Canales GNSS ¿Qué son y por qué son tan relevantes?

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¿Definición y utilidad?

En general, los satélites de geoposicionamiento emiten señales que constan de tres partes. Una señal portadora, uno o más códigos de ruido pseudoaleatorio (PRN por sus siglas en inglés) y un mensaje de navegación. Las dos últimas son moduladas por la portadora mediante una técnica conocida como modulación de fase.

Los canales GNSS permiten a la antena de un receptor GNSS detectar las señales procedentes de un determinado satélite, y de una banda específica. La antena GNSS está en la capacidad de recibirlas, clasificarlas y seguirlas continuamente. Los sistemas receptores GNSS realizan todo el proceso de Adquisición, Tracking y Decodificación.

El proceso de Adquisición determina qué satélites son visibles por el receptor y a que constelación pertenece, es decir, detecta la presencia o ausencia de los satélites a la vista. Además, realiza una primera estimación de los retardos de código y fase portadora.

Fase portadora: Diferencia entre la señal portadora generada por el oscilador interno de un receptor y la señal portadora procedente del satélite.

Esta estimación es mejorada posteriormente en el proceso de Tracking, dando lugar a la segunda etapa de la unidad de procesado de señales. Aquí se realiza la búsqueda local de estimaciones más precisas de los retardos de fase de código y portadora, y sus variaciones.

Generalmente, los enlaces de las señales GNSS son moduladas por un mensaje de navegación, y este contiene el momento en el que se transmitió las efemérides transmitidas, información sobre el estado general del sistema, órbitas satelitales aproximadas, corrección de errores, entre otros.

Receptores GNSS Multibanda y Multifrecuencia

Las bandas tienen que ver con los rangos de frecuencias que permiten sincronizarnos con las señales de las constelaciones. Cada satélite envía varias señales de radio en diferentes frecuencias y para que los códigos de alcance y el mensaje de navegación viajen desde el satélite al receptor deben modularse con una portadora que permita que las señales lleguen con suficiente potencia.

La distancia real entre el satélite y el receptor GNSS no es la misma a la distancia medida, generando un error en dicha magnitud, al haber ondas de distintas frecuencias, habrá trayectos diferentes entre el satélite y receptor, donde mediante una combinación lineal se corrigen estos errores rápidamente obteniéndose distancias Satélite-Receptor más confiables.

Por lo que, utilizar varias señales de ondas de distintas portadoras nos ayudaría a agilizar y mejorar el cálculo de posición de un receptor, incluso en entornos de poca visibilidad satelital.

Precisión

Cuanto mayor es el número de Canales GNSS, pueden seguirse mayor cantidad de satélites de manera simultánea, aumentando la redundancia de datos. En este proceso, la precisión no aumenta de manera lineal, sino que esta mejora hasta un determinado número de satélites, volviéndose luego casi constante.

Teniendo en cuenta, por ejemplo, 10 satélites, en cada una de las 4 constelaciones disponibles (GPS, GLONASS, GALILEO Y BEIDOU) y 4 frecuencias por cada constelación, tenemos un aproximado de 160 canales, que son suficientes para poder adquirir las frecuencias de todos los satélites de las diferentes constelaciones disponibles.

Es preciso mencionar que el número de bandas de frecuencia no afecta directamente en la precisión centimétrica, por lo tanto, un Receptor GNSS Mono-banda podría obtener similar precisión que uno Multibanda, siempre y cuando se encuentren en condiciones ambientales ideales y no excedan distancias mayores a 15 km entre ambos receptores durante la comparación.

Los receptores Multibanda captan varias bandas de frecuencia de los satélites, logrando una solución fija o Fix en segundos y mantienen un rendimiento robusto incluso si la visibilidad del cielo se encuentra parcialmente bloqueada. Además, trabajan con líneas base más largas ya que permite corregir los errores ionosféricos (Ejemplo: hasta 60 km en RTK y 100 km en PPK).

El Receptor GNSS X5 de Mettatec tiene lo mejor de ambos mundos, es multifrecuencia y multibanda con suficiente número de canales, permitiendo una gran precisión a bajo costo. A continuación, te mostramos algunas de sus características:

Número de Canales: 184 canales
Receptor GNSS multibanda con precisión centimétrica
Funciona en modo PPK, RTK y NTRIP
GPS, GLONASS L1/L2, Galileo E1/E5b, BeiDou B1I/B2I, QZSS L1/L2C
Compatible con software o aplicaciones como: SWMaps, Field Genius, Survey Master, SurvPC y cualquier software GIS que admita NMEA a través de Bluetooth
Funciona en modo RTK con LoRa Radio hasta 10 km