Más de 700 000 personas viajan cada semana en robotaxis totalmente autónomos. Por su parte, camiones con remolque totalmente autónomos transportan mercancías dentro de Dallas, Houston y otras grandes ciudades, así como entre ellas.
La inteligencia artificial desempeña un papel fundamental en el desarrollo de aplicaciones para vehículos autónomos, pero su eficacia depende en gran medida de la calidad de los datos con los que cuenta. Ahí es donde entra en juego el GNSS. Las constelaciones GPS, Galileo, GLONASS y BeiDou proporcionan la información de posicionamiento, navegación y sincronización (PNT) que necesita la inteligencia artificial para maximizar la seguridad y la eficiencia.
El GNSS es igual de importante cuando hay una persona al volante. En camiones, autobuses y turismos, los datos PNT permiten una gran variedad de aplicaciones, entre las que se incluyen la navegación paso a paso, la optimización de rutas, el geoperimetraje, el seguimiento de activos y la gestión de flotas.
El denominador común de estas y todas las demás aplicaciones de transporte basadas en el GNSS es la antena. Sigue leyendo para descubrir qué características y especificaciones debes tener en cuenta a la hora de elegir una antena y cómo integrarla de forma eficaz.
«Casi» no es suficiente
El GNSS estándar tiene una precisión de entre 16 y 32 pies (5-10 metros), pero un vehículo que circula a 70 mph recorre esa distancia en menos de un segundo. Este es un ejemplo de por qué muchas aplicaciones de transporte actuales y futuras —como las caravanas de camiones — requieren servicios de corrección del GNSS para alcanzar una precisión a nivel de centímetros.
Como su propio nombre indica, los servicios de corrección mitigan diversos factores que merman la precisión del GNSS. Por ejemplo, las señales del GNSS son débiles cuando llegan a la Tierra, por lo que son vulnerables a las interferencias atmosféricas. Más cerca del suelo, el follaje denso y los edificios altos las atenúan aún más, lo que deja al receptor con aún menos información con la que trabajar.
Una categoría de servicios de corrección es el GNSS diferencial (DGNSS), en el que las estaciones de referencia terrestres transmiten datos de ubicación para complementar la información procedente de los satélites y alcanzar una precisión a nivel centimétrico. Un ejemplo es el posicionamiento cinemático en tiempo real (RTK), que requiere una suscripción y una conexión móvil para recibir los datos de corrección. (Para profundizar en el tema, lee «El papel de la red GNSS-RTN en aplicaciones de transporte» y ve el seminario web bajo demanda «Posicionamiento GNSS y RTK de alta precisión»).
Para aplicaciones de transporte en las que el precio es un factor determinante, una alternativa son los servicios de banda L, que utilizan satélites para transmitir los datos de corrección. Esto elimina la necesidad —y el gasto— de un módulo celular y un plan de servicio. Además, muchos módulos receptores GNSS son ahora compatibles con la banda L, también conocida como posicionamiento puntual preciso (PPP). Una desventaja es que las señales de la banda L pueden ser susceptibles a los mismos errores y dificultades que las señales GNSS, como la atenuación provocada por una densa vegetación o edificios altos. (Para obtener más información, consulta «Cómo aprovechar la banda L para equilibrar la precisión y la asequibilidad en aplicaciones GNSS») .
Tipos de antenas y aspectos clave a tener en cuenta
Las señales débiles ponen de relieve la importancia de elegir el sistema de antena GNSS adecuado para satisfacer los requisitos de cada aplicación en cuanto a disponibilidad, fiabilidad, resiliencia y rendimiento. El diseño de la antena, así como su integración con el receptor y el resto del dispositivo, influyen directamente en:
- Intensidad de la señal y sensibilidad: Las antenas de alta ganancia mejoran la recepción en entornos difíciles.
- Tiempo hasta la primera fijación (TTFF): Cuanto más rápido pueda el receptor captar las señales del GNSS, más rápido podrá proporcionar datos PNT a la aplicación, por ejemplo, para la navegación paso a paso.
- Mitigación de las trayectorias múltiples: reduce los errores provocados por los reflejos de la señal en los «cañones urbanos».
- Rechazo de interferencias: filtra las señales no deseadas procedentes de bandas adyacentes, como la 5G.
Las antenas GNSS se presentan en diversos diseños:
- Las antenas de parche son habituales en aplicaciones de transporte, ya que resultan ideales para instalaciones en las que siempre estarán orientadas hacia arriba, con una vista despejada del cielo, como por ejemplo en el techo del vehículo. Para un rendimiento óptimo, requieren un plano de tierra, que a menudo proporciona el propio techo del vehículo.
- Las antenas Quad Helix son direccionales. Son una buena opción para aquellos casos en los que vayan a estar orientadas hacia arriba la mayor parte del tiempo, aunque con cierta variabilidad. Además, ofrecen un excelente rechazo de las interferencias por trayectos múltiples, lo que supone una ventaja para aplicaciones urbanas, como los autobuses de transporte público y los vehículos de reparto. Se recomienda utilizarlas sin plano de tierra, lo que las hace perfectas para aplicaciones con drones.
- Las antenas activas incluyen un amplificador de bajo ruido (LNA) para potenciar las señales débiles. Son más habituales en el sector del transporte que los modelos pasivos, que dejan la amplificación en manos del receptor. (Para más información, véase «Antenas GNSS activas frente a pasivas: cómo elegir la solución adecuada»).
La unión hace la fuerza
Algunas aplicaciones de transporte se benefician del acceso a múltiples constelaciones GNSS. Por ejemplo, si los vehículos circulan por latitudes superiores a los 55 grados —como en el caso del transporte de maquinaria a minas árticas—, la precisión del GPS empieza a verse afectada porque sus satélites solo se elevan 45 grados por encima del horizonte. Esto limita la visibilidad de sus satélites. Un sistema de módulo y antena compatible con GLONASS y/o Galileo permite a la aplicación aprovechar las constelaciones cuyas órbitas ofrecen una mejor cobertura en latitudes más altas.
La compatibilidad con múltiples constelaciones también resulta muy útil para aplicaciones de importancia crítica, como los vehículos militares que se desplegarán en varios continentes. Además, mitiga las interferencias y la suplantación de identidad al permitir que los dispositivos cambien a otra constelación.
La compatibilidad con múltiples bandas puede ser otra ventaja. Por ejemplo, las aplicaciones críticas y otras aplicaciones exigentes se beneficiarán de antenas que cubran las bandas L1, L2 y L5, lo que mejora la precisión y la resiliencia. (Para conocer con más detalle las opciones de bandas, consulta «Cómo orientarse en la sopa de letras de las constelaciones y señales GNSS: L1, L2, L5, E5a, E5b y G2»).
Por último, si la aplicación va a utilizar RTK, busca antenas con estabilidad del centro de fase. (Para más información, consulta «Seis parámetros clave a tener en cuenta al comparar antenas GNSS»).
¿Qué hace que una antena sea apta para el transporte?
Los vehículos pasan una década o más soportando temperaturas extremas, el calor del sol y los rayos UV, la lluvia y los baches que provocan sacudidas. Eso significa que sus antenas deben ser igual de resistentes. Céntrate en modelos que cuenten con clasificaciones IP y otras especificaciones de resistencia a las vibraciones, las inclemencias meteorológicas, el agua y el polvo. Si la antena va a ser externa, asegúrate de que el cable y sus conectores también sean resistentes. (Para profundizar más en el tema, consulta «Cómo miden las clasificaciones IP e IK la durabilidad en el mundo real» y «Lo que hay dentro es lo que cuenta: comprender los cables coaxiales de las antenas»).
