SISTEMAS DE NAVEGACION Y POSICIONAMIENTO

HISTORIASObservación astronómica de las estrellasNavegación inercial (acelerómetros y giróscopos)1945 Posicionamiento por intersección de dos transmisiones desde posiciones fijas1960 Sistema Omega. Cinco transmisores en todo el planeta transmitiendo datos a 10Khz1964 Sitema TRANSIT. Seis satélites de órbita polar transmiten sus posiciones a 150 y 400Mhz. Uso del Doppler. Posiciona en dos dimensiones.1978 Sistema NAVSTAR GPS. Venticuatro satélites en orbitas de 20.200Km. Transmite datos con códigos pseudoaleatorios. Posiciona en tres dimensiones

Global Positioning System (GPS)

24 Satélites en orbitas de 20.200 Kms. Orbitan cada 12 hs. Propiedad de EEUUTransmiten en forma permanente su posición en dos códigos pseudoaleatoriosSistema de control de los satélites. Estaciones en tierra.Receptores móviles calculan su velocidad, posición (en tres dimensiones) y tiempo.Cada receptor requiere los datos de cuatro satélites simultáneos para sus cálculos.

Constelación de los satélites

Principio de funcionamiento del GPS

Cada satélite conoce e informa de su posición y datos de reloj en dos portadoras de igual frecuencia moduladas en fase (BPSK).El receptor puede partir de desconocer su posición o de una estimada y calcula su distancia al transmisor del cual conoce el código de transmisión.

Principio de funcionamiento del GPS

De cada satélite el receptor obtiene una esferoide con los datos de posición y distancia. La intersección de tres esferoides da un punto que corresponde a la ubicación de usuario.Se agrega los datos de un cuarto satélite para corregir el reloj del receptor.

Ecuaciones fundamentales de posicionamiento

ux, uy, uz,: Posición real del receptor. IncógnitaR1, R2, R3, R4 : Distancia del receptor al satélite. CalculadaCB : Error en distancia por corrimiento del reloj y transmisión. Calculadaxi, yi, zi : Ubicación de los satélites. Datos enviados por cada uno de ellos.

Señales transmitidas

Proceso de la función correlación

Posibles situaciones de la función correlación

Posibles situaciones de la función correlación

Generación de códigos pseudoaleatorios GOLD

Mensaje de navegación

Expresiones de los códigos y señales de salida

CódigoA/C (civil). Frec.Reloj 1023MhzCódigo P(militar). Frec.Reloj 10.23MhzD código de Navegaciónu portadoras modulas en fase por los respectivos códigos

Generación de señales transmitidas por el satélite

Diagrama de recepción de señal en el usuario

Ejemplo detección de código de navegación

Diagrama en bock del receptor del usuario