La reiezione del multipath si riferisce alla capacità di un ricevitore o di un sistema di antenne di ridurre gli errori causati dai segnali GNSS riflessi. Quando un segnale GNSS viaggia direttamente da un satellite a un ricevitore, fornisce dati di posizionamento accurati. Tuttavia, le superfici vicine, come edifici, specchi d'acqua o strutture metalliche, possono riflettere il segnale, facendolo arrivare al ricevitore leggermente più tardi rispetto al segnale diretto.
Questo ritardo porta a errori di posizionamento, soprattutto in ambienti dove i riflessi del segnale sono comuni. Per combattere questo problema, gli ingegneri progettano sistemi con tecniche di reiezione del multipath che minimizzano attivamente l'impatto di questi segnali riflessi.
Diversi metodi per ottenere il rifiuto del multipath
Per ottenere la reiezione del multipath, i ricevitori GNSS e le antenne utilizzano diversi metodi. Le antenne geodetiche di alta qualità, ad esempio, incorporano piani di massa e anelli di blocco che bloccano i segnali a basso angolo, dove è più probabile che si verifichino riflessioni. Inoltre, i moderni ricevitori GNSS utilizzano algoritmi di elaborazione del segnale che rilevano e ignorano i segnali ritardati in base alla loro tempistica e all'angolo di arrivo.
L'innovativo metodo per la reiezione del multipath prevede un ricevitore GNSS basato su multicorrelatore con un filtro di Kalman esteso (EKF) che funge da risolutore iterativo, sostituendo il tipico sistema di tracciamento del codice a circuito ad aggancio di ritardo (DLL). Questa tecnica riduce significativamente gli errori di posizionamento e mantiene una bassa complessità, facilitandone l'uso in contesti di elaborazione in tempo reale.
Questi sistemi beneficiano anche dell'uso di segnali multifrequenza (L1, L2, L5), poiché il confronto di più segnali aiuta a distinguere tra percorsi diretti e riflessi.
Esempi di metodi efficaci
Di conseguenza, i sistemi con un'efficace reiezione del multipath forniscono un posizionamento più accurato e stabile. Questo è particolarmente utile in ambienti urbani dove edifici alti e altre superfici riflettenti creano condizioni di segnale complesse. Ad esempio, un geometra che lavora vicino a un grattacielo di vetro beneficia di un'antenna che rifiuta i segnali riflessi, mantenendo una precisione a livello di centimetro anche in ambienti difficili.
In agricoltura di precisione, i trattori guidati da GNSS utilizzano la reiezione del multipath per seguire percorsi esatti vicino ad alberi, silos e sistemi di irrigazione.
Inoltre, anche la navigazione marittima si affida a sistemi resistenti al multipath. Le navi che passano sotto i ponti o vicino a strutture metalliche possono subire interruzioni del posizionamento a causa dei segnali riflessi dalle superfici vicine. Tuttavia, con una forte reiezione del multipath, il sistema di navigazione di bordo continua a funzionare in modo affidabile.
Nel complesso, la reiezione del multipath migliora l'affidabilità e l'accuratezza del GNSS in ambienti reali e difficili. Riduce al minimo i riflessi del segnale per supportare il rilevamento topografico di alta precisione, il volo UAV, la navigazione, la mappatura delle costruzioni e il monitoraggio sismico.
Man mano che l'uso del GNSS cresce, i sistemi devono rifiutare attivamente le interferenze del multipath per garantire un posizionamento coerente e affidabile.
