nuevos satélites GLONASS-M se ha definido además que la potencia mínima en la banda L2 para el mismo ángulo debe ser de -167dBW.


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COMPARACIONES DE SISTEMAS DE SATELITES

Los sistemas de referencia inerciales o fijos al espacio son más utilizados para definir la posición de estrellas, planetas y satélites artificiales. Sistemas inerciales afectados por la primera ley de Newton.

You're Reading a Preview Unlock full access with free trial. satélites Figura 7. Comparaciones de asistemas

Conclusión

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


Con el posicionamiento relativo en GNSS se pueden tener posiciones relativas muy buenas y de mayor precisión que la absoluta Las posiciones del nuevo punto en términos de precisión dependerán de las condiciones de precisión en la determinación, absoluta o relativa, del punto de referencia. A diferencia de los satélites GPS, todos los satélites GLONASS transmiten los mismos Sign up to vote on this title códigos. Esto es así porque en GLONASS la identificación de los satélites se hace por l Useful  Not useful FDMA25 y no por el PRN de los códigos como se hace en GPS. La precisión "de uso" del GLONASS a día de hoy es menor en términos medios que la del GPS. Si los receptores de GPS teóricamente permiten determinar la localización en

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