Posicionamiento preciso de puntos

Las observaciones directas son datos que el receptor GPS puede medir por sí mismo. Todos los dispositivos GPS miden la fase de la señal utilizando el mensaje de sincronización codificado en la señal GNSS.

Una variable observable directa adicional para PPP es la fase de la portadora , es decir, si la onda de esa señal está "ascendiendo" o "descendiendo" en un momento dado. En términos generales, la fase puede entenderse como los dígitos después del punto decimal en el número de ondas entre un satélite GNSS determinado y el receptor. La menor longitud de onda de la portadora (aproximadamente 20 cm) permite un seguimiento más preciso del pseudorango . Sin embargo, la portadora no incluye información sobre cuántos ciclos de portadora han transcurrido realmente, por lo que existe un problema de ambigüedad entera (IAP) que debe resolverse. En PPP, se utiliza la observación continua para generar suficientes datos para una resolución estadística del IAP.

Otro parámetro observable directo adicional importante es el retardo diferencial entre señales GNSS de diferentes frecuencias. Esto resulta útil porque una fuente importante de error de posición es la variabilidad en la forma en que las señales GNSS se ralentizan en la ionosfera , la cual se ve afectada de manera relativamente impredecible por la meteorología espacial . La ionosfera es dispersiva , lo que significa que las señales de diferentes frecuencias se ralentizan en diferentes cantidades. Al medir la diferencia en los retardos entre señales de diferentes frecuencias, el software del receptor (o el procesamiento posterior) puede modelar y eliminar el retardo en cualquier frecuencia. Este proceso es solo aproximado, y persisten fuentes de retardo no dispersivas (en particular, el vapor de agua que se mueve en la troposfera ), pero mejora significativamente la precisión. (El retardo troposférico se puede estimar en el algoritmo de posicionamiento junto con la posición y la deriva del reloj del receptor). ^{[ 2 ]}

Para receptores de frecuencia única, la corrección ionosférica en tiempo real se puede lograr descargando mapas de contenido electrónico (TEC) de GDGPS o IGS. La precisión es peor en comparación con el caso de doble frecuencia. ^{[ 3 ]}

Las efemérides son mediciones precisas de las órbitas de los satélites GNSS, realizadas por la comunidad geodésica (el Servicio Internacional GNSS y otras organizaciones públicas y privadas) mediante redes globales de estaciones terrestres. La navegación por satélite se basa en el principio de que se conocen las posiciones de los satélites en cualquier momento, pero en la práctica, los impactos de micrometeoritos , las variaciones en la presión de la radiación solar , etc., hacen que las órbitas no sean perfectamente predecibles. Las efemérides que transmiten los satélites son pronósticos anteriores, con hasta unas pocas horas de antigüedad, y son menos precisas (hasta unos pocos metros) que las observaciones cuidadosamente procesadas de la posición real de los satélites. Por lo tanto, si un sistema receptor GNSS almacena observaciones sin procesar, estas pueden procesarse posteriormente con una efeméride más precisa que la contenida en los mensajes GNSS, lo que permite obtener estimaciones de posición más exactas que las que se podrían lograr con los cálculos estándar en tiempo real. Esta técnica de posprocesamiento ha sido durante mucho tiempo un estándar para las aplicaciones GNSS que requieren alta precisión.

El Servicio Internacional GNSS (IGS) utiliza su red global de estaciones de monitoreo para producir efemérides y datos de deriva de reloj de mayor precisión para los satélites GPS. El IGS produce y archiva las estimaciones aproximadas transmitidas por los satélites, una observación y predicción ultrarrápida más precisa publicada cuatro veces al día (~5 cm), datos "rápidos" aún más precisos del posprocesamiento diario (~2,5 cm) y los datos "finales" más precisos publicados semanalmente (~2,5 cm). La predicción ultrarrápida se puede utilizar en tiempo real para obtener resultados de mayor precisión. Los demás datos se pueden utilizar sobre los datos GPS registrados para producir resultados aún más precisos a posteriori. Se ofrecen efemérides finales semanales para GLONASS. Todavía se están probando los flujos de datos para sistemas GNSS adicionales. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

El JPL de la NASA opera el sistema GPS diferencial global (GDGPS) mediante una red global de estaciones. El GDGPS difunde correcciones de órbita en tiempo real (una vez por segundo, latencia de ~5 segundos; precisión de ~20 cm) y de reloj, y admite una gama más amplia de redes GNSS además del GPS (GLONASS, BeiDou, Galileo y QZSS). ^{[ 6 ]} El GDGPS alimenta el APPS (Servicio de Posicionamiento Preciso Automático) del JPL, que utiliza estos flujos para aplicar en tiempo casi real el mismo tipo de corrección que antes se realizaba en el posprocesamiento. ^{[ 3 ]} El JPL de la NASA también produce valores de órbita y reloj "ultrarrápidos", "rápidos" y "finales" con mayor latencia pero también mayor precisión para la constelación GPS a través de su servicio GipsyX, un servicio bastante similar a su contraparte IGS. ^{[ 7 ]}

Los sistemas de aumento basados ​​en satélites (SBAS) que cumplen con las normas de la OACI incluyen información sobre el retardo ionosférico, las efemérides y la deriva del reloj en tiempo casi real para uso aeronáutico. Un ejemplo es el Servicio Europeo de Superposición de Navegación Geoestacionaria . ^{[ 9 ]} También existen SBAS diseñados específicamente para PPP: CLAS y MADOCA-PPP del Sistema de Satélites Cuasi-Cenitales , PVS de la Red de Aumento de Posicionamiento del Sur y HAS de Galileo . ^{[ 10 ]}

También se pueden obtener datos de retardo ionosférico y troposférico "finales" de mayor precisión del IGS para su posterior reanálisis. ^{[ 11 ]}