Posicionamiento GNSS. Estatus y Características

Actualmente, los receptores GNSS (Sistema Global de Navegación por Satélite) tienen decenas e incluso cientos de canales, que les permiten realizar un seguimiento de señales GPS, Glonass, Galileo y Compass simultáneamente. El rastreo de las señales satelitales para el cálculo de coordenadas de la posición en un sistema de referencia seleccionado puede ser efectuado automáticamente en tiempo real. Desde que los primeros receptores GPS salieron al mercado comercial en 1982, el precio de estos dispositivos han disminuido constantemente a través del tiempo. En relación a encuestas que se han venido realizando de producto GNSS como es la de la revista ''GIM International'' (www.geo-matching.com) aquí el autor presenta las características de los receptores GNSS disponible y su proyección futura.

 Para el 2020, habrá cuatro sistemas GNSS completamente operativos con cobertura mundial: el europeo Galileo y el chino Beidou (Compass) que se han unido al estadounidense GPS, que desde julio de 1995 está plenamente operativo, y luego el ruso Glonass que ha sido finalizado y entró en pleno funcionamiento en Octubre de 2011. Mientras tanto, en India y Japón están trabajando en la operación de constelaciones GNSS regionales. El sistema indio consistirá en siete satélites que operarán hasta 2.000 km en torno a las fronteras del subcontinente y que permitirá el posicionamiento con una precisión superior a 20 m. Por otra parte, Japón está trabajando en el sistema Quasi-Zenith por satélite (QZSS) diseñado para superar los errores de posicionamiento, producido por señales GNSS alteradas por edificios en altura en ciudades o por montañas empinadas. Los satélites QZSS circularán en una órbita cercana al zenit sobre Japón, lo cual incrementará el número de satélites GNSS en la línea visible en las inmediaciones de Japón. El primer satélite, Michibiki, fue lanzado el 11 de septiembre de 2010. Una vez finalizada esta operación, la constelación estará formada por tres satélites.

Galileo y Beidou
El 28 de diciembre de 2005, el satélite Giove A de Galileo fue puesto en órbita, seguido el 27 de abril de 2008 por el Giove B. El 21 de octubre de 2011, dos satélites de capacidad Operativa Inicial (IOC) comenzaron a funcionar y, en el momento de redactar este documento (a mediados de septiembre de 2012(, el segundo par de satélites Galileo se estaba preparando para su lanzamiento en octubre de 2012. Estos cuatro satélites de validación en órbita han sido diseñados para evaluar el desempeño del sistema, tanto para el espacio como en tierra. La constelación completa contará con 30 satélite (27 operativo y 3 activos de repuestos).Desde el año 2000 al 2007, China lanzó cuatro satélites de navegación, llamados BeiDou-1. A diferencia de sus predecesores, el quinto satélite lanzado el 12 de abril de 2007 no fue posicionado en una órbita geoestacionaria a 35.800 kilómetros de la superficie de la tierra, sino que orbita en circulo a una altitud de 21.500 km. En el 2009, esta constelación Beidou-2 o Compass se extendió con un segundo satélite; en el 2010 cinco satélites más fueron incorporados, seguidos posteriormente por otros tres en 2011, dando como resultado que Compass desde diciembre 2011 cubre la región del Asia pacífico. Por lo tanto, China cuenta con un sistema GNSS que abarca su territorio con 13 satélites en órbita. La constelación completa se espera que finalice en el 2020, estará integrada por cinco satélites geoestacionarios y de órbita mediana, previsto para uso civil y gubernamental de China/propósito militar. El servicio gratuito para civiles tendrá una precisión de 10 m; inferior a la disponible para los usuarios autorizados.

Programa de Modernización del GPS
El programa de modernización del GPS en EE.UU., tiene como propósito mejorar los servicios para los usuarios civiles. Para reducir los efectos de los errores introducidos por retrasos ionosféricos, un receptor tiene que recoger al menos dos señales emitidas a diferentes frecuencias. Debido a que la ionosfera influye sobre las señales en función de sus frecuencias, sus efectos pueden ser removidos a través de la medición de dos o más señales portadoras. En contraste, los retrasos troposféricos y los errores orbitales tienen el mismo efecto sobre todas las señales portadora, independientemente de sus frecuencias. Para la constelación GPS de EE.UU., estas señales son L1 y L2; pero solamente el código C/A transmitido por la portadora L1 es accesible a su usuarios civiles. El programa de modernización añade una segunda señal de uso civil, la señal L2C. El primer satélite GPS emitido con L2C se lanzó el 26 de septiembre 2005 como parte de la serie de satélites IIR (M)(la M significa ''Modernizado''). Para rastrear L2C es necesario un receptor de frecuencia doble. Los beneficios irán aumentando gradualmente a medida que más satélites sean puestos en órbita; desde junio 2012, siete IIR (M) Están en funcionamineto. En 2016, la capacidad completa de L2C se alcanzará con 24 satélites que emitirán la señal L2C. Para apoyar el sector  de transporte en términos de Servicios para Aplicaciones Críticas (Safety-of-Life: SoL), eficiencia de combustible y capacidad, una tercera señal de uso civil ha sido desarrollada: L5, la cual tiene una señal dos veces mas potente que la L1 y L2C permitiendo una mejor penetración a través de árboles y otros objetos que puedan bloquear las señales GNSS. L5 es transmitida por los satélites IIF, el primero de éstos fue lanzado en mayo 2010. En junio 2012, dos satélites IIF quedaron operacionales y para el 2018 los 24 satélites de la constelación estarán emitiendo señal L5.

En los próximos artículos se hablará de GLONASS, DGNSS y RTK, RED RTK, VRS y MAC, SBAS.