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Revista Técnica-Científica Perspectivas
ISSN: 1390-7204
Artículo Recibido: 22/12/2019 – Aceptado: 27/12/2019
Estudio del Impacto de la Troposfera sobre la Señal
de GPS L1 en la ciudad de Riobamba
Study of the Effects of the Troposphere on the GPS L1 Signal in
Riobamba city.
Jhonny Álvarez
1,£
, Mónica Zabala
2,Ω
, Jomaira Ruilova
3,δ
, Rodrigo Vinueza
4,ρ
1
Corporación Nacional de Telecomunicaciones, Riobamba, Ecuador.
2
Facultad de Informática y Electrónica, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Riobamba, Ecuador.
3
Colegio de Ingeniería Electrónica e Informática, Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Nanjing, China
4
Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Chimborazo, Riobamba, Ecuador
£
jhonny.alvarez@cnt.gob.ec,
Ω
monica.zabala@espoch.edu.ec,
δ
ruilovajomaira@gmail.com,
ρ
jaime.vinueza@unach.edu.ec
Resumen- El impacto producido por las capas de la atmosfera
sobre la señal emitida desde los satélites han sido analizados y
estudiados con gran importancia ya que es posible evaluar el
efecto producido sobre las señales. Una de las capas de acuerdo a
su composición y características que atenúa gravemente la señal a
altas frecuencias es la troposfera. En el caso del sistema de
posicionamiento global (GPS), su señal sufre un retardo al
atravesar la atmosfera durante el intervalo de tiempo de
transmisión. El 90% del retardo total es debido a los componentes
húmedo y seco de la capa troposférica. El retardo troposférico
depende directamente de la presión atmosférica, la cual se ve
influenciada por el vapor de agua y la temperatura, afectando
gravemente la precisión en el receptor en tierra. El objetivo
propuesto es estimar el retardo que sufre la señal de GPS
considerando las características troposféricas en la ciudad de
Riobamba bajo diferentes circunstancias: días con mayor y menor
humedad, así como la precipitación acumulada basado en el
modelo de Saastamoinen. Se analiza en forma paralela los datos
extraídos de la estación GNSS que forma parte de la Red de
Monitoreo Continuo GNSS de Ecuador (REGME) para valorar
el impacto sobre la precisión en la solución final de
posicionamiento del receptor. Por medio de este proceso, es
posible determinar cómo las condiciones troposféricas afectan a
las señales de los sistemas de comunicación satelital, en este caso
evaluando el sistema de posicionamiento GPS.
Palabras Clave- Sistema de Posicionamiento Global, Efecto
Troposférico, Modelos de Corrección Troposférica, RTKLIB.
Abstract- The impact produced by the layers of the atmosphere
on the signal emitted from the satellites has been analyzed and
studied with great importance since it is possible to evaluate the
effect produced on the signs. One of the layers according to its
composition and characteristics that severely reduces the signal
at high frequencies is the troposphere. In the case of the global
positioning system (GPS), its signal suffers a delay when passes
through the atmosphere during the transmission time interval.
The 90% of the total delay is related to the wet and dry
components of the tropospheric layer. The tropospheric delay
depends directly on the atmospheric pressure, which is influenced
by water vapor and temperature, seriously affecting the accuracy
of the receiver on the ground. The proposed objective is to
estimate the delay suffered by the GPS signal considering the
tropospheric characteristics in Riobamba city under different
circumstances such as days with higher and lower humidity, as
well as accumulated precipitation based on the Saastamoinen
model. The data extracted from the GNSS station that is part of
the Continuous Monitoring Network of Ecuador (REGME) is
analyzed in parallel to assess the impact on accuracy in the final
positioning solution of the receiver. Through this process, it is
possible to determine how the tropospheric conditions affect the
signals of satellite communication systems, in this case evaluating
the GPS positioning system.
Keywords- Global Positioning System, Tropospheric Effect,
Troposffeic Correction Models, RTKLIB.
I. I
NTRODUCCIÓN
La cantidad de sistemas de comunicación que actualmente
interactúan entre si es innumerable provocando interferencias
no deseables que deterioran la calidad de la señal durante su
trasmisión a través del canal de propagación, lo sistemas de
comunicaciones satelital se exponen a factores de atenuación
espaciales de los que incluye la atmosfera y sus diferentes
capas con características diferentes las mismas que inciden de
diversa formar de acuerdo a la configuración del sistema de
comunicación satelital considerando parámetros de
frecuencia, altura de orbita, potencia de transmisión, entre
otras.
En particular, la señal de GPS L1 opera a 1500 MHz y la
altura de la órbita es de 20200 Km. Esto implica que su señal
debe atravesar todas las capas de la atmosfera y la distorsión
que sufre se ve reflejada en la precisión en la solución de
navegación en el receptor GPS. Existen modelos para la
corrección de estos errores introducidas por las capas de la
atmosfera las cuales dependen de parámetros característicos
de cada capa, factores a considerar son los puntos máximos de
radiación la misma que ioniza la ionosfera, así como
condensación de la troposfera son factores primordiales que
determina la atenuación de la señal transmitida. Existen
recomendaciones ITU sobre los valores máximo permitidos
referente a la propagación de las señales en la troposfera y los
modelos de corrección troposféricos. En este trabajo, dichos
Revista Técnico - Cientíca PERSPECTIVAS
e -ISSN: 2661-6688
Fecha de Recepción. 22 - 12 - 2019 Fecha de Aceptación. 27 – 12 – 2019
DOI: Pendiente
Volumen 2, Número 1. (Enero - Junio 2020)