Fundamentos de la navegación asistida por satélites.

Presentación del tema: "Fundamentos de la navegación asistida por satélites."— Transcripción de la presentación:

1 Fundamentos de la navegación asistida por satélites

2 ¿GPS? ¡Cuidado con el nombre! GNSS Global Navigation Satellite System NAVSTAR GPS Navigation Signal Time and Ranging Global Positioning System

3 Antecedentes Desarrollado por la Fuerza aérea de Estados Unidos El proyecto tiene su edad: nace en 1963 bajo el nombre «Proyecto 621B» Evoluciona en el proyecto «Timation» Proyecto 621B Timation NAVSTAR ¡10.000 millones de dólares!

4 ¿Para qué y cómo? Para servir como referencia espacial y temporal para fuerzas militares de los Estados Unidos Para dar cobertura en toda la superficie del planeta las 24 horas del día, todos los días del año, asegurando la visibilidad a al menos cuatro satélites El proyecto incluía 24 satélites, siendo lanzado el primero de ellos en 1978 Dado el éxito que tuvo el sistema durante la Guerra del Golfo, se aceleró su desarrollo

5 Servicios Determinación de la posición tridimensional; Determinación tridimensional de la velocidad; Determinación de la hora exacta con un error de un microsegundo. Cobertura global las 24 horas del día. Alta fiabilidad. Gran precisión en todo tipo de condiciones atmosféricas. Versátil y válido para todo tipo de usuarios

6 Características En teoría se podría conocer la situación con un error de 3 cm ; En la práctica se consigue una precisión con un error de 3 a 5 metros; Se crean dos tipos de servicio: SPS (Standard Positioning Service) : para usuarios civiles PPS (Precise Positioning Service) : con fines militares SPS introdujo un error intencionado para conseguir menor precisión que PPS (Disponibilidad Selectiva).

7 Organización del sistema Segmento espacial Segmento de control Segmento usuarios

8 Sistema GLONASS A principios de los años 70 del siglo pasado, como respuesta al desarrollo del sistema GPS (NAVSTAR), el antiguo Ministerio de Defensa Soviético desarrolló el Sistema Global de Navegación por Satélite (GLObal NAvigation Satellite System, GLONASS) En el año 1993, oficialmente el gobierno ruso colocó el programa GLONASS en manos de las fuerzas espaciales y militares rusas (RSF), su mantenimiento, puesta en órbita y certificación a los usuarios Este organismo opera en colaboración con el CSIC (Coordination Scientific Information Center), el cual publica la información sobre GLONASS

9 El Sector de Control está formado por un Sistema Central de Control (SCC) en la región de Moscú (Golitsyno-2) y una red de estaciones de seguimiento y control (Command Tracking Stations, CTS), emplazadas por toda la superficie rusa. Las estaciones de control (CTSs) realizan el seguimiento de los satélites y almacenan los datos de distancias y telemetría a partir de las señales de los satélites. La información obtenida en las CTS es procesada en el Sistema Central de Control para determinar los estados de las órbitas y relojes de los satélites, y para actualizar el mensaje de navegación de cada satélite. Sistema GLONASS: Sector Control

10 El sector espacial está formado por la constelación de satélites, la cual se compone de 24 satélites en tres planos orbitales. Los planos son de 64,8° respecto del ecuador. Los Satélites GLONASS se encuentran a una distancia aproximada de 19.100 Km y se sitúan en órbitas casi circulares con semi-eje mayor de aproximadamente 25.510 Km, siendo el periodo orbital de 11 horas y 15 minutos. Sistema GLONASS: Sector Espacial

11 Otras constelaciones de satélites de navegación China está implementando su sistema COMPASS, actualmente sólo disponible para China en su versión Beidou-1 La Unión Europea se encuentra desarrollando el sistema Galileo. Se espera que entre en funcionamiento en 2014

12 10 20 30 40 1020 30 40 NOAA GLONASS GPS COMPASS GALILEO Satélites geoestacionarios GNSSGNSSS Órbitas de las distintas constelaciones de satélites de posicionamiento global y comparación con órbitas de otros satélites Km x 1000 El diámetro de La Tierra no está a escala

13 Conexión a dos sistemas En los smartphones actuales, es posible encontrar tecnología que permite la conexión tanto a NAVSTAR como a Glonass simultáneamente Actualmente varios modelos de gama alta tienen esta característica. En la imagen, se aprecia la conexión a los dos sistemas en un dispositivo Android (app GPS Essentials)

14 45 31 40 Talca Piduquén Tepillé Funcionamiento: la trilateración

15 Funcionamiento: la trilateración esférica En teoría, si usamos al propio mundo como una cuarta esfera, debería bastarnos con tres satélites para obtener un «fix», pero necesitamos cuatro… ¡Aquí estoy!

16 Porque la clave del funcionamiento del sistema son los relojes Funcionamiento: ¿y por qué cuatro? Relojes atómicos. ultraprecisos (y muy caros) Un reloj de cuarzo corriente, barato

17 El problema de las mediciones Con tres mediciones siempre habrá un punto de intersección coherente (aquella que intersecta el planeta) para las tres esferas, sin importar los retardos de la señal En teoría, en una situación ideal, una esfera formada con una cuarta medición, debería intersectar precisamente en la intersección coherente de las otras tres Pero eso no pasa debido a interferencias y rebotes indeseados de la señal: retardos Esta cuarta esfera formada por la medición a un cuarto satélite, permite identificar y cuantificar este retardo, el que se usa para compensar los tiempos de llegada de la señal al receptor

18 Funcionamiento de los relojes Los relojes a bordo de los satélites son extremadamente precisos y caros En teoría, deberíamos tener un reloj igual de preciso en los receptores: inviable El satélite emite un pseudocódigo que señala la hora de su reloj – El receptor emite el mismo pseudocódigo a «su hora» – El receptor compara las horas de los pseudocódigos coincidentes, y si son distintas, entonces éste sincroniza su reloj de cuarzo con el del satélite, y vuelta a empezar Distancia… la posición del satélite debe ser conocida para poder medir con precisión su distancia: almanaque

19 El posicionamiento diferencial

20 El receptor Tan importante como conocer los conceptos en los que se basa la navegación asistida por satélites, es el conocimiento del receptor utilizado. A tener presente: Presencia del fabricante Aplicabilidad del modelo elegido a las necesidades Configuración – Tipo de proyección – Zona horaria – Interfaz – idioma

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25 Roker Zoom in, out Menú contextual Página (también «esc») On/off (retroiluminación) Antena El Garmin Vista H

26 Reiniciando el Garmin Vista Con el equipo apagado presionar simultáneamente… Aquí Y aquí