Fuentes de Errores

El error del NAVSTAR-GPS se expresa como el producto de dos magnitudes, a saber:

·        UERE: es el error equivalente en distancia al usuario, se define como un vector sobre la línea vista entre el satélite y el usuario resultado de proyectar sobre ella todos los errores del sistema.

o       Este error es equivalente para todos los satélites.

o       Se trata de un error cuadrático medio.

·        DOP (Dilution Of Precision): depende de la geometría de los satélites en el momento del cálculo de la posición. No es lo mismo que los 4 satélites estén muy separados (mejor precisión) que los satélites estan más proximos (menor precisión). El DOP se divide en varios términos:

o       GDOP (Geometric DOP), suministra una incertidumbre como consecuencia de la posición geométricade los satélites y de la precision temporal.

o       PDOP (Position DOP), incertidumbre en la posición debido únicamente a la posición geométrica de los satélites.

o       HDOP (Horizontal DOP), incertidumbre en la posición horizontal que se nos dá del usuario.

o       VDOP (Vertical DOP), suministra una información sobre la incertidumbre en la posición vertical del usuario.

Las principales fuentes de error son las siguientes:

·        Error en el cálculo de la posición del satélite.

·        Inestabilidad del reloj del satélite.

·        Propagación anormal de la señal (velocidad de propagación no es constante).

Estos errores se corrigen a través de diferentes modelos que son transmitidos en el mensaje de navegación a los usuarios. Veremos como es el ruido del receptor el que se convierte en una de las principales fuentes de error del sistema.

Error en el cálculo de la posición de los satélites

Los satélites se desvían de las órbitas calculadas por diferentes razones, entre estas podemos citar:

·        Por la variación del campo gravitatorio.

·        Debido a variaciones en la presión de la radiacción solar.

·        Debido a la fricción del satélite con moléculas libres.

Se ha estimado que las efemérides calculan la posición de los satélites con una precisión de 20 metros. Para disminuir (e incluso evitar) esta fuente de error se han construido varios algoritmos basados en datos experimentales (empíricos), los coeficientes de estos algoritmos se transmiten al usuario a través del mensaje de navegación para que se reduzca el error debido a esta fuente de error.

Errores debidos a inestabilidades del reloj del satélite

Los satélites emplean relojes atómicos muy precisos, pero con el paso del tiempo pueden presentar alguna deriva. En el mensaje de navegación uno de los parámetros que se enviaban era el estado del reloj del satélite para tener controlado su funcionamiento.
Debido a que el satélite está situado en un campo gravitatorio más débil se produce un adelanto del reloj y como consecuencia de la mayor velocidad que lleva el satélite se produce un retraso del reloj. Sobre estos dos efectos predomina el adelanto, por esto se diseñan para que en la superficie terrestre atrasen y al ponerlos en órbita funcionen bien, pero no se consigue totalmente debido a efectos relativistas. Todos los coeficientes se envian al usuario a través del mensaje de navegación y así la corrección de esta fuente de error es casi total.

 Errores debidos a la propagación de la señal

Hemos supuesto que la velocidad de propagación de la señal es constante, pero esto no es cierto. Especialmente cuando la señal se transmite por la ionosfera y la troposfera. Por tanto las distancias medidas no son las distancias reales.
El efecto más importante se produce en la propagación por la ionosfera, este puede llegar a ser de hasta 100 metros. Para correguir este error los receptores civiles (códigos C/A y 1 sola frecuencia) usan modelos empíricos caracterizados por parámetros dependientes de la hora, latitud, estación...  

        En general los errores de rango de las señales de los satélites se ven multiplicado por el valor de GDOP  para estimar la posición resultante o el error en el tiempo. El valor GDOP (ECEF XYZ DOP) puede ser rotado en un sistema Norte-Este-Abajo (NED North-East-Down) para producir valores de dilución de la posición en los planos vertical y horizontal.
 

Mientras que cada uno de estos componentes GDOP puede ser calculados individualmente, ellos son calculados a partir del mismo GDOP y no son independientes entre sí. Por ejemplo un TDOP muy alto causará errores en el reloj que finalmente puede causar errores en la posición.