Mejora de la comunicación de integridad en un sistema de navegación por satélite.

Procedimiento para mejorar la comunicación de integridad en un sistema (10) de navegación por satélite quepresenta un segmento espacial (12) con varios satélites (14) que emiten señales de navegación (16) destinadas aser recibidas y evaluadas por sistemas de utilización (18) para la determinación de la posición,

y un segmentoterrestre (20) con varias estaciones de observación (23) que vigilan en su totalidad los satélites (14) y sus señales, yal menos una estación emisora, presentando el procedimiento lo siguiente:

- detección de errores que se hayan producido o hubieran podido producirse al determinar la pseudodistancia entrelos satélites y las estaciones de observación y que puedan influir sobre la integridad del sistema (10) de navegaciónpor satélite (S10),

- formación, a partir de los errores detectados, de tres presupuestos de errores para respectivas categoríasdiferentes de errores que se hayan producido o hubieran podido producirse al determinar la pseudodistancia entrelos satélites y las estaciones de observación (S12),

- transmisión, a sistemas de utilización, de los tres presupuestos de errores, bien por cada estación terrestre o bienpara un grupo de estaciones terrestres, con una señal de navegación de al menos un satélite (S14), y

- recepción de la señal de navegación y valoración de la integridad del sistema (10) de navegación por satélite porevaluación de los presupuestos de errores contenidos en la señal de navegación recibida (S16), presentando lostres presupuestos de errores formados lo siguiente:

un primer presupuesto de error en el que están agrupadas contribuciones de error correlacionadas con un instanteen las valoraciones de la distancia a diferentes satélites en una estación de observación;

un segundo presupuesto de errores en el que están agrupadas todas las contribuciones de error no correlacionadascon un instante en las valoraciones de la distancia a diferentes satélites en una estación de observación;

un tercer presupuesto de errores para las contribuciones de error sobre cuyo estado de correlación no puedehacerse ninguna manifestación.

Mejora de la comunicación de integridad en un sistema de navegación por satélite.

La invención concierne a un procedimiento para mejorar la comunicación de integridad en un sistema de navegación por satélite según la reivindicación 1 y a un dispositivo para mejorar la comunicación de integridad en un sistema de navegación por satélite según la reivindicación 6.

En la solicitud de patente DE 10 2007 050 716 se describe el modo en que puede mejorarse la comunicación de integridad en un sistema de navegación por satélite haciendo que, para las diferentes estaciones de observación de un sistema de navegación por satélite o para grupos de estaciones de observación de un sistema de navegación por satélite, se transmitan presupuestos (budgets) de errores a sistemas de utilización, a partir de los cuales pueda ser calculado después, especialmente por sistemas de utilización individuales, un valor escalar que indique la precisión de la estimación de error de la generación de la señal de navegación. Los valores escalares que emplean algunos sistemas de navegación individuales pueden resultar así netamente más pequeños, puesto que un valor escalar puede ser calculado por un sistema de utilización en función del lugar y ya no tiene que computarse el máximo para todos los sistemas de utilización en una central del sistema de navegación por satélites ni transmitirse este máximo a los sistemas de navegación. En Galileo este valor escalar se denomina SISMA. Además, mediante el cálculo del valor escalar se pueden tener también en cuenta en un sistema de utilización las exigencias de continuidad de sistemas de utilización individuales, con lo que ya no tienen que satisfacerse las más altas exigencias de continuidad en cada sistema de utilización.

La solicitud de patente EP 2 051 093 A1 describe un procedimiento para la vigilancia de integridad de señales de navegación por satélites, en el que se utilizan combinados diferentes mecanismos de reconocimiento de problemas de integridad para, por un lado, poder ofrecer así servicios de integridad mejorados y, por otro, poder mejorar la capacidad de trabajo de un GNSS (Global Navigation Satellite System – Sistema de Satélites de Navegación Global) . Como mecanismos de reconocimiento se han previsto los siguientes: un primer reconocimiento de problemas de integridad, para lo cual se recibe en diversos lugares la misma instancia de una señal de navegación desde un satélite determinado y se evalúan las distancias recibidas para estimar y caracterizar los errores en las señales y opcionalmente los errores en la determinación de errores a fin de emplear después finalmente estas informaciones junto con otra información para establecer el riesgo de integridad;

un segundo reconocimiento de problemas de integridad en el que se realizan una o varias mediciones de una o varias señales de navegación recibidas desde un satélite determinado y se evalúa la al menos una medición para estimar y caracterizar los errores en las señales y opcionalmente los errores en la determinación de errores a fin de emplear después finalmente esta información junto con otra información para establecer el riesgo de integridad, realizándose este paso para todas las señales que participan en la solución de la posición; y seguidamente un tercer reconocimiento de problemas de integridad en el que se realizan mediciones de varias señales de navegación de diferentes satélites y se evalúan mediciones para establecer el riesgo de integridad, teniéndose en cuenta los problemas de integridad que ya pueden ser reconocidos con el primero y el segundo reconocimientos únicamente con la probabilidad de que éstos se presenten en el tercer reconocimiento y no hayan sido descubiertos en el primero y segundo reconocimientos.

El cometido de la presente invención consiste ahora en mejorar aún más la comunicación de integridad en un sistema de navegación por satélite.

Este problema se resuelve mediante un procedimiento para mejorar la comunicación de integridad en un sistema de navegación por satélite con las características de la reivindicación 1 y un dispositivo para mejorar la comunicación de integridad en un sistema de navegación por satélite con las características de la reivindicación 6. Otras ejecuciones de la invención son objeto de las reivindicaciones subordinadas.

Una idea esencial de la presente invención reside en que, al determinar la pseudodistancia entre los satélites y las estaciones de observación, se transmiten desde el sistema de navegación por satélite hasta los sistemas de utilización tres presupuestos de errores para respectivas categorías diferentes de errores que pueden combinarse en un sistema de utilización para poder establecer o determinar la integridad del sistema de navegación por satélite con mayor precisión que la que era posible hasta ahora. Por tanto, gracias a la transmisión de estos tres presupuestos de errores se pueden mejorar aún más la comunicación y determinación de integridad en un sistema de navegación por satélite y la determinación de integridad en un sistema de utilización.

La invención concierne ahora según una forma de realización a un procedimiento para mejorar la comunicación de integridad en un sistema de navegación por satélite que presenta un segmento espacial con varios satélites que emiten señales de navegación destinadas a ser recibidas y evaluadas por sistemas de utilización para la determinación de la posición, y un segmento terrestre con varias estaciones de observación que vigilan en su totalidad los satélites y sus señales, y al menos una estación emisora, comprendiendo el procedimiento lo siguiente:

detección de errores que se hayan producido o hubieran podido producirse al determinar la pseudodistancia entre los satélites y las estaciones de observación y que puedan influir sobre la integridad del sistema de navegación por satélite,

formación de tres presupuestos de errores para respectivas categorías diferentes de errores que se hayan producido o hubieran podido producirse al determinar la pseudodistancia entre los satélites y las estaciones de navegación, a partir de los errores detectados que se hayan producido o hubieran podido producirse al determinar la pseudodistancia entre los satélites y las estaciones de observación,

transmisión de los tres presupuestos de errores a sistemas de utilización, bien por cada estación terrestre o bien para un grupo de estaciones terrestres, con una señal de navegación de al menos un satélite, y

recepción de la señal de navegación y estimación de la integridad del sistema de navegación por satélite por evaluación de los presupuestos de errores contenidos en la señal de navegación recibida.

Los tres presupuestos de errores pueden presentar los presupuestos de errores siguientes:

un primer presupuesto de errores en el que están agrupadas todas las contribuciones de error correlacionadas con un instante en las estimaciones de la distancia a diferentes satélites en una estación de observación;

un segundo presupuesto de errores en el que están agrupadas todas las combinaciones de error no correlacionadas con un instante en las estimaciones de la distancia a diferentes satélites en una estación de observación;

un tercer presupuesto de error para las contribuciones de error sobre cuyo estado de correlación no puede hacerse ninguna manifestación.

El primer presupuesto de errores puede presentar errores en la modelación de la troposfera seca, especialmente cuando la troposfera en un espacio grande no presenta fuertes gradientes.

El segundo presupuesto de errores puede presentar errores debidos a la proporción húmeda de la troposfera y/o errores debidos a efectos de propagación en varias vías de las señales de navegación.

El tercer presupuesto de errores puede presentar errores que se producen por la recepción en los distintos canales del receptor de la estación de observación.

En otra forma de realización la invención concierne a un sistema de utilización para un sistema de navegación por satélite, especialmente un aparato de navegación móvil, que está concebido para uso con un procedimiento según la invención y como se ha descrito anteriormente.

El sistema de utilización puede estar concebido también para estimar a partir de presupuestos de errores recibidos la integridad del sistema de navegación por satélite y detectar en base a ella un riesgo de integridad.

Por último, la invención concierne en un forma de realización a un dispositivo para mejorar la comunicación de integridad en un sistema de navegación por satélite que presenta un segmento espacial con varios... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para mejorar la comunicación de integridad en un sistema (10) de navegación por satélite que presenta un segmento espacial (12) con varios satélites (14) que emiten señales de navegación (16) destinadas a ser recibidas y evaluadas por sistemas de utilización (18) para la determinación de la posición, y un segmento terrestre (20) con varias estaciones de observación (23) que vigilan en su totalidad los satélites (14) y sus señales, y al menos una estación emisora, presentando el procedimiento lo siguiente:

- detección de errores que se hayan producido o hubieran podido producirse al determinar la pseudodistancia entre los satélites y las estaciones de observación y que puedan influir sobre la integridad del sistema (10) de navegación por satélite (S10) ,

- formación, a partir de los errores detectados, de tres presupuestos de errores para respectivas categorías diferentes de errores que se hayan producido o hubieran podido producirse al determinar la pseudodistancia entre los satélites y las estaciones de observación (S12) ,

- transmisión, a sistemas de utilización, de los tres presupuestos de errores, bien por cada estación terrestre o bien para un grupo de estaciones terrestres, con una señal de navegación de al menos un satélite (S14) , y

- recepción de la señal de navegación y valoración de la integridad del sistema (10) de navegación por satélite por evaluación de los presupuestos de errores contenidos en la señal de navegación recibida (S16) , presentando los tres presupuestos de errores formados lo siguiente:

un primer presupuesto de error en el que están agrupadas contribuciones de error correlacionadas con un instante en las valoraciones de la distancia a diferentes satélites en una estación de observación;

un segundo presupuesto de errores en el que están agrupadas todas las contribuciones de error no correlacionadas con un instante en las valoraciones de la distancia a diferentes satélites en una estación de observación;

un tercer presupuesto de errores para las contribuciones de error sobre cuyo estado de correlación no puede hacerse ninguna manifestación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer presupuesto de errores presenta errores en la modelación de la troposfera seca, especialmente cuando la troposfera no presenta fuertes gradientes en un espacio grande.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el segundo presupuesto de errores presenta errores debidos a la proporción húmeda de la troposfera y/o errores debidos a efectos de propagación en varias vías de las señales de navegación.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque el tercer presupuesto de errores presenta errores que se producen debido a la recepción en los canales individuales del receptor de la estación de observación.

5. Sistema de utilización (18) para un sistema de navegación por satélite, especialmente un aparato de navegación móvil, que está concebido para su uso con un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, a cuyo fin este sistema de utilización valora la integridad del sistema (10) de navegación por satélite a partir de los tres presupuestos de errores formados con el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores y recibidos con una señal de navegación y establece a partir de esta valoración un riesgo de la integridad.

6. Dispositivo (24) para mejorar la comunicación de integridad en un sistema (10) de navegación por satélite que presenta un segmento espacial (12) con varios satélites (14) que emiten señales de navegación (16) destinadas a ser recibidas y evaluadas por sistemas de utilización (18) para la determinación de la posición, y un segmento terrestre (20) con varias estaciones de observación (22) que vigilan en su totalidad los satélites (14) y sus señales, y al menos una estación emisora (23) , presentando el dispositivo lo siguiente:

-unos medios (26) para detectar errores que se hayan producido o hubieran podido producirse al determinar la pseudodistancia entre los satélites y las estaciones de observación y que puedan influir sobre la integridad del sistema (10) de navegación por satélite,

-unos medios (28) para formar a partir de los errores detectados tres presupuestos de errores para respectivas categorías diferentes de errores que se hayan producido o hubieran podido producirse al determinar la pseudodistancia entre los satélites y las estaciones de observación, presentando los tres presupuestos de errores formados

un primer presupuesto de errores en el que están agrupadas todas las contribuciones de error correlacionadas con un instante en las estimaciones de la distancia a satélites diferentes en una estación de observación,

un segundo presupuesto de errores en el que están agrupadas todas las contribuciones de error no correlacionadas con un instante en las estimaciones de la distancia a satélites diferentes en una estación de observación, y

un tercer presupuesto de errores para las aportaciones de error sobre cuyo estado de correlación no puede hacerse ninguna manifestación, y

-unos medios (30) para transmitir los tres presupuestos de errores, bien por cada estación terrestre o bien para un grupo de estaciones terrestres, a satélites (14) del sistema (10) de navegación por satélite para su distribución a sistemas de utilización (18) .