San Francisco de Yare 25 de Febrero del 2004
UNIDAD DE POSTGRADO
ESPECIALIZACIÓN EN GERENCIA MENCIÓN REDES Y TELECOMUNICACIONES
EQUIPO DE POSICIONAMIENTO POR SATÉLITE
Trabajo Realizado por:
Miguel Antonio Romero Velazquez
WAAS es un medio para incrementar la exactitud de GPS con respecto a la señal civil estándar. WAAS fue desarrollado por la Agencia Federal de Aviación para proporcionar la exactitud requerida por los aviones para la aproximación para los aterrizajes. WAAS aumenta la exactitud de GPS calculando los errores en la señal GPS en varias estaciones de monitorización en el país y luego transmitiendo las correcciones de error a satélites WAAS especiales. A su vez estos satélites transmiten las correcciones de error a los receptores GPS habilitados WAAS en todo el mundo.
WAAS es un servicio gratuito y, si no fuese por dos satélites más visualizados en la pantalla de Estado Satélites, sería completamente transparente. No debe hacer nada, todo es automático.
La Federal Aviation Administration (FAA) y el departamento de transportes USA han desarrollado el programa WAAS para el uso en aproximaciones de vuelo de precisión. Actualmente en los USA el GPS por si solo no esta aceptado para por la FAA para la navegación, puesto que no cumple los requerimientos de precisión integridad y disponibilidad. El sistema WAAS corrige los errores de la señal causados por fluctuaciones en la ionosfera, y por los errores en las orbitas de los satélites y proporciona una información apropiada de cada uno de los satélites del sistema GPS. Aunque todavía el sistema WAAS no ha sido aprobado para aviación, el sistema esta disponible para usos civiles.
El sistema WAAS consiste en aproximadamente 25 estaciones terrestres de referencia situadas sobre los Estados Unidos que controlan los los datos de los satélites GPS. Dos estaciones maestras situadas cada una en una costa, recogen los datos de las estaciones de referencia y crean un mensaje de corrección GPS. El mensaje de corrección diferencial es enviado a través de uno de los dos satélites geoestacionarios, que son satélites con una posición fija sobre el ecuador. La información es compatible con la estructura básica de señal GPS, lo que significa que cualquier receptor que admita WAAS puede leer la señal.
Actualmente la cobertura WAAS solamente esta
disponible con 100% de probabilidades en Norte América. Como no hay estaciones
terrestres de referencia en Sur América, aunque algunos usuarios GPS pueden
recibir WAAS, la señal puede no ser completamente correcta con lo que no se
garantiza la misma precisión que en los USA.
Debido a la posición de los satélites sobre el Ecuador algunos usuarios de
algunas regiones USA pueden tener dificultades para recibir las señales cuando
árboles o montañas obstruyen la vista del horizonte. La recepción de la señal
WAAS es mas fácil en sitios llanos o en el mar abierto.
Otros gobiernos están desarrollando sistemas similares al WAAS. En Asia esta el
Japanese Multi-Functional Satellite Augmentation System (MSAS), mientras que en
Europa existe el Euro Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS).
Normalmente los usuarios de todo el mundo pueden tener acceso a una posición
precisa usando este y otros sistemas compatibles.
La Agencia Federal de Aviación indica que la exactitud esperada puede ser aumentada hasta unos 7 metros tanto vertical como horizontalmente. Nuestras pruebas indican que los receptores GPS Magellan normalmente brindan un aumento de exactitud que ronda los 3 metros. Puede esperarse este nivel de exactitud por el 95% del tiempo en que recibe señales WAAS.
La cobertura de la señal WAAS no es global como la de los satélites GPS. En algunos sitios puede ser difícil captar las señales WAAS o la señal puede ser intermitente. En las Américas hay dos satélites que transmiten las señales de corrección WAAS y hay otros dos sobre África y Asia que proporcionan una cobertura parecida para Europa. Estos satélites son geoestacionarios, es decir que se encuentran en el mismo punto sobre el ecuador terrestre. Los dos satélites para las Américas están sobre los océanos Pacífico y Atlántico. Hay pues posibilidades que se encuentren cerca del horizonte de donde está utilizando su receptor GPS. Esto aumenta las posibilidades que edificios, bosques, terreno y otros obstáculos puedan bloquear la señal WAAS.
WAAS también es un sistema relativamente nuevo por lo que sigue estando en una fase de desarrollo. Por esto a veces pueden presentarse cortes del servicio. De todas maneras, también durante estos cortes su receptor GPS seguirá funcionando, calculando posiciones fijas y ayudándole a conseguir lo que desea utilizando las señales GPS. La única diferencia será que no podrá disponer de la exactitud brindada por WAAS. Paso a paso que el sistema evoluciona y se estabiliza estos cortes de servicio van a ir desapareciendo.
MSAS es el Sistema de Aumentación por Satélite (SBAS) de Japón, y su objetivo es mejorar las prestaciones del GPS. Una vez en operación, proporcionará servicios de navegación completos a aeronaves en todas las fases de vuelo dentro del FIR de Japón. MSAS utilizará satélites MTSAT (Satélite de Transportes Multi_Funcional) que serán lanzados por el Ministerio de Transportes de Japón.
La Fase I de MSAS utilizará el MTSAT_1, cuyo lanzamiento está previstro para 1999. El uso operacional del MSAS en áreas oceánicas comenzará en el 2001. La Fase I del sistema MSAS consiste en el MTSAT_1 y el segmento de tierra, que comprende MCSs en Kobe y Ibaraki, cuatro GMSs en ACCs y dos MRSs en Australia y Hawaii. La Fase II de MSAS utilizará también el MTSAT_2, que será lanzado en el año 2004. Se espera que la operación de MSAS, que utilizará el MTSAT_1 y el MTSAT_2, comience en el año 2005. El volumen de servicio se ampliará con la entrada en funcionamiento de GMSs adicionales.
EGNOS es el Sistema de Aumentación por Satélite (SBAS) Europeo que mejorará las prestaciones del GPS y GLONASS. EGNOS se implantará en dos fases: la primera llamada Capacidad Operacional Avanzada (AOC), y la segunda Capacidad Operacional Final (FOC).
Los objetivos de la fase AOC, que estará operativa en el año 2005, son proporcionar servicio de navegación como sistema primario (necesita de un sistema back up) desde ruta continental hasta aproximaciones de no precisión, y servicio de aproximación de precisión CAT I como sistema primario en aquellas áreas de la CEAC donde se reciba la señal de dos GEO.
La arquitectura de la Fase AOC de EGNOS consiste en 44 Estaciones de Referencia de Gran Área (denominadas RIMSs) distribuidas por toda Europa (cuatro de ellas estarán en España localizadas en Santiago, Palma de Mallorca, Málaga o Melilla, y Las Palmas), cuatro Estaciones Maestras de Gran Área (denominadas MCCs), que se emplazarán en Torrejón (España) , Gatwick (Reino Unido), Langen (Alemania) y Ciampino (Italia), y tres Sistemas de Comunicaciones Geostacionarios (denominados NLESs y que son redundantes), cuyo equipo estará situado en Aussaguel (Francia), Goonhilly (Reino Unido), Raisting (Alemania), Fucino (Italia) y Torrejón (España).
Aena está profundamente involucrada, junto con unos pocos países europeos, en el desarrollo del sistema (ver página 3 del número 22/Octubre 1998 de la Revista de Aena, artículo del director de Navegación Aérea, D. Alejandro Aldanondo Arnau). A tal efecto, y dada la relevancia del proyecto, Aena ha creado la denominada Oficina EGNOS, que cuenta con el apoyo de la Dirección de Sistemas e Instalaciones y de la División de Gestión Internacional.
Recientemente, el director general de Aena, D. Francisco Cal Pardo, ha expresado su entusiasmo y fuerte apoyo a la implantación de esta nueva tecnología. Sin lugar a dudas, la participación de Aena en primera línea de la implantación de la navegación por satélite en Europa está garantizada.
El DGPS opera mediante la cancelación de la mayoría de los errores
naturales y causados por el hombre, que se infiltran en las mediciones normales
con el GPS.
Las imprecisiones provienen de diversas fuentes, como los relojes de los
satélites, órbitas imperfectas y, especialmente, del viaje de la señal a través
de la atmósfera terrestre. Dado que son variables es difícil predecir cuales
actúan en cada momento. Lo que se necesita es una forma de corregir los errores
reales conforme se producen.
Aquí es donde entra el segundo receptor, se sitúa en un lugar cuya posición se
conozca exactamente. Calcula su posición a través de los datos de los satélites
y luego compara la respuesta con su posición conocida. La diferencia es el error
de la señal GPS.
No es posible calcular el error en un momento y que valga para mediciones
sucesivas, ya que los receptores de los satélites cambian continuamente. Para
realizar esta tarea es necesario tener dos receptores operando simultáneamente.
El de referencia permanece en su estación y supervisa continuamente los errores
a fin de que el segundo receptor (el itinerante) pueda aplicar las correcciones
a sus mediciones, bien sea en tiempo real o en algún momento futuro.
El concepto ya está funcionando algún tiempo y se ha utilizado ampliamente en la
ciencia e industria. Hay una norma internacional para la transmisión y recepción
de correcciones, denominada "Protocolo RTCM SC-104".
Necesidad del DGPS
Si el mundo fuera como un laboratorio, el GPS sería mucho más preciso. Dado que
el mundo parece una jungla, hay multitud de oportunidades para que resulte
perturbado un sistema basado en la radio. A continuación se describen los
errores a los que hay que enfrentarse:
La respuesta al problema de la inexactitud del GPS viene dada con el DGPS. El DGPS fue ideado como sistema sencillo para corregir los errores simplemente midiéndolos. Con la excepción de errores por trayectoria múltiple y los fallos técnicos de receptores individuales, los factores que afectan a la exactitud del posicionamiento GPS serán comunes en toda una zona que puede cubrir miles de kilómetros cuadrados. Todos los usuarios de GPS de esa zona estarán escuchando los mismos satélites con la misma D/S, y las señales pasarán por básicamente las mismas capas de distorsión atmosférica.
Al localizar un receptor GPS en un lugar cuya posición se conoce con precisión, es sencillo identificar el alcance de cualquier error en las señales de satélite. La localización exacta de dicho receptor de referencia, o para usar su nombre exacto, estación de referencia, será medida con error de pocos milímetros usando un marco de referencia científica internacional de alta precisión. Si la unidad GPS recibe señales de satélite que le dicen que está, por ejemplo, a 25,73 metros al este de donde realmente sabe que está, simplemente tiene que indicar a todos los demás receptores GPS de la zona que si desplazan su posición 25,73 metros al oeste, tendrán su localización exacta.
En la práctica el proceso es más complicado, puesto que la estación de referencia estará escuchando las señales de todos los satélites que puede ver por encima del horizonte. Comparará el tiempo que toma cada señal en llegar hasta él con el tiempo que sabe que la señal debería haber tomado. Lo que se proporciona al receptor móvil es precisamente esta diferencia de tiempo - de ahí viene el nombre de GPS Diferencial. Si el receptor móvil tiene menos canales, o si está en un lugar enmascarado por colinas u otros objetos, es posible que no escuche tantos satélites como la estación de referencia.
Esto significa que tendrá que seleccionar la información que necesita del paquete suministrado y emparejarla con los satélites que está escuchando.
http://www.mundogps.com/formacion/articulos.asp?id_articulo=145 WAAS.- Wide Area Augmentation System. Sistema de corrección de señales GPS. Estas siglas corresponden al sistema de Estados Unidos. En Europa se denomina EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) y en Japón MSAS (MTSAT Satellite Based Augmentation System). Los tres sistemas tendrán unas prestaciones similares y serán totalmente compatibles e interoperables. Mediante su uso conjunto y con futuras extensiones, se espera poder llegar a proporcionar un servicio uniforme de navegación con cobertura mundial.
http://www.oocities.org/txmetsb/GPS.html
Este método se llama Wide Area Augmentation system (WAAS). Este método mejora la localización de un dispositivo de 100 metros (que es lo que da el GPS clásico) a !7 metros! (así si podemos localizar cualquier cosa).
http://www.aviasport.com/GARMIN/Informacion/WAAS/WAAS.htmEl termino WAAS, ( Wide Area Augmentation System) es básicamente un sistema de satélites y estaciones terrestres que proporcionan correcciones de la señal GPS, proporcionando una mejor precisión en la posición.
http://www.sportprobe.com/waas.htm Su receptor GPS ha sido deseñado para incluir la más avanzada tecnologíaWAAS (Wide Area Augmentation System). Con WAAS su receptor GPS puede calcularla ubicación de posiciones con una exactitud nunca alcanzada hasta ahora en un receptor comercial.
http://www.cinefantastico.com/nexus7/modules.php?name=News&file=print&sid=45
A lo largo del mes de junio se prevé que la autoridad aeronáutica de EEUU -la
FAA- certifique el sistema WAAS de navegación por satélite para su uso
aeronáutico, lo que permitirá su explotación en aeronaves con receptores SBAS.
El sistema europeo equivalente al norteamericano, EGNOS, se pondrá en marcha en
abril de 2004.
http://usca.es/atcmagazine/19/tecnologia2.htm El WAAS es el Sistema de Aumentación por Satélite (SBAS) de los Estados Unidos. Consiste en equipos y software que mejoran las prestaciones del Servicio de Posicionamiento Standard (SPS) del Sistema GPS del Departamento de Defensa. El Sistema proporciona una señal_en_el_espacio que permite soportar modos de navegación que van desde ruta hasta aproximaciones de precisión CAT I.
http://www.cinefantastico.com/nexus7/modules.php?name=News&file=article&sid=45
Estados Unidos reta de nuevo a Europa en un campo tecnológico fundamental para el uso de aplicaciones críticas en seguridad y que tienen su principal aplicación en el transporte aeronáutico. La aprobación del sistema WAAS en EE.UU. supone un espaldarazo definitivo a este tipo de sistemas que se convertirán a corto plazo en un elemento indispensable para la navegación aeronáutica.
El GPS 76 está diseñado para proporcionar un posicionamiento GPS preciso usando una corrección de fecha obtenido del Sistema de argumentación de ancho de áreas (WAAS). Este equipo proporciona una posición más exacta, aproximada de tres metros cuando recibe las correcciones WAAS "funcionamiento previsto para finales del 2003". Proporciona un Megabyte de memoria interna para ser usada para almacenar puntos de interés. Este megabyte de almacenaje de áreas es añadido desde fabricación con las ciudades de todo el mundo (con población mayor a 200.000 personas), además el CD también incluye datos de marina tales como luces, boyas, señales sonoras, faros y obstáculos. También es perfecto para programar todos los puntos de interés que se deseen con todo detalle del ( Map Source) en el CD-ROM. Su pantalla extra larga de 1.6" x 2.2" ofrece una visualización muy clara, mientras su carcasa impermeable da la opción de usar el GPS incluso bajo el agua sin estropearse. Incluso es más sorprendente el hecho de que este aparato flota si se cayese al agua. entación mechero, cable para PC, funda y DGPS.
http://www.aeroespacio.com.ar/539/site/_vigilancia.htm
LAAS (Local Area Augmentation System):
su función principal es complementar al sistema WAAS, para que pueda ser
empleado en todas las fases del vuelo. Se persigue que en la aproximación la
precisión lograda sea de Categoría II/III.
Las correcciones que realiza el LAAS, son en base a transmisores terrestres que
las radiodifunden mediante un link de radio de muy alta frecuencia (VHF). En
este caso la precisión que se espera lograr es de un metro o menor.
Utilizando como referencia el WAAS, el LAAS, la aviónica ADS-B y la presentación
en cabina, se podrá habilitar la operación de superficie de los aviones para ser
guiados en condiciones de poca visibilidad. El data link NAS-wide se usará para
proveer información TIS.
http://www.tel.uva.es/~jpozdom/telecomunicaciones/tutorial/capitulo10.html
Se construyó principalmente por la introducción de la disponibilidad selectiva. Es un sistema a través del cual se intenta mejorar la precisión obtenida a través del sistema GPS.El fundamento radica en el hecho de que los errores producidos por el sistema GPS afectan por igual (o de forma muy similar) a los receptores situados próximos entre si.
http://www.grafinta.com/frames/rasant.htm
El sistema Rasant para posicionamiento en tiempo real con sistemas de navegación por satélite GPS emplea la FM de los sistemas RDS (Radio Data System), que transporta la información correspondiente a las correcciones diferenciales GPS
http://www.infocadiz.com/Comunicados/2003/Noviembre/07.htm
Viernes, 7 de noviembre de 2003. El Puerto de la Bahía de Cádiz se ha incorporado a la Red Española DGPS para la Navegación Marítima, que está formada por 19 estaciones transmisoras de correcciones diferenciales, ubicadas en 17 antiguas instalaciones de radiofaros marítimos y 2 de nueva construcción. Concretamente la de la APBC se encuentra en Rota.
http://www.mundogps.com/formacion/masinfo.asp?CodTer=16
Differential Global Positioning System. Sistema de correcciones para aumentar la precisión del GPS. Se necesita un receptor, que se adquiere a parte, que es capaz de captar y procesar la información que se envía por radio. Su aplicación prácticamente se reduce al campo profesional, principalmente en topografía.
http://www.infoagro.com/industria_auxiliar/gps2.asp La respuesta al problema de la inexactitud del GPS viene dada con el DGPS. El DGPS fue ideado como sistema sencillo para corregir los errores simplemente midiéndolos. Con la excepción de errores por trayectoria múltiple y los fallos técnicos de receptores individuales, los factores que afectan a la exactitud del posicionamiento GPS serán comunes en toda una zona que puede cubrir miles de kilómetros cuadrados.
http://www.laguarderia.com.ar/utilidades_gps.htmSi la utilización que fuéramos a dar a nuestro receptor GPS requiriese más precisión aún, casi todas las firmas disponen de dispositivos opcionales DGPS (GPS Diferencial) que disminuyen el error hasta un margen de 1 a 3 metros. El DGPS consiste en instalar un receptor GPS en una situación conocida, de tal manera que este GPS dará errores de situación al compararlos con su exacta situación, y así poder determinar cual es el factor de error que está introduciendo cada satélite. Esta información se envía vía radio en una frecuencia determinada que puede ser captada por un receptor diferencial que la introducirá en nuestro GPS (preparado para DGPS) y éste calculará nuestra nueva posición teniendo en cuenta este factor de error.
http://www.isdefe.es/maritima/que/que1.htmDesarrollo Tecnológico de un Sistema GPS DIFERENCIAL para Ayuda a la Navegación Marítima
http://www.e-campo.com/sections/news/display.php/uuid.246ACF72-B8C5-4F05-A9A0C02880BC0DE5/ La antena DGPS debe ir al centro de la máquina para que las sucesivas pasadas queden a la misma distancia unas de otras; además los cables, antenas y el motor no debe interferir con la señal de DGPS.
http://www.laprensahn.com/socarc/0012/s09005.htm
Los barcos que ingresen o salgan de este puerto tendrán mejores condiciones y seguridad para la navegación en su ruta gracias a que ha sido puesto en servicio un moderno sistema de comunicación satelital entre una estación terrena y las embarcaciones.
http://html.rincondelvago.com/gps-global-position-system-y-dgps.html
Es una forma de hacer más preciso al GPS. El DGPS
proporciona mediciones precisas hasta un par de metros en aplicaciones móviles,
e incluso mejores en sistemas estacionarios. Esto implica el que sea un sistema
universal de medición, capaz de posicionar cosas en una escala muy precisa.
http://www.ultralight.com.ar/gpsmundoedit/index.asp?DocumentID=828
El GPS 72 es una solución de bajo costo para tierra o navegación marítima designada a proporcionar posiciones GPS precisas usado información correcta obtenida del Sistema de Aumento de Áreas Salvajes (WAAS) -solo hemisferio norte- El GPS 72 puede proveer de posiciones exactas a menos de tres metros cuando recibe correcciones del WAAS.
Este áspero, resistente al agua y flotante receptor GPS ofrece una extensa pantalla con 4 niveles en la gama de grises. Esta diseñado como la próxima generación GARMIN GPSs básicos