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Mensaje: <blockquote data-quote="tc-70" data-source="post: 386790" data-attributes="member: 2240">En el siguiete articulo se responde a tu pregunta...GLONASS: acierto o desacierto para el usuarioAutores: Juan Carlos Bermejo Ortega Durante los últimos años, diversas multinacionales dentro del posicionamiento por satélite han apostado por el desarrollo de productos destinados al aprovechamiento de las señales brindadas por el sistema de navegación ruso GLONASS, unas veces como valor añadido a una solución GPS aislada y en otras como solución alternativa.Hasta la fecha, las soluciones conjuntas han tenido buena aceptación entre los usuarios de las diferentes ramas, sin lugar a dudas debido a que la incógnita de posición que no se podía resolver en algunos lugares donde GPS no era capaz, el usuario lo conseguía gracias a la mayor cobertura de satélites que ofrece el uso conjunto de las dos constelaciones.Por otro lado, este tipo de herramientas no sólo eran destinadas a la navegación, sino que se introdujeron en otros campos como la topografía y la ingeniería civil, dando una cobertura global a diferentes tipos de usuarios, lo que sin duda garantizaba el éxito de este tipo de soluciones. Esto, desembocó en una mayor política de I+D por estas empresas, llegando hasta el punto de desarrollar sistemas de doble frecuencia GPS + GLONASS, constituyendo, hoy por hoy, la herramienta de posicionamiento más poderosa que el usuario puede obtener.Sin embargo, todas estas excelentes novedades tecnológicas, se ven amenazadas por la sombra del deterioro y evidentes signos de inestabilidad del sistema GLONASS. Lo que sin duda, preocupa al usuario en la elección de su equipo de posicionamiento.En la siguiente exposición se pretende presentar el estado actual del sistema, la compatibilidad con GPS y los futuros sistemas de navegación, las perspectivas de futuro y sobre todo, los argumentos y valoraciones que, desde este punto de vista, se cree debe tener en cuenta el usuario ante una solución GLONASS.IntroducciónA principios de los 70s, quizá como una respuesta al desarrollo del Sistema GPS, el antiguo Ministerio de Defensa Soviético desarrolló el Global'naya Navigatsionnaya Sputnikova Sistema o Sistema Global de Navegación por Satélite (GLONASS). El Sistema GLONASS es similar el GPS en muchos aspectos, aunque como se verá también tiene muchas diferencias.En el año 1993, oficialmente el Gobierno Ruso colocó el programa GLONASS en manos de Fuerzas Espaciales Militares Rusas (RSF). Este organismo es el responsable del desarrollo de los satélites GLONASS, de su mantenimiento, puesta en órbita y certificación a los usuarios. Este organismo opera en colaboración con el CSIC (Coordinational Scientific Information Center), el cual publica la información sobre GLONASS.Durante los años ochenta, la información acerca de GLONASS era escasa. No se sabía mucho de las órbitas de los satélites ni de las señales usadas para transmisión de las señales de navegación. Pero actualmente, gracias a estudios e investigaciones sobre este sistema, se dispone ya de gran cantidad de información acerca de GLONASS. El Sector de Control de GLONASS, publica el documento ICD (Interface Control Document). Este documento es similar en estructura al Segmento Espacial del sistema NAVSTAR GPS, donde se describe el sistema, sus componentes, estructura de la señal y el mensaje de navegación para uso civil.La Organización Internacional de Aviación Civil (ICAO) aceptó formalmente en Julio 1996, el uso de GLONASS para uso en aviación civil, como ya se hizo en 1994 con GPS.DescripciónEl Sistema GLONASS, al igual que el Sistema GPS, está formado por tres sectores fundamentales: el Sector de Control, el Sector Espacial y el Sector Usuario.2.1. Sector de ControlEl Sector de Control está formado por un Sistema Central de Control (SCC) en la región de Moscú (Golitsyno-2) y una red de estaciones de seguimiento y control denominadas CTS (Command Tracking Stations), emplazadas por todo el área rusa. El Sector de control GLONASS, al igual que el de GPS, debe seguir y vigilar el estado de sus satélites, determinar las efemérides y errores de los relojes de los satélites, es decir, la diferencia entre el tiempo GLONASS y la escala de tiempo UTC(SU). Además también deben actualizar los datos de navegación de los satélites. Estas actualizaciones se realizan dos veces al día.Las estaciones de control (CTSs) realizan el seguimiento de los satélites y almacenan los datos de distancias y telemetría a partir de las señales de los satélites. La información obtenida en las CTSs es procesada en el Sistema Central de Control (SCC) para determinar los estados de las órbitas y relojes de los satélites, y para actualizar el mensaje de navegación de cada satélite. Esta información es enviada a cada satélite por medio de las CTSs. Las CTSs calibran periódicamente los datos de distancias a los satélites mediante láser. Para ello, los satélites GLONASS van provistos de unos reflectores especiales.La sincronización de todos estos procesos en el Sistema GLONASS es muy importante. Para conseguir esta sincronización, se dispone de un reloj atómico de hidrógeno de alta precisión, el cual determina la escala de tiempo GLONASS. Los satélites GLONASS llevan a bordo un reloj de cesio y se sincronizan respecto a la State Etalon UTC(CIS) en Mendeleevo, a través de la escala de tiempo del sistema GLONASS.A todas estas estaciones de control añadimos otras estaciones de seguimiento que se utilizan para obtener parámetros de transformación del Sistema GLONASS PZ-90 al Sistema GPS WGS-84, además de la determinación de las órbitas, observación y análisis de las anomalías de los satélites. Estos parámetros de transformación se aplican cuando se trabaja con el sistema combinado GPS/GLONASS. Estas estaciones están repartidas por todo el mundo y utilizan técnicas láser, radar y ópticas. Estos parámetros son calculados por mínimos cuadrados utilizando 9 días de datos de seguimiento.Las estaciones de control de las Fuerzas Especiales Rusas (RSF) publican unos boletines, llamados NAGUSs para los usuarios GLONASS con noticias, estado y anomalías del sistema, para así anunciar las incidencias de la constelación. Otras organizaciones, como el GLONASS Group del Laboratorio de Lincoln de Massachusetts o el DLRDFD Neustrelitz Remote Sensing Ground Station en Alemania, también controlan la actividad de GLONASS.La publicación NAGU correspondiente al día 29 de febrero nos da el estado actual (grafico 1 ).<img src="http://www.mappinginteractivo.com/imagenes/art-00/mayo00/art.6/imag1.jpg" alt="" class="fr-fic fr-dii fr-draggable " style="" />Gráfico 12.2. Sector EspacialLa constelación completa se compone de 24 satélites en tres planos orbitales, cuyo nodo ascendente es de 120º y argumento de latitud de 15º. Cada plano contiene 8 satélites espaciados regularmente, con argumento de latitud de 45º. Los planos están inclinados 64,8º respecto al Ecuador. Los satélites GLONASS se encuentran a una distancia de aproximadamente 19.100 Km y se sitúan en órbitas casi circulares con semieje mayor de aproximadamente 25.510 Km, siendo el periodo orbital de 675,8 minutos, es decir, 11 horas y 15 minutos.-Esto garantiza, con la constelación completa, la visibilidad de un mínimo de 5 satélites en todo el mundo con adecuada geometría, es decir, la constelación completa, la visibilidad de un mínimo de 5 satélites en todo el mundo con adecuada geometría, es decir, la constelación GLONASS proporciona una cobertura de navegación continua y global para la ejecución satisfactoria de observaciones de navegación.Los planos se numeran del 1 al 3. Cada satélite, según el plano en el que esté, se numera del 1 al 8, del 9 al 16 y del 17 al 24 respectivamente.El primer satélite se lanzó el 12 de Octubre de 1982, y el último el 14 de Diciembre de 1995. En este periodo de tiempo se han realizado un total de 27 lanzamientos (dos de ellos fallidos con fecha 24-4-1987 y 17-2-1988), poniendo en órbita un total de 73 satélites, de los cuales a fecha de hoy, sólo nueve están actualmente operativos. La distribución de los satélites en sus planos viene dada en la Tabla 1 .<img src="http://www.mappinginteractivo.com/imagenes/art-00/mayo00/art.6/imag2.jpg" alt="" class="fr-fic fr-dii fr-draggable " style="" />Tabla 1: Distribución de los satélites GLONASS para planos orbitales. Las descripciones de las señales GLONASS se reflejan en los documentos ICD. Los satélites GLONASS transmiten dos señales de ruido pseudoaleatorio. Asimismo, llevan a bordo relojes de atómicos de cesio con un oscilador de frecuencia fundamental de 5 Mhz. A partir de esta frecuencia fundamental se pueden obtener o modular los códigos C/A y P, de frecuencias 0.511 Mhz y 5.11 Mhz respectivamente. En la señal también se introduce un mensaje de 50 bits por segundo. La banda Li funciona en la frecuencia 1602 - 1615.5 Mhz. La banda L2 funciona en la frecuencia 1246 + 0.4375 . K Mhz, lo que genera un rango de frecuencias que van desde 1246 - 1256.5 Mhz.Algunas transmisiones GLONASS crean interferencias con las señales astronómicas de radio, que usan las bandas de frecuencia de 1610.6 -1613.8 y 1660 - 1670 Mhz, que corresponden a los canales GLONASS del 15 al 20. Además, las transmisiones GLONASS de frecuencias superiores 1610 Mhz tienen interferencias con las señales del servicio de satélites para comunicaciones móviles en las frecuencias que van desde 1610 - 1626.5 Mhz. Para solucionar esto, y por la necesidad de minimizar las interferencias, las autoridades encargadas del Sistema GLONASS decidieron reducir el número de frecuencias usadas (y por lo tanto el número de canales), y bajar el intervalo de frecuencias utilizadas. Así, el sistema consta de 12 canales de frecuencia, más dos adicionales para los test de control. De esta forma la banda Li se encuentra entre 1598.0625 - 1604.25 Mhz y la banda L2 se sitúa entre 1242.9375 - 1247.75 Mhz.Pero la cuestión que se plantea es cómo introducir los 24 satélites de la constelación completa en sólo 12 canales. Lo que se plantea es introducir dos satélites antipodales de un mismo canal, esto es, satélites separados 180º de argumento de latitud, de forma que un usuario colocado en cualquier punto de la Tierra nunca recibirá señales simultáneas de los dos satélites situados en el mismo canal. GLONASS transmite el código P en ambas bandas L1 y L2 y el código C/A, de momento sólo en la banda L1.El código C/A tiene una longitud de 511 chips y se propaga con una velocidad de 511 Kchips/s y por lo tanto con una repetibilidad de 1 milisegundo.El código P tiene una longitud de 5.11.106 chips y se propaga con una velocidad de 5.11 Mchips/s, cuya repetibilidad es de 1 segundo. A diferencia de los satélites GPS, todos los satélites GLONASS transmiten los mismos códigos. Esto es así porque en GLONASS la identificación de los satélites se hace por la frecuencia de las portadoras y no por el PRN de los códigos como se hace en GPS.Los errores que se pueden cometer en el posicionamiento absoluto de un punto con el código C/A utilizando el Sistema GLONASS son de unos 60 m. (99.7%) en horizontal y de unos 75 m. (99.7%) en vertical. Esta precisión es comparable a la que ofrece el Sistema GPS sin la Disponibilidad Selectiva. A diferencia de GPS, las señales GLONASS no adolecen de A/S o encriptación del código P ni de S/A o Dísponibilidad Selectiva.El mensaje de navegación se transmite con una velocidad de 50 bit/s y se modula junto con los códigos C/A y P. El mensaje de navegación GLONASS del código C/A divide los datos en datos operacionales o inmediatos y datos no operacionales o no inmediatos. Los datos operacionales son las efemérides, los parámetros de reloj y época del reloj del satélite. Las efemérides de los satélites se dan en términos de posición, velocidad, y vector de aceleración de la época de referencia. Los datos no operacionales compenden en almanaque (o efemérides aproximadas) de la constelación, junto con los estados de salud de todos los satélites GLONASS. Los datos de salud de los satélites no tienen tiempo de actualización. Además, en los datos no operacionales hay un parámetro que indica la diferencia entre el sistema de tiempo GLONASS y el UTC, parámetro llamado. Estos datos se determinan para el comienzo de cada día.Los parámetros de efemérides son generalmente cargados en cada satélite una vez al día, junto con el parámetro tc. El tiempo desde la última grabación o actualización de los datos del mensaje se determina por un parámetro En, que determina la edad de las efemérides en días. Los parámetros del reloj son grabados dos veces al día. El mensaje completo tiene una duración de 2 minutos y 30 segundos, aunque las efemérides y la información de reloj se repiten cada 30 seg.El Sistema GLONASS dispone de un sistema de tiempos y de un sistema de referencia propio y distinto al de GPS. El tiempo GLONASS está referido al UTC(SU). El UTC(SU) se diferencia en unos microsegundos al UTC (BIPM). El NTFS (National Time and Frecuency Service) se encarga de que el desfase sea menor de un microsegundo. Para ello, en determinadas ocasiones se introduce un salto de unos segundos, a diferencia del tiempo GPS que no requiere de estos saltos.Las efemérides GLONASS están referidas al Datum Geodésico Parametry Zemli 1990 PZ-90, o en su traducción Parámetros de la Tierra 1990 o PE90. Este sistema reemplazó al SGS85, usado por GLONASS hasta 1993.El sistema PZ-90 es un sistema de referencia terrestre con coordenadas definidas de la misma forma que el Sistema de Referencia Internacional Terrestre (ITRF) que se utiliza para calcular las efemérides precisas de GPS. Las constantes y parámetros del PZ-90 se muestran en la Tabla 2.<img src="http://www.mappinginteractivo.com/imagenes/art-00/mayo00/art.6/imag3.jpg" alt="" class="fr-fic fr-dii fr-draggable " style="" />Tabla 2: Parámetros del Sistema PZ902.4. Sector UsuarioLa existencia de unos satélites similares en prestaciones a GPS, provocó un alto interés en las comunidades científicas y del mundo de la navegación, pero no como solución alternativa, sino como un aumento de prestaciones sobre los servicios ofrecidos por GPS.Uno de los aspectos más atractivos para los usuarios civiles era el acceso directo al código P que ofrece GLONASS (con prestaciones cinco veces mejores que las ofrecidas por el código C/A de GPS), además de la ausencia de Disponibilidad Selectiva (S/ A). Además, debemos dar respuesta a la pregunta "Qué ocurre cuando sólo tenemos tres satélites GPS, bien sea por apantallamientos, mala recepción, fuertes interferencias, etc. ¿No puedo materializar mi posición?", la cual parece muy clara "Sí, con la ayuda de GLONASS".Los usuarios de transferencia de tiempos fueron los que más interés mostraron en unir ambas constelaciones. Paralelamente, la Organización Internacional de Aviación Civil (ICAO) mostró un gran interés de utilizar ambas constelaciones para el control del tráfico aéreo, sumando este interés el mostrado por la comunidad científica destinada a Geodesia e investigación atmosférica, los cuales encontraban una fuente de medida que proporcionaría más redundancia y robustez a sus procesos de cálculo.Todo esto fue lo que finalmente desencadenó el proyecto GNSS-1 (Global Navitation Satellite System), el cual ya está en avanzado desarrollo y complementado en servicios por parte de la Unión Europea por EGNOS.No obstante, los usuarios tenían serias dudas entre la interoperatibilidad de ambos sistemas, debido a diferencias tan importantes como distintos sistemas de referencia y de escala de tiempos. Por este motivo, la comunidad mundial llevó a cabo el proyecto denominado International GLONASS Experiment (IGEX-98), destinado a determinar y asegurar la interoperatibilidad entre GPS y GLONASS.El proyecto IGEX-98 se realizó desde el mes de octubre de 1998 hasta el mes de abril de 1999. Siendo la primera campaña global antes realizada para el estudio de GLONASS. Se utilizaron 61 receptores distribuidos por 26 territorios de todo el mundo. A estos medios, se unieron 30 estaciones SLR (Satellite Laser Ranging) distribuidas en 15 territorios. Los centros principales de cálculo fueron el NASA Space Flight Center y IGN francés. A continuación, se citan los objetivos de la campaña y las conclusiones tras la finalización del proyecto:a) Determinación de Efemérides Precisas de la Constelación GLONASS. Tantos los centros de cálculo como las estaciones SLR consiguieron calcular las efemérides precisas de GLONASS en todos los casos con una precisión que oscilaba entre los 20 y 30 cm. Sin duda fue uno de los mayores éxitos de la campaña.b) Evaluación de los Receptores Usados: Se utilizaron 20 receptores GPS +GLONASS monofrecuencia y 49 receptores GPS+GLONASS bifrecuencia. En todos los casos, la precisión y la repetibilidad de resultados fue mayor que la obtenida con receptores GPS bifrecuencia.c) Obtención de posiciones Geodésicas sobre PZ9O: Dado que hasta ahora era difícil encontrar puntos conocidos fuera del territorio ruso.d) Relación entre WG584 y PZ9O: Se utilizaron dos métodos. El primero a través de la determinación de los parámetros de transformación (tres giros, tres traslaciones y un factor de escala) mediante puntos conocidos en ambos sistemas. El segundo se realizó a través de la relación matemática que se puede establecer si se conocen las efemérides precisas de los satélites. En ambos casos, el resultado derivó en una rotación entre 3 y 4 segundos de arco alrededor del eje Z y una traslación de 1,1 m. sobre el mismo eje.e) GLONASS como valor añadido a las aplicaciones de transferencia de fiempo: Las escalas internacionales de tiempo (International Atomic Time-TIA- y Coordinated Universal Time-UTC-) se basan en 220 relojes atómicos distribuidos por todo el mundo. Hoy por hoy, el único método para proveer datos para TAI es el GPS C/A code Commun ViewTechnique. Esto no es suficiente para sincronizar las nuevas generaciones de relojes atómicos. Tras la campaña, se observó una ganancia cuatro veces mayor en la estabilidad de la transferencia de tiempos cuando se usa un multicanal GPS+GLONASS que utilizando un canal GPS. Usando efemérides precisas de GLONASS se encuentran errores de 2 ns y de 10 ns usando las efemérides transmitidas.Tras el 20 de abril de 1999, las actividades continúan en una red global de 20 estaciones GPS+GLONASS L1/L2 y 3 estaciones SLR. Los centros de cálculo siguen procesando las efemérides precisas de GLONASS y son transformadas al sistema de referencia ITRF96, que es el que usa el International GPS Service (IGS) para las efemérides precisas de GPS.Todos los participantes en IGEX-98 afirmaron sólidamente que el uso de GLONASS proporciona un gran valor añadido como sistema de aumentación a GPS para aplicaciones de definición del sistema de referencia terrestre (ITRF) transferencia de tiempos, navegación investigación atmosférica y aplicaciones de alta precisión (Geodesia e Ingeniería).Presente y FuturoEl pasado 19 de abril de 1999, el Presidente de la Federación Rusa declaraba GLONASS como herramienta de uso civil y parte esencial e involucrada en los planes de desarrollo y mantenimiento de los sistemas globales de navegación por satélite destinados a aplicaciones científicas, de navegación y todas aquellas que la comunidad mundial pueda desarrollar. Asimismo, declaraba a la Agencia Espacial Rusa responsable del desarrollo de GLONASS en beneficio e interés de los usuarios civiles, además de las buenas relaciones para tales fines.Por otro lado, insta a la comunidad internacional a participar en la financiación de GLONASS con vistas a los próximos años. Este quizás sea uno de los mayores hándicap que pueden determinar la continuidad de GLONASS.Este último aspecto se ha hecho realidad en varios aspectos, que podemos justificar en los siguientes términos:· GLONASS forma parte del actual proyecto GNSS-1, por este motivo, se está produciendo un acercamiento importante para la futura intero-peratibilidad de GLONASS con el proyecto GNSS-2 que contempla la Constelación Galileo. Hasta ahora, todo son negociaciones referentes a eliminar las posibles interferencias que se pudieran producir en la transmisión de frecuencias.· Diferentes empresas manufacturadoras de soluciones conjuntas GPS+GLONASS tienen invertidos más de 4000 millones de dólares en fabricar receptores, antenas y software basado en la solución conjunta. Asimismo, las propias empresas incorporan ingenieros GLONASS dentro de sus gabinetes para reducir costes dentro de la estructura GLONASS.· El Gobierno Chino, ha desechado la idea de desarrollar un sistema de navegación global análogo a Galileo o GPS, optando por financiar la potenciación de GLONASS para dar satisfacción a los más de 1000 millones de usuarios potenciales que contempla su extenso mercado. Esto supone que hoy por hoy, el Gobierno Chino es el ente que más apoyo económico está aportando a GLONASS.Tres nuevos satélites serán lanzados en el mes de abril del presente año, y se lanzarán otros tres en el próximo mes de diciembre, según fuentes procedentes del Gobierno Chino y de la Agencia Espacial Rusa. Esto supondrá que la constelación constará de quince satélites operativos para enero del 2001, lo que convierte a GLONASS en un sistema de aumentación a GPS, y en el futuro a Galileo, sólido y estable.ConclusiónTras los datos aportados anteriormente, se considera un ACIERTO a día de hoy, incorporar el uso de GLONASS como sistema de aumentación de los servicios que hasta ahora presta GPS. Demostrada con creces la interoperatibilidad entre ambos sistemas, GLONASS sólo aporta mejoras. Estas mejoras son evidentes en la sincronización de tiempos, precisión ért'el posicionamienta debido a mayor información satelital y mitigación de los errores producidos por A/S y S/A dentro de GPS, y más importante aún, la mayor cobertura de satélites que hoy proporcionan 36 GNSS satélites y en enero del 2001 proporcionarán 42 GNSS satélites frente a los 27 de GPS.Otras dudas que pueden surgir respecto a elegir soluciones GPS+GLONASS son las relativas a la continuidad de GLONASS. Ya se ha argumentado su continuidad, pero hay una razón de mayor peso, y es ¿se puede permitir la comunidad mundial el lujo de prescindir del sistema de navegación destinado a uso civil más avanzado y desarrollado que existe? Evidentemente no.Por otro lado, puede existir una barrera económica para el usuario, la cual pierde todo efecto ya que el hecho de incorporar GLONASS a una solución GPS tiene un coste mínimo si lo comparamos con los beneficios que se producen al utilizar soluciones conjuntas. AI día de hoy, todos los ámbitos de aplicación de GPS, y digo todos sin excepción, tienen una alternativa GPS +GLONASS con resultados totalmente probados.Referencias[1] Slater J., Willis, P, Beutler G., Gurtner, W., Lewandowski W., Noll C., Weber R., Neilen R., Hein G., 1999 The International GLONASS Experiment (IGEX-98). Nashville.[2] Mirsa P, Slater J., 1998. A Report on the Thrid Meeting of the GLONASS-GPS Interoperability Working Group. ION, Nashville.[3] Holanda Blas, Ma Paz, Bermejo Ortega, J.C., 1998 GPS&GLONASS: Descripción y Aplicaciones. Madrid.[4] GPS-Informations- und Beobachtungssystem of Institute for Applied Geodesy (now Federal Agen-cy for Cartography and Geodesy)[5] Coordination Scientific Information Center (CSIC) of The Ministry of Defense of the Russian Federation</blockquote>

Verificación: Guerra desarrollada entre Argentina y el Reino Unido en 1982