RINEX: El formato de Intercambio de Datos GNSS

¿Qué es el formato RINEX?

El formato RINEX cuyo nombre surge de las siglas en inglés de “Receiver INdependent EXchange“, es un formato de archivos de texto que almacena, de manera estandarizada, información del cálculo de magnitudes como posición y velocidades basadas en una serie de medidas a los satélites de las diferentes constelaciones GNSS. Este formato permite además el intercambio y procesado de datos independientemente de cuál sea la marca, modelo o característica del receptor o sistema de procesamiento GNSS.

¿Cuándo y cómo se crea el formato RINEX?

Fue presentado en el 5º Simposio Geodésico Internacional en Posicionamiento por Satélites, en 1989, Las Cruces (México); siendo recomendado en agosto de este mismo año por la Asociación Internacional de Geodesia como formato estandarizado para intercambio de datos, originalmente para GPS y más tarde adaptado a la constelación rusa GLONASS y otros sistemas GNSS.

La primera versión de este formato RINEX fue desarrollada por el Instituto Astronómico de la Universidad de Berna para el intercambio de datos GPS que se recopilaron durante la primera campaña europea EUREF89 (1989), en donde intervinieron más de 60 receptores de 4 fabricantes diferentes, por lo que desarrollar y disponer de un sistema y archivo de intercambio de datos fue fundamental.

Composición de datos RINEX

El formato RINEX se compone de la creación de cuatro tipos de archivos a partir de la versión 2. Estos cuatro tipos son:

• El archivo de los datos de observación
• El archivo de datos meteorológicos.
• El archivo con el mensaje de navegación
• El archivo del mensaje de navegación del sistema GLONASS.

El formato RINEX está compuesto por los siguientes archivos ASCII:

• El archivo de los datos de observación (O)
• El archivo de datos meteorológicos (M)
• El archivo con el mensaje de navegación de GPS (N)
• El archivo del mensaje de navegación de GLONASS (G)
• El archivo del mensaje de navegación de GLONASS (L)
• Archivo de mensajes de navegación GNSS mixto (P)
• Archivo de mensajes de navegación de carga útil SBAS (H)
• Archivo de datos de transmisión SBAS (B)
• Archivo de reloj (C)
• Archivo resumen (S)

Generalmente, se presenta con 4 ficheros:

Archivo de los datos de observación (O):

Es el de mayor importancia, por lo tanto, tiene mayor peso de almacenamiento. Ahora bien aquí se encuentran las pseudodistancias medidas en metros: C1 (código C/A o estándar sobre la frecuencia L1), P1 (código P o Precise en L1) y P2 (código P en L2). Contiene información de las observables por cada satélite y constelación, además de las características del receptor y antena utilizada en campo, intervalo de tiempo de la data capturada, hora de inicio y final de las observaciones, entre otras.

Figure 01. Archivo de observación RINEX.

Los archivos de datos de navegación (N):

Contiene datos de orbitales, parámetros de reloj, precisión de las medidas de pseudodistancias de satélites observados, parámetros de modelos ionosféricos, correcciones de tiempo GPS y UTC.

Archivo de datos meteorológicos (M):

Definido para la versión RINEX 2 en adelante, esta simplifica el procesamiento de datos meteorológicos recogidos por los observatorios. Asimismo contiene datos de presión atmosférica (milibares), temperatura seca y húmeda (ºC), humedad relativa, humedad central del retardo ionosférico.

Importancia del formato RINEX

Su importancia radica en aquellos casos donde los posicionamientos requieran de un post proceso de datos, ya que implica que los datos binarios propios de cada tipo de receptor en diferentes marcas, modelos y características puedan ser transformados a un formato independiente universal ASCII7, permitiendo el uso de otro tipo de software e intercambio de datos procedentes de otros receptores.

La estructura de información binaria difiere entre un receptor y otro, es necesario que cada proveedor de software GNSS genere un intérprete para este formato.

Actualmente, la mayoría de los fabricantes de estos softwares de post proceso GNSS incorporan la opción de carga y descarga de formato RINEX, pudiendo realizar la descarga directamente del archivo fuente o aplicando una transformación a los datos propios del programa.

Versiones del formato RINEX

La primera versión de RINEX presentado y aceptado por el 5º Simposio Geodésico Internacional sobre Posicionamiento Satelital (1989) solo transformaba datos de posicionamientos estáticos. Versiones posteriores ya empezaron a considerar el posicionamiento estático rápido, pseudo cinemático y cinemático, entre otros. La segunda versión fue presentada en el Segundo Simposio Internacional de Posicionamiento Preciso con el Sistema de Posicionamiento Global en Ottawa, Canadá, en setiembre de 1990, con la posibilidad de incluir datos de seguimiento de diferentes sistemas satelitales.

Además, hay varias subversiones: RINEX 2

• Versión 2.10: permite frecuencias de muestreo que no sean segundos enteros e incluye intensidades de señal sin procesar como nuevos observables.
• Versión 2.11: Incluye la definición de un código de observación de dos caracteres para pseudodistancias L2C
• Versión 2.20: Versión no oficial utilizada para el intercambio de datos de seguimiento de receptores espaciales dentro del proyecto piloto IGS LEO.

Existe una nueva versión RINEX 3:

• Versión 3.01: genera observaciones de fase coherentes en diferentes modos o canales de seguimiento para facilitar el procesamiento de dichos datos.
• Versión 3.02: agregó soporte para el sistema satelital Quasi Zenith japonés (QZSS), información adicional sobre BeiDou y un nuevo mensaje para enumerar los sesgos de fase del código GLONASS.
• Versión 3.03: agrega soporte para el Sistema de satélite regional indio (IRNSS).

Como se puede apreciar, los últimos cambios efectuados en los archivos RINEX están relacionados con la inclusión de observaciones procedentes de la constelación GLONASS, posibilitando archivos mixtos, y un nuevo tratamiento que se le da a la mediciones bajo A/S. Una de las variaciones más relevantes de la inclusión del sistema GLONASS es la creación de un nuevo archivo de navegación para dicho sistema, siendo –como ya se ha comentado- cuatro los archivos que se generan. Ahora el número PRN de cada satélite tiene el formato snn, donde s se corresponde con el identificador del sistema al que pertenece (G o banco: para GPS, R: GLONASS, T: Transis) y nn es el número del satélite. Otros cambios incluyen la ampliación de captación de satélites por época, dado que estaba limitado a 12 satélites, y la inclusión de parámetros adicionales dentro del archivo de navegación.

El estado presente y futuro del RINEX depende de las decisiones tomadas en los Simposiums que tienen lugar entre científicos de todo el mundo. Las mejoras que se van aceptando suelen ser publicadas por la Asociación Internacional de Geodesia y transmitidas a los productores de equipos y software GNSS.