Geodesia. Cartografía. Sistemas de referencia. Tiempos.

Navegación por posicionamiento
GNSS: Navegación por satélite
GPS: Otros conceptos
Disponibilidad, integridad, continuidad
Sistemas de aumento: GPS diferencial
Cálculo de la actitud
Disponibilidad, integridad y continuidad.
Disponibilidad I
Navegación por posicionamiento
GNSS: Navegación por satélite
GPS: Otros conceptos
En la tabla se resumen la mayor
parte de los sistemas de
navegación en uso.
Como se puede ver, el GPS es el
que consigue mayor precisión.
No obstante, la precisión no es
el único parámetro por el que se
debe elegir un sistema de
navegación.
Otros conceptos de gran
importancia son integridad,
continuidad y disponibilidad.
Disponibilidad, integridad, continuidad
Sistemas de aumento: GPS diferencial
Cálculo de la actitud
Se define disponibilidad (availability) de un sistema de
navegación como el porcentaje del tiempo que dicho sistema
es “utilizable”, dentro de su área especificada de cobertura.
Utilizable se refiere a que el sistema cumple unos requisitos
mínimos (p.ej. en precisión) previamente especificados. Una
definición típica de utilizable es que el usuario obtenga un
PDOP ≤ 6.
En el caso del GPS, el área de cobertura es toda la superficie
de la Tierra, pero también hay que considerar el llamado
“ángulo de máscara”: el ángulo de elevación en el horizonte a
partir del cual los satélites se consideran visibles para el
receptor GPS.
En un entorno urbano o con accidentes geográficos dicho
ángulo tendrá que considerarse mayor que en un entorno sin
accidentes (p.ej. el mar).
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38 / 48
Disponibilidad II
Navegación por posicionamiento
GNSS: Navegación por satélite
GPS: Otros conceptos
336 Performance of Stand-Alone GPS
Availability (%)
Availability (%)
99.999
99.99
99.9
99
90
70
50
30
10
1
7.5 Deg. mask angle
5.0 Deg. mask angle
2.5 Deg. mask angle
0.0 Deg. mask angle
0.1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
HDOP
Figure 7.8 Cumulative distribution of HDOP with 7.5º, 5º, 2.5º, and 0º mask angles.
Disponibilidad, 10 integridad, continuidad
Sistemas de aumento: GPS diferencial
1 Cálculo de la actitud
99.999
99.99
The threshold for the maximum acceptable DOP value is dependent on the
desired accuracy level. The availability of GPS, therefore, will depend on the strin-
Los 99.9 datos mostrados son para la constelación nominal y para
gency of the accuracy requirement. For this analysis, availability of GPS is chosen to
99
be defined as PDOP ≤ 6, which is commonly used as a service availability threshold
distintos ángulos de máscara. in the GPS performance standards [17].
90
Los 7.5 Deg. mask angle
70 datos son a nivel global y en intervalos de 5 minutos.
5.0 Deg. mask angle
50
2.5 Deg. mask angle
30
0.0 Deg. mask angle
10
es del 100 %. Para 7.5 grados se encuentra una disponibilidad
1
0.1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PDOP
Figure 7.9 disponibilidad Cumulative distribution of PDOP with 7.5º, con 5º, 2.5º, and dicho 0º mask angles. ángulo de máscara es de 10 minutos,
y suceden para latitudes extremas (mayores de ±60 The threshold for the maximum acceptable DOP value is dependent on the
desired accuracy level. The availability of GPS, therefore, will depend on the stringency
of the accuracy requirement. For this analysis, availability of GPS is chosen to
be defined as PDOP ≤ 6, which is commonly used as a service availability threshold
in the GPS performance standards [17].
o ). 39 / 48
Navegación por posicionamiento Disponibilidad, integridad, continuidad
GNSS: Navegación por satélite Sistemas de aumento: GPS diferencial
GPS: Otros conceptos Cálculo de la actitud
Availability (%)
Availability (%)
90
70
50
30
99.999
0.1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
99.99
99.9
99
90
70
50
30
10
1
HDOP
7.5 Deg. mask angle
5.0 Deg. mask angle
2.5 Deg. mask angle
0.0 Deg. mask angle
0.1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PDOP
7.5 Deg. mask angle
5.0 Deg. mask angle
2.5 Deg. mask angle
0.0 Deg. mask angle
Figure 7.8 Cumulative distribution of HDOP with 7.5º, 5º, 2.5º, and 0º mask angles.
Figure 7.9 Cumulative distribution of PDOP with 7.5º, 5º, 2.5º, and 0º mask angles.
Para ángulos de máscara de 0, 2.5 y 5 grados la disponibilidad
del 99.98 %. La duración máxima de los periodos de no
Disponibilidad III
7.4 GPS Availability 341
7.4 GPS Availability 339
Availability (%)
99.999
99.99
99.9
99
90
70
50
30
10
1
24 Satellites
23 Satellites
22 Satellites
21 Satellites
0.1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
PDOP
Figure 7.12 Cumulative distribution of PDOP with 5º mask angle cases of 24, 23, 22, and 21
satellites.
−150 −120 −90 −60 −30 0 30 60 90 120 150
• Date of prediction: The date for which the prediction is to be performed. The
Sólo el 72 % del tiempo la constelación GPS almanac can be used nominal
to accurately predict for approximately 7 days in
90
90 the future.
• Mask angle: The elevation angle above the horizon at which satellites are con-
está 60 disponible (por errores o60 reparaciones).
sidered visible by the GPS receiver.
• Terrain mask: The azimuth and elevation of terrain (buildings, mountains,
and so on) that may block the satellite signal can be entered into the program
30
30
Típicamente fallan 1, 2 o 3 satélites; to ensure an accurate el prediction. 98 % del tiempo
0
habrá al menos 21 satélites.
0
• Satellite outages: If any satellites are currently out of service, their status will
be reflected in the almanac data. However, if satellites are scheduled for maintenance
for a prediction date in the future, the software allows the user to
mark those satellites unusable. This data can be obtained from the USCG
−30
−30 NAVCEN Web site.
• Maximum DOP: As discussed previously, in order to determine availability, a
−60
−60 maximum DOP threshold must be set (e.g., PDOP = 6). If the DOP exceeds
that value, the software will declare GPS to be unavailable. Other applications
may use criteria other than DOP as the availability threshold. This will be dis-
−90
−90 cussed further in Section 7.3 for aviation applications.
−150 −120 −90 −60 −30 0 30 60 90 120 150
Once these parameters have been input into the software, the prediction can be
son respectivamente 100 %, 99.969 performed. A prediction %, was 99.903 performed for Boston % (42.35ºN, y 71.08ºW) 99.197 on Decem- %.
1- to 5-minute outages
6- to 10-minute outages
11- to 15-minute outages
rences of these during the day. The majority of the outages are 10 minutes or less.
This constellation provides an availability of 99.903%.
90
60
30
0
−30
−60
−90
−150 −120 −90 −60 −30 0 30 60 90 120 150
−150 −120 −90 −60 −30 0 30 60 90 120 150
1- to 5-minute outages
6- to 10-minute outages
11- to 20-minute outages
21- to 30-minute outages
90
60
30
0
−30
−60
−90
31- to 40-minute outages
41- to 65-minute outages
Figure 7.15 Availability of the GPS constellation with a 5º mask angle with three satellites
removed from the constellation.
En la figura de la izquierda se muestra el PDOP para 24,23,22
y 21 satélites con ángulo de máscara 5 %. Las disponibilidades
Las Figure 7.13 zonas Availability of the sin GPS constellation disponibilidad with a 5º mask angle with one satellite removed se muestran en la derecha para el
from the constellation.
caso de 21 satélites.
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