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UAV Navigation en profundidad: Sistema global de navegación por satélites (GNSS)

La navegación es un proceso que comprende tres pasos:

  1. Establecer la ruta que debe seguirse (es decir, el plan de vuelo)
  2. Establecer la posición actual en relación con el plan de vuelo
  3. Ejecutar todas las acciones de orientación necesarias para corregir cualquier desviación en la posición

Hay diferentes tipos de sistemas de navegación:

  • Pilotaje. Usando referencias visuales en tierra
  • Astronavegación. Usando medidas angulares tomadas entre un cuerpo celeste (el sol, la luna, una estrella...) y el horizonte visible
  • Dead Reckoning. Implica el uso de puntos de control visuales (punto de partida) junto con medidas de tiempo, velocidad y rumbo para estimar la distancia recorrida
  • Navegación inercial. Un ordenador de a bordo procesa la velocidad y la actitud, junto con la información proporcionada por los sensores de movimiento (acelerómetros, giróscopos y magnetómetros) para dar la ubicación actual desde un punto de partida conocido
  • Navegación por radio. La aplicación de frecuencias de radio para determinar la posición actual. Entre los medios utilizados están: GNSS, VOR, DME y ADF.

GPS Antenna

NAVEGACIÓN GNSS  

Hace referencia al sistema global para determinar el tiempo, la posición y la velocidad utilizando varios subsistemas GNSS. GNSS es un término global que se refiere a todos los sistemas de navegación por satélite, que incluyen GPS, GLONASS, Beidou y Galileo.

El GNSS se basa en el cálculo de la posición en la superficie terrestre midiendo las pseudo-distancias de un mínimo de tres satélites de posición conocida. Un cuarto satélite permitirá también calcular la altitud. Los receptores de navegación por satélite reducen los errores utilizando la combinación de señales de múltiples satélites así como diferentes estrategias (por ejemplo, las técnicas de filtrado de Kalman) para fusionar todos los datos afectados por el ruido a fin de proporcionar una estimación de la posición, la hora (UTC) y la velocidad.

GNSS

ELEMENTOS DEL SISTEMA GNSS

  • Constelación de satélites y sistema auxiliar en tierra (mantenimiento)
  • El receptor GNSS de la plataforma
  • Sistemas de aumento:
    • ABAS (Air Based Augmentation Systems - Sistemas de aumento en el aire)
    • SBAS (Satellite Based Augmentation System  - Sistemas de aumento en satélites)
    • GBAS (Ground Based Augmentation System - Sistemas de aumento en tierra)

ABAS es una solución de aviónica que procesa la señal del GNSS para comprobar su integridad. Se basa en dispositivos de a bordo de terceros y algoritmos de estimación especiales. El sistema más utilizado es el RAIM, que utiliza señales GNSS redundantes para asegurar la integridad y la detección de fallos, dando la posibilidad de advertir al usuario sobre un defecto en la señal de un determinado satélite. Estrategias más avanzadas como el FDE son capaces de excluir a tales satélites de la solución.

El SBAS se basa en las mediciones del GNSS por medio de estaciones de referencia precisamente ubicadas en un área específica. Los errores GNSS detectados se transfieren luego a un centro de computación y se transmiten utilizando satélites geoestacionarios para complementar el mensaje GNSS original en el área cubierta. Sistemas como EGNOS (Europa), WAAS (EE.UU.) y otros compensan ciertas desventajas del GNSS en cuanto a precisión, integridad, continuidad y disponibilidad.  

GNSS SBAS

GBAS. La principal diferencia con el SBAS es que la señal emitida se envía desde estaciones terrestres que utilizan las bandas de VHF y UHF, utilizándose principalmente en aeropuertos para el control del tráfico y la aproximación final (LAAS). Sistemas como DGPS y RTK se consideran un tipo de sistema de aumento basado en tierra.

 

El autopiloto VECTOR de UAV Navigation hace el mejor uso posible de la tecnología GNSS integrándola dentro de su SRAR.

Además, también dispone de varias opciones GBAS para proporcionar la mejor solución de navegación posible para una aplicación particular.

 

Autopilotos innovadores impulsados por tecnologías de última generación.

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About

UAV Navigation is a privately-owned company that has specialized in the design of flight control solutions for Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) since 2004. It is used by a variety of Tier 1 aerospace manufacturers in a wide range of UAV - also known as Remotely Piloted Aircraft Systems (RPAS) or 'drones'. These include high-performance tactical unmanned planes, aerial targets, mini-UAVs and helicopters.