PROCEDIMIENTO Y SISTEMA DE POSICIONAMIENTO POR SATELITES.

Procedimiento para el posicionamiento de un usuario sobre la Tierra (T),

empleando el citado procedimiento una pluralidad de satélites (1) de navegación que están situados en órbitas (2) de media altura y que son gestionados por al menos un centro (4) de control terrestre, emitiendo cada uno de los citados satélites (1) de navegación primeras informaciones de hora y de posición que son propias de él,

caracterizado porque:

- se reparten en el espacio una pluralidad de balizas (11) de referencia gestionadas por el citado centro (4) de control terrestre y apropiadas para emitir cada una segundas informaciones de hora y de posición así como una señal radioeléctrica específicas; y

- a bordo de cada satélite (1) de navegación:

• se detectan las citadas segundas informaciones de hora y de posición emitidas por al menos algunas de las citadas balizas (11) de referencia;

• a partir de las citadas primeras y segundas informaciones de hora y de posición, se calculan primeros valores y segundos valores respectivamente representativos de las distancias entre el citado satélite (1) de navegación y cada una de las citadas balizas (11) y de la velocidad de variación de estas distancias;

• se mide la variación de frecuencia doppler que aparece en las citadas señales radioeléctricas emitidas por las citadas balizas (11) de referencia;

• a partir de las citadas variaciones de frecuencia doppler, se calculan terceros valores y cuartos valores respectivamente representativos de las distancias entre el citado satélite (1) de navegación y cada una de las citadas balizas (11) y de la velocidad de variación de estas distancias;

• para cada baliza (11) de referencia, se compara el citado primer valor de distancia y el citado tercer valor de distancia, así como el citado segundo valor de velocidad de variación de distancia y el citado cuarto valor de velocidad de variación de distancia;

• se genera una señal representativa de los resultados de las citadas comparaciones; y

• el citado satélite (1) de navegación emite esta señal de resultado de comparación en dirección al citado usuario, al menos en el caso en que la citada comparación revele una anomalía

Procedimiento y sistema de posicionamiento por satélites.

El presente invento se refiere a los sistemas de posicionamiento terrestre por satélites.

Se sabe que los sistemas de posicionamiento por satélites comprenden una constelación de satélites de navegación situados en órbitas de media altura (del orden de 25.000 km) alrededor de la Tierra. Estos satélites de navegación y sus órbitas se denominan en la técnica "satélites MEO" y "órbitas MEO", respectivamente (Medium Earth Orbit). Los satélites MEO están repartidos de manera uniforme en varios planos orbitales de forma que, en cualquier punto de la Tierra, un usuario pueda ver varios satélites MEO, es decir, encontrarse en líneas directas con éstos (al menos tres, pero cuatro si el usuario desea conocer su altura) y deducir a partir de ello sus propias coordenadas terrestres.

Cada satélite MEO comprende un reloj atómico de altas estabilidad y precisión, así como un equipo electrónico que envía a los usuarios terrestres un mensaje que comprende la hora corregida (calculada respecto a una referencia conocida) y las efemérides del satélite. A partir de estos mensajes recibidos de varios satélites MEO, el usuario determina su distancia a los diversos satélites en su línea visual y deduce por tanto de ello su posición en coordenadas terrestres. Para garantizar el funcionamiento nominal de la constelación de satélites MEO, un centro de control terrestre efectúa la medición de la órbita y de la hora de a bordo para cada satélite MEO. Este centro de control calcula las efemérides de los satélites MEO y la corrección de la hora a difundir por cada satélite MEO para las horas siguientes.

El inconveniente principal de estos sistemas de posicionamiento terrestre reside en que la calidad del posicionamiento de los usuarios terrestres está basada en la calidad de las efemérides y de la hora corregida difundidas por cada satélite MEO. Asimismo, como consecuencia de un error del centro de control o de una avería a bordo de un satélite MEO, puede ocurrir que la posición real, la hora corregida y/o las efemérides difundidas por uno o varios satélites MEO se vuelvan falsas, lo que supone un error de posicionamiento de todos los usuarios en la zona de visibilidad del satélite. Pasado un tiempo, el error será detectado y corregido por el centro de control que vigila los satélites MEO pero, mientras tanto, ciertos usuarios que utilizan el sistema para funciones importantes, de navegación por ejemplo, se pueden encontrar en situación de inseguridad grave.

Ya se han propuesto varias soluciones para cambiar la concepción de los satélites MEO y someterlos a referencias de tiempos externas con el fin de aumentar la fiabilidad de los mensajes transmitidos por dichos satélites MEO. Sin embargo, en todas estas soluciones, la detección de anomalías en los satélites MEO está garantizada por una red de estaciones de vigilancia en el suelo, que transmiten al centro de control una información sobre estas anomalías, y la corrección de estas últimas se confía al centro de control. Por otro lado, para ser eficaces, estas soluciones utilizan al menos cincuenta estaciones de vigilancia conectadas de forma permanente al citado centro de control por canales múltiples en paralelo. Esto genera costes de instalación y de explotación elevados.

Además, la detección de anomalías por una red de estaciones de vigilancia terrestres entraña una fuerte disminución de precisión de la restitución de la posición de los satélites MEO. En efecto, para un satélite MEO concreto, todas las mediciones de distancias se realizan a partir de estaciones terrestres que se encuentran todas por tanto localizadas dentro de un ángulo sólido reducido, debido a que el diámetro de la Tierra es pequeño con respecto al diámetro de las órbitas MEO. Por consiguiente, la precisión en el plano horizontal se encuentra limitada, reduciendo correspondientemente la fiabilidad de la detección instantánea de las anomalías.

Por otro lado, todas las mediciones efectuadas por una red de estaciones de vigilancia terrestres de este tipo son perturbadas por los efectos locales (errores troposférico, ionosférico, multitrayecto), lo cual provoca errores de mediciones que degradan la fiabilidad de la detección de las anomalías y podrían generar falsas alertas, si se ha fijado un umbral de tolerancia pequeño para estos errores.

Un inconveniente adicional de la detección de anomalías por una red de estaciones de vigilancia terrestres proviene del tiempo de latencia entre el momento en que se produce una anomalía en un satélite MEO y el instante en que el usuario es por fin advertido de esta anomalía. En efecto, la cadena detección/notificación incluye la red de estaciones mundial, el centro de control, el cual a partir de todas las mediciones de las estaciones detectará la anomalía, las estaciones de difusión hacia los satélites del mensaje de alerta y el sistema de repetición del mensaje a bordo del satélite MEO. Esta cadena, larga y compleja, induce tiempos de latencia entre la aparición de la anomalía y la notificación a los usuarios difícilmente compatibles con las exigencias de seguridad de funcionamiento más elevadas, como por ejemplo las aplicables en el campo aeronáutico.

El presente invento tiene por objeto remediar estos inconvenientes.

Para ello, de acuerdo con el invento, el procedimiento para el posicionamiento de un usuario sobre la Tierra, empleando el citado procedimiento una pluralidad de satélites de navegación que están situados en órbitas de media altura y que son gestionados por al menos un centro de control terrestre, emitiendo cada uno de los citados satélites de navegación primeras informaciones de hora y de posición que son propias de él, se distingue porque:

- se reparten en el espacio una pluralidad de balizas de referencia gestionadas por el citado centro de control terrestre y apropiadas para emitir cada una segundas informaciones de hora y de posición así como una señal radioeléctrica específicas; y

- a bordo de cada satélite de navegación:

1. Procedimiento para el posicionamiento de un usuario sobre la Tierra (T), empleando el citado procedimiento una pluralidad de satélites (1) de navegación que están situados en órbitas (2) de media altura y que son gestionados por al menos un centro (4) de control terrestre, emitiendo cada uno de los citados satélites (1) de navegación primeras informaciones de hora y de posición que son propias de él,

caracterizado porque:

- se reparten en el espacio una pluralidad de balizas (11) de referencia gestionadas por el citado centro (4) de control terrestre y apropiadas para emitir cada una segundas informaciones de hora y de posición así como una señal radioeléctrica específicas; y

- a bordo de cada satélite (1) de navegación: