Uno de los aspectos más importantes que determinan el rendimiento y la precisión de un receptor GNSS es la cantidad de canales que posee. Mayor número de canales permiten recibir y utilizar más señales simultáneamente, lo cual facilita la integración de diferentes constelaciones mejorando así la duración y precisión de las mediciones, incluso en ambientes desfavorables. Esto resulta en una mayor disponibilidad, precisión, robustez y funcionalidad para los usuarios finales.
Los receptores GNSS, como es bien sabido por la comunidad geodésica, son dispositivos que permiten determinar la posición, velocidad y tiempo en cualquier lugar, en y sobre la superficie terrestre, utilizando las señales emitidas por una constelación de satélites los cuales orbitan alrededor de la tierra.
Los mismos, se utilizan tanto para fines civiles, como militares, en aplicaciones como: la navegación, el posicionamiento, la cartografía, la agricultura de precisión, el control de tráfico aéreo, la gestión de flotas, el rescate de emergencias, entre muchas más.
Uno de los aspectos más importantes que determinan el rendimiento y la precisión de un receptor GNSS es la cantidad de canales que posee; los canales son los circuitos electrónicos que permiten al receptor captar y procesar las señales de los satélites. Es por ello importante mencionar que, cuantos más canales tenga un receptor, más señales podrá recibir y utilizar simultáneamente, lo que se traduce en una mayor fiabilidad y exactitud en la determinación de una posición.
La evolución en la cantidad de canales en los receptores GNSS ha sido muy significativa en las últimas décadas. Los primeros receptores GNSS, desarrollados en los años de su fase de operación inicial, solo podían recibir las señales del sistema GPS (Global Positioning System) de Estados Unidos, que constaba teóricamente de 24 satélites en órbita. Estos receptores tenían entre 4 y 12 canales, lo que limitaba su capacidad para obtener una confianza en el posicionamiento efectivo junto a una precisión eventualmente adecuadas; en muchos casos, se debía hacer previamente un análisis de las “ventanas” optimas de trabajo, que no es más que, los momentos en los que se debía aprovechar para efectuar las mediciones.
Uno de los primeros impactos iniciales de la incorporación de mayor cantidad de canales, tiene que ver con la implementación de la técnica de resolución de ambigüedades denominada “On the Fly”, la cual, permitía obtener soluciones del tipo fijas (en el modo RTK), gracias, entre otras cosas, al disponer de equipos con mayor cantidad de canales.
En los años 90 y 2000, se produjo un gran avance con la aparición de nuevos sistemas de posicionamiento, como el GLONASS de Rusia, el Galileo de la Unión Europea y el BeiDou (Compass) de China, aparte de los sistemas regionales como los desarrollados por India y Japón. Estos sistemas aumentaron el número de satélites disponibles y ofrecieron nuevas señales con distintas frecuencias y modulaciones. Para aprovechar estas señales, los receptores GNSS tuvieron que incorporar más canales, llegando a tener inicialmente entre 20 y 50.
Actualmente, los receptores GNSS más avanzados pueden tener más de 1000 canales, lo que les permite recibir y procesar las señales de los sistemas existentes y futuros, así como las mejoras, como lo son la capacidad de recibir corrección diferencial vía satelital, lo que influye directamente en la capacidad de derivar una posición con un error inferior al metro (en modo autónomo), e incluso, al decímetro en algunos casos.
Equipos de las marcas comerciales, como South, Trimble, Ruide y Leica, ya poseen, por defecto, la capacidad de adquisición de más de 1500 canales, en una solución que, aparte de ser compacta, es de tamaño diminuto y peso ultraliviano.
Figura 1.- Evolución en la cantidad de canales promedio en receptores GNSS, entre los años 1990 y 2023.
Las ventajas de que un receptor GNSS posea mayor cantidad de canales son múltiples, siendo algunas de estas:
– Oportunidad de uso: al poseer mayor cantidad de canales, es posible emplearse la técnica en ambientes que, hace pocos años atrás, prácticamente resultaba imposible, como: bosques, zonas de rascacielos, gran perturbación metálica, entre otras. Mas canales ayudan a mitigar o compensar los efectos de obstrucciones y del potencial efecto multipath existente. En el contexto urbano y de grandes ciudades, esto cobra mayor relevancia y sobre todo ahora con el auge de los vehículos autónomos.
– Mayor precisión: al poder utilizar más satélites simultáneamente, el receptor es capaz de reducir el error asociado a factores como el Dilution of Precision (DOP), efecto Doppler, los relojes, y el retardo atmosférico (ionosfera y troposfera). Con el aumento de canales, se aumenta la cantidad de observaciones, contribuyendo así a una resolución de ambigüedades más robusta, siendo esto más notable en mediciones en tiempo real y/o en modo cinemático. Esto permite que las mediciones en tiempo real sean más precisas y rápidas.
– Mayor robustez: al poder combinar las señales de distintos sistemas, el receptor está en la capacidad de compensar posibles fallos o anomalías en alguno de ellos, como la pérdida temporal o permanente de algún satélite o la manipulación intencionada o no intencionada de las señales.
– Mayor funcionalidad: al poder acceder a las señales mejoradas o aumentadas, el receptor puede obtener servicios adicionales como la corrección diferencial o la integridad, que mejoran la precisión y la confiabilidad de la posición.
En resumen, se podría decir que la evolución y el aumento de los canales GNSS obedeció en gran medida a la necesidad de proporcionarle al usuario la posibilidad de integrar las diferentes constelaciones, y al mismo tiempo, a la necesidad de mejorar el rendimiento en términos de duración y precisión de las mediciones GNSS en ambientes típicamente desfavorables (RTK, cinemáticas y de obstrucciones). Para el caso del Posicionamiento de Punto Preciso (PPP), contar con receptores multifrecuencia y multiconstelaciones mejora sustancialmente la exactitud de sus resultados y reduce el tiempo de convergencia de la solución. Adicionalmente, se debe destacar que el aumento de canales también fue posible gracias a un avance sustancial en los microprocesadores GNSS, que son los que finalmente hacen posible el procesamiento de mayor cantidad de observaciones simultáneas
Figura 2.- Cantidad de satélites (42) y constelaciones recibidas (4) por el receptor GNSS Ruide Quasar R93I, en la ciudad de Guayaquil, Ecuador
Finalmente, la evolución en la cantidad de canales en los receptores GNSS ha sido un factor clave para mejorar el rendimiento y la precisión de estos dispositivos. Los receptores GNSS actuales pueden recibir y procesar las señales de todos los sistemas existentes y eventuales desarrollos futuros, así como las señales mejoradas o aumentadas que proporcionan servicios adicionales. Estas ventajas se traducen en una mayor disponibilidad, precisión, robustez y funcionalidad para los usuarios finales.
