Stellar-40 Sistema de navegación inercial de grado táctico

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La navegación por estima es un método de navegación sin GNSS que se basa en la inercia y otros datos de sensores para mantener un seguimiento continuo. Por lo general, cuando GNSS pierde GNSS , el sistema pierde por completo su posición. Con la navegación por estima, el sistema calcula una posición continua que se desviará lentamente con el tiempo. La velocidad de esta desviación depende de la calidad de la IMU interna IMU de la disponibilidad de sensores externos auxiliares.

El Stellar-40 utiliza nuestro protocolo propietario sbgECom, que emplea tramas de mensajes claramente definidas. Utilizando esos mensajes predefinidos, el sistema puede ingerir sin problemas datos aerodinámicos (airdata), velocidades del cuerpo y datos de posición absoluta de cualquier sensor externo capaz de proporcionar dicha información.

No, ya que no es necesario. El algoritmo avanzado de fusión de sensores del Stellar-40 calcula y estima automáticamente las condiciones del viento en tiempo real, eliminando la necesidad de introducirlas manualmente.

Para plataformas terrestres, el Stellar-40 admite una variedad de entradas de asistencia para mejorar la precisión de la navegación, especialmente en entornos con denegación de GNSS. Estas incluyen odómetros de hardware (odometría de rueda), asistencias de velocidad de sensores externos (como LiDAR o sensores ópticos) y asistencias de posición absoluta.

La elección correcta depende de su entorno operativo. Recomendamos encarecidamente la versión amortiguada para plataformas expuestas a entornos hostiles y con vibraciones, como drones de ataque profundo o vehículos terrestres no tripulados (UGV). Si no está seguro de qué versión se adapta mejor a su aplicación, nuestro equipo de asistencia está a su disposición para ayudarle a tomar la decisión correcta.

¿Qué es el SBAS?

El Sistema de Aumentación Basado en Satélites (SBAS) es una tecnología GNSS que mejora la precisión, la integridad, la disponibilidad y la continuidad del posicionamiento por satélite. Desarrollado inicialmente para dar soporte a la aviación, el SBAS se ha convertido en una valiosa ayuda a la navegación para aplicaciones como los vehículos aéreos no tripulados (UAV), la navegación marítima, la agricultura de precisión, la cartografía SIG, los vehículos autónomos y los sistemas de navegación inercial (INS). A diferencia de la cinemática en tiempo real (RTK) o el posicionamiento de punto preciso (PPP), el SBAS proporciona un posicionamiento gratuito con una precisión del orden de un metro sin necesidad de una estación base local ni de conexión a Internet.

Un GNSS autónomo determina su posición midiendo las pseudodistancias desde los satélites pertenecientes a constelaciones como GPS, Galileo, GLONASS o BeiDou. Sin embargo, estas mediciones se ven afectadas por varias fuentes de error, entre las que se incluyen la deriva del reloj del satélite, los errores de órbita (efemérides), el retardo ionosférico, el retardo troposférico, el ruido del receptor y las trayectorias múltiples. El SBAS estima continuamente el mayor de estos errores y transmite correcciones en tiempo real que mejoran significativamente la solución de navegación.

La arquitectura del SBAS se basa en una red de estaciones de referencia, cuya ubicación se ha determinado con precisión, distribuidas por toda una región. Estas estaciones supervisan continuamente GNSS y comparan las distancias medidas a los satélites con sus posiciones conocidas para estimar los errores del reloj del satélite, de la órbita y de la ionosfera. Las mediciones se transmiten a centros de control principales, que combinan los datos de todas las estaciones de referencia para generar mensajes de corrección e información de integridad. A continuación, estos mensajes se envían a satélites geoestacionarios, que los retransmiten a GNSS compatibles con el SBAS. El receptor aplica las correcciones antes de calcular su posición, lo que reduce de forma efectiva las principales fuentes de error que afectan a las mediciones de pseudodistancia.

Matemáticamente, la pseudodistancia corregida puede expresarse como:

Pcorregido​ = Pmedida​ − Δreloj ​− Δórbita​ − Δiónico​

donde Pmedida es la medición de pseudodistancia original, Δreloj representa la corrección del reloj del satélite, Δórbita​ es la corrección orbital, y Δiono es la corrección del retraso ionosférico.

Estas correcciones suelen reducir los errores de posicionamiento GNSS autónomo de entre 3 y 10 metros aproximadamente a entre 1 y 2 metros. Aunque este nivel de precisión es inferior al rendimiento a nivel centimétrico que se consigue con RTK o PPP, el SBAS ofrece una ventaja importante: la supervisión de la integridad. En lugar de limitarse a mejorar la precisión de la posición, el SBAS evalúa continuamente el estado de cada satélite supervisado y avisa rápidamente a los usuarios si un satélite deja de ser fiable debido a anomalías en el reloj, errores orbitales o degradación de la señal. Esta capacidad es esencial para aplicaciones críticas para la seguridad, en las que los usuarios deben saber si pueden confiar en la solución de navegación.

En todo el mundo operan varios servicios SBAS regionales. Entre ellos se encuentran el WAAS en América del Norte, el EGNOS en Europa, el MSAS en Japón, el GAGAN en la India, el SDCM en Rusia, el KASS en Corea del Sur y el SouthPAN en Australia y Nueva Zelanda. Los receptores GNSS multifrecuencia modernos suelen ser compatibles automáticamente con varios servicios SBAS, en función de su ubicación geográfica.

En el caso de los sistemas de navegación inercial, el SBAS proporciona una GNSS más precisa y fiable que mejora el rendimiento de la fusión de sensores. Un filtro de Kalman extendido (EKF) utiliza las mediciones corregidas GNSS y velocidad GNSS para limitar periódicamente la deriva acumulada por los sensores inerciales. En comparación con GNSS autónomo, el SBAS reduce el ruido de medición y los sesgos relacionados con los satélites, lo que da lugar a actualizaciones de posición y velocidad más estables, al tiempo que proporciona valiosa información sobre la integridad para los algoritmos de navegación. Sin embargo, el SBAS no aumenta la frecuencia GNSS y no puede compensar GNSS . Durante las interrupciones de la señal, el rendimiento general de la navegación sigue dependiendo principalmente de la calidad de la IMU de la eficacia del algoritmo INS .

Por lo tanto, el SBAS es una solución excelente para aplicaciones que requieren un posicionamiento gratuito, disponible a nivel mundial con una precisión del orden de los metros, y que ofrezca una alta fiabilidad e integridad. Resulta especialmente adecuado para vehículos autónomos, vehículos aéreos no tripulados (UAV), navegación marítima, agricultura y sistemas industriales, en los que una navegación robusta es más importante que alcanzar una precisión del orden de los centímetros. Cuando las aplicaciones exigen un posicionamiento de grado topográfico, el RTK o el PPP siguen siendo las técnicas de corrección preferidas, mientras que el SBAS sirve como una mejora fiable y ampliamente disponible para GNSS convencional.