Tuesday 20 April 2010

Sistema de Navegación Satelital Galileo

¿En qué consiste?

GALILEO es el programa de navegación por radio Europeo, este fue lanzado por la comisión Europea y desarrollado en conjunto con la Agencia espacial Europea.

GALILEO es manejado y controlado por civiles, ofrece un autónomo sistema de navegación y servicios de posicionamiento, al mismo tiempo puede ser interoperable con el GPS y GLONASS, los otros dos sistemas globales de navegación por satélite.

El sistema cosiste de 30 satélites y toda la infraestructura terrestre asociada.




Una de las mayores preocupaciones de los usuarios de los sistemas de navegación satelital es que se han detectado vulnerabilidades y deficiencias en la señal de los sistemas de navegación, es por esto que GALILEO ha contribuido significantemente a reducir estos problemas brindando señales adicionales de navegación desde sistemas independientes y señal en diferentes bandas entre otros.

La gama de posibles aplicaciones de Galileo es muy amplia. Mirando más allá del sector del transporte, sus servicios con orientación comercial se convierten en una herramienta valiosa para casi todos los sectores económicos. La integración con otras tecnologías, tales como la comunicación móvil o ayudas de navegación tradicionales aumentará aún más su potencial.

Aplicaciones muy útiles donde se incluyen servicios sociales a las personas con discapacidad o de edad avanzada, en donde la información es adaptada en el momento, una mejor gestión de todos los medios de transporte, infraestructura y gestión de obras públicas, agrícolas, de manejo del ganado, la coordinación del personal externo, incluso la banca electrónica y la autenticación de comercio electrónico.
Pero el valor de Galileo no se limita a la economía y las empresas. Galileo será un activo clave para la prestación de los servicios públicos. Algunos ejemplos de aplicaciones son: guiar a los invidentes o con movilidad reducida, vigilar a los niños o de enfermos de Alzheimer, ayudar a proteger el medio ambiente, generalizar la agricultura de precisión, ayuda al guía y exploradores de rescate, excursionistas, pescadores ente otros.

¿Cómo funciona?

Galileo comprende una constelación de 30 satélites divididos en tres órbitas circulares, a una altitud de aproximadamente 24.000 Km, que cubren toda la superficie del planeta. Estos están soportados por una red mundial de estaciones terrestres.

Estos 30 satélites (27 operativos + 3 piezas de repuesto), colocados en tres circulares órbita terrestre media (MEO) equivalen a 23 aviones a 222 kilómetros altura sobre la Tierra, y en una inclinación del plano orbital de 56 grados con referencia al plano ecuatorial.



Galileo proporciona una buena cobertura, incluso en las latitudes de hasta 75 grados norte, que corresponde al Cabo Norte, y más allá. El gran número de satélites, junto con la optimización de la constelación, y la disponibilidad de los tres satélites de reserva activa, se asegurará de que la pérdida de un satélite no tiene ningún efecto perceptible sobre el usuario.

Dos centros de control de Galileo (CMR) están en suelo europeo para establecer el control de los satélites y para realizar la gestión de misiones de navegación. Los datos proporcionados por una red mundial de estaciones de Galileo (GSSs) se enviarán a los Centros de Control a través de una red de comunicaciones redundantes. El GCC utilizará los datos de las estaciones para calcular la información sobre la integridad y para sincronizar el reloj de todos los satélites con los relojes de estaciones en tierra. El intercambio de datos entre los centros de control y los satélites se realizará a través de las estaciones de enlace ascendente. Cinco estaciones de banda S de enlace ascendente y 10 estaciones de banda C de enlace ascendente, se instalarán en todo el mundo para este fin.

Estos permiten determinar las coordenadas geográficas y la altitud de un punto dado como resultado de la recepción de señales provenientes de constelaciones de satélites artificiales de la Tierra para fines de navegación, transporte, hidrográficos, agrícolas, y otras actividades afines.
Un sistema de navegación basado en satélites artificiales puede proporcionar a los usuarios información sobre la posición y la hora (cuatro dimensiones) con una gran exactitud, en cualquier parte del mundo, las 24 horas del día y en todas las condiciones climatológicas.

¿En qué estado se encuentra?

El primer satélite fue lanzado el 28 de diciembre de 2005 y se espera que el sistema esté completamente operativo a partir de este año (2010, dos años más tarde de lo inicialmente previsto). Galileo será compatible con la próxima generación de NAVSTAR-GPS que estará operativa antes del 2012. Los receptores podrán combinar las señales de 30 satélites de Galileo y 28 del GPS, aumentando la precisión de las medidas.
La gama de posibles aplicaciones de Galileo es muy amplia. Mirando más allá del sector del transporte, sus servicios con orientación comercial, se convierten en una herramienta valiosa para casi todos los sectores económicos. Integración con otras tecnologías, tales como la comunicación móvil o ayudas de navegación tradicionales aumentará aún más su potencial.
La Comisión Europea anunció que tres de los cinco servicios ofrecidos por el sistema estarán disponibles a principios de 2014: el servicio abierto, el servicio público regulado y la búsqueda de personas y salvamento. El servicio de Seguridad y el Servicio Comercial se pondrá a prueba a partir de 2014 y se le proporcionará el sistema alcanza su plena capacidad operativa con los 30 satélites.

Tuesday 13 April 2010

Iridium

En qué consiste?

Este servicio fue lanzado el 1 de noviembre de 1998, financiado principalmente por Motorola. La primera llamada desde Iridium fue realizada por Al Gore, cuando entonces fue Vicepresidente de los Estados Unidos.

La constelación de satélites “Iridium” es un largo grupo utilizado para proveer cobertura de voz y datos para teléfonos satelitales, localizadores y transistores integrados sobre la superficie terrestre. “Iridium Satellite LLC” posee y opera la constelación por sí mismo, a la vez que vende equipo y acceso a los servicios que ellos proveen.

La constelación requiere 66 satélites activos en órbita para completar su constelación un satélite adicional de repuesto es mantenido en órbita en caso de alguna falla.






La conexión satelital “Iridium” incluye tres componentes principales: la red satelital, las estaciones en tierra, los teléfonos satelitales y las unidades de datos.



Mensajes de voz y datos pueden ser enrutados en cualquier parte del mundo. Las llamadas son repetidas del teléfono satelital a una de las unidades de datos en tierra o directamente a uno de los satélites “Iridium”, este a su vez hace la repetición de un satélite a otro y baja a la apropiada estación de datos. La llamada es ahí donde entonces es transferida a la red de voz pública o internet en el momento que se localiza el receptor.



Esta conexión intersatelital hace a Iridium inmune a desastres naturales como huracanes, terremotos que pueden dañar una estación en tierra ya que si una estación en tierra falla o esta dañada la conexión satelital de Iridium permitiría enrutarse a cualquier otra estación.

Cada satélite orbita la tierra en 100 minutos de viaje a 16,832 millas por hora. Le toma 10 minutos de horizonte a horizonte, como los satélites están en constante movimiento podría presentarse que el usuario quede fuera del rango, pero en dicha situación la llamada es administrada mediante el nuevo satélite que viene a la vista.
Cada satélite “Iridium” puede soportar hasta 1100 llamadas en el momento.


En qué estado se encuentra?


En diciembre del año 2000 un grupo de investigadores privados liderados por Dan Colussy adquirieron la operación debido a que esta cayó en la banca rota, esto les fue provechoso porque los activos tenían un costo rondando los $6 billones de dólares y el grupo lo compro por tan solo $25 millones.

- En Marzo del 2001 el servicio de Iridium fue rehabilitado.
- En Junio del 2001 Iridium introdujo el servicio de datos e internet desde satélite.
- Febrero 2001 Iridium anuncio el lanzamiento exitoso de satélites de repuesto.
- Agosto del 2004 el servicio de mensajería corta fue agregada.
- Marzo 2004 una mejora al servicio de fax fue agregada.
- Julio del 2004 se sobrepaso el número de 100000 suscriptores.
- Setiembre del 2005 Iridium proveyó comunicación satelital a los afectados del huracán Katrina.
- Noviembre del 2006 alcanza 169000 suscriptores.
- Febrero del 2007 creció a 183000 suscriptores con ganancias en el primer cuarto de $52.7 millones y se hace el anuncio de los planes de una nueva constelación satelital llamada “Next”.
- Julio del 2007 alcanzan los 203000 suscriptores.
- Abril 2008 alcanzaron los 250000 suscriptores
- Futuro de Iridium
- En febrero del 2007 anunciaron como mencione anteriormente el programa llamado “Iridium NEXT”, que remplazara la actual constelación Iridium con un sistema mucho más poderoso.
- Los nuevos 66 interconectados satélites tendrán compatibilidad con los antiguos teléfonos satélites, el nuevo sistema tendrá interfaz con unidades de poder que le proveerán más ancho de banda.
- Varios sistemas de cámara serán puestos en los satélites para que provean en tiempo real imágenes de la tierra a los clientes.

Sunday 11 April 2010

La red estadounidense GPS.



Introducción

El Sistema de Posicionamiento Global por sus siglas en ingles “GPS” es un sistema de navegación satelitacional que fue desarrollado por el departamento de defensa de los estados unidos “DoD” en los comienzos de los años 70. Inicialmente fue desarrollado para uso militar y posteriormente fue habilitado para los ciudadanos. GPS provee continuo posicionamiento e información del tiempo en cualquier parte del mundo y bajo cualquier condición del tiempo.

Este da servicio a un ilimitado número de usuarios, por razones de seguridad GPS solo funciona como receptor de señal.

Cómo funciona?

Está estructurado de una constelación de 24 satélites, esta constelación conocida como “IOC” que en ingles su significado es “initial operational capability ” fue completada en 1993. Para asegurar una cobertura mundial, Los satélites del GPS se encuentran acomodados de manera tal que para un total de 6 orbitas se manejan 4 en cada una de ellas. Con dicha geometría, en esta constelación se pueden mirar de 4 a 10 satélites en cualquier parte del mundo con un ángulo de elevación de grados.

Solo 4 satélites son necesarios para transmitir la información de localización o posicionamiento.


Cómo está estructurada?

GPS consiste de 3 segmentos: el segmento denominado espacio, el segmento de control y el segmento de usuario. El segmento “espacio” consiste de la constelación de los 24 satélites explicados en la sección anterior.

Cada satélite transmite una señal, que tiene los siguientes componentes: 2 transportadores de frecuencia, dos códigos digitales y un mensaje de navegación. Los códigos y el mensaje de navegación son agregados al transportador como una “modulación de doble fase binaria” . El transportador y los códigos son usados principalmente para determinar la distancia de los usuarios en relación al GPS. Los mensajes de navegación contienen entre otras cosas las coordenadas de navegación de los satélites en función del tiempo. Las señales transmitidas son controladas por un reloj atómico altamente preciso a bordo de los satélites.

El segmento de control del GPS consiste de una red de carácter mundial de estaciones de chequeo, con una estación de control maestro localizada en los Estados Unidos específicamente en el estado de Colorado.

Generación de los satélites “GPS”

Se empezó con la construcción de una serie de 11 satélites conocidos como Bloque I, el primer satélite construido en esta serie (y en el sistema GPS) fue lanzado un 22 de Febrero de 1978; el último fue lanzado un 9 de Octubre de 1985. El bloque I fue construido meramente para propósitos experimentales. El ángulo de inclinación de planeación de estos satélites con respecto al ecuador fue de 63 grados, el cual fue modificado en las siguientes generaciones de satélites.

Además el tiempo de vida útil de los satélites del Bloque I fue de 4.5 años, algunos se mantuvieron en servicio por más de 10 anos. El último satélite del Bloque I fue sacado de funcionamiento en noviembre de 1985.

La segunda generación de satélites es conocida como Bloque II/IIA en donde el IIA es una versión avanzada de la del Bloque II, con un incremento en la capacidad de almacenamiento de datos de mensaje de navegación de 14 días del Bloque II a 180 días del Bloque IIA. Esto significa que estos Bloques II y IIA pueden funcionar continuamente, sin soporte de tierra por periodos de 14 a 180 días, respectivamente.

Una nueva generación de satélites, conocidos como Bloque IIR actualmente ha sido lanzada, consisten de 21 satélites con un tiempo de vida útil de 10 anos.






Qué usos se le da?

GPS ha estado por más de dos décadas brindando un posicionamiento exacto en forma y costo efectivo.

GPS ha encontrado varias vías de utilización como por ejemplo en el área industrial en donde se han remplazo métodos convencionales de acción como lo es el manejo de maquinarias en donde son controladas de forma automática, especialmente donde la vida humana se expone a peligros. También los pájaros han sido beneficiados de este tipo de tecnologías en donde se puede conocer las estaciones de migración. De esta manera se les brinda la ayuda como sea requerida.

Área de servicios utilitarios:

El sistema GPS/GIS provee una herramienta eficiente para la creación de mapas. Con la ayuda de GPS, determinar la localización de tuberías de gas, sistemas eléctricos o acueductos son fácilmente identificados, así como sus contribuidores, se identifican fácilmente áreas de reparación, de crecimiento, etc.

Área forestal y de recursos naturales:

Aplicaciones típicas incluyen prevenciones de incendios y control de los mismos, operaciones de cosechas, control de plagas de insectos, determinación de fronteras, fumigación aérea.

Según el gobierno de los Estados Unidos en donde se presentan cientos de incendios por año apuntan a que un eficiente sistema GPS es esencial para evitar catástrofes.

GPS es también importante para el control de plagas y el manejo de áreas de animales de vida salvaje ya que se pueden determinar fácilmente los centros de actividad.

GPS para el manejo preciso de granjas y fincas:

GPS ha revolucionado la administración de granjas y fincas ya que se han innovado métodos para la aplicación de agroquímicos y monitoreo para la recolección de cosechas.

Al integrarse con un sistema de guía área se pueden realizar las aplicaciones de agroquímicos basados en mapas en los lugares exactos con el mínimo de error en el solapamiento de áreas. Esto ayuda que se ahorre la cantidad de agroquímicos y combustible en dichas aplicaciones.

GPS para la ingeniería civil:

Los ingenieros civiles se han visto grandemente beneficiados de este tipo de tecnologías ya que pueden determinar con exactitud la construcción de carreteras, movimiento de tierras, estabilidad de estructuras, deformación de represas, puentes y antenas de repetidoras de televisión.

Bibliografía.

Introduction to GPS, The global Positioning System, Ahmed EI-Rabbany.