Sistemas de Navegacion

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Introduccin:El hombre, desde tiempos inmemoriales ha sentido la necesidad de conocer su posicin y el de otros lugares con el fin de saber cmo llegar a ellos de una forma simple y segura; estos equipos han evolucionado en sofisticados sistemas de navegacin basados en satlite utilizando dos tipos de sistemas de posicionamiento global, los cuales son: el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y el GLONASS desarrollado por la Federacin Rusa. En este proyecto describiremos ambos sistemas junto a proyectos en desarrollo como lo es el caso del sistema Galileo de la Comunidad Europea cuya funcin ser dar las prestaciones de precisin. Integridad y confiabilidad sin necesidad de utilizar sistemas auxiliares de mejora o aumentacin para ser utilizado en sistemas en donde la seguridad es crtica como en el transporte de trenes, automviles y especialmente en los sistemas de navegacin area, el sistema de aterrizaje de aeronaves y el control de trfico areo.

Sistema Satelital de Navegacin GlobalEl objetivo de un sistema de determinacin de la posicin de un objeto es suministrar las coordenadas del mismo en un sistema espacial bidimensional o en un sistema tridimensional lo cual es necesario en un sistema de aeronavegacin. Existen muchas formas de dar la posicin de un objeto, siendo el ms usado para los sistemas de navegacin la latitud, la longitud y la altura.El primer sistema de navegacin martima y de determinacin de la posicin utilizado por el hombre se bas en las estrellas. Para medir el rumbo el hombre empez a utilizar el comps magntico apareciendo las primeras referencias escritas en el siglo XII en el que un autor ingls lo defini como una aguja imantada que puesta sobre una saeta marca siempre en direccin norte. Los marineros utilizaban este instrumento como gua cuando la estrella polar estaba escondida por las nubes. A principios del siglo XX con los experimentos de Marconi se dieron los primeros pasos para la radionavegacin que consiste en determinar la posicin de un barco o una aeronave usando seales de radio emitidas desde tierra; para conseguir una mayor cobertura y mejor precisin con estos sistemas se empezaron a usar satlites artificiales para transmitir desde los mismos las seales de radiolocalizacin. Las fuerzas armadas norteamericanas comenzaron a desarrollar el sistema de posicionamiento global GPS, que debera entrar en operacin en 1988, este sistema actualmente en operacin da una cobertura mundial y un error esfrico de navegacin de 15 metros. El sistema GLONASS de la Federacin Rusa se basa en los mismos principios y fue puesto en servicio en 1996.Funcionamiento: El funcionamiento de los sistemas de navegacin por satlite del tipo GPS y GLONASS se basa en la medicin de las distancias desde un recetor con respecto a un conjunto de satlites cuya posicin se conoce en todo momento de una manera exacta y precisa. Dado que los satlites son puntos de referencia, el clculo de las distancias se efecta tras medir el tiempo que tardan en llegar a la tierra las seales radioelctricas que emiten los satlites. De esta forma se determina la posicin exacta de un objeto fijo o mvil en sus tres componentes espaciales con un margen de error que se debe a que los relojes de los satlites no estn sincronizados con el del receptor y a otros errores introducidos intencionalmente en los datos de posicin del mensaje de informacin que enva el satlite para disminuir la precisin de la medida por razones de seguridad para aplicaciones civiles. Para aplicaciones militares estos errores intencionales no aplican.

Sistema GPS:El fundamento del GPS esta en determinar la situacin del mvil que contiene un receptor GPS respecto al satlite Rr. Como se conocen la trayectoria y la posicin del satlite en todo momento Rs, la posicin del mvil ser la diferencia:

Para determinar Rr el satlite transmite dos seales en la banda L moduladas con un cdigo para la determinacin de la distancia y un mensaje de navegacin. Si se conociera la distancia a un solo satlite el lugar geomtrico en donde puede estar localizado el receptor seria una esfera. Por el contrario si se conociera la distancia a 2 satlites el lugar geomtrico seria una circunferencia y si se conocieran 3 el lugar seria uno o 2 puntos de los cuales uno se rechazara por lgica. Estructura de la Seal del Sistema GPS:El sistema GPS utiliza 2 tipos de cdigos, uno de ellos denominado C/A (Coarse/Adquisition) y se utiliza para adquisicin de datos de posicin y para la navegacin con una precisin baja; el otro se conoce como cdigo P y se utiliza para la navegacin de precisin y est reservado para uso militar. Los satlites GPS transmiten 2 seales de bajo poder denominadas L1 y L2. Las aplicaciones civiles de GPS usan la frecuencia de L1 de 1575.42 MHz en la banda UHF. El enlace es de lnea vista, lo que significa que la seal es capaz de traspasar las nubes, el vidrio y el plstico pero no los objetos slidos como edificios y montaas. Una seal GPS contiene tres tipos de informacin a saber un cdigo pseudoaleatorio, los datos de efemrides y los datos de almanaque. El cdigo pseudoaleatorio es simplemente un cdigo de identidad que identifica cul satlite est transmitiendo la informacin y esta identificacin se puede observar en el receptor de GPS. Los datos de efemrides que son transmitidos constantemente por cada satlite, contienen informacin sobre el estado del satlite (saludable o no) y la fecha y tiempo actuales. Esa parte de la seal es esencial para determinar una posicin. Los datos de almanaque le informan al receptor de GPS donde debera estar cada satlite del sistema GPS en todo momento del da. Constitucin del Sistema GPS:El sistema GPS est compuesto por 3 segmentos: El Segmento Espacial: El Segmento de Tierra o de Control El Segmento de los Usuarios

Figura N. 1: Segmentos en los que se divide el Sistema GPS

Segmento Espacial: Est compuesto por 21 satlites operacionales y 3 de reserva. Los satlites estn situados en rbitas circulares medias a una latitud media de 20.169 Kilmetros. Las orbitas tienen 55 grados de inclinacin respecto al plano del Ecuador y un periodo de 21 horas lo que les permite realizar 2 vueltas a la tierra en el transcurso de un da. Esta configuracin permite que al menos 4 satlites sean visibles desde cualquier punto de la tierra durante las 24 horas del da lo cual es necesario para que un receptor de tierra pueda determinar su posicin, velocidad y tiempo.Los 24 satlites que conforman el segmento espacial orbitan la tierra a aproximadamente 12000 millas sobre nosotros y viajan a velocidades de aproximadamente 7000 millas en una hora. Los satlites del sistema GPS funcionan con energa solar y tienen bateras backup para mantenerlos funcionando en caso de un eclipse solar, pequeos motores de cohete en cada satlite los mantienen navegando en sus orbitas correctas.

Datos interesantes: El primer satlite de GPS se lanzo en 1978 En 1994 se alcanzo la constelacin completa de 24 satlites Cada satlite se disea y construye para durar 10 aos en operacin; constantemente estn construyendo y lanzando al espacio satlites de repuesto. Cada satlite pesa alrededor de 2000 libras y mide aproximadamente 17 pies con los paneles solares extendidos. La potencia de transmisin de la seal desde cualquier satlite GPS es de 50 vatios o menos

Figura N2 y N3: Constelacin de satlites

Segmento de tierra o de control del Sistema GPS: Consta de las estaciones de tierra encargadas de hacer el seguimiento de los satlites para supervisin, sincronizacin y correccin de fallas. El segmento de control consta de 3 tipos de estaciones:1. La estacin de control maestra: est ubicada en el centro de operaciones espaciales de la base area de Falcon (Colorado Spring) en los E.U.A.; esta estacin calcula modelos del campo gravitatorio terrestre y de los relojes de los satlites y de tierra y modela otros efectos que pueden hacer que las orbitas de los satlites varen ligeramente de la rbita ideal de Kepler e introduzcan errores en las medidas. 2. Estaciones uplink: existen 3 estaciones de enlace ascendente que transmiten datos y comandos desde la tierra a los satlites; adems reciben informacin de los satlites que transmiten a la estacin maestra. Estas estaciones estn ubicadas en las islas Diego Garcia, Ascensin y Kwajalein; las 3 estaciones se enlazan con los satlites usando la banda S. 3. Estaciones Monitoras: existen 5 estaciones en las islas Ascension, Hawai, Kwajanein, Diego Garcia y el centro de operaciones; estas estaciones tienen receptores que siguen los satlites, relojes atmicos y un computador que formatea la informacin y la transmite a la estacin maestra para ser procesada en los modelos computacionales y los resultados son transmitidos a las 3 estaciones de uplink para retransmitirla a los satlites que a su vez la retransmiten a los usuarios. Cada estacin monitor tiene los siguientes componentes:3.1 Una antena en banda L3.2 Un receptor de 4 canales 3.3 Un computador 3.4 Un reloj atmico

Figura N4: Ubicacin de los centros de control y monitoreo.

Segmento de los usuarios: podemos clasificar los receptores de los usuarios en 3 tipos:1. Receptor de 4 canales: utiliza un canal para cada satlite que se est siguiendo. Esta configuracin utiliza un conjunto de correlacionadores para extraer la medida de cada satlite que se est siguiendo. En la prctica este tipo de receptor se implementa con un quinto canal para corregir el error ionosfrico o tomar datos de un nuevo satlite a la vista. Como este receptor est siguiendo en forma continua y simultanea los satlites que se necesitan para extraer la medida, es indicado para ser utilizado en mviles dinmicos como los aviones. 2. Receptor Secuencial: este receptor puede tener solo un canal que es programado para una secuencia siguiendo el mejor satlite a la vista y extrayendo la medida de acuerdo con su secuencia. Tpicamente el receptor debe muestrear cada satlite a la vista al menos un segundo y extraer la medida de acuerdo con los datos obtenidos por la secuencia de muestra. Este receptor tambin puede utilizar un canal extra para otras funciones como la ayuda en la adquisicin. 3. Receptor Hbrido o Receptor Multiplex: este receptor utiliza un canal de hardware como el receptor secuencial pero comparte el tiempo de seguimiento por medio de 4 bucles o ms de software para mantener el seguimiento continuamente de la portadora y del cdigo de la seal. La velocidad de multiplexaje vara entre 50 o 100 Hz.

Figura N5: Receptores de Seal GPS

Causas de los Errores en la Seal que afectan la precisin de las Medidas en el Sistema GPS:Algunos de los factores que pueden degradar la seal de GPS y afectar la precisin de las medidas de posicin y velocidad son: Retardos debidos a la ionsfera y a la tropsfera: la velocidad de propagacin de la seal emitida por el satlite disminuye al pasar a travs de la atmosfera. El sistema GPS usa un modelo incorporado en los equipos que calcula un retardo promedio para compensar este tipo de error. Multitrayectoria de la Seal: este efecto ocurre cuando la seal es reflejada en objetos como edificios y montaas antes de llegar al receptor. Esto incrementa el tiempo de propagacin o de viaje de una seal y causa errores. Errores del reloj del receptor: los relojes construidos dentro de los receptores no son tan exactos como los relojes atmicos instalados en los satlites, esto quiere decir, que se producen pequeos errores de temporizacin. Errores de rbita: tambin conocidos como errores de efemrides y son inexactitudes de la posicin propia reportada por el satlite. Numero de satlites visibles: mientras ms satlites pueda ver un receptor de GPS en un momento dado mayor la exactitud de la medida. Los edificios, los accidentes del terreno, la interferencia electrnica o el follaje denso pueden bloquear la recepcin de la seal causando errores en la determinacin de la posicin o imposibilidad de su determinacin. Los receptores GPS no trabajan en los interiores, bajo el agua o bajo la tierra. Geometra de los satlites o Sombra: se refiere a la posicin relativa de los satlites en un momento dado. Existe simetra ideal en la constelacin de los satlites cuando los satlites estn localizados en ngulos grandes con respecto a otros. Por ejemplo existe una geometra pobre cuando los satlites se localizan en lnea o relativamente amontonados en un grupo. Degradacin intencional de la seal del satlite: esta es una degradacin impuesta por el Departamento de Defensa, su intencin es prevenir que adversarios o enemigos usen las seales de GPS exactas para lanzar sus bombas.

Historia de Evolucin del GLONASS:Las fuerzas armadas rusas identificaron al final de los aos 60s la necesidad de un sistema de radionavegacin por satlite para ser utilizado en los sistemas de gua de una nueva generacin de misiles balsticos. Tsiklon, el sistema de navegacin por satlite disponible en esa poca requera varios minutos de observacin por parte del receptor para fijar una posicin lo cual lo haca no apto para fines de navegacin. Entre 1968 y 1969 institutos de investigacin del Ministerio de Defensa, la Academia de Ciencias y las fuerzas armadas rusas se unieron para definir una solucin integral de navegacin por satlite para las fuerzas de tierra, aire, mar y del espacio.

Sistema GLONASSEl sistema global de navegacin por satlite est basado en una constelacin de satlites activos que transmiten continuamente seales codificadas en 2 bandas de frecuencia que pueden ser recibidas por usuarios del sistema ubicados en cualquier punto de la superficie terrestre para identificar su posicin y velocidad en tiempo real con base en las medidas obtenidas de la constelacin de satlites. Este sistema es la contraparte del GPS de E.U.A. los dos sistemas comparten los mismos principios en los mtodos de transmisin de datos y de clculo de posicin. El sistema GLONASS es administrado por las fuerzas armadas del gobierno de la Federacin Rusa y es operado por la Coordinacin Cientfica del Centro de Informacin (KNITs) del Ministerio de Defensa de la Federacin Rusa. El segmento espacial GLONASS que est operando actualmente consiste en una constelacin de 21 satlites distribuidos en 3 planos orbitales separados en 120 grados, y 3 satlites de repuesto en rbita; los satlites dentro de un mismo plano estn separados 45 grados. El segmento de control en tierra est completamente localizado en el territorio de la antigua Unin Sovitica; el centro de control y de estndares de tiempo en tierra est localizado en Mosc; los centros de telemetra y de seguimiento, monitoreo y control de los satlites estn ubicados en San Petersburgo, Ternopol, Eniseisk y en Komsomolsk-na-Amure. Los primeros satlites GLONASS fueron puestos en rbita en 1982. Se lanzaron adicionalmente 2 satlites geodsicos ETALON a las rbitas de 19.100 Km del Glonass para caracterizar el campo gravitacional a la altura e inclinacin planeadas para los satlites del sistema. En los planes originales el sistema deba quedar completamente operativo en 1991, pero la instalacin de la constelacin de satlites se pudo completar solo hasta principios de 1996. El gobierno ruso declaro por decreto operativo al sistema Glonass el 24 de Septiembre de 1993. Ventajas de utilizar GPS + GLONASS:Mientras que la constelacin de GPS ofrece entre 21 y 24 satlites en funcionamiento, la suma de satlites de las redes GPS y GLONASS dispone de un total cercano a 40. En una gran ciudad el ngulo con el que se cuenta no suele superar los 30 grados y por esto tan solo se tiene visibilidad sobre cinco o seis satlites GPS, en espacios de tiempo discontinuos que no totalizan mas de 7 horas al da. Al tratarlas como una sola permite contar con 18 satelites en promedio para una observacin.

Sistema GalileoEs un sistema global de navegacin por satlite (GNSS) desarrollado por laUnin Europea(UE), con el objeto de evitar la dependencia de los sistemasGPSyGLONASS.Al contrario de estos dos, ser de uso civil. El sistema se espera poner en marcha en2014despus de sufrir una serie de reveses tcnicos y polticos para su puesta en marcha.Inicialmente Galileo iba a estar disponible en2008, aunque el proyecto acumula ya cinco aos de retraso y no podr comercializar sus primeros servicios hasta2014, entre otros motivos, por disensiones entre los pases participantes.Las fases establecidas para la implementacin del sistema fueron: Definicin (2000-2003) Desarrollo y validacin en rbita (2004-2008) Despliegue (2008-2010) Explotacin comercial (a partir de 2010-2015)Se ha programado el lanzamiento de 18 satlites ms en 2013 y 2014 con lo que, a finales de 2014, se pondrn en funcionamiento los servicios de navegacin en toda Europa. Al final del proceso, Galileo estar formado por 30 satlites que orbitarn en tres rbitas diferentes.6

El sistema GALILEO se compone de cuatro componentes principales: 1. Elemento Global:Este elemento proporcionar los servicios bsicos de GALILEO a nivel global y estar compuesto por una constelacin de satlites encargados de proporcionar la seal de navegacin. En los estudios iniciales se ha propuesto una constelacin de 30 satlites en rbita media (MEO) distribuidos en tres planos orbitales de 54 y a una altitud de alrededor de 23.000 Km. El componente global estar gestionado y controlado por entidades civiles, que inicialmente sern europeas, existiendo no obstante un interface civil militar. 2. Elemento regional: El componente regional se crea para conseguir unas mayores prestaciones sobre una regin determinada, as como para proporcionar informacin de integridad sobre dicha regin. Si bien no existe an una definicin precisa sobre cmo se conformar este elemento en las diferentes regiones, se sabe que se compondr de un sistema de control de integridad formado por una red de estaciones localizadas en puntos conocidos que enviarn la informacin de integridad a una central de proceso y control. Una vez procesados los diferentes mensajes recibidos, el resultado final se incluir en el mensaje de los satlites. Al objeto de asegurar la proteccin del sistema, los datos regionales no sern enviados de forma directa a los satlites, sino a travs de un componente global que controlar todos los accesos a los satlites GALILEO. Con este concepto, el mximo nmero de regiones a cubrir es de seis, debido a las limitaciones existentes en la transmisin de datos en el mensaje de informacin de navegacin. No obstante, se est analizando la posibilidad de integrar GALILEO con otros sistemas, como el LORAN C, lo que permitira aumentar el nmero de regiones. 3. Elemento local: Este elemento tiene por objetivo el proporcionar un incremento de la integridad y la precisin sobre reas locales, teles como aeropuertos, puertos, etc. Para ello se recurrir a estaciones diferenciales locales, situadas en puntos conocidos con una alta precisin, que podr calcular los errores existentes en la seal GALILEO, y difundirlo a los usuarios a travs de un medio de comunicacin de corto alcance (por ejemplo VHF), que permita un alcance de unos 50 Km.

4. Elemento usuario: Este elemento lo constituye el receptor GALILEO, encargado de extraer la informacin contenida en las seales enviadas por los satlites y presentarla al usuario en forma comprensible. Estos receptores sern desarrollados para los diferentes tipos de usuarios y en funcin de las necesidades del mercado de las aplicaciones, por lo que en la fase de definicin del Programa se deber prestar especial atencin a los usuarios, ya que: Es necesario asegurar que la arquitectura de GALILEO se disea para optimizar los requisitos del receptor. Ser necesario tener la seguridad de que se puede utilizar un receptor de referencia para formar parte de un sistema de validacin y certificacin para garantizar el servicio. La hibridacin con otros sensores, tales como odmetros, inerciales, etc., tendrn un impacto directo sobre los receptores, y se aplicar para incrementar la integridad, disponibilidad y continuidad de servicio en aquellas reas donde se pueda ver interrumpida la visibilidad de los satlites.

Servicios de GALILEO Los servicios GALILEO se obtienen de la combinacin de la capacidad del sistema y las necesidades a nivel de usuario. De ello, se han derivado la definicin de los siguientes servicios: Servicio abierto Este servicio proporcionar seales de Navegacin, Posicionamiento y Tiempo a las que se podr acceder de forma gratuita, de modo similar al GPS. Dado su carcter de gratuidad, ser accesible al mercado de masas dentro de las aplicaciones de navegacin, tales como las aplicaciones de navegadores de coches, telfonos mviles, usos particulares, etc. Servicio Comercial Este servicio proporcionar un valor aadido con respecto al Servicio Abierto, pudiendo disponer de prestaciones mejoradas en base al diseo de la seal para: Difusin de datos encriptados que den un valor aadido sobre el servicio abierto. Aplicaciones de rea local con alta precisin (centimtrica). Seales de referencia para permitir la integracin de GALILEO en aplicaciones de posicionamiento de ndole profesional y para referencia en la redes de comunicaciones inalmbricas. Las prestaciones de este servicio podrn ser definidas por los proveedores de servicio en base a la calidad de los datos comerciales difundidos y las prestaciones conseguidas por los componentes locales. Servicios Safety of Life Las prestaciones de este servicio han sido obtenidas a partir de los requisitos de la OACI para Aproximacin y aterrizaje y Guiado Vertical (el denominado APV II). Estas prestaciones se consideran suficientes para cubrir no solo las necesidades aeronuticas, sino las de otros modos de transporte, pudiendo ser usado como medio nico de navegacin al disponer de una disponibilidad del 99.9%. El rea de cobertura de este servicio ser global, y la arquitectura de GALILEO se est optimizando para lograr este objetivo. Servicio Pblico Regulado Este servicio se dar sobre frecuencias dedicadas para aplicaciones especificas y en principio sobre los pases de la Unin Europea, usndose para: Aplicaciones civiles relacionadas con seguridad, polica, proteccin civil, servicios de emergencia y otras actividades gubernamentales. Aplicaciones crticas relacionadas con energa, comunicaciones o transporte. Servicios proporcionados por elementos locales Estos elementos proporcionarn correcciones diferenciales locales para lograr precisiones de posicionamiento mejores de 1 metro, pudiendo generar informacin de integridad con tiempos de alarma de 1 segundo, y pudiendo adaptar el formato de la seal transmitida a los datos adicionales a ser proporcionados. En el caso de usar la tcnica denominada TCAR (Resolucin de ambigedad por tercera portadora) permitir lograr precisiones mejores de 10 cm. Servicios de bsqueda y rescate Este servicio estar coordinado con los actuales COSPAS-SARSAT y ser compatible tanto con GMDSS y la red de transporte transeuropa, permitiendo mejorar la deteccin y precisin de localizacin de las balizas disponibles en relacin a los sistemas actuales. La determinacin de la posicin de estas balizas se llevar a cabo por COSPAS-SARSAT en base a las seales y datos proporcionados por GALILEOS, lo que permitir pasar de la actual precisin de 5 Km. a una precisin de 10 metros para balizas equipadas con receptores GALILEO.

Seales y Frecuencias 4 frecuencias en el rango de 1164-1215MHz (E5A-E5B) 3 frecuencias en el rango de 1260-1300MHz (E6), 3 frecuencias en el rango de 1559-1591MHz (L1).

La asignacin de estas bandas se basa en la pasada CMR 2000, donde podramos destacar, de forma muy resumida, las siguientes resoluciones por el impacto que tienen en dicha asignacin: Espacio Tierra Banda 1164 1215 MHz La resolucin 5/19 propone la proteccin de los DME, que operan en la banda de referencia, de las emisiones RNSS, para lo cual se propone un PDF de 115 dbW/m2 Este valor se revisar en la CMR 2003 junto con las necesarias medidas regulatorias para asegurar la proteccin de los sistemas ARNS respecto a los RNSS. Banda 1260 1300 MHz La resolucin 5/20 propone el estudio de compartir esta banda con otros servicios de radionavegacin y radiocomunicacin y el desarrollo de las regulaciones correspondientes en la CMR2003. Banda 5000 5030 MHz Se ha propuesto un PDF de 124.5 dbW/M2 para proteger a los MLS que operan en la banda 5030-5150.

Tierra Espacio Banda 1330- 1350 MHz En la Resolucin 5/51 se formula para el desarrollo de recomendaciones encaminadas a asegurar la compatibilidad entre las estaciones terrenas RNSS y los radares de a bordo de los servicios de radiolocalizacin y de radionavegacin. Banda 5000 5030 MHz La resolucin 5/15 propone la proteccin de los MLS de las transmisiones tierra espacio de las estaciones RNSS.

Figura N6: Seales y Frecuencias

Sistema Compass:BeiDou-2 (anteriormente conocido como COMPASS) no es una extensin de la BeiDou-1 de ms edad, sino ms bien reemplaza directamente.El nuevo sistema es una constelacin de 35 satlites, que incluyen 5 satlites geoestacionarios en rbita para la compatibilidad con versiones anteriores con BeiDou-1, y 30 satlites no geoestacionarios (27 en rbita terrestre media y 3 en rbita geosncrona inclinada), que se ofrecer una cobertura completa del globo.PrecisinHay dos niveles de servicios prestados;un servicio gratuito para la poblacin civil y de servicios con licencia para el gobierno y los militares chinos. El servicio civil libre tiene una precisin de localizacin de seguimiento de 10 metros, sincroniza los relojes con una precisin de 10 nanosegundos, y las medidas de las velocidades con precisin de 0,2 m / s.El servicio militar restringida tiene una precisin de localizacin de 10 centmetros,se puede utilizar para la comunicacin, y suministrar informacin sobre el estado del sistema al usuario.Hasta la fecha, el servicio militar se ha concedido slo a losdel Ejrcito de Liberacin del Puebloy para elEjrcito de Pakistn. ConstelacinEl nuevo sistema ser una constelacin de 35 satlites, que incluyen 5geoestacionaria rbitasatlites (GEO) y 30 derbita terrestre media(MEO) satlites, que ofrecer una cobertura completa del planeta.Las seales que van estn basados en elCDMAprincipio y tener una estructura compleja tpica deGalileoo modernizadoGPS.Al igual que en la otraGNSS, habr dos niveles de servicio de posicionamiento: abiertas y restringidas (militares).El servicio pblico debe estar disponible a nivel mundial para los usuarios en general.Cuando se despliegan todos los sistemas GNSS actualmente previstas, los usuarios se beneficiarn de la utilizacin de una constelacin total de 75 satlites +, lo que mejorar significativamente todos los aspectos de posicionamiento, sobre todo la disponibilidad de las seales en los llamadoscaones urbanos.El diseador general del sistema de navegacin Compass esSun Jiadong, quien tambin es el diseador general de su predecesor, el sistema original de navegacin Beidou.

Figura N7: Comparacin de los 3 sistemas

FrecuenciasLas Frecuencias del Compass se asignan en cuatro bandas: E1, E2, E5B y E6 y se superponen con Galileo.El hecho de superposicin podra ser conveniente desde el punto de vista del diseo del receptor, pero en el otro lado plantea los problemas de interferencia entre sistemas, especialmente dentro de E1 y E2 bandas, que se asignan para el servicio regulado pblicamente de Galileo. Sin embargo, segnla Unin Internacional de Telecomunicaciones(UIT) las polticas, el primer pas en comenzar a emitir en una frecuencia especfica tendr prioridad a esa frecuencia, y se requerir posteriores usuarios para obtener el permiso antes de utilizar esa frecuencia, y por otra parte garantizar que sus emisiones no interfieren con las transmisiones de la nacin originales.Ahora parece que los satlites Compass chino comenzarn a transmitir en la E1, E2, E5B y bandas E6 antes de satlites europeos Galileo y as tener derechos primarios a estos rangos de frecuencia.[40]Aunque poco se anunci oficialmente por las autoridades chinas sobre las seales del nuevo sistema, el lanzamiento del primer satlite Brjula permitido investigadores independientes no slo para estudiar las caractersticas generales de las seales, sino incluso para construir un receptor de Compass.

Brjula-M1Brjula-M1 es un satlite experimental puesto en marcha para la prueba de la seal y la validacin y de la frecuencia de la presentacin, el 14 de abril de 2007. El papel de la brjula-M1 para Compass es similar a la funcin de losGIOVEsatlites del sistema Galileo.La rbita de la brjula-M1 es casi circular, tiene una altitud de 21.150 kilometros y una inclinacin de 55,5 grados.Brjula-M1 transmite en 3 bandas: E2, E5B y E6.En cada banda de frecuencia de dos sub-seales coherentes se han detectado con un desplazamiento de fase de 90 grados (encuadratura).Estos componentes de la seal se hace referencia en adelante como "I" y "Q".Los componentes de "I" tienen cdigos ms cortos y son susceptibles de ser destinadas a la reparacin abierta.Los componentes de "Q" tienen cdigos ms largos, son ms resistente interferencia, y se piensan probablemente para el servicio restringido.Modulacin IQ ha sido el mtodo tanto en modulacin digital por cable e inalmbrico desde morsetting seal portadora hace 100 aos.

Receptores en la aeronave: La navegacin utilizando sistemas de posicionamiento global se ha convertido en algo muy habitual durante el vuelo visual, ya que proporciona una gran precisin en la navegacin y una mayor conciencia de la situacin. Al mismo tiempo, la utilizacin de dichos sistemas reduce costos de operacin como consecuencia de una mayor facilidad para volar rutas directas. Slo hay que pensar en el tiempo perdido a veces tratando de identificar determinados puntos caractersticos. Mientras que el GPS tiene muchas ventajas para el piloto en vuelo visual, se debe tener cuidado para asegurar que las capacidades del sistema no se excedan.RAIM (Receiver Autonomous Integrity Monitoring) es una tecnologa desarrollada para evaluar la integridad de los sistemas de posicionamiento global en un receptor GPS. Dicha tecnologa es de especial importancia en la seguridad de utilizaciones crticas de GPS como es la aviacin. Los receptores GPS equipados con la tecnologa RAIM son capaces de detectar seales transmitidas de forma incorrecta. La funcin RAIM puede, por tanto, identificar un fallo de comunicacin de un satlite e informar al piloto.Situacin de la antenaEn muchas instalaciones VFR de receptores GPS la localizacin de la antena es ms una cuestin de conveniencia que de rendimiento. Sin embargo, en instalaciones IFR se tiene mucha precaucin en la instalacin para asegurar que la antena tiene una lnea de visin de los satlites despejada. Si no se utiliza la ubicacin adecuada, una parte de la estructura de la aeronave puede bloquear la visin de la antena lo que tiene como consecuencia una mayor probabilidad de perder la seal de navegacin.Esto es especialmente cierto en el caso de los receptores GPS porttiles. La utilizacin de receptores porttiles para operaciones VFR es una tendencia creciente, especialmente entre los pilotos de alquiler. Por lo general, se utilizan ventosas para colocar los GPS en el interior de las aeronaves. Si bien este mtodo es de gran comodidad, la visin de la antena con la que est equipado el receptor se encuentra limitada por la geometra particular del avin, por lo que en ciertos casos la recepcin de la seal de los satlites disponibles no es ptima. En consecuencia, en ciertas situaciones pueden producirse prdidas de la seal de navegacin.

Figura N8: Receptores de Seales Satelitales

Referencias

file:///C:/Users/ilkagl/Documents/UTP/quinto%20a%C3%B1o/Mecanica%20de%20vuelo%202/SD-4-GLONASS-Reuter.PDF http://avionypiloto.es/este-numero/utilizacion-practica-del-gps/ http://ec.europa.eu/dgs/energy_transport/galileo/doc/galileo_leaflet_es.pdf http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~cepco3/escuelatic2.0/MATERIAL/FLASH/Tecnolog%C3%ADa/5/Navegaci%C3%B3n%20por%20Sat%C3%A9lite.swf http://lagc.uca.es/web_lagc/docs/curso_rap/Presentacion_II.pdf http://www.coit.es/foro/pub/ficheros/galileo_c4513fbc.pdf