Estudi multi-funcional de posicionament GNSS amb multi-constel·lació, multi-freqüència amb alta precisió i integritat.
26/10/2023
Deimos Ibáñez Segura va defensar la seva tesi codirigida per Adrià Rovira Garcia i Jaume Sanz Subirana el 23 d’octubre al Campus Nord. Titulada " Contributions to multi-purpose GNSS positioning to support multi-frequency and multi-constellation with high accuracy and integrity", la tesi presenta per un costat, diferents mètodes per al processament de GNSS (multi-constel·lació, multi-freqüència, convergència ràpida, integritat i aplicacions marítimes), i per altre costat l’estudi de diferents components que afecten al posicionament GNSS (com la ionosfera, errors en la senyal en el espai). Tot el processament es a més a més integrat en una eina, gLAB, dirigida tant a professionals com a estudiants, que ja té impacte internacional i amb les millores fetes en aquesta tesi augmentarà significativament el seu impacte.
El Sistema Global de Navegació per Satèl·lit (GNSS) ha revolucionat les tecnologies de localització gràcies al seu baix cost i àmplia disponibilitat. Inicialment, els GNSS es limitaven al Sistema de Posicionament Global (GPS) americà i al Sistema Global de Navegació per Satèl·lit (GLONASS) rus, però en els últims anys s'han desplegat nous GNSS com el Sistema Europeu de Navegació Global per Satèl·lit (Galileo), el Sistema de Navegació per Satèl·lit BeiDou (BDS) xinès, el Sistema de Satèl·lits Quasi Zenital (QZSS) japonès i el Sistema Regional Indi de Navegació per Satèl·lit (IRNSS). Aquests sistemes ofereixen múltiples freqüències i senyals que han deixat obsolet el processament actual de dades GNSS de doble freqüència i una constel·lació.
Per a abordar aquest problema, el grup de Recerca en Astronomia i Geomàtica (gAGE) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) va desenvolupar l'eina GNSS-Lab Tool suite (gLAB). gLAB es va dissenyar inicialment per a suportar només GPS en el marc d'un contracte amb l'Agència Espacial Europea (ESA) i posteriorment es va actualitzar per a convertir-se en una eina de referència per a estudis científics. gLAB ha demostrat les seves capacitats de recerca en el marc de contractes de l'ESA i de l'Agència de la Unió Europea per al Programa Espacial (EUSPA).
La recerca realitzada en aquest doctorat ha aportat diverses contribucions significatives. En primer lloc, s'ha realitzat una avaluació del Sistema Europeu de Navegació per Complement Geoestacionari (EGNOS), inicialment desenvolupat per a aviació civil, per a la seva aplicació amb finalitats marítims, demostrant que EGNOS és vàlid per a aquest ús, on es milloren, fins i tot, les figures de continuïtat. Així mateix, s'ha desenvolupat una metodologia per a l'avaluació diària del Senyal a l'Espai (SIS) de EGNOS, la qual s'ha implementat en un Sistema de Monitoratge Global (GMS) basat en gLAB.
En segon lloc, s'ha analitzat l'impacte de l'activitat ionosfèrica i el seu correcte modelatge en la navegació, especialment en sistemes SBAS. En aquest àmbit s'ha mostrat la importància de tenir un índex global, la Variació del contingut electrònic total en un arc (AATR), per a mesurar l'activitat ionosfèrica i s'ha analitzat la seva correlació amb la degradació de la qualitat de servei del sistema EGNOS.
En tercer lloc, s'ha estudiat l'efecte de les anomalies en el posicionament (tant de la SIS com en el receptor), proposant metodologies per a la seva detecció basades en els residus dels pseudorangs o mitjançant combinacions de diversos senyals. Qualsevol d'aquests mètodes, requereix un alt grau de preprocessament de les dades, per al que gLAB és una eina molt adequada.
En quart lloc, s'ha desenvolupat un mètode per a la gestió de les mesures en gLAB. Es tracta d'una algorítmica complexa, que permet processar qualsevol combinació d'observables (simples, dobles, triples o quàdruples) per satèl·lit, així com proporcionar una selecció de mesures manual o automàtica (també per als detectors de salt de cicle).
En conclusió, la present tesi doctoral ha aplanat el camí cap al processament modern de dades GNSS més enllà de l'estat de l'art.
Comparteix: