Radiocomunicaciones:Sistemas de Posicionamiento Global

Rodrigo Esteban Máñez

Raúl Fauli Bonell

Juan Seguí Moreno

Introducción

Existen actualmente 2 sistemas de posicionamiento global:

GPS-NAVSTAR (Estados Unidos)

GLONASS (Rusia)

Originados por la misma causa y finalmente empleados para uso por usuarios bajo supervisión militar.

Introducción

Ambos sistemas presentan las siguientes desventajas:

No hay garantía o cobertura de fiabilidad provista por sus operadores.

La fiabilidad es incierta en regiones de altas latitudes del norte de Europa.

La precisión es moderada para determinadas operaciones.

A los usuarios no se les informa inmediatamente de los errores que ocurren en el sistema.

Introducción

Necesidad de un nuevo sistema de localización por satélite.

Solución: GALILEO (origen europeo), 1999-2008.

Complemento a los otros sistemas de localización ya existentes.

Otros Sistemas GLONASS (Rusia) GLONASS (GNSS) diseñado por Rusia en contrapartida al famoso

GPS y futuro Galileo

Posee las siguientes características: Consta de una constelación de 24 satélites.

21 en activo y 3 satélites de repuesto.

3 planos orbitales con 8 satélites cada uno.

Una órbita inclinada de 64,8º con radio de 25510 km.

Otros Sistemas GLONASS (Rusia) Lanzamientos de los satélites realizados desde

Kazajstan entre 1982-1995.

Funcionalidad completa en 1996.

Mala situación económica Rusa (solo 8 satélites operativos en 2002).

Acuerdo con el gobierno Indio, operatividad total 2007.

Otros SistemasGalileo (Europa) Galileo, Sistema de localización global desarrollado por

la UE, similar al GPS o al GLONASS.

Motivos: Evitar dependencia del GPS.

Suprimir errores en la localización.

Mejor disponibilidad para el uso civil.

Otros SistemasGalileo (Europa) SERVICIOS:

Global: ofreciendo cobertura mundial.

Regional: Típicamente ofreciendo cobertura europea.

Local: Para aeropuertos y cobertura urbana.

Otros SistemasGalileo (Europa) Aplicaciones: Incrementará la precisión y control permitiendo la

optimización del uso del espacio aéreo.

Reducir tiempos de viaje entre 15 y 25%.

Los servicios de emergencia llegarán antes a la escena.

La lista de aplicaciones potenciales crecerá día a día.

Descripción del Sistema GPS Es un sistema basado 21 satélites orbitando a 20.000 km

Emiten con una potencia de 700W, con una ganancia de 15dB y con una frecuencia de radio de: Canal ascendente: 1783.74MHz Canal descendente: 2227.5 MHz

Incorporan un reloj atómico muy estable y preciso.

Su vida media es de aproximadamente 7.5 años.

Mediciones de precisión, con desviaciones de 15-100m.

Triangulación Distancias Tiempo Posición Corrección

Funcionamiento GPS

Funcionamiento GPS

Triangulación Se logra una muy exacta medición de nuestra

distancia hacia al menos tres satélites. Los satélites en el espacio son puntos de referencia

para ubicaciones aquí en la tierra.

Tiempo Los satélites son exactos porque llevan un reloj

atómico a bordo. El GPS se sincroniza con el uso de una 4 medición

Distancia Calcular el tiempo Nuestro receptor GPS y el satélite deben generar el

mismo Código Pseudo Aleatorio Multiplicamos dicho tiempo por la velocidad de la luz

Funcionamiento GPS

Posición El satélite como punto de referencia Los satélites orbitan de manera regular y predecible El Departamento de Defensa para una mayor

exactitud.

Funcionamiento GPS

Ruido El Ruido del viaje a través de la atmosfera Ruido del viaje sobre la tierra Problemas con los satélites Algunos ángulos son mejores que otros:

Errores intencionados (militares)

Funcionamiento GPS

Receptores GPS

¿Qué es un receptor GPS? Dispositivo que comunica con los satélites

Características Servicio gratuito Actualizable Personalizable

Tipos de Receptores GPS

Receptor Secuencial 1 canal Lentos pero económicos Aplicaciones de baja dinámica (navegación terrestre)

Receptor continuo o multicanal 4 canales al menos Aplicaciones de gran dinámica (aeronaves)

Receptor con canales multiplexados 1 canal Complejidad de software Microprocesador más potente

Funcionamiento Receptor GPS

Cada satélite procesa dos tipos de datos: Efemérides Datos del Almanaque

¿Qué pasa cuando encendemos un receptor GPS? Captación y recepción de señales. Detecta un satélite y luego busca los demás.

Funcionamiento Receptor GPS

Captados 3 satélites se calcula la posición en la Tierra Posición en la tierra Longitud Latitud

Si captamos un cuarto satélite Altitud

Tratamiento de la Señal

Proceso de adquisición: Perdido Memorizado

Proceso de seguimiento Obtener retardo temporal Lazo de seguimiento al código (distancia) Lazo de seguimiento a la portadora

GPS Diferencial (DGPS) Para ciertas aplicaciones (sobre todo en topología y geodesia)

Más Precisión Mayor Exactitud

Opciones de un receptor GPS

Las opciones varían según los fabricantes pero la funcionalidad es la misma: Satélites Posición Mapa Puntero o Navegación Landmark o waypoint list/rutas Menú Opciones Salida / Puesta de Sol

Aplicaciones del GPS

Navegación Marítima Aérea Terrestre

Automóviles Receptores Personales Aplicaciones Profesionales

Aplicaciones Militares Ciencias Geográficas Otras aplicaciones

Limitaciones Ciudades con edificios altos Departamento de defensa de Estados Unidos