Xiao Liu defiende su tesis sobre el posicionamiento instantáneo GNSS de alta precisión

El posicionamiento instantáneo es la técnica para determinar la posición de un receptor del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) utilizando solo un intervalo muy breve de la señal recibida. En los últimos años, esta técnica ha recibido una gran atención gracias a sus ventajas únicas en eficiencia energética, tiempo hasta la primera posición (TTFF) y reducidos costes económicos para la implementación. Sin embargo, el estado del arte de los algoritmos relacionados con el posicionamiento de señales instantáneas utilizaron solo medidas de código, lo que inevitablemente limitó la precisión del posicionamiento a al nivel del metro.

La presente Tesis Doctoral tiene como objetivo lograr un posicionamiento instantáneo de alta precisión (nivel centimétrico) mediante las medidas de fase de la portadora. Para ello, deben abordarse dos desafíos técnicos antes de que se pueda alcanzar ese nivel de precisión: resolver la inexactitud del tiempo de transmisión del satélite y el llamado problema de ambigüedad de bit de datos (DBA). El primer desafío se origina esencialmente por la falta de precisión de tiempo absoluto en el receptor, ya que solo está disponible la información del tiempo aproximado desde un módulo de asistencia externo y su error puede ser de hasta unos segundos. Así, se propone un método para establecer una etiqueta de tiempo global y construir correspondientemente los pseudorangos con correcciones de período completo.

El segundo desafío se debe al hecho de que las mediciones instantáneas se generan en función de los resultados de la correlación entre la señal recibida y las réplicas locales. Las múltiples réplicas generalmente se producen en el posicionamiento de instantáneas siguiendo la arquitectura de de adquisición de el Múltiples Hipótesis (MH). Por lo tanto, se necesita identificar los códigos secundarios reales o los símbolos de bits de datos codificados en la señal recibida, para resolver el DBA. En particular, cuando la réplica local se genera con símbolos exactamente opuestos a los reales, el resultado de la medición de la fase de la portadora contiene un error de medio ciclo (HCE) e impide también la resolución de ambigüedad entera (IAR). Se ha propuesto un método en esta Tesis Doctoral para resolver el problema de DBA para señales piloto con códigos secundarios. Este método intenta formar un consenso entre todos los satélites con respecto a sus códigos secundarios bajo la asistencia de sus diferencias de tiempo de vuelo. Un enfoque diferente ha sido desarrollado para señales que contienen datos del mensaje de navegación. Se modifica los HCE de la fase de portadora uno tras otro mediante un procedimiento iterativo de inclusión de satélites. Este método utiliza el factor de relación LAMBDA (LRF) utilizado en posicionamiento relativo en tiempo real (RTK) como indicador para evaluar la existencia potencial de los HCE.

La presente tesis doctoral se centra en implementar la técnica denominada Snapshot RTK (SRTK). Se realizaron varios experimentos basados en señales del mundo real. Las grabaciones y los resultados confirman la viabilidad de obtener soluciones SRTK con IAR. El rendimiento de SRTK es numéricamente demostrado bajo diferentes parámetros tales como el ancho de banda de señal, tiempo de integración y distancia de línea de base. Las tasas de fijación IAR de SRTK pueden alcanzar más del 90% en la mayoría de los escenarios, observándose errores de posicionamiento centimétricos en las soluciones fijas.

Se puede concluir que tras la implementación del método de etiqueta de tiempo global, que el posicionamiento de instantáneas de alta precisión se vuelve factible con la técnica SRTK y las prestaciones varían dependiendo de la configuración. Los algoritmos desarrollados para la resolución de DBA y los HCE de fase portadora también demuestran que mejoran efectivamente el rendimiento de SRTK.