TELIT - Tutorial Uso de GPS

Uso de GPS en Sistemas Embebidos
Agenda
Introducción a los sistemas GNSS
−
Sistemas GNSS
−
Arquitectura del sistema
−
Como funciona
−
Errores
−
Mejoras
−
Protocolos
Sistemas Embebidos
Características de los módulos GNSS
Productos Telit
Sistemas GNSS
El sistema Navstar-GPS (USA) es un sistema GNSS (Global
Navigation Satellite System), es decir un sistema global de
navegación por satélite.
Existen otros sistemas:
−
−
−
GLONASS (Rusia)
Galileo (UE)
BeiDou Compass (China)
Sistemas GNSS
A través de los mismos se puede conocer:
−
−
−
Posición (latitud, longitud y altitud) con exactitud de entre 20m y 1mm
Hora UTC (Universal Time Coordinated) con una exactitud de entre
60ns y 5ns.
Velocidad, dirección del movimiento y rumbo, etc.
Sistemas GNSS
• Segmento Espacial:
compuesto por todos los
satélites operativos.
• Segmento de Control:
compuesto por todas las
estaciones terrestres que
monitorean y controlan el
sistema.
• Segmento de Usuarios:
compuesto por todos los
usuarios civiles y militares.
¿Cómo funciona?
• Los receptores GNSS se basan en la medición del
tiempo de tránsito de una señal de radio para medir la
distancia que hay desde los satélites que integran el
sistema a puntos sobre la superficie de la tierra.
• La velocidad de propagación de la señal de radio es la
velocidad de la luz en el vacío (300000 km/s).
• Si se conoce el tiempo de viaje de la señal, entonces
se puede calcular la distancia como:
Distancia = Velocidad * Tiempo de viaje
Cálculo de Distancia
Ejemplo 1: Cálculo de a que distancia cayo el relámpago.
Distancia = Travel time * speed of sound (330m/s).
Cálculo de posición
Ejemplo 2: Cálculo de la posición de un auto.
Distancia : Travel Time * speed of light.
Cálculo de posición
Ejemplo 3: Cálculo de posición de un auto 2.
Distancia = ((T_time_1 – T_time_2)*speed light + A )/2
Cálculo de posición
• Para calcular la posición en una línea de manera
exacta (en una dimensión) necesitamos dos
transmisores de señal de tiempo.
• Podemos decir que cuando se usa un receptor con
un reloj no sincronizado, para calcular la posición
del receptor, es necesario que el número de
transmisores de señal de tiempo exceda en uno al
número de dimensiones con las cuales se desea
calcular la posición del móvil.
Cálculo de posición
Ejemplo 4: Calculo de posición de un auto con Satélites.
Para tener una posición valida en 3D y tiempo hace falta recibir al menos 4 satélites.
Tiempo de viaje de la señal
• Los satélites poseen relojes atómicos intercomparados con
una estabilidad del orden de 5x10-12.
• Los satélites GNSS transmiten a la tierra su posición exacta
y el tiempo de sus relojes.
• Estas señales requieren aprox. 67.3ms para alcanzar la
superficie de la tierra debajo del satélite y requieren otros
3.33µs por cada kilómetro adicional de viaje.
Cálculo de posición II
•
•
Comparando el tiempo en que arribó la señal con el tiempo en que fue
transmitida, que viene como parte de los datos, es posible determinar el
tiempo de viaje de la señal, y por lo tanto la distancia del satélite al
receptor.
Con esta distancia puedo definir una esfera, de la cual la superficie
determina las posibles ubicaciones del receptor.
Cálculo de posición II
•
•
Si se recibe la señal de un segundo satélite, podemos definir otra esfera de
posibles ubicaciones del receptor en función de este nuevo satélite.
La intersección entre ambas me definirá un circulo de posibles posiciones
el receptor.
Cálculo de posición II
•
•
•
Sumando la señal de un tercer satélite, y por lo tanto una esfera mas, solo
tendremos dos posibles puntos donde se encuentre nuestro receptor.
Uno de los cuales se puede descartar porque suele ser una posición fuera
de la tierra.
Un cuarto satélite es necesario para corregir el error de desincronización.
Satélites
Los distintos sistemas
GNSS
posee
un
numero determinado
de orbitas para sus
satélites.
Todos los sistemas
permiten visualizar al
menos
4
satélites
desde cualquier punto
de la tierra.
Cada satélite da una
vuelta a la tierra en
12hs. Pero tarda 24 hs
en pasar por el mismo
punto (a raíz del giro
de la tierra)
Satélites
Transmiten a frecuencia del orden de 1,5GHz.
La señal tarda aprox. 67ns desde que sale del
satélite hasta que llega al receptor.
Los GPS transmiten un streaming continuo a 50bps,
todos en la misma frecuencia y al mismo tiempo
(CDMA).
Los receptores identifican a cada satélite mediante
un código.
Los satélites transmiten los siguientes mensajes:
−
Tiempo y corrección de clock
−
Sus datos orbitales exactos (efemérides)
−
Datos orbitales de los demás satélites (almanaque)
−
Estado
Errores del sistema GNSS
•
•
Es importante distinguir entre exactitud y
precisión. La exactitud refiere a la diferencia entre
el valor indicado y el real. La precisión refiere a la
repetibilidad de los valores indicados.
El sistema GNSS es suficientemente exacto y
preciso para la mayoría de las aplicaciones pero
tiene algunos errores.
Errores de los sistemas GNSS
•
Si un receptor
permanece fijo en una
posición durante un
tiempo veremos como
indica posiciones
desparramadas sobre
un área, esto es debido
a los errores del
sistema.
Errores de los sistemas GNSS
• Disponibilidad Selectiva
• Error de la medición del tiempo de viaje de la señal.
• Multirutas
• Clock de satélites
• Orbitas de satélites
• Cantidad de satélites
• Geometría de los satélites. DOP (Dilution of
Precision) satélites usados entre si. Hay distintos
tipos DOP, GDOP, PDOP, HDOP, VDOP.
Causas de Error del sistema GNSS
Disponibilidad selectiva: En el pasado el sistema GPS
tenía un ruído agregado llamado “Selective Availability”
(Disponibilidad Selectiva) que aumentaba el error del
sistema hasta unos 100m. Este ruido selectivo se
desactivó en mayo de 2000 permitiendo que cualquier
receptor pueda trabajar con un error de unos 15m o
menos dependiendo de el diseño del receptor, la cantidad
de satélites, etc.
Errores de Propagación: La señal se frena al atravesar
la ionósfera y la tropósfera. Solo pueden estimarse. Los
cálculos se invalidan de acuerdo a las condiciones
locales. Esta perturbación altera los cálculos de
triangulación del receptor. También el cambio de índice
de refracción produce alteraciones.
Causas de Error del sistema GNSS
Rutas múltiples de la Señal: Se introducen errores en el
sistema por reflecciones en edificios y entidades geográficas.
Cuanto la ruta es menos directa, la señal tarda más en llegar,
esto puede agregar errores al sistema si el receptor reconoce
las señales reflejadas como válidas.
Errores de clock de los Receptores: El clock en los
receptores es mucho menos exacto que los que están a bordo
de los satélites, esto introduce errores.
Errores en las órbitas de los satéites: Desvíos de la posición
real de los satélites respecto de la especificada por las
esfemérides introduce errores el el cálculo de posición. Es
difícil mantener a los satélites en las órbitas previstas.
Causas de Error del sistema GNSS
Cantidad de satélites visibles: Cuanto más satélites ve el
receptor, más usa para obtener puntos por triangulación y
mayor el nivel de certidumbre (precisión) y de exactitud
obtenida.
Geometría de la posición de los satélites: La posición
relativa entre los satélites puede aumentar el error del receptor.
La situación óptima ocurre cuando los satélites tienen grandes
ángulos relativos entre sí. Una medición de este problema se
conoce como DOP o Dilution of Precision.
Dilusion Of Precision (DOP)
•
•
•
DOP se usa para hacer una caracterización simple de la geometría de los
satélites en uso para obtener un fix. La exactitud óptima se obtiene cuando los
ángulos de intersección se aproximan a 90°.
Cuando los satélites están bién
separados, los círculos de radio
igual a la distancia de cada uno
se intersecan en ángulo recto,
definiendo bien el punto de
intersección.
DOP está relacionado al volumen
formado por la intersección de
los puntos de los vectores de los
satélites en uso con el receptor
en el centro de la esfera. A mayor
volumen de intersección, mejor
definida la intersección y menor
DOP.
Dilusion Of Precision (DOP)
•
Podemos ver la especificación DOP como: HDOP, VDOP, PDOP, y TDOP
que son abrevaciones de Horizontal, Vertical, Posicional (3D), y Time
Dilution of Precision
Sistemas de coordenadas
• Map refernce system =datums
• Para hacer los cálculos, los dispositivos modelizan la
figura de la tierra como una elipsoide. La figura real es
un geoide pero esta es muy compleja.
• Existen mas de 120 sistemas de mapas de referencia.
WGS84 es un estándar global y se utiliza por default
en todos los GPS’s.
Mejoras del sistema
•
•
DGPS (Differential GPS): Se emplea una estación de tierra fija en
una posición conocida que ve los mismos satélites que el receptor en
uso, esto permite cancelar errores. Se pueden usar receptores en un
radio de 200km de la estación. La estación determina el valor de
corrección y lo transmite generalmente mediante un enlace de radio.
Una vez recibido este valor los receptores compensan el error de
posición calculado en forma autónoma.
Para las correcciones
se usan diferentes
protocolos
como
RTCM SC 104 y
RTCA
Mejoras del sistema
• SBAS (Satellite Based Augmentation Systems ): satélites
adicionales que permiten mejorar los sistemas GNSS
• Mejoran la exactitud de la posición por corrección
• Mejoran de integridad y seguridad.
• Mejoran la disponibilidad
Niveles típicos de exactitud
•
La exactitud esperada cuando usamos un receptor GNSS varía de
acuerdo a todo el sistema. La tabla debajo muestra
especificaciones típicas.
Mejoras del sistema
• AGPS (GPS asistido): Luego de 2 o más horas de inactividad, los datos orbitales
de los satélites deben actualizarse para que el sistema funcione. Un receptor
requiere por lo menos de 18-36 segundos para obtener los datos orbitales y calcular
la primera posición (Time to First Fix: TTFF). En malas condiciones el cálculo puede
tomar minutos. Una mejora para esto se obtiene recibiendo los datos orbitales
mediante una red celular
Mejoras del sistema
• DEAD Reckoning: Permite obtener posiciones sin señal GPS partiendo
de la última información disponible.
• La estimación sin señal GPS se degrada con la distancia al ser los errores
acumulativos
• Requiere sensores precisos para mayores distancias (Acelerómetro,
Giróscopo, etc.)
Protocolos
Propietarios : dependen del fabricante del chipset receptor y sirven
para obtener la información del recptor y para configurarlos.
Ejemplos de esto son: Prolific, Ublox, SIRF, Wi2Wi, Atheros, Mediatek, ST,
Atmel, etc
Estándar: NMEA (NATIONAL MARINE ELECTRONICS ASOCIATION)
que suelen usar todos los receptores GNSS.
Protocolos
•
Mensajes estándar
−
GST - GNSS Estadísticas de Error de Pseudo Range
GBS - GNSS Falla al detectar satélites
GGA – (GPS) Datos de posición
GLL - Latitud y longitud, con tiempo de fix y estado
GSA – (GPS) DOP y satélites activos
GSV – GPS/GNSS Satélites visibles
RMC – Datos mínimos recomendados
VTG – Curso sobre la tierra y velocidad d ella tierra
GRS - GNSS Residuales de Alcance
ZDA – Fecha y Hora
DTM – Referencia de Datum
TXT – Transmisión de Texto
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
−
Protocolos
Sistemas Embebidos
¿Qué son los sistemas embebidos?
“Sistema embebido” es el nombre genérico que reciben los equipos
electrónicos que incluyen un procesamiento de datos, pero que, a diferencia de
una computadora personal, están diseñados para satisfacer una función
específica, como en el caso de un reloj, un reproductor de MP3, un teléfono
celular, un router, el sistema de control de un automóvil (ECU), de un satélite o
de una planta nuclear. Es un sistema electrónico que está contenido
(“embebido”) dentro de un equipo completo que incluye, por ejemplo, partes
mecánicas y electromecánicas.
El cerebro de un sistema embebido es típicamente un microcontrolador,
aunque los datos también pueden ser procesados por un DSP, una FPGA, un
microprocesador o un ASIC, y su diseño está optimizado para reducir su
tamaño y su costo, aumentar su confiabilidad y mejorar su desempeño.
Algunas aplicaciones también tienen requisitos de bajo consumo, como por
ejemplo un celular o un reproductor de MP3, que se satisfacen gracias a los
avances en la tecnología.
El diseño de sistemas embebidos es un motor clave de la industria y del
desarrollo tecnológico, y es un campo que en los últimos años ha crecido
notablemente en la Argentina.
Sistemas GNSS y los sistemas embebidos
Sistemas GNSS y los sistemas embebidos
Diagrama en bloques
Display
Fuente
GPS
MCU
GPIO
2G/3G
Sensores
RF
Características de los módulos
GNSS
Características de los módulos GNSS
• Chipset / Sistemas soportados
• Simultaneidad
• Cantidad de canales
• Sensibilidad
• Tasa de actualización
• Exactitud
• Tiempo de arranque (cold/warm/hot start)
• Tensión de alimentación
• Interfaces de comunicación
Características de los módulos GNSS
• Chipset / Sistemas soportados
– Sirf star IV - GPS
– Sirf star V - GPS/GLONASS/Galileo/Beidou Compass
– ST Teseo II - GPS/GLONASS/Galileo/Beidou Compass
– Mediatek MT3333 - GPS/GLONASS/Galileo/Beidou Compass
• Simultaneidad
– Sirf star IV – solo GPS
– Sirf star V – GPS o GLONASS
– ST Teseo II - GPS y GLONASS
– Mediatek MT3333 – GPS y GLONASS
Características de los módulos GNSS
Prueba realizada 20 de Marzo del 2012 en Londres
Sistema GPS
Sistema GPS + GLONASS
Características de los módulos GNSS
• Cantidad de canales
– Es la máxima cantidad de satélites que pueden estar siendo
rastreados por el modulo GPS al mismo tiempo
• Sensibilidad
– Indica el nivel de señal mínima que puede ser detectada. Se
expresa en dB y es un valor negativo. Cuanto mas negativo
menor es el nivel de la señal que puede ser detectada.
• Tasa de actualización
– Indica a que frecuencia refresca el dato de posición. Cuanto
mayor es la frecuencia de actualización de los datos mas
exactitud se puede obtener al promediar dichos valores.
Características de los módulos GNSS
• Exactitud
– Se puede referir a la posición,
la velocidad, etc. La que más
nos interesa es la de posición.
Cada
fabricante
puede
expresarla distinto. Para todos
los casos se especifica en
metros. Pero hay variantes
como SEP, CEP, 1dRMS,
2dRMS
y
3dRMS.
SEP
corresponde a la mitad de los
puntos dentro de una esfera.
CEP corresponde a la mitad de
los puntos en un círculo.
1dRMS corresponde al 68% de
los puntos. 2dRMS corresponde
al 95% de los puntos. 3dRMS
corresponde al 99,7% de los
puntos.
Características de los módulos GNSS
• Tiempo de arranque
– Coldstart, el dispositivo inicia sin las efemérides, la hora o la
ultima posición
– Warmstart, el dispositivo inicia sabiendo la hora y ultima
posición por lo que predice aproximadamente la posición de
los SVs
– Hotstart, el dispositivo tiene efemérides aun validas y no
necesita recibir un frame completo
– En el caso de funcionamiento asistido puede llevarse el caso
de un arranque coldstart a uno warmstart
Productos Telit
Productos Telit
Jupiter SE880
•
Chipset Sirf Star IV - Solo GPS
•
Receptor Gps de 48 canales
•
Sensibilidad Tracking -165 dBm
•
Tasa de actualización
•
Exactitud de posición (CEP50) < 1,8 m
•
Tiempo al primer fix (90% @ -130 dBm)
•
Hot Start:
1s
•
Cold Start: ‹ 35 s
Jupiter SE880 circuito de aplicación
RF GND
Configure to UART
R1
VDD 1.8V
10k
Passive Antenna
DC decoupling cap required for
active antenna
TX
27
29
28
RF_IN
R
G
GND10
GND9
G
31
30
NSR
RESET
Jupiter
Jupiter
Air
SE880
TM
5
GND2
6
XTAL_CLK
TCXO_CLK
VBB_I
GND4
7
GPIO0
GPIO1
26
25
24
23
RF GND
Y1
22
3
OUT
GND
VCC
GND
2
21
20
4
1
L2
19
18
2.2uH
(shielded)
C1
C2
C3
0.1uF
10uF
1000pF
TCXO
16.369MHz
17
GND3
16
15
GPIO4
14
GPIO2
VCC_TCXO
RTC_XO
13
10
VDD 1.8V
RTC_XI
VDD
12
VKA
9
11
8
GPIO3
VREG_O
GPIO8
(shielded)
32
ON_OFF
4
0.68uH
GND8
GND7
GND6
GND5
SYSTEM_ON
3
..
R2
100k
GPIO0
Y2
C5
C4
32.768KHz
GPIO1
GPIO4
GPIO0
VDD 1.8V
GPIO0 GPIO1 Protocol Baud
HIGH HIGH NMEA 4800
HIGH LOW NMEA 9600
LOW HIGH NMEA 38400
LOW LOW OSP 115200
6k
22pF
OR
1
6
5
2
3
7
CE#
VDD
8
VDD 1.8V
GPIO3
GPIO1
SCK
VDD 1.8V
C9
0.1uF
SI
R5
2.2k
SO
WP#
RTS#/H#
Optional Serial Flash
SST25WF040
R6
24AA512
2.2k
5
GND
18pF
R3
10k
R4
GPIO0
6
7
GPIO1
8
A2
VCC
SDA
A1
SCL
A0
GND
WP
1
2
C6
3
4
4
L1
CTS
S_SPI
GND1
2
ON_OFF
RTS
S_SPI
1
System_ON
TX
RX
34
33
short 50 Ohm trace
RX
Optional Serial EEPROM
0.1uF
Jupiter JF2 / JN3
•
Chipset Sirf Star IV - Solo GPS
•
Receptor Gps de 48 canales
•
Sensibilidad Tracking -163 dBm
•
Tasa de actualización
•
Exactitud de posición (CEP50) < 2.5 m
•
Tiempo al primer fix (90% @ -130 dBm)
•
Hot Start:
1s
•
Cold Start: ‹ 35 s
Jupiter JF2 circuito de aplicación
Jupiter JN3 circuito de aplicación
Jupiter SE868V2
•
Chipset Sirf Star V - GPS L1, GLONASS
(L1,FDMA), QZSS (L1)
•
Receptor GNSS de 33 canales
•
Sensibilidad Tracking -166 dBmc
•
Tasa de actualización
•
Exactitud de posición (CEP50) 2.5 m
•
Tiempo al primer fix (90% @ -130 dBm)
•
Hot Start:
1s
•
Cold Start: ‹ 35 s
Jupiter SE868V2 circuito de aplicación
Jupiter SL869
•
Chipset ST Teseo II - Banda: GPS L1,
GLONASS (L1,FDMA), Galileo (E1)
•
Receptor GNSS de 32 canales
•
Sensibilidad Tracking -162 dBm
•
Tasa de actualización 10 hz
•
Exactitud de posición (CEP50) 1.5 m
•
Tiempo al primer fix (90% @ -130 dBm)
•
Hot Start:
1s
•
Cold Start: ‹ 35 s
• Chipset Meditek MT3333 Banda: GPS
L1, GLONASS (L1,FDMA), Galileo (E1),
Beidou (B1)
• Receptor GNSS de 33 canales
• Sensibilidad Tracking -165 dBm
• Tasa de actualización 10 hz
• Exactitud de posición (CEP50) 3m
• Tiempo al primer fix (90% @ -130 dBm)
• Hot Start:
1s
• Cold Start: ‹ 35 s
Jupiter SL869 circuito de aplicación
Jupiter SL869V2 circuito de aplicación
Jupiter SL871
•
Chipset Meditek MT3333 Banda: GPS
L1, GLONASS (L1,FDMA), Galileo (E1),
Beidou (B1)
•
Receptor GNSS de 33 canales
•
Sensibilidad Tracking -165 dBm
•
Tasa de actualización 10 hz
•
Exactitud de posición (CEP50) 3m
•
Tiempo al primer fix (90% @ -130 dBm)
– Hot Start:
1s
– Cold Start: ‹ 35 s
Jupiter SL871 circuito de aplicación
Productos Telit
Productos Telit
Productos Telit
Productos Telit
¡Muchas Gracias!
Electrocomponentes S.A.
Ing. Ignacio J. Zaradnik
[email protected]
Glonass
Es el sistema Ruso equivalente a Navstar GPS de
Estados unidos
Satélites Totales en la constelación 29
Operacionales 24
En fase de puesta en marcha
En mantenimiento
De repuesto 4
En fase de prueba de vuelo 1
Glonass
El GLONASS civil usado solo es un poco menos exacto que GPS.
En altas latitudes (norte o sur), la exactitud de GLONASS es mejor
que la de GPS debido a las posiciones orbitales de los satélites.
Algunos receptores modernos pueden usar ambos sistemas en
forma simultánea mejorando la cobertura en cañones urbanos y el
time to fix, debido a que hay disponibles más de 50 satélites.
En 2009, la agencia espacial rusa informó sus intenciones de
expandir la constelación GLONASS y mejorar el segmento
terrestre para mejorar las definiciones de navegación a 2.8 m en
2011. Los últimos satélites diseñados, GLONASS-K, pueden
mejorar la exactitud del sistema un 100%. En 2012 se estaban
construyendo 16 nuevas estaciones terrestres a las que se
agregarán nuevas en el hemisferio sur. Estas mejoras están
pensadas para mejorar la exactitud del sistema GLONASS a 0.6 m
o menos para 2020.
Galileo
Galileo es el nombre del programa de GNSS Europeo, pensado para ser
muy exacto, para que opere en forma global y que sea interoperable con
los sistemas existentes GPS y Glonass.
Consiste en 30 satélites y la infraestructura terrestre.
Galileo es desarrollado en colaboración entre la Union Europea y la
Agencia Espacial Europea (ESA).
Galileo - Arquitectura
30 satélites que
completan un giro
alrededor de la tierra en
14 horas a 23000 km
ordenados de modo tal
que siempre haya por lo
menos 4 satélites
visibles en cualquier
parte del mundo.
Los 30 satélites estarán
en 3 planos orbitales a
56° del ecuador que
proveerá covertura
hasta las regiones
polares.
Beidou
BeiDou Navigation Satellite System es el sistema de GNSS Chino
desarrollado en forma independiente.
Los objetivos del sistema son mantener la independencia al tiempo que
lograr la compatibilidad con los demás sistemas, ofrecer servicio global.
El sistema BeiDou se compone de 5 satélites geoestacionarios y 30 de
no-geoestacionarios en su segmento espacial. Este sistema se
complementa con las estaciones de monitorieo y control terrestre.
Receptores y Antenas
Receptores
Características:
Receptores militares vs civiles
Velocidad de actualización de PVT
Resistencia a multi ruta
Condiciones dinámicas (aceleración y velocidad)
Amplificación de la señal
Cantidad de canales
Sensibilidad
Antenas
El proceso de recepción
comienza con una señal GPS
propagándose en el espacio
libre e incidiendo en la antena
del receptor. Esto induce una
tensión en los puertos de la
antena extremadamente débil,
del orden de -130dBm, es
decir, por debajo del nivel de
ruido térmico.
Las antenas pueden ser activas
(Con amplificadores integrados)
o pasivas (Conectadas
directamente al receptor).
Antenas
La antena es el primer filtro además de ser el transductor
entre el medio de propagación y el receptor.
Las antenas GPS tienen típicamente una impedancia de
50 Ohm y un ROE (VSWR) de 2. Esto último garantiza
que un 90% de la potencia pasa a través de la antena.
La antena está diseñada para recibir ondas polarizadas
circularmente a derecha, lo que proporciona una cierta
supresión de multi ruta.
Los diagramas de antena normalmente evitan las señales
provenientes de ángulos inferiores a 10º-20º sobre el
horizonte, donde la señal viene más degradada y donde el
efecto de multi ruta puede ser más importante.
Esquema de un receptor GPS
El mezclador baja la portadora a frecuencias intermedias (IF) preservando la
estructura modulada de la señal. Hay tres buenas razones para hacer esto:
1. Los conversores analógico-digitales operan a estas frecuencias intermedias.
2. Es muy difícil fabricar filtros de banda muy estrecha (2- 8 MHz) a altas frecuencias.
3. Los efectos de reflexión pueden ser muy dañinos sobre la cadena RF si una
amplificación de más de 100 dB se realiza en una sola frecuencia.
Receptor
El procesado de señal de los sistemas de navegación por satélite
se basa en una estructura de canales, donde canal corresponde a
la vinculación a un satélite según la estructura de la figura
Adquisición: identificación de todos los satélites visibles para el
usuario. Si el satélite es visible, el proceso de adquisición debe
determinar las siguientes dos propiedades de la señal: frecuencia y
fase del código, es decir, el punto del bloque de datos en observación
en el que comienza.
Seguimiento: se refinan los valores de la fase de código y frecuencia
así como se efectúa un seguimiento de la evolución de los mismos.
Adquisición
El propósito de la adquisición es determinar qué satélites están en
el campo de visión así como valores aproximados de la frecuencia
de la portadora y de la fase del código de sus señales.
Los satélites se diferencian por 32 secuencias PRN diferentes que
configuran el procedimiento llamado code division multiple access
(CDMA).
Es necesario sintonizar la fase del código para poder hacer uso de
la propiedad de autocorrelación tan “afilada” de dicho código.
La portadora de la señal input ha de sintonizarse también
correctamente, con su Doppler corregido.
Antes de asignar un canal a un satélite, ya hemos dicho que se han
de identificar su pertenencia al conjunto de los satélites visibles.
Hay dos maneras de realizar esta asignación:
1. Arranque en caliente: el receptor usa la información de
almanaque almacenada previamente en su último uso.
2. Arranque en frío: empieza de cero y necesita hacer uso del
proceso de búsqueda o adquisición.