Las señales GNSS son la columna vertebral de la navegación aérea moderna, pero con los crecientes riesgos de interferencia y suplantación (jamming y spoofing), confiar únicamente en el GNSS ya no es seguro. La pregunta clave en toda la industria de la navegación ya no es qué tan bien se desempeña un sistema con RTK o en entornos urbanos difíciles, sino: ¿cuan lejos puede volar —y con qué precisión— cuando el GNSS no está disponible?
Responder a esa pregunta requiere mucho más que una sola prueba. Demanda evaluaciones repetidas, controladas y estadísticamente significativas.
Proporcionar un informe de prueba de rendimiento de un Sistema de Navegación Inercial (INS) en condiciones sin cobertura GNSS no consiste en producir un gráfico atractivo o un único número impresionante, a menudo expresado en «porcentaje de la distancia recorrida». Se trata de demostrar un rendimiento real en escenarios reales, las mismas condiciones a las que se enfrentan nuestros clientes sobre el terreno. Por eso, en SBG Systems, decidimos elaborar un informe de navegación a estima aerotransportada de estilo de cualificación en lugar de una simple demostración seleccionada a conveniencia.
Los resultados presentados en nuestro informe se basan en un conjunto de datos estadísticos breve pero significativo. Analizamos múltiples interrupciones de señal y derivamos estadísticas para ofrecer una imagen representativa del rendimiento real. Un resultado óptimo podría ocurrir una vez de cada tres pruebas, o una vez de cada diez mil. Publicar solo ese resultado sería engañoso.
Este breve artículo explica por qué este enfoque es importante y qué debe buscar al interpretar un informe de pruebas sin cobertura GNSS. El objetivo es ayudarle a tomar decisiones informadas al seleccionar la solución adecuada para su aplicación.
Por qué no mostrar solo un corte de GNSS como los demás
En realidad, la navegación de los UAV en entornos sin GNSS con asistencia de datos de aire no es un asunto sencillo. Las condiciones ambientales son muy importantes a tener en cuenta.
Algunas razones por las cuales basarse en una sola interrupción ideal es una imagen engañosa:
Flujo de aire estable = caso ideal: Cuando el flujo de aire alrededor de la aeronave es estable, el entorno dinámico es uniforme y el INS se comporta mejor. Pero eso no refleja todas las misiones.
Sin vibraciones = caso ideal: Las vibraciones degradan la estabilidad del sensor inercial y la estimación del sesgo. Un vuelo con pocas vibraciones o un sistema bien amortiguado es mucho más sencillo.
Los bucles y giros ocultan naturalmente la deriva del rumbo: Los giros compensan la deriva del rumbo y mejoran artificialmente el error de posición. También hace que las cifras se vean muy bien. Impresionante, por supuesto... pero el rendimiento en vuelo rectilíneo sigue siendo desconocido. Las aceleraciones y rotaciones ayudan a estimar los sesgos. En una misión en línea recta, el INS tiene una tarea más difícil, pero eso es exactamente donde el rendimiento importa para muchos clientes y eso es lo que marca la diferencia entre INS.
La temperatura importa, y mucho: Los cambios de temperatura modifican los sesgos de los sensores, los factores de escala y las características del ruido. En condiciones de temperatura controlada o constante, el INS opera en su zona de confort, ofreciendo una visión demasiado optimista. Pero las misiones reales implican: transiciones rápidas de temperatura (despegue a gran altitud), aire frío y denso en altura, entornos calurosos cerca de los motores.
¿Qué se obtiene cuando se cumplen todas las condiciones?
Cuando todos los astros finalmente se alinean —vibraciones perfectamente amortiguadas, flujo de aire suave, temperatura estable—, el INS ofrece su máximo rendimiento. El tipo de rendimiento que hace que los ingenieros se rascuen la cabeza preguntándose cómo volver a hacerlo... y hace que nuestros clientes sonrían de oreja a oreja: la Ellipse, con su IMU de grado industrial, se comporta como un INS de grado táctico, con una deriva de tan solo el 0.56% de la distancia recorrida (unos 30 m en 5 km). La Ekinox Micro eleva el listón, reduciendo la deriva al 0.13% DT, alrededor de 7.2 m. ¿Y la Apogee? Apenas se desplaza 2 m en los mismos 5 km.
¿Cómo interpretar un informe de prueba en entornos sin GNSS?
Al evaluar el rendimiento de la navegación a estima, no comience por las cifras de error final, empiece por la trayectoria.
Aquí tiene un desglose guiado de 6 pasos para seguir:
1 – Compruebe primero la trayectoria
La geometría del vuelo define si la prueba es exigente o artificialmente fácil. Muchas «pruebas de marketing» utilizan: bucles cortos, patrones de circuito ovalado o segmentos de giro repetidos. Estas trayectorias compensan los errores inerciales y hacen que el rendimiento parezca irrealmente bueno.
2 – Compruebe el número de interrupciones
Una sola interrupción es solo una muestra. Puede parecer excelente, o terrible, por pura coincidencia.
3 – Observe la duración de la interrupción, y no solo la distancia recorrida y la velocidad
Un informe que solo muestra interrupciones de 10 a 20 segundos no le dice nada sobre cómo se comporta el INS durante una interrupción prolongada del GNSS.
4 – Examine cómo se informa el error
Algunas especificaciones presentan únicamente un error medio, lo que puede resultar engañoso y no ser verdaderamente representativo del rendimiento en el mundo real. Las evaluaciones más significativas suelen centrarse en el error al final de la interrupción, el cual refleja la deriva real acumulada durante una interrupción del GNSS o en un entorno denegado. También es importante verificar si el error se expresa por eje y si utiliza RMS u otra medida estadística. Lo ideal es disponer de la evolución completa del error a lo largo del tiempo, lo que ofrece una visión completa de cómo se comporta el sistema durante todo el periodo de interrupción en lugar de depender de un único valor resumido.
5 – Busque las condiciones ambientales (raramente mencionadas, pero cruciales)
El rendimiento del INS es sensible a las perturbaciones de la vida real: vibraciones, gradientes de temperatura, distorsiones del flujo de aire y condiciones magnéticas variables (para sistemas asistidos por magnetómetro).
6 – Compruebe la forma de la curva de error del INS. Debe mostrar un crecimiento lineal o exponencial, no un comportamiento sinusoidal.
Las curvas amarilla y azul son representativas de la deriva normal del INS cuando la plataforma se desplaza en línea recta sin GNSS. El error aumenta de forma constante con el tiempo, ya sea de forma lineal o exponencial, lo cual es previsible. Por el contrario, la curva verde (su forma) no es representativa de la deriva típica del INS. Un error que crece al principio (de forma lineal o exponencial), luego forma un «abultamiento» y comienza a disminuir indica que la trayectoria no es recta.
Este patrón revela que se produjo un giro o un cambio de dirección, lo que provoca que el error se cancele parcialmente en lugar de aumentar de forma monótona.
¿Cómo generamos confianza con nuestros clientes?
La transparencia es el núcleo de nuestro enfoque. Nos ganamos la confianza de nuestros clientes mediante pruebas rigurosas y una información de rendimiento sincera. En lugar de mostrar escenarios ideales, cualificamos nuestras soluciones en condiciones realistas y exigentes y compartimos resultados estadísticamente representativos; y, lo que es más importante, ponemos estos resultados directamente a disposición de nuestros clientes. Esto ofrece a nuestros clientes la perspectiva necesaria para basar sus decisiones en lo que ocurre realmente sobre el terreno, y no en lo que solo funciona en condiciones perfectas.
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