GNSS

GNSS

GPS
1. El sistema fue desarrollado, instalado y empleado por el Departamento de Defensa de los EEUU
  1. Permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una precisión hasta de centímetros utilizando GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión
2. Se encuentra constituido por 24 satélites con una orbita de 20200 km, utiliza la triangulación para determinar la posición y la vida util de los satelites es de 7.5 años
  1. Utiliza el sistema Geodésico Mundial WGS84
3. Aplicaciones civiles: Navegación terrestre, marítima y aérea; Teléfonos móviles; Topografía y geodesia; Construcción; Localización agrícola, ganadera y de fauna; Salvamento y rescate. Deporte, acampada y ocio; Geomática; Rastreo y recuperación de vehículos; Navegación deportiva; Parapente, ala delta, planeadores.
4. Aplicaciones militares: Navegación terrestre, aérea y marítima; Guiado de misiles y proyectiles; Búsqueda y rescate. Reconocimiento y cartografía. Detección de detonaciones nucleares.
GLONAS
1. Sistema desarrollado por la Unión Soviética, siendo hoy administrado por la Federación Rusa; representa la contraparte del GPS y del futuro Galileo Europeo.
2. Consta de una constelación de 31 satélites, 24 activos, 3 de repuesto, 2 en mantenimiento, 1 en servicio y 1 en pruebas, situados en tres planos orbitales con 8 satélites cada uno.
3. Los satelites se mueven en órbita alrededor de la Tierra con una altitud de 19100 km, más bajo que el GPS (20200 km) y tardan aproximadamente 11 horas y 15 minutos en completar una órbita.
4. El sistema comenzó a ser operativo el 18 de enero de 1996 año en el cual la Federación Rusa ofreció el canal para apoyar las necesidades de la Organización de Aviación Civil Internacional OACI la cual aceptó el ofrecimiento.
5. Inicialmente utilizó el sistema geodésico ruso PZ-90 que era diferente del sistema WGS 84; posteriormente el sistema fue adaptado y actualizado con el sistema geodésico PZ-90.02 que se ajusta como WGS 84.1
6. Son necesarios 18 satélites para dar servicio a todo el territorio Ruso y 24 para estar disponible en todo el mundo.
7. En 2007 Rusia anuncia que eliminara todas las restricciones de precisión permitiendo un uso comercial ilimitado. Las restricciones de precisión para usos civiles era de 30 m.
8. Evolución del sistema GLONASS
  1. Los tres primeros satélites fueron colocados en órbita en octubre de 1982.
  2. La situación económica de Rusia en los años 90 supuso que en abril de 2002 sólo 8 satélites estuvieran completamente operativos.
  3. En 2004 11 satélites se encontraban en pleno funcionamiento.
  4. A finales de 2007 son 19 los satélites operativos.
  5. Se restablece el segmento orbital del sistema GLONASS a 24 satélites para el período 2007-2008.
  6. Modernizar los satélites con la segunda generación (GLONASS-M) que tienen más prestaciones y una vida útil que se ha elevado a siete años.
  7. Después de 2007 se remplazaran gradualmente los satélites con los de tercera generación (GLONASS-K) con mejores prestaciones y una vida útil de 10 a 12 años.
  8. Proveer al GLONASS con capacidades de Búsqueda y Salvamento (SAR) a partir de GLONASS-Km.
9. Caracteristicas
  1. La segunda generación de satélites mejoran la exactitud y fiabilidad de la navegación, ademas mejora la inmunidad frente a interferencias en el receptor y posee radioenlaces entre satélites para realizar el control en la línea de la integridad del sistema aumentando la duración de la operación autónoma de la constelación sin pérder la exactitud de navegación.
  2. Los satélites de tercera generación GLONASS-K tendrán un tamaño y una masa mejores (su peso no excederá 700 kg), lo que permitirá lanzar estos satélites empleando el cohete Protón con seis satélites en un solo lanzamiento permitiendo reducir los costos de despliegue y mantenimiento.
  3. El programa prevé realizar tareas de investigación científica y de diseño experimental para el desarrollo de la nueva generación de satélites, iniciando la producción de equipo de usuario, aumentaciones y un sistema de vigilancia del estado del segmento orbital.
  4. El uso del sistema GLONASS con otros GNSS permitirá aumentar la precisión, el acceso, la integridad y la continuidad de los servicios de navegación para los usuarios de la aviación.
  5. El 30 de marzo de 2013, la constelación de GLONASS era de: 24 satelites Operacionales, 1 satelite en mantenimiento, 3 satelites en reserva y 1 satelite em test.
GALILEO
1. Desarrollado por la Union Europea con el objetivo de evitar dependencia de los sistemas GPS y GLONASS y ser de uso civil
2. Permite interoperación con los sistemas GPS y GLONASS y ofrece 2 frecuencias en su versión estándar brindando ubicación con precisión de metros en los sistemas públicos.
3. Los satélites estarán en órbitas ligeramente más inclinadas hacia los polos a diferencia de los satelites GPS, brindando datos más exactos en estas regiones donde los satélites estadounidenses pierden precisión.
4. Garantiza la disponibilidad continua del servicio, excepto en circunstancias extremas, informando a los usuarios en segundos el fallo de un satélite, por lo que es conveniente para aplicaciones ferroviarias, conducción de automóviles o control del tráfico aéreo
5. Galileo emitira en forma independiente la transmisión de señales suplementarias de radionavegación en 10 radiofrecuencias con diferentes bandas de frecuencia evitando la vulnerabilidad de la señal
6. Servicios
  1. Servicio abierto (Open Service – OS): Orientado a aplicaciones para el público en general. Proveerá señales para proporcionar información precisa de tiempo y posicionamiento en forma gratuita. La precisión será superior a la de GPS. La mayoría de receptores utilizarán señales conjuntas de Galileo y GPS ofreciendo una mejora en la prestación de servicios en áreas urbanas.
  2. Servicio para aplicaciones críticas (Safety-of-Life - SoL): Se utilizará para aplicaciones de transporte donde la vida humana se podría poner en peligro si los servicios de radionavegación fallan. Proporciona la misma precisión que el servicio abierto con la diferencia de que integra cobertura a nivel mundial para aplicaciones como navegación aérea y ferroviaria donde la precisión garantizada es esencial.
  3. Servicio Comercial (Commercial Service – CS): Orientado a aplicaciones que requieren prestaciones superiores a las que ofrece el servicio abierto a cambio del pago de un canon. El servicio agrega dos señales protegidas mediante cifrado con claves de protección de acceso. Incluye difusión de datos, garantías de servicio, información precisa de tiempo, provisión de modelos ionosféricos y corrección diferencial para proporcionar gran precisión.
  4. Servicio público regulado (Public Regulated Service – PRS): Servicio "robusto" y de acceso controlado para aplicaciones gubernamentales como la policía y la aduana. Se controlara el acceso con cifrado cumpliendo políticas de seguridad en toda Europa. Debe estar operativo en todo momento y en cualquier circunstancia, especialmente en períodos de crisis o cuando otros servicios puedan estar interferidos intencionadamente. La robustez de su señal lo protege contra interferencias intencionadas y de los intentos de una señal modificada.
  5. Servicio de búsqueda y salvamento (Search and Rescue Service – SAR): Recibe en tiempo real mensajes de socorro transmitidos desde cualquier punto de la Tierra (el tiempo de espera actual es de 1 hora) con una precision de pocos metros, en lugar de los 5 km actuales. Presenta 30 satélites en órbita media que se añaden a los 4 satélites en órbita baja y a los 3 satélites geoestacionarios actuales. Sus características y operaciones se regulan bajo el control de la Organización Marítima Internacional (OMI) y la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI).
7. Esta conformado por una constelación de 30 satélites distribuidos en 3 planos a 23222 km de altitud. Se distribuyen 10 satélites por cada plano y cada uno tardará 14 horas para completar la órbita de la Tierra. Cada plano tiene un satélite de reserva activo, capaz de reemplazar a cualquier satélite que falle.
8. El cuerpo del satelite rotará sobre el eje que mira a la Tierra para que sus paneles solares roten y apunten al Sol generando un pico de potencia de 1,5 kW.
9. Nuevas ideas
  1. 2004, HCL Technologies (Múnich): Dispositivo que combina la tecnología GPS y los datos existentes para ayudar a los pescadores a decidir el mejor sitio para echar las redes.
  2. 2005, VU Log (Sophia Antípolis): Flota de mini-automóviles eléctricos ecológicos equipados con un sistema de navegación en el cual los usuarios encontraran el vehículo más cercano vía Internet o telefonía móvil.
  3. 2006, Conor Keegan - GEOSYNCH™: Actualmente en los estudios sismométricos se utiliza una red de sensores que deben unirse mediante cables; con el sistema propuesto se eliminan los cables al utilizar como reloj común de alta precisión el suministrado por la red Galileo.
  4. 2007, Mr. Zaharia Dragos from Nice - Sophia Antipolis / France: Algoritmo, procedimiento y dispositivo para la protección de transacciones financieras añadiendo una señal de tiempo obtenida de los relojes de Galileo.
  5. 2008, Peter Hall and Christin Edwards from United Kingdom & Ireland: Rescate en Tiempo Real con un sistema de localización personal pensado para accidentes marítimos.
  6. 2009, Dr. José Caro Ramón, dispositivo Osmógrafo® que facilita las operaciones de rescate con perros. Cada perro lleva un localizador GNSS y sus datos se transmiten al coordinador para que sepa que zonas ya han sido vistas y cuáles faltan por hacerlo.
BEIDOU
1. Beidou es el nombre chino para la constelación de la Osa Mayor del proyecto desarrollado por la República Popular de China
2. La primera generación está operativa desde el 2000 el cual presta el servicio a China y a sus países vecinos. La segunda generación llamada Compass o BeiDou-2 es un sistema similar al GPS.
3. Ofrecerá dos tipos de servicios: el primero será abierto y podrá dar una posición con un margen de 10 m de distancia, 0,2 m por segundo de velocidad y 0,000005 segundos de tiempo. El segundo servicio será autorizado solo para determinados clientes y ofrecerá servicios más precisos y con mayores medidas de seguridad.
4. A diferencia de los sistemas GPS, GLONASS, y GALILEO, que utilizan satélites en órbitas bajas y ofrecen servicio global, Beidou-1 usa satélites en órbita geoestacionaria por lo cual el sistema no requiera una gran constelación de satélites, limitando su cobertura sobre la tierra a la visible por los satélites, China en este caso.
5. Beidou-1 calcula las coordenadas únicamente con dos satélites y una estación en tierra lo cual implica la necesidad de enviar una señal desde el dispositivo remoto, cosa que no es necesaria con GPS o GLONASS.
6. Beidou-2 contara con entre 12 y 14 satélites entre 2011 y 2015 mientras que para 2020 debe estar plenamente operativo con 30 satélites. En abril de 2011 cuenta con 8 satelites en órbita.
7. China está también asociada con el proyecto Galileo, el cual no es todavía operacional.
Permite posicionar y localizar un punto en cualquier parte del mundo, determinando coordenadas geograficas, altitud y hora exactas, las 24 horas del día en todas las condiciones climatológicas.
La navegación aérea utiliza los GNSS, implementado por la Organización de Aviación Civil Internacional (OCIA),
1. El primer sistema de navegación por satélites fue el Transit, desplegado por el ejército de EEUU en el año 1960 basado en el efecto Doppler
2. Ofrece localización precisa de aeronaves
Usos: Navegación y orientación en dispositivos de mano, dispositivos integrados en automóviles, camiones, barcos, localización para emergencias, etc
Correciones DGPS que mejoran la precision
1. En EEUU el WAAS, en Europa el EGNOS ,en Japón el MSAS y Gagan en la India
  1. Sincronización de los relojes en los satélites GPS teniendo en cuenta la teoría general de la relatividad y la teoría ya que se produce un corrimiento de 38 microsegundos por día provocando errores de varios km en la determinación de la posición

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