Posicionamiento con GPS: Observables, Metodologías y Redes GNSS

Fundamentos del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y la Geodesia Espacial

Entre los objetivos de la Geodesia Espacial, se encuentra la determinación de posiciones a partir de la observación y recepción de señales formadas por radiaciones del espectro electromagnético, procedentes de objetos no ligados al suelo terrestre. El GPS (Global Positioning System) es un ejemplo clave de esta tecnología.

Observables del Sistema GPS

A partir de la señal GPS, su recepción y análisis, se pueden utilizar varios observables:

• Código:
  • Se mide un código que se modula sobre la portadora de la información.
  • A partir del código, se obtiene una medida de distancia denominada pseudodistancia.
  • GPS actualmente emplea dos códigos: uno de acceso libre y otro encriptado.
• Fase:
  • Es, en realidad, la portadora de la información, con una longitud de onda de aproximadamente 20 cm.
  • Se mide la variación en el número de ciclos observados.

Pseudodistancia

La pseudodistancia es el resultado de multiplicar la velocidad de la luz (c) por el tiempo necesario para alinear el código GPS en el receptor con el del satélite.

Matemáticamente: Pseudodistancia = c * (Tre - Tsv), donde:

• c: Velocidad de la luz.
• Tre: Tiempo de recepción (medido por el receptor).
• Tsv: Tiempo de emisión (medido por el satélite).

Fase de la Portadora

Se efectúa observando la portadora 'limpia' mediante un proceso de correlación. Se compara la fase recibida del satélite con una fase generada en el receptor. Al encender el receptor, la fase observada es idéntica a la emitida por el satélite, más un número entero N (ambigüedad) de ciclos.

Metodologías de Posicionamiento GPS

Existen numerosas metodologías para obtener posiciones con GPS, con diferentes rangos de precisión:

• Según el número de receptores:
  • Métodos absolutos: Un solo receptor.
  • Métodos diferenciales: Dos o más receptores observando simultáneamente.
• Según el observable empleado:
  • Código.
  • Fase de la portadora.
• Según el momento de obtención de la posición:
  • Postproceso (en gabinete).
  • Tiempo real.
• Según la situación del móvil:
  • Estático.
  • Cinemático.
• En los métodos diferenciales, hay una tendencia a reemplazar las estaciones base del usuario por estaciones de referencia permanentes.

Metodologías Utilizadas Actualmente

• Posicionamiento absoluto.
• Métodos diferenciales:
  • Solución en postproceso.
  • Solución en tiempo real.
• Métodos relativos:
  • Estático: Si el móvil está quieto y se resuelve en postproceso.
  • RTK (Real Time Kinematic): Si el móvil está quieto o en movimiento y se resuelve en el momento.

Posibilidades de Uso de Redes GNSS

Las redes GNSS (Global Navigation Satellite Systems) ofrecen varias ventajas y algunos inconvenientes:

Ventajas:

• Posibilitan un doble tipo de correcciones: desde una estación aislada y una solución de red.
• La solución de red proporciona mayor homogeneidad de las correcciones.
• La solución de estación base aislada permite cubrir una mayor distancia que un RTK convencional.
• Máximo rendimiento.

Inconvenientes:

• Fuerte dependencia de la existencia de comunicaciones en la zona de trabajo.
• Coste de las comunicaciones.