Resumen

Hoy en día, las aplicaciones del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) están muy extendidas y afectan todos los aspectos de nuestras vidas modernas. Se pueden encontrar en muchos campos diferentes, como la aviación, el medio ambiente, la marina, el espacio, la topografía, el mapeo y las operaciones militares. En el servicio militar, el GPS se emplea en la guía de misiles, navegación de barcos y aeronaves, ubicación, sincronización de la red de comunicación, etc. Se requiere que el receptor GPS sea cada vez más robusto para soportar condiciones duras, por ejemplo, pérdida de señal o bloqueo. Este documento demuestra la implementación y simulación de una técnica de seguimiento avanzada que se utiliza en los receptores GPS modernos: un bucle de seguimiento de vectores. Se presentan breves principios relacionados de un receptor GPS. Se muestra el principio del bucle de seguimiento tradicional y se compara con el bucle de seguimiento de vectores. Se utiliza un filtro Kalman extendido como algoritmo de seguimiento de vectores. El filtro extendido de Kalman utiliza una tasa de pseudo rango, que se calcula a partir del código y la portadora para restringir la velocidad del receptor. Se comparan los resultados adquiridos y en este documento se presentan las ventajas del algoritmo de seguimiento de vectores frente al bucle de seguimiento tradicional, incluidas las características del bucle de seguimiento de vectores.

1. Introducción

Un receptor GPS típico debe realizar al menos cuatro tareas en el procesamiento de la banda base para desterminar su propia posición. Estas tareas son la adquisición de satélites, el rastreo de señales, la decodificación de datos de navegación y el cálculo de la ecuación de navegación. En un receptor GPS convencional, cada satélite que se revela en una etapa de adquisición se rastrea en un solo canal utilizando un bucle de rastreo tradicional o un bucle de rastreo escalar (STL). En el STL, su fase se deriva mezclando e integrando la señal entrante con una señal generada localmente, mientras que los canales funcionan de manera independiente. Por otra parte, el bucle de rastreo vectorial (VTL) acopla todos los canales de rastreo en un solo algoritmo para calcular la fase de la señal entrante. La ventaja del rastreo vectorial es que el algoritmo utiliza no sólo la información de la integración de la señal, sino también la posición y la velocidad del receptor y de los satélites para predecir la fase de la señal entrante. En caso de que uno o más satélites se bloqueen, debido a un obstáculo o a un atasco, el algoritmo puede seguir rastreando la fase de la señal en ese canal estableciendo información de los otros canales, como la posición y la velocidad del satélite y del receptor.

2. Seguimiento de la señal escalar

La etapa de rastreo de la señal juega un papel importante en cualquier receptor GPS. En esta etapa, los datos de navegación son demodulados, y tanto la fase del código como el portador son ex-traccionados. La señal GPS utiliza la técnica CDMA y se modula con un pseudo ruido aleatorio (código PRN). Así pues, el rastreo exitoso de la fase del código es la clave para abrir la fase del portador y luego los datos de navegación.

• Materias:Sistema de posicionamiento global (GPS) Sistema de información geográfica SIG
• Subjects:Global positioning system (GPS) Geographical information systems GIS
• Palabras claves:Bucle de seguimiento de vectores, filtro de Kalman.
• Keywords:Vector tracking loop, Kalman filter.