Receptores Multifrecuencia GPS - GNSS

Un datum geodésico es un sistema de coordenadas y un conjunto de puntos de referencia que pueden utilizarse para describir la ubicación de un punto en la Tierra. Más concretamente, un datum es a la vez un modelo (elipsoidal) de la Tierra y una descripción de cómo este modelo se vincula a los puntos de la superficie terrestre, definiendo así el origen, la orientación y la escala del modelo. En muchos casos, se distingue entre el «sistema de referencia» vinculado a un datum, que se refiere esencialmente a un conjunto de definiciones, y el «marco de referencia», que se refiere a un conjunto de coordenadas y posiblemente de velocidades.

Es habitual utilizar la latitud y la longitud para referirse a un lugar concreto de la superficie de la Tierra. Sin embargo, la latitud y la longitud siempre se especifican en términos de un datum: la latitud y la longitud de una posición específica son diferentes para diferentes datums. Aunque hay muchos datums diferentes en uso, el más conocido y el más utilizado (a nivel mundial) es el WGS84, que es también el modelo utilizado por el GPS y los demás sistemas globales de navegación por satélite (GLONASS/Galileo/BeiDou), ya sea directa o indirectamente.

El datum utilizado por el receptor Septentrio depende del modo de posicionamiento. Si utilizas correcciones obtenidas de una estación base, hereda el datum de esa estación base. Si no se utiliza ninguna estación base, se hereda el datum de las órbitas (por ejemplo, WGS84).

BeiDou es el sistema global de navegación por satélite (GNSS) desarrollado por China, que consta de dos constelaciones de satélites distintas. La constelación de primera generación fue el Sistema Experimental de Navegación por Satélite BeiDou, también conocido como BeiDou-1. Constaba de tres satélites que ofrecían una cobertura y unos servicios de navegación limitados a principios de 2000. BeiDou-1 cubría principalmente a los usuarios de China y las regiones vecinas. BeiDou-1 fue retirado del servicio a finales de 2012.

En diciembre de 2011, entró en funcionamiento en China la constelación de segunda generación, denominada oficialmente Sistema de Navegación por Satélite BeiDou (BDS) y también conocida como COMPASS o BeiDou-2. Consistía en una constelación parcial de 10 satélites en órbita. Posteriormente, en diciembre de 2012, la constelación amplió sus servicios a clientes de la región de Asia-Pacífico.

China lanzó la constelación de tercera generación (BeiDou-3) en 2015 proporcionando cobertura mundial.
La constelación BeiDou completa se completará en 2020 con 35 satélites en tres tipos de órbita diferentes, concretamente
5 satélites BeiDou-G en la órbita geoestacionaria (GEO)
27 satélites BeiDou-M en órbita terrestre media (MEO)
3 satélites BeiDou-I en órbita geosincrónica inclinada (IGSO)

Actualmente nuestros receptores son capaces de rastrear las señales B1I, B2I, B3I, B1C, B2a y B2b, como se ve a continuación:

Nota: (7 de julio de 2020): el actual estándar RTCM no admite aún correcciones para los nuevos códigos de señales B2a y B1C. Por esta razón, no se reciben correcciones para ellos y los satélites no se utilizan en el cálculo RTK. Actualmente, los satélites BeiDou C1 a C18 utilizan señales BeiDou-2 que el estándar RTCM soporta y pueden contribuir en el cálculo RTK.

El tiempo hasta la primera fijación «The Time To First Fix» (TTFF) es una medida de rendimiento de un receptor GNSS que tiene en cuenta el tiempo transcurrido desde el encendido del receptor GNSS hasta la salida de una solución de navegación.

Para calcular una solución de navegación, el receptor GNSS necesita rastrear señales válidas de al menos cuatro satélites para obtener información de alcance y decodificar el mensaje de navegación transmitido en la señal. El TTFF depende de las condiciones de arranque del receptor, como se indica a continuación:

• Arranque en frío: el receptor no tiene información y por lo tanto necesita hacer una búsqueda completa del cielo para todos los satélites y luego calcular la solución de navegación.
• Arranque en caliente: el receptor tiene un almanaque válido (bien almacenado a partir de un mensaje de navegación recientemente decodificado o bien obtenido por otros medios, por ejemplo, a través de mensajes RTCM).
• Arranque en caliente (readquisición): el receptor tiene tanto efemérides precisas como información sobre desviaciones de frecuencia, así como una solución inicial precisa.

• Arranque en frío: < 45S
• Arranque en caliente: < 24S
• Arranque en caliente (readquisición): 1S

Toma en consideración que el entorno del sitio tiene un impacto crítico. En entornos difíciles las señales pueden sufrir interrupciones o incluso obstrucciones que pueden aumentar los valores de TTFF.

Al leer un archivo de observación de RINEX, encontrarás que la cabecera contiene una serie de códigos de observación, como se destaca en el ejemplo siguiente.

Códigos de observación
Cada fila de códigos de observación está asociada a una constelación GNSS.
G: GPS
E: Galileo
S: SBAS
R: GLONASS
C: BeiDou
J: QZSS
I: NavIC (IRNSS)

El primer carácter de cada código de observación denota el tipo de medición y puede tomar uno de los 4 valores siguientes.
C: Pseudorango
L: Fase de la portadora
D: Doppler
S: Intensidad de la señal

Los dos segundos caracteres del código de observación proporcionan la señal GNSS específica de la que se obtuvo la observación. La siguiente tabla proporciona los dos últimos caracteres del código de observación RINEX para cada señal GNSS.

El SBAS (Satellite-Based Augmentation System) proporciona correcciones gratuitas a los receptores de posicionamiento de la zona mediante el envío de información ionosférica local a través de satélites geoestacionarios. La precisión que puede alcanzarse con el SBAS es de alrededor de 1 m o superior.

Históricamente, el SBAS tiene su origen en un sistema crítico para la seguridad de la aviación civil que soporta el aumento de área amplia o regional mediante el uso de satélites geoestacionarios (GEO) que transmiten la información de aumento, incluidas las correcciones de la ionosfera y las efemérides a largo plazo junto a las correcciones de alcance (las «correcciones rápidas» en la terminología DO 229). Aunque el objetivo principal de SBAS es proporcionar una garantía de integridad, también aumenta la precisión con errores de posición a nivel de metros.

Existen múltiples sistemas SBAS que operan en todo el mundo, como WAAS (Estados Unidos), EGNOS (Europa), GAGAN (INDIA) y MSAS (Japón). Otros países, como Austrila, también están desarrollando sistemas SBAS para dar servicio en sus regiones. La figura siguiente muestra la cobertura de los sistemas SBAS en todo el mundo, incluidos los que están en desarrollo.

Cuando se utiliza el SBAS en el posicionamiento, por defecto, los receptores de Septentrio están optimizados para auto-seleccionar el satélite SBAS con la mayor cantidad de correcciones SBAS disponibles para una óptima precisión de posicionamiento.