La ubicación aporta un gran valor añadido, y no solo en el sector inmobiliario. Ya se trate del seguimiento de activos, la navegación paso a paso o el fitness, la capacidad de localizar con precisión a una persona, un lugar o un objeto es ahora un elemento fundamental de la mayoría de las aplicaciones, tanto para consumidores como para empresas.
Los satélites son un medio habitual para ofrecer servicios basados en la localización (LBS), por lo que se prevé que los envíos mundiales de dispositivos GNSS sigan aumentando durante la próxima década, hasta alcanzar más de 2.200 millones de unidades en 2033. Además, se prevé que los servicios que ofrecen los dispositivos GNSS generen más del 80 % de los ingresos totales del GNSS para esa fecha, según el informe de 2024 de la Agencia de la Unión Europea para el Programa Espacial (EUSPA). A la hora de desarrollar una solución basada en GNSS, los fabricantes de equipos originales (OEM), los proveedores de servicios de IoT y los diseñadores de sistemas deben considerar cuidadosamente cómo sus elecciones en cuanto a banda de espectro y constelación afectan directamente a la precisión, la coherencia y otros aspectos.
La oferta de constelaciones ha aumentado considerablemente durante la última década, con la incorporación del sistema chino BeiDou y del sistema GALILEO de la Agencia Espacial Europea a los sistemas globales GPS de Estados Unidos y GLONASS de Rusia. En 2018 entraron en pleno funcionamiento dos sistemas regionales: el Sistema de Satélites Cuasi-Zenital (QZSS) de Japón y el IRNSS/NavIC de la India.
Cada constelación cuenta con múltiples señales, cada una de las cuales opera en su propia frecuencia. Este diseño maximiza la precisión, ya que los receptores pueden utilizar dos frecuencias para minimizar los errores provocados por la ionosfera. El uso de dos frecuencias también aumenta la probabilidad de que las señales estén disponibles cuando el receptor las necesite. Algunos sistemas utilizan la segunda o la tercera frecuencia para proporcionar datos de corrección con el fin de mejorar la precisión.
GPS
Casi todos los receptores civiles (tanto de particulares como de empresas) son compatibles con la señal L1 del GPS, a 1575,74 MHz, que incluye el código de adquisición (C/A), junto con el código de precisión cifrado (P(Y)), al que solo pueden acceder los usuarios autorizados. En el futuro, la señal L1 se ampliará con la L1C, para aumentar la disponibilidad para los usuarios civiles, y con la L1M, para los usuarios militares.
La señal L2P(Y) del GPS, a 1227,6 MHz, se utiliza desde hace tiempo para aplicaciones militares de precisión. Los usuarios civiles también pueden utilizarla en modo «sin código», en el que el receptor localiza primero la señal L1 y, a continuación, utiliza parte de la información de la señal L2 para mejorar la precisión. Al igual que con la L1, el programa de modernización del GPS añade dos señales L2: la L2C, que no es de alta precisión, sino una señal más potente y de menor velocidad diseñada para funcionar en entornos más difíciles, como los «cañones urbanos» de alta densidad. Un receptor puede acceder a la L2C sin necesidad de recibir primero la L1. La otra señal nueva, la L2M, solo está disponible para usuarios autorizados.
La señal L5 del GPS, a 1176,45 MHz, se desarrolló para garantizar la seguridad aérea. Es la señal civil más avanzada que ofrece el GPS, ya que es más rápida —al igual que los códigos de precisión de las bandas L1 y L2— y destaca por su mayor potencia y su frecuencia más baja. Actualmente, la señal L5 está ampliamente disponible en más de la mitad de los 31 satélites GPS operativos.
GLONASS
La señal principal de GLONASS, a veces denominada G1, se encuentra cerca de la L1, a 1602 MHz. Es única entre todos los sistemas de posicionamiento modernos, ya que utiliza FDMA en lugar de CDMA, lo que merma su precisión. Aun así, las aplicaciones civiles la han utilizado con éxito durante décadas.
GLONASS L2 (G2) se sitúa en 1246 MHz y utiliza FDMA. Está previsto que los futuros satélites transmitan en una nueva frecuencia, denominada L3, a 1201 MHz, justo al lado de GALILEO E5b).
Bei Dou
La señal BeiDou B1 se encuentra cerca de L1, con una frecuencia de 1561,098 MHz. Está prevista una segunda señal justo por encima de L1, a 1589,742 MHz. Los últimos satélites BeiDou también incluyen una señal a 1575,42 MHz que es prácticamente idéntica a la L1C del GPS.
En cuanto a su funcionamiento en doble frecuencia, la frecuencia más baja de BeiDou, la B2, es de 1207,14 MHz. Al igual que ocurre con la señal L2 modernizada del GPS, hay una señal más estrecha de acceso libre, mientras que una señal más ancha y de mayor precisión solo está disponible para usuarios autorizados.
Al igual que GALILEO, BeiDou cuenta con una tercera señal, la B3, situada por encima de la B2, a 1268,52 MHz. Está disponible en versiones de acceso libre y exclusivas para usuarios autorizados.
GALILEO
Los satélites GALILEO transmiten la señal E1 en la misma frecuencia de 1575,42 MHz que la señal L1 del GPS. La señal E1 está diseñada para coexistir con esta y otras señales cercanas. Además, es muy similar a la señal L1C del GPS.
Aunque GALILEO es un sistema exclusivamente civil, también cuenta con un conjunto de señales denominadas «Servicio Público Regulado» (PRS) destinadas exclusivamente a usuarios autorizados. Una de ellas se centra en E1 y la otra en E6. Estas señales tienen un ancho de banda mayor que las del Servicio Abierto.
La señal E5 de GALILEO se divide en E5a y E5b, cada una con un ancho de banda de 20,46 MHz. La E5a tiene una frecuencia central de 1176 MHz, que coincide con la de la señal L5 del GPS, mientras que la E5b tiene una frecuencia central de 1207 MHz. Pueden utilizarse de forma independiente o conjunta. Al igual que la señal L5 del GPS, la E5 está diseñada para ofrecer una mayor precisión y disponibilidad.
La señal E6 de GALILEO tiene una frecuencia central de 1278,75 MHz. Al compartir la misma frecuencia que la señal L6 de QZSS y tener un uso similar, la señal E6 transmite datos de corrección para servicios de alta precisión, normalmente con el fin de proporcionar un posicionamiento puntual preciso (PPP). La señal E6 también ofrece una mayor velocidad de transmisión de datos, lo que la hace ideal para aplicaciones que requieren un posicionamiento global de alta precisión.
IRNSS/NavIC
El IRNSS cuenta con dos señales: una que comparte frecuencia con la L5 del GPS, a 1176,75 MHz, y otra a 2492,028 MHz. Esta última señal (en banda S) es, actualmente, única entre los sistemas de posicionamiento. Los receptores pueden utilizar la señal L5 —junto con las señales de GPS, GALILEO, BDS o GLONASS en la banda L1— para aprovechar las ventajas del funcionamiento de doble frecuencia. Ambas señales pueden utilizarse de forma independiente para proporcionar una posición de frecuencia única.
QZSS
El QZSS cuenta con cuatro señales. Tres de ellas son prácticamente idénticas a las del GPS en las bandas L1, L2 y L5, mientras que la cuarta es una nueva señal en la banda L6 (que coincide con la E6) a 1278,75 MHz. Al igual que la E6 de GALILEO, la señal L6 (también conocida como LEX) proporciona datos más rápidamente, lo que permite la distribución de nuevos tipos de datos. Actualmente se utiliza para proporcionar datos de corrección gratuitos y abiertos, lo que permite el uso gratuito de PPP en la región, algo que antes solo estaba disponible a través de servicios de banda L por suscripción.
Combinaciones típicas de receptores
En el pasado, un receptor de doble banda podía ser simplemente uno capaz de recibir tanto la señal L1 del GPS como la del GLONASS. Hoy en día, este nivel de funcionalidad se da por supuesto, por lo que un receptor moderno de «banda única» suele ser compatible con las señales L1 del GPS, L1 del GLONASS y B1 del BeiDou, que son tres frecuencias diferentes. Muchos receptores modernos también son compatibles con la señal E1 de GALILEO.
Los receptores multibanda auténticos son cada vez más habituales como respuesta a la demanda de una mayor precisión y un rendimiento de localización más robusto. Estos integran al menos otra frecuencia «significativamente diferente» del conjunto de bandas L1/B1/E1. En el pasado, esto solía significar que solo eran compatibles con GPS L1, GPS L2P(Y) (con o sin código) y, quizá, GLONASS L1. Los receptores multibanda modernos deben cumplir unas expectativas más elevadas y, por lo general, se clasifican en varios grupos:
- Comercial/Industrial:
- GPS L1C/A, L1C, L2C
- GLONASS L1, L2OF
- BDS B1 (y posiblemente también B2)
- GALILEO E1, E5b
- Particulares/Empresas:
- GPS L1C/A, L1C, L5
- GLONASS L1
- BDS B1
- GALILEO E5a
- Particulares/Empresas (solo en el subcontinente indio):
- GPS L1C/A, L1C
- GLONASS L1
- BDS B1
- GALILEO E5a
- NAVIC/IRNSS L1C, L5
- Alta precisión/Referencia:
- GPS L1C/A, L1C, L2P(Y) (sin código), L2C
- GLONASS L1, L2
- BDS B1, B2, B3
- GALILEO E1, E5, E6
- QZSS L1C, L6
- NAVIC/IRNSS L1C, L5
Todo esto supone muchos aspectos que hay que tener en cuenta. Por eso, los fabricantes de dispositivos, los proveedores de servicios de IoT y los diseñadores de sistemas suelen necesitar otro tipo de orientación: un socio con experiencia que les ayude a gestionar la integración del GNSS.
Los fabricantes de equipos originales (OEM) suelen necesitar recursos internos adicionales en el ámbito de la radiofrecuencia (RF) para integrar a la perfección el módulo y la antena adecuados en sus diseños, garantizando así un rendimiento constante y fiable. Optar por un fabricante de antenas capaz de ayudar en el diseño y la optimización de la funcionalidad de RF y de las antenas puede aportar ventajas sustanciales a los fabricantes de equipos originales (OEM) en cuanto a la aceleración de su tiempo de comercialización. Taoglas ofrece apoyo en el diseño, lo que permite a los clientes alcanzar una mayor precisión posicional (hasta el nivel del centímetro) mediante las pruebas de antenas GNSS de alta precisión en cámaras anecoicas y entornos al aire libre. Estos servicios de ingeniería sirven para simular los valores previstos en una prueba de campo, lo que mejora significativamente el rendimiento del producto y minimiza el riesgo de defectos de diseño.
