Ramón Oniel Jiménez Rodríguez.
Por Ramón Oniel Jiménez Rodríguez (Agrimensor)
Muy buenos días.
El ejercicio profesional de la agrimensura ha cambiado con los Receptores Satelitales, si observamos la primera generación y su evolución podemos decir que estamos ante una tecnología más práctica y versátil.
Sin embargo, es la tecnología que nos mantiene activo, para conocer su gran alcance en el mundo Topográfico, Geomático y Geodésico (Agrimensura). Es de gran importancia conocer el origen, su trayectoria y el impacto sobre el ejercicio profesional.
Un Receptor Satelital es un equipo profesional de posicionamiento satelital que permite determinar el lugar de un objeto o una persona con una alta precisión. Su objetivo es procesar las señales en el espacio transmitidas por los satélites. La mayoría de ellos se basan en soluciones de navegación del receptor que proporcionan posición, velocidad y tiempo.
GPS se refiere tradicionalmente al sistema de posicionamiento global de América del Norte, o sistema de posicionamiento por satélite.
GNSS es un término que se refiere al Sistema Internacional de Satélites de Constelaciones Múltiples.
Por lo tanto, GNSS generalmente incluye GPS, GLONASS, Baidu, Galileo y cualquier otro sistema de constelación.
Entonces, cuando las personas generalmente se refieren a GNSS, se refieren al uso de todos los satélites disponibles para el posicionamiento global, mientras que históricamente GPS se refiere solo al sistema de constelación de satélites de América del Norte.
Sistema de Posicionamiento Global (Estados Unidos) US
Actualmente el sistema GPS, tiene 31 satélites en órbita que soportan las frecuencias L1 (1575,42 MHz), L2 (1227,60 MHz) y L5 (1176,45 MHz).
GLONASS (Rusia) RU
Los satélites GLONASS, con 24 satélites, transmiten señales en las frecuencias GLONASS L1 (1598,0625-1605,375 MHz), L2 (1242,9375-1248,625 MHz) y L3 (1202,025 MHz).
Galileo (Unión Europea) EU
Galileo tiene actualmente 26 satélites en órbita, con un plan para alcanzar los 30 satélites para 2021.
Estos satélites transmiten a lo largo del espectro de Banda L, etiquetando sus frecuencias E1 (1575,42 MHz), E5 (1191,795 MHz), E5a (1176,45 MHz), E5b (1207,14 MHz) y E6 (1278,75 MHz).
Beidou (China)CN
BeiDou tiene 48 satélites en órbita.
Los satélites BeiDou actualmente transmiten muchas señales, incluidas B1I (1561,098 MHz), B1C (1575,42 MHz), B2a (1175,42 MHz), B2I y B2b (1207,14 MHz) y B3I (1268,52 MHz).
QZSS (Japón)JP
Como constelación regional, QZSS solo tiene cuatro satélites actualmente en órbita, con un plan para tres satélites adicionales en unos pocos años.
Las señales QZSS se transmiten a la misma frecuencia que GPS L1 (1575,42 MHz), L2 (1227,60 MHz), L5 (1176,45 MHz) y L6 (1278,75 MHz).
IRNSS/NavIC (India)IN
La cobertura de la constelación se centra alrededor de la India, alcanzando el oeste para incluir a Arabia Saudita, el norte y el este para incluir toda China y hasta el sur para incluir tanto a Mozambique como a Australia Occidental.
Las señales NavIC se transmiten en la frecuencia GPS L5 (1176,45 MHz) y en la banda S (2492,028 MHz).
Recodamos que los primeros años del milenio los levantamientos GPS eran estático y tomaban mucho tiempo de ocupación, los receptores de ese entonces utilizaban la señal L1, luego esto fue cambiando con la señal L2 y posterior a la L5.
Con el pasar de los años, otras constelaciones han surgido y los Receptores Satelitales se han complementado, combinando cada una de sus señales, canalés y geometría el cual va teniendo como resultado mejores informaciones de campo.
Entonces, la evolución puede definirse de la siguiente manera: Los Receptores Satelitales integran más canales, más herramientas que facilitan el trabajo de campo, con mayor calidad, ósea los receptores han pasado de ser solo GPS a ser GNSS, ese es el camino, por tal razón se puede definir que 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.
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.
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.
Se tomó cuatro (4) frecuencias para cada constelación y generar el ejemplo del soporte de los canales, sin embargo, cada constelación tiene bien definidas sus frecuencias.
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.
Luego de abordar este importante tema, es interesante recodar aquellas cátedras de física.
Frecuencia es la medida del número de veces que se repite un fenómeno por unidad de tiempo. La frecuencia en los fenómenos ondulatorios, tales como el sonido, las ondas electromagnéticas (como las de la radio o la luz), señales eléctricas u otras ondas, expresa el número de ciclos que se repite la onda por segundo.
Aunque observemos la frecuencia desde el ámbito satelital, en el mundo de la salud es muy aplicada a la Cardíaca y Respiratoria.
La sociedad contemporánea le debe mucho al físico alemán Heinrich Hertz, gracias a sus estudios pudo descubrir el efecto fotoeléctrico y la forma en que se propagan las ondas electromagnéticas; este conocimiento que dio lugar al desarrollo de los sistemas de telecomunicación.
Otro tema para leer son las ondas.
Las ondas son un modelo para representar movimientos periódicos en el tiempo, se caracterizan por solo permiten la propagación de energía, nunca de materia. Las ondas se pueden clasificar según: su naturaleza, según su perturbación y según el frente de onda. A continuación, detallamos cada una de ellas.
La naturaleza de una onda está dada por la naturaleza que genera la perturbación y, por tanto, la fuente de energía de propagación de la onda. Existen dos tipos de fuentes, las mecánicas y las electromagnéticas.
Las primeras, las partículas que vibran, tienen una masa definida, estando la masa de la fuente directamente relacionada con la energía de la onda. La segunda, las partículas que vibran, son de naturaleza eléctrica, estando directamente relaciona la energía de la onda con la carga de la fuente.
Cómo podemos comprender, el mundo GNSS, está compuesto por toda una gama de cátedras, lo que lo hace interesante y complejo a la vez, está es una de las razones por el cual son temas de gran interés para el colectivo de la agrimensura.
Pasamos de lo mecánico a lo electrónico, de lo complejo simple a lo complejo profundo, hablar de agrimensura en la actualidad, es hablar del mundo GNSS y sus respectivos componentes e historia.
Es por estas razones que la vocería sobre este tema recae sobre el profesional de la agrimensura, es lo que motiva a ser un tema de análisis constante ante la comunidad profesional.
¡¡¡Feliz inicio de semana!!!
Grandes bendiciones
“No se puede ignorar la sensación de que las fórmulas matemáticas tienen existencia independiente e inteligencia propias y son más sabias que nosotros, más sabias que sus descubridores y que aprendemos de ellas más de lo que inicialmente pensábamos.” -Heinrich Hertz