4.-
Ventajas que aporta GPS+ GLONASS.
Cobertura Disponible
Considerando los 24 satélites GPS pensados para
tener cobertura mundial durante las 24 horas del día, por supuesto sin pensar en las
obstrucciones presentes en toda las actividades de reducida "Ventana Satélital"
presentes en zonas urbanas, bancos de explotación, grandes taludes; Y en aplicaciones en
donde encontramos elementos tales como edificios, cerros, árboles, solo por mencionar
algunas.
Esto puede ser apreciado por cualquier usuario
del Sistema GPS en Chile, la loca Geografía que ha poblado de montes que como centinela
esa cordillera se compone de obstáculos, que para estas aplicaciones minimiza la
adquisición de satélites. El problema de la precisión con GPS esta dado por los tiempos
de medición, se tendrá que realizar observaciones mas prolongadas cuando tengamos 4
satélites, en tanto que con 6 satélites podremos disminuir nuestros tiempos hasta en un
25 %.
Una primera impresión nos lleva a pensar que al
emplear adicionalmente los satélites GLONASS, duplicando así la cantidad de satélites
GPS, sucederá que donde haya 5 satélites GPS se tendrá 10 satélites GPS+GLONASS y
donde no se pueda medir porque apenas hay solo 3 ó 4 satélites GPS habrá de 6 a 8
satélites GPS+GLONASS, permitiendo esto obtener precisión centimétrica y precisiones
del orden de 10 a 20 metros en modo autónomo.
Confiabilidad
Existen organismos que declaran que el sistema
GPS por sí solo no satisface los requerimientos para un Sistema Primario de Navegación
Aérea. Pero GPS+GLONASS si entregase una solución aceptable, la cual debe cumplir con
los requerimientos mínimos de satélites durante el 99.999% del tiempo, identificando y
corrigiendo cualquier anomalía que se produzca en algún satélite y así poder tener un
posicionamiento altamente confiable.
Precisión
GPS + GLONASS permite obtener precisión
centimétrica y precisiones del orden de 10 a 20 metros en modo autónomo.
El sistema GLONASS presenta la ventaja de no
estar afecto a la degradación de sus señales, como lo es la Disponibilidad Selectiva
para los satélites GPS. De esta manera la precisión absoluta GPS se ve restringida a 100
metros con un 95% de probabilidad, pudiendo presentar en los peores casos valores de hasta
300 metros en modo autónomo, la cual puede ser mejorada a niveles centimetricos para
aplicaciones en modo diferencial.
Al aplicar el método diferencial, la precisión
de GPS es similar a la de GPS+GLONASS en zonas abiertas, pero cuando se debe trabajar en
lugares obstruidos, GPS requiere de periodos mas prolongados para obtener similares
precisiones, dificultándose grandemente su optima aplicación. En estos casos GPS +
GLONASS es la alternativa.
5.- Usos del GPS y el GLONASS conjuntamente.
Los receptores duales GPS-GLONASS ofrecen
mejor performance que los receptores individuales de cada sistema. Con los dos sistemas
integrados se tiene una mayor rapidez de recepción de señales debido al mayor número de
satélites en un tiempo dado y en cualquier parte. Asimismo se tiene una mayor cobertura
en ambientes de muchas obstrucciones.
El GLONASS con tres planos orbitales, el GPS con
seis, y la diferente inclinación de sus planos orbitales, ofrecen una disponibilidad
complementaria en función de latitud. Con el GLONASS se favorecen las latitudes extremas
debido al alto grado de inclinación de sus planos orbitales, mientras que con el GPS se
favorecen las latitudes medias.
Un receptor con capacidad de operar con los dos
sistemas ofrecerá lo mejor de ambos. En adición al aumento del número de satélites
disponibles, y a la mejora de la geometría.
6.- Nombre los errores mas comunes del GPS y el
GLONASS
Los sistemas GPS y GLONASS están sujetos a
varios errores que afectan la precisión de la posición calculada. Estos errores en
conjunto pueden estar en el rango de 10 á 25 metros, dependiendo del tipo de receptor, la
posición relativa del satélite y la magnitud de otros errores.
Error ionosférico.- El error más
significativo se ocasiona durante el paso de la señal del satélite a través de la
ionosfera de la Tierra. La ionosfera es una capa de partículas cargadas eléctricamente,
que cubre a la tierra entre aproximadamente 130 y 190 Km. sobre la superficie. Al
desplazarse las señales de radiofrecuencia a través de la ionosfera, se hacen más
lentas en una magnitud que varía dependiendo de la hora del día, la actividad solar y
otros factores.
Error atmosférico.- Se introduce otro
error cuando la señal pasa a través de la atmósfera. El vapor de agua de la atmósfera
hace más lentas a las señales de radiofrecuencia y reduce adicionalmente la exactitud
del sistema.
Disponibilidad selectiva.- Desde la puesta
en servicio del sistema GPS, el DoD de los Estados Unidos ha introducido intencionalmente
un error en el sistema, llamado disponibilidad selectiva (SA), con el objeto de negar los
beneficios de la exactitud del sistema GPS en situaciones bélicas (error de ± 100 mts.).
A partir del 01-Mayo-2000 el gobierno de los Estados Unidos de América decidió retirar
esta disponibilidad selectiva por lo que el error de posición ahora esta en el rango de
10 á 25 metros para cualquier usuario y teniendo la capacidad de activar la
disponibilidad selectiva para que afecte a una determinada región del mundo, en caso de
ser necesario.
Error del receptor.- El receptor de a
bordo puede introducir una cierta cantidad de error durante las diversas etapas del
procesamiento de las señales recibidas de los satélites. Estos errores pueden ser
causados por el ruido térmico, la precisión del software, y el error de bias entre
canales de recepción.
Error de efemérides (posición) del
satélite.- Este error se refiere a que un satélite puede estar realmente en una
posición un poco distinta a la que viene transmitiendo hacia los receptores.
Dilución de Precisión (DOP) por Posición.-
La geometría posicional de los satélites que se están utilizando para determinar la
ubicación del receptor influyen grandemente en la exactitud de los cálculos de la
posición.
Cuando se requiere de mayor exactitud se recurre
a diferentes técnicas de corrección diferencial (o aumentación), los cuales comparan la
posición calculada versus la posición real de un punto de referencia (medido)
obteniéndose una cantidad de error que es retransmitida (generalmente por
radiofrecuencias) a los usuarios para que se hagan los ajustes del caso.
Dependiendo de la técnica utilizada (tiempo
real, post-proceso, etc.) y las condiciones de utilización (por ejemplo estáticos, baja
velocidad, etc.) se pueden obtener exactitudes hasta el orden de los centímetros.
Error de multitrayectoria.- Los efectos de
la multitrayectoria de la señal GPS ocurren cuando la señal no solo es recibida
directamente desde el satélite sino desde las superficies cercanas a la antena del
receptor debido a la reflexión de la señal. La señal de multitrayectoria se superpone
con la señal directa y produce errores de fase, los cuales traen como consecuencia
medidas erradas de las distancias a los satélites. Estos efectos tienen características
periódicas y pueden llegar a causar errores que alcancen amplitudes de algunos metros con
las técnicas tradicionales de medida del pseudorango. Con receptores especiales que usan
técnicas diferentes (carrier phase) estos errores se reducen a unos cuantos centímetros,
también se puede evitar este efecto utilizando diseños de antenas apropiadas.
7.- Argumentos en contra de GPS+GLONASS
Es evidente que GLONASS no es un sistema hoy en
día igual de eficaz que GPS, pero no es esa la cuestión. La cuestión es si GPS+GLONASS
es un sistema que aporte beneficios significativos a los usuarios respecto un sistema
capaz solo para GPS. La respuesta a esa pregunta es si. Se obtienen ventajas de mayor
cobertura y menor tiempo de inicialización y reinicialización. Así pues para aquellos
usuarios que prevean que pueden tener que trabajar en condiciones difíciles para GPS
(pérdidas frecuentes de la señal ó entornos con poca cobertura) será aconsejable que
sus receptores tengan la capacidad GPS+GLONASS en lugar de solo GPS.
Como argumentos en contra se pueden barajar dos:
1- Inseguridad de perspectivas futuras del
sistema
2- Precio de los receptores GPS+GLONASS
Respecto al primer punto, si bien es cierto que
la economía Rusa no atraviesa un buen momento, no deja de ser una gran potencia mundial,
y de momento el único sistema de posicionamiento global alternativo complementario a GPS.
También decir que, a finales del año 2000 se lanzaron en el mes de Diciembre, 3 nuevos
satélites, lo que indica que el proyecto GLONASS no está desechado por el gobierno Ruso
sino todo lo contrario.
8.- Explique brevemente el receptor ALCOHOL de
24 channel de GPS+GLONASS
El ALCOHOL ofrece para licenciar diagramas
esquemáticos y el software completos para 24-channel receptor del GPS + de GLONASS. El
receptor puede procesar simultáneamente señales del GPS y de GLONASS con altas exactitud
y confiabilidad cuando está colocado en el objeto con alta dinámica y condiciones
severas de la vibración y de temperatura.
debido al uso el receptor de 24-channel del
alcohol de las redes del GPS y de GLONASS realiza extremadamente el pozo mientras que
trabaja en las áreas desafiadoras tales como las barrancas urbanas, las minas open-cast,
las montañas, los bosques y otras áreas donde los muchos de satélites pueden ser
sombreados. El ALCOHOL coloca su receptor de 24-channel GPS+GLONASS como solución para
los militares, la aeroelectrónica, el infante de marina, la explotación minera y los
mercados de GIS (sistema de información geográfico).
El receptor del ALCOHOL 24-channel GPS+GLONASS
consiste en 3 piezas del principio:
Extremo Delantero De radio
Anticipado de radio recibe el GPS y las señales de GLONASS, amplifican y los downconverts
él a frecuencias más bajas: 10,82 megaciclos para el GPS y 3... 13,75 megaciclos para
GLONASS.
correlator 24-channel
el correlator 24-channel se pone en ejecución como dos FPGAs (arsenal de puerta
programable del campo), Xilinx Xcv600-hq240, y se utiliza para muestrear la señal
análoga de anticipado de radio con 1-bit ADC y sincronizar retrasa y fase del receptor
con los de la señal recibida del GPS o de GLONASS. La unicidad del receptor del alcohol
es que cada canal del correlator puede procesar la señal del GPS o de GLONASS. Esta
manera el receptor puede procesar simultáneamente señales del GPS y de GLONASS. La
salida del correlator es los datos que son necesarios para la búsqueda y la detección de
la señal de SV, la señal que sigue, las medidas crudas que forman y la solución de la
tarea de la navegación.
Parte de proceso de datos
La parte de proceso de datos se pone en ejecución en base de viruta de TMS320C6701 DSP de
los instrumentos de Tejas. Es algoritmos avanzados corrientes del proceso de señal tales
como lazo trabado fase (PLL) y retrasa el lazo bloqueado (DLL) para controlar el
correlator y los algoritmos para estimar los parámetros de la señal de SV, para computar
la posición del receptor y la velocidad, y para transferir la información de la
navegación al usuario vía el interfaz Rs-232.
Características y especificaciones técnicas