Uso de satélite GLONASS y GPS simultáneamente mediante módulos de posicionamiento

¿Puede un módulo GPS usar 2 satélites GPS y 2 satélites GLONASS para obtener una solución sin usar todos los satélites del mismo tipo?

Sé que no podemos forzar que esto suceda, pero ¿es teóricamente posible que esto suceda?

Hay varias cosas a tener en cuenta al combinar datos de diferentes sistemas.

Combinando diferentes sistemas de navegación por satélite

Por lo general, es posible combinar gps + glonass o cualquier otro sistema de navegación. Eso se llama GNSS (Global Navigation Satellite System). Para una sola caja de GPS necesita 4 satélites para los componentes [X, Y, Z, dt (el error estimado del reloj del receptor)]. Para cada nuevo sistema, debe agregar un término de sesgo, que describe la diferencia entre las escalas de tiempo transmitidas (ya que cada sistema tiene su propia escala de tiempo específica) para cada sistema en relación con una escala de tiempo, que se mantiene como referencia. Este término de sesgo es un desconocido adicional en la ecuación de estimación para recibir / determinar la solución de posición. En consecuencia, necesita al menos 3 satélites para el sistema 1 y 2 satélites para el sistema 2 (por ejemplo ... cualquier otra combinación también es posible). El término de sesgo adicional describirá la diferencia relativa de una escala de tiempo a otra (Petrowski,

Ejemplo: 3 satélites GPS y 2 satélites Glonass proporcionarán una solución directa sin redundancia (y sin control). El sistema será [X, Y, Z, dt (GPS), sesgo (GLONASS_to_GPS)]. Cuantos más satélites, más redundancia es posible, y puede controlar el clima de su proceso de estimación mediante RAIM, filtro de Kalman, mínimos cuadrados (secuencialmente) o cualquier otra técnica de procesador.

Más detalles para combinar diferentes sistemas.

Asegúrese de obtener los datos correctos y no corruptos de la antena y el conjunto del receptor. Dado que usted pregunta si un módulo GPS podría usar GLONASS, sugiero que no sea posible, ya que GLONASS usa un método de acceso completamente diferente al GPS. Los satélites GLONASS se identifican por su frecuencia específica (Acceso múltiple por división de frecuencia - FDM) y los satélites GPS se identifican por diferentes códigos (Acceso múltiple por división de código - CDMA). La nueva generación actual de satélites GLONASS-K admitirá señales CDMA, pero la constelación GLONASS actual funciona completamente con FDMA ( constelación GLONASS actual )

Además, la antena dentro del dispositivo móvil debe poder ver las señales GLONASS para entregarlas al procesador de banda base donde se adquirirán las señales GNSS. Tanto GPS como GLONASS utilizan diferentes anchos de banda (consulte la estructura de la señal en Petrowski 2014, página 39), por lo que es mejor que tenga en cuenta el uso de un módulo con capacidad GNSS para procesar no solo GPS sino también GLONASS, COMPASS, Galileo (y cualquier otra derivada). . Con una unidad receptora GNSS podrá hacerlo, pero no estoy seguro si podrá hacerlo con un módulo GPS puro.

Para leer más (debajo de otros):

• Petrowski, Ivan G. (2014): GPS, GLONASS, Galileo y Beidou para dispositivos móviles, iP-Solutions, Cambridge University Press, Tokio
• Hofmann-Wellenhof, Bernd, Lichtenegger, Herbert, Wasle, Elmar (2008): GNSS - Sistemas mundiales de navegación por satélite, Springer, Berlín

No hay razón para que esto no sea posible.

Cada satélite envía una señal de reloj con muy alta precisión. El módulo GPS o GLONASS conoce la ubicación de estos satélites, nuevamente con muy alta precisión. Cada señal recibida es un elemento de información que proporciona una esfera de cuatro dimensiones en la que se encuentra el receptor. Con cuatro satélites, se dan cuatro de esas esferas de cuatro dimensiones, y se puede calcular su intersección.

No importa si la información proviene de dos sistemas diferentes. Es posible que el software utilizado en un módulo en particular no pueda manejarlo, pero en principio no hay razón para que esto no sea posible. Puede haber un pequeño problema con la precisión si recibió señales de dos pares de satélites que están muy juntos; tanto GPS como GLONASS han distribuido sus satélites para que no estén muy juntos, pero un GPS y un satélite GLONASS pueden estar muy juntos, lo que dificulta el cálculo preciso. La mayoría de las veces ese no será el caso.

Para una máxima precisión, un receptor GPS / GLONASS tendrá en cuenta todos los datos disponibles, lo que siempre significaría ambos tipos de satélites.

El GPS se basa en una estrecha cooperación entre todos los satélites. El tiempo es crítico: la más mínima desviación entre satélites sería fatal para el sistema. No se puede garantizar que dos sistemas separados tengan la precisión de tiempo necesaria.

Entonces no, no sería posible "mezclar y combinar" los satélites.

SIN EMBARGO...

El GPS tiene el mejor rendimiento cuando ya tiene una idea de dónde está. Necesita saber qué satélites se supone que están a la vista, en qué canales transmiten, etc. Por lo tanto, si tiene dos sistemas separados, uno puede usarse para obtener una ubicación que luego puede usarse para mejorar las capacidades de bloqueo del otro. Luego puede elegir la solución más precisa de los dos sistemas como mejor le parezca.

(Refiriéndose a su otra pregunta, esta sería una forma de A-GPS)

Esa es una buena pregunta, ten un voto a favor.

Me di cuenta de que los receptores u-Blox de la serie 8 (algunos, si no todos) son multisistema. Me he centrado específicamente en el LEA / NEO M8T y tiene una interfaz RF de doble ruta, y puede configurarse para recibir hasta 3 sistemas GNS de los 4 sistemas compatibles (GPS, GLONASS, Galileo, Beidou). Hay muchas lecturas disponibles: página de descargas y específicamente recomendaría la descripción de la interfaz / especificación del protocolo , por ejemplo, el capítulo 4.2 a partir de la página 13, y la introducción al capítulo 30 (referencia de protocolo) a partir de la página 103.

He encontrado una nota de que en configuraciones de sistemas múltiples (simultáneos), necesita al menos 4 canales de seguimiento disponibles para cada GNSS principal habilitado, para que ese GNSS particular se reciba correctamente. El número máximo de canales por GNSS puede estar limitado por la configuración del usuario. Lo que respaldaría las afirmaciones de otros oradores, de que cada sistema está "resuelto" (correlacionado) de manera aislada, y solo las soluciones terminadas se fusionan / promedian de alguna manera o algo por el estilo (los documentos no parecen entrar en más detalles) . Necesita 4 buenos satélites para lograr un "arreglo" mínimo por triangulación.

También encontré una nota en la referencia del protocolo NMEA, que cada sistema tiene su propio "prefijo" en las oraciones NMEA, como la oración GSV, que brinda detalles sobre los satélites a la vista: GP = GPS, GL = GLONASS, GA = Galileo, GB = BeiDou, GN = cualquier GNSS en configuraciones de sistemas múltiples. Sin embargo, creo que he visto resultados mixtos con varios prefijos específicos del sistema, como varias oraciones que comienzan con $ GPGSV, seguidas de un par de oraciones que comienzan con $ GLGSV. Supongo que la oración RMC (GNRMC?) Daría una salida posicional combinada.