La tecnología de resolución de ambigüedades en el posicionamiento preciso en punto (PPP) es un método que resuelve las ambigüedades de número entero en las mediciones de fase de la portadora. El objetivo principal es elevar el PPP de una precisión centimétrica a una fiabilidad milimétrica. Desbloquear estos valores enteros permite al PPP mejorar la precisión del posicionamiento y reducir los tiempos de convergencia. El enfoque que combina el PPP con la resolución de ambigüedades (AR), a menudo denominado PPP-AR, aprovecha los sesgos de fase y código modelados cuidadosamente, así como los productos de reloj de satélite de alta fidelidad.
El proceso de resolución de ambigüedades sirve para reducir las incertidumbres y permite al estimador tratar las mediciones de fase como números enteros fijos. Esto, a su vez, tiene el efecto de mejorar la fiabilidad y la precisión. Hemos investigado la interoperabilidad y la validación cruzada de los productos de sesgo de fase generados por múltiples centros de análisis. El objetivo de este análisis es fomentar unos estándares coherentes, facilitar la combinación de resultados y promover la implementación en tiempo real.
En la práctica, se ha demostrado que la resolución de ambigüedades dentro del PPP acelera la convergencia, mejora las tasas de solución fija y refuerza la integridad de la posición, incluso en condiciones de señal difíciles. A medida que las constelaciones GNSS se expanden y las técnicas de modelado mejoran, el PPP con resolución de ambigüedades se está consolidando como una herramienta clave para aplicaciones de alta precisión, que van desde la topografía hasta la navegación autónoma.
SBG Systems ha desarrollado una nueva tecnología denominada Orbi AR (Ambiguity Resolution), que ofrece una precisión centimétrica con GNSS sin depender de estaciones de referencia locales ni de una infraestructura terrestre densa.
¿Por qué utilizar Orbi AR en lugar de RTK?
En esta sección examinaremos los factores críticos —incluyendo la velocidad de despliegue, la resiliencia operativa y la experiencia del usuario— que están cambiando la balanza, proporcionando una justificación clara para elegir la versatilidad y accesibilidad de Orbi AR frente a las limitaciones convencionales de RTK en los sitios de trabajo modernos y complejos.
RTK – GNSS diferencial
El sistema RTK funciona mediante el uso de dos receptores:
- Se instala un receptor de estación base en una ubicación fija y conocida; calcula los errores comparando su posición conocida con la señal GNSS que recibe.
- Un rover (estático/cinemático) que recibe las correcciones de errores de un receptor de estación base cercano y las aplica a su propia señal para obtener una posición relativa de alta precisión.
La precisión es muy alta, pero el rover debe estar relativamente cerca de la estación base (normalmente entre 10 y 30 km según las condiciones atmosféricas), ya que muchos errores (como los retardos atmosféricos) son locales.
Orbi AR: Posicionamiento por punto preciso (PPP)
En lugar de utilizar una única estación base local para encontrar errores relativos, Orbi AR utiliza datos de corrección disponibles globalmente para calcular su propia posición absoluta con alta precisión y de forma totalmente independiente. La corrección global incluye información de reloj y órbita de satélites de alta precisión, así como modelos para retrasos atmosféricos.
| Característica | Orbi AR | RTK |
|---|---|---|
| Estación base local | No necesaria | Necesaria |
| Cobertura | Global | Local (Base única en un radio de 30 km; VRS en un radio de 80 km) |
| Precisión | Estática: 2-5 cm en 2 sigma Cinemática: 2-3 cm en 1 sigma | Centimétrica (cm) |
| Configuración | Simple (un solo receptor) | Compleja (requiere la configuración de una estación base local) |
Para ponerlo en términos sencillos, se puede pensar en la diferencia como dos estudiantes preparándose para un examen. RTK es como un estudiante que recibe clases particulares, donde uno ya tiene la respuesta correcta y utiliza su experiencia para ayudar al otro a corregir errores.
Orbi AR, por otro lado, es como un estudiante que trabaja solo, pero que revisa cuidadosamente sus respuestas con un libro. Aunque el tutor privado puede ser ligeramente más preciso, es mucho más difícil de configurar y más caro. Y aunque ambos enfoques conducen a resultados precisos, la forma en que se obtienen las correcciones —a través de un tutor cercano (RTK) o de un libro disponible globalmente (PPP)— es lo que los diferencia.
¿Cómo funciona Orbi AR?
Un receptor GNSS estándar se ve afectado por varios errores importantes:
- Errores de órbita del satélite: El satélite no se encuentra exactamente en la posición que indica su mensaje de transmisión.
- Errores de reloj del satélite: El reloj atómico del satélite presenta errores de sincronización pequeños pero significativos.
- Retrasos atmosféricos: La ionosfera y la troposfera ralentizan y desvían las señales GNSS.
Estos errores de transmisión y de temporización se combinan para producir imprecisiones en la posición calculada por el receptor. Para más explicaciones, consulte el GNSS y sus fuentes de error, así como el efecto de los errores atmosféricos en el procesamiento RTK y PPK.
El principio fundamental de Orbi AR es refinar los errores anteriores utilizando datos de corrección precisos:
- El Servicio Internacional de GNSS (IGS) calcula la órbita exacta y el error de reloj exacto de cada satélite con extrema precisión.
- Una Red Global de Estaciones de Referencia opera en todas las regiones y aplica algoritmos complejos para la determinación de órbita y la estimación del sesgo de fase de los satélites.
- Una vez generado el sesgo de fase, se lleva a cabo una fase de verificación específica en varias estaciones de control, supervisando cada medición de satélite utilizada con el conjunto de correcciones.
- Utiliza observaciones GNSS de doble frecuencia para mitigar el retardo ionosférico y obtener mediciones libres de ionosfera sin depender de modelos ionosféricos externos.
- Se aplica un modelado avanzado para estimar y resolver matemáticamente el retardo troposférico.
Principales ventajas de Orbi AR
Orbi AR representa un avance fundamental en la forma en que se recopilan, visualizan y utilizan los datos geoespaciales precisos sobre el terreno, superando con creces las limitaciones tradicionales del posicionamiento exclusivamente por satélite. A continuación, se detallan las principales ventajas de Orbi AR:
- Cobertura global: logra una alta precisión en medio del océano, un desierto o cualquier ubicación remota sin necesidad de una estación base local.
- Alta precisión: ofrece posicionamiento a nivel centimétrico [Informe de pruebas próximamente]
- Coherencia entre regiones: proporciona una precisión uniforme en todo el mundo.
- Tiempo de convergencia rápido: una técnica moderna reduce el tiempo necesario para alcanzar una precisión a nivel centimétrico.
- Escalabilidad: ideal para aplicaciones de mercado masivo y global, ya que no se requieren estaciones de referencia locales.
- Rentabilidad: reduce la dependencia de redes de corrección terrestres densas, disminuyendo los costes de infraestructura.
Orbi AR en el software Qinertia
Qinertia, el software de postprocesamiento, lleva a Orbi AR al siguiente nivel al combinarlo con el motor de geodesia y las tecnologías de procesamiento de Qinertia.
Motor de geodesia: transformando la precisión de Orbi AR en un contexto local
Aunque las soluciones Orbi AR ofrecen posiciones de alta precisión, sigue planteándose un reto importante para los usuarios finales: traducir estos resultados de ITRF 2020 a un datum local para compararlos con puntos de referencia conocidos. Este paso crucial suele requerir transformaciones geodésicas complejas, lo que conlleva un alto riesgo de error para los no expertos.
Qinertia aborda directamente este reto con su motor de geodesia integrado. Este motor cuenta con una base de datos exhaustiva de transformaciones públicas, lo que permite una conversión de coordenadas fluida y precisa. Al gestionar todas las transformaciones de datum internamente, el motor de Qinertia elimina una fuente principal de posibles errores. Esto garantiza que las posiciones derivadas de PPP se expresen de forma automática y correcta en el sistema de coordenadas deseado por el usuario, haciendo que todo el flujo de trabajo, desde los datos brutos hasta los resultados localizados y utilizables, sea más sencillo y fiable.
Tecnología de procesamiento: combinación de Orbi AR con una IMU para una fiabilidad sin igual
El núcleo de procesamiento de Qinertia está diseñado para maximizar la fiabilidad de Orbi AR; emplea tecnología de avance, retroceso y fusión (forward, backward and merge), lo que mejora el tiempo de convergencia, reduce el ruido y refuerza la fiabilidad.
Además, el modo de procesamiento de acoplamiento fuerte PPP fusiona las mediciones brutas de un receptor GNSS y las combina con una IMU a un nivel fundamental para lograr una solución de navegación más robusta y continua. El acoplamiento fuerte con una IMU proporciona restricciones adicionales, lo que ayuda a reducir los tiempos de convergencia y a acelerar significativamente la reconvergencia tras una pérdida de señal.
Orbi AR en Qinertia Cloud
Qinertia Cloud es una avanzada plataforma web de postprocesamiento GNSS basada en la nube, impulsada por Qinertia. Aprovechando la tecnología de vanguardia Orbi AR, Qinertia Cloud transforma sus datos GNSS brutos en resultados de alta precisión directamente en su navegador web.
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