Sistema Global de Navegación por Satélite
GNSS
La tecnología del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) tuvo su origen en el desarrollo del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) por parte del Departamento de Defensa de los Estados Unidos en la década de 1970. Concebido inicialmente como una herramienta militar para la navegación global de precisión, el primer satélite GPS se puso en órbita en 1978, y el sistema entró en pleno funcionamiento en 1995.
Tras el éxito del GPS, otros países desarrollaron sus propios sistemas GNSS. A medida que la tecnología GNSS ha avanzado, la dependencia de los servicios basados en la localización ha crecido de forma significativa. Se prevé que las ventas anuales 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 habilitados por los dispositivos GNSS generen más del 80 % de los ingresos totales del GNSS para esa fecha.
En este blog, analizaremos algunas de las tecnologías clave del GNSS que se han convertido en conocimientos imprescindibles para los ingenieros de diseño.
Constelaciones GNSS
La selección de constelaciones ha aumentado considerablemente durante la última década, hasta incluir:
- • GPS (Estados Unidos)
- • GLONASS (Rusia)
- • BeiDou (China)
- • Galileo (Europa)
- • IRNSS (India)
- • QZSS (Japón)
Señales GNSS
Las señales de radio GNSS son complejas y operan en frecuencias que oscilan entre 1,17 y 1,61 GHz (gigahercios), lo que equivale a entre 1,17 y 1,61 mil millones de ciclos por segundo. Para cuando estas señales llegan a la superficie, son muy débiles.
Cómo orientarse entre la maraña de siglas de las constelaciones GNSS
Lee el blogMulticonstelaciones y multifrecuencias
El uso de múltiples constelaciones GNSS aumenta el número de satélites en el campo de visión del receptor. Cada constelación GNSS cuenta con múltiples señales, cada una de las cuales opera en su propia frecuencia. Este diseño mejora la precisión, ya que los receptores pueden utilizar dos frecuencias para reducir los errores causados por la ionosfera. Además, el uso de múltiples frecuencias aumenta la probabilidad de que la señal esté disponible cuando sea necesario. El receptor necesita recibir señales del mayor número posible de satélites para lograr una mayor precisión. Para profundizar en las constelaciones GNSS y conocer las opciones de las bandas L1, L2 y L5 para el GNSS, lee nuestra entrada de blog a continuación.
Cómo orientarse entre las opciones de las bandas L1, L2 y L5 para el GNSS
Lee el blogAplicaciones del GNSS
Los avances en la tecnología de antenas y receptores hacen que las opciones multibanda resulten atractivas. Sin embargo, la elección entre banda única y doble banda depende de la aplicación. Una forma excelente de evaluar si tu aplicación requiere alta precisión es la siguiente: si el producto necesita saber dónde se encuentra, entonces debes buscar una solución de alta precisión; si una persona necesita saber dónde se encuentra, entonces necesitarás una solución estándar.
La tabla de la derecha es una guía útil sobre las bandas GNSS recomendadas según la aplicación.
Antenas GNSS
Una antena GNSS recibe señales de los satélites GNSS, que proporcionan datos sobre la geolocalización del satélite y la hora en que se envió la señal. Estos datos permiten al receptor calcular con precisión su posición en la Tierra. La eficacia de una antena GNSS influye directamente en la precisión y la fiabilidad del sistema de posicionamiento.
Las antenas GNSS se presentan en diversos tamaños y formatos, desde chips, placas de circuito impreso flexibles y antenas de parche hasta antenas dipolo y helicoidales.
El tipo de antena que elijas para tu dispositivo dependerá de la aplicación comercial del mismo. Entre los aspectos clave a tener en cuenta se incluyen (entre otros) la aplicación o el caso de uso del dispositivo, el tipo de carcasa que necesites, el espacio disponible, el tipo de direccionalidad requerida, si el dispositivo es fijo o móvil y cómo vas a conectar la antena. La selección de la antena GNSS adecuada es una decisión fundamental que determina la precisión y la eficiencia de todo el sistema. Los parámetros habituales que hay que tener en cuenta para el rendimiento de una antena GNSS son la ganancia de la antena, la relación axial, el desplazamiento del centro de fase (PCO), la variación del centro de fase (PCV) y el retardo de grupo. El gráfico siguiente ilustra estas características con más detalle.
¿Deberías optar por una antena GNSS estándar o una fabricada a medida?
Lee el blogReceptores GNSS
La elección del módulo de radio adecuado es fundamental para mejorar la precisión y la fiabilidad de tu dispositivo.
Para aprovechar al máximo las capacidades de tu receptor GNSS, elige un dispositivo que ofrezca acceso a una amplia gama de constelaciones y bandas. De este modo, te asegurarás de que tu receptor pueda captar las señales transmitidas por múltiples sistemas de satélites, lo que te permitirá beneficiarte de un mayor conjunto de mediciones y lograr una mayor precisión en tus cálculos de posicionamiento, así como un mejor rendimiento de posicionamiento.
La precisión de un receptor GNSS depende en gran medida de la calidad de su antena. Una antena de bajo rendimiento puede introducir errores en los datos de posicionamiento, lo que da lugar a una precisión reducida y a un rendimiento por debajo de lo esperado.
Lo que debes saber
¿Antenas activas o pasivas?
Elegir la antena GNSS más adecuada es una decisión compleja que requiere una reflexión minuciosa y el asesoramiento de expertos. La antena que elijas puede influir significativamente en el rendimiento de tu solución GNSS, por lo que es fundamental contar con el asesoramiento de expertos desde el principio del proceso de integración.
Si todavía está buscando su solución ideal de antena GNSS, solicite el asesoramiento de los expertos del equipo de ingeniería de Taoglas. Nuestro equipo de ingeniería global puede ayudarle a comprender todos los aspectos que debe tener en cuenta.
También puede profundizar en el tema consultando la siguiente documentación sobre antenas GNSS.
