Estudio multifuncional de posicionamiento GNSS con multiconstelación, multifrecuencia con alta precisión e integridad
26/10/2023
Deimos Ibáñez Segura defendió su tesis codirigida por Adrià Rovira Garcia y Jaume Sanz Subirana el 23 de octubre en el Campus Nord. Titulada " Contribuciones para multipuro GNSS positioning para el apoyo multi-frequency y multiconstelación con hicción y integridad", la tesis presenta por un lado, diferentes métodos para el procesamiento de GNSS (multi-constelación, multi-frecuencia, convergencia rápida, integridad y aplicaciones marítimas), y por otro lado el estudio de distintos componentes que afectan al posicionamiento GNSS (como la ionosfera, errores en la señal en el espacio). Todo el procesamiento está además integrado en una herramienta, gLAB, dirigida tanto a profesionales como a estudiantes, que ya tiene impacto internacional y con las mejoras realizadas en esta tesis aumentará significativamente su impacto.
El Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) ha revolucionado las tecnologías de localización gracias a su bajo coste y amplia disponibilidad. Inicialmente, los GNSS se limitaban al Sistema de Posicionamiento Global (GPS) estadounidense y al Sistema Global de Navegación por Satélite (GLONASS) ruso, pero en los últimos años se han desplegado nuevos GNSS como el Sistema Europeo de Navegación Global por Satélite (Galileo), el Sistema de Navegación por Satélite BeiDou (BDS) chino, el Sistema de Satélites Cuasi Cenitales (QZSS) japonés y el Sistema Regional Indio de Navegación por Satélite (IRNSS). Estos sistemas ofrecen múltiples frecuencias y señales que han dejado obsoleto el procesamiento actual de datos GNSS de doble frecuencia y una constelación.
Para abordar este problema, el grupo de Investigación en Astronomía y Geomática (gAGE) de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) desarrolló la herramienta GNSS-Lab Tool suite (gLAB). gLAB se diseñó inicialmente para soportar sólo GPS en el marco de un contrato con la Agencia Espacial Europea (ESA) y posteriormente se actualizó para convertirse en una herramienta de referencia para estudios científicos. gLAB ha demostrado sus capacidades de investigación en el marco de contratos de la ESA y de la Agencia de la Unión Europea para el Programa Espacial (EUSPA).
La investigación realizada en este doctorado ha aportado varias contribuciones significativas. En primer lugar, se ha realizado una evaluación del Sistema Europeo de Navegación por Complemento Geoestacionario (EGNOS), inicialmente desarrollado para aviación civil, para su aplicación con fines marítimos, demostrando que EGNOS es válido para este uso, donde se mejoran, incluso, las figuras de continuidad. Asimismo, se ha desarrollado una metodología para la evaluación diaria de la Señal En El Espacio (SIS) de EGNOS, la cual se ha implementado en un Sistema de Monitorización Global (GMS) basado en gLAB.
En segundo lugar, se ha analizado el impacto de la actividad ionosférica y su correcto modelado en la navegación, especialmente en sistemas SBAS. En este ámbito se ha mostrado la importancia de tener un índice global, la Variación del contenido electrónico total en un arco (AATR), para medir la actividad ionosférica y se ha analizado su correlación con la degradación de la calidad de servicio del sistema EGNOS.
En tercer lugar, se ha estudiado el efecto de las anomalías en el posicionamiento (tanto de la SIS como en el receptor), proponiendo metodologías para su detección basadas en los residuos de los pseudorangos o mediante combinación de varias señales. Cualquiera de estos métodos, requiere un alto grado de preprocesado de los datos, para lo que gLAB es una herramienta muy adecuada.
En cuarto lugar, se ha desarrollado un método para la gestión de medidas en gLAB, Se trata de una algorítmica compleja, que permite procesar cualquier combinación de observables (simples, dobles, triples o cuádruples) por satélite, así como proporcionar una selección de medidas manual o automática (también para los detectores de salto de ciclo).
En conclusión, la presente tesis doctoral ha allanado el camino hacia el procesamiento moderno de datos GNSS más allá del estado del arte.
Compartir: