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Ingeniería
APUNTES TÉCNICOS
GPS
Fase de la Onda Portadora y Método Diferencial
Medidas de distancias a satélites
Con los métodos de medición GPS, se miden distancias entre la antena del receptor y los satélites. Para la solución geométrica son suficientes tres mediciones de este tipo. La posición de la antena viene dada por el punto de intersección de tres esferas, con la posición de los satélites como centro de las esferas, y tres distancias medidas como radios. La distancia desde el receptor al satélite se obtiene por medio de una medición del tiempo de propagación con ayuda del código C/A, o bien, el código P. Simplificando se puede representar como sigue: El satélite transmite un impulso (código), el cual contiene como información adicional el instante de la emisión (a). En el receptor se mide el momento de llegada (b) del impulso y se lee la información contenida sobre el instante de emisión. La diferencia de tiempo (b-a) multiplicada por la velocidad de propagación de la señal da la distancia, siempre que el reloj del satélite y del receptor estén perfectamente sincronizados. Ya que normalmente éste no es el caso, se obtiene una distancia falsa proporcional a la diferencia de relojes.
Calculo del Tiempo
La señal de satélite es modulada por dos códigos, el Código C/A y el Código P. El código C/A está basado en el tiempo marcado por un reloj atómico de alta precisión. El receptor cuenta también con un reloj que se utiliza para generar un código C/A coincidente con el del satélite. De esta forma, el receptor GPS puede hacer coincidir o correlacionar el código que recibe del satélite con el generado por el receptor.
El código
C/A es un código digital
que es seudo aleatorio o que aparenta
ser aleatorio. En realidad no
lo es, sino que se repite mil
veces por segundo.
De esta forma es como se calcula
el tiempo que tarda en viajar
la señal de radio desde
el satélite hasta el receptor
GPS.
Medición de Distancias con medidas de fase de la onda portadora
Contrariamente a la seudodistancia, en la que se mide el tiempo de propagación con ayuda de los códigos modulados C/A o P, aquí se mide el desfase de la onda portadora.
La fase de la señal llegada del satélite es comparada con la fase de una señal de referencia generada en el receptor. Del desfase se obtiene una parte de la distancia como parte de la longitud de onda; esto significa en la medición hecha en la frecuencia L1, una parte de la distancia comprendida en 19 cm; en la frecuencia L2, en 24 cm, y esto con resolución en el ámbito submilimétrico. En principio, el número de longitudes de ondas completas en la distancia satélite - Receptor, permanece desconocido. Por ello, el programa de cálculo tiene que estar en condiciones de determinar el número de longitudes de onda desconocidas, para poder calcular las coordenadas de la estación.
Método diferencial
Las señales de los satélites son recibidas simultáneamente por dos receptores. Con este método se anulan hasta un cierto grado errores inevitables como la imprecisión de la órbita del satélite y se obtiene con ello una mayor precisión que con la determinación de un punto aislado. Se utiliza aquí el método de medición de fase que da una mayor precisión que el de la medida de la seudodistancia. Evidentemente es necesario restituir en un computador los puntos medidos en distintas estación.
Los errores que se eliminan utilizando el método diferencial son los siguientes:
- Retardo ionosférico.
- Retardo troposférico.
- Error en las efemérides.
- Error reloj satélite.
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