Hispanopedia WikiUn receptor GNSS por software es un receptor del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) que ha sido diseñado e implementado utilizando estaciones de radio definidas por software .
Un receptor GNSS, en general, es un dispositivo electrónico que recibe y procesa digitalmente las señales de una constelación de satélites de navegación para proporcionar la posición, la velocidad y la hora (del receptor).
Los receptores GNSS se han implementado tradicionalmente en hardware: un receptor GNSS de hardware se concibe como un chip dedicado que ha sido diseñado y construido (desde el principio) con el único propósito de ser un receptor GNSS.
En un receptor GNSS por software, todo el procesamiento digital lo realiza un microprocesador de propósito general . En este enfoque, aún se requiere una pequeña cantidad de hardware económico, conocido como interfaz , que digitaliza la señal de los satélites. El microprocesador puede entonces procesar este flujo digital sin procesar para implementar la funcionalidad GNSS.
Receptores GNSS de hardware frente a software
Al comparar los receptores GNSS basados en hardware y software , se pueden encontrar una serie de ventajas e inconvenientes en cada enfoque:
- En general, los receptores GNSS de hardware son más eficientes desde el punto de vista de la carga computacional y el consumo de energía, ya que han sido diseñados de forma altamente especializada con el único propósito de implementar el procesamiento GNSS.
- Los receptores GNSS por software ofrecen una gran flexibilidad: muchas funciones del receptor pueden modificarse únicamente mediante software. Esto proporciona al receptor capacidades adaptativas, según las necesidades del usuario y las condiciones de trabajo. Además, el receptor puede actualizarse fácilmente mediante software. [ 1 ]
- Bajo ciertas condiciones, los receptores GNSS por software pueden resultar más rentables para algunas aplicaciones, siempre que se disponga de suficiente potencia de cálculo (y esta pueda compartirse entre varias aplicaciones). Por ejemplo, el microprocesador de un teléfono inteligente puede utilizarse para proporcionar navegación GNSS, requiriendo únicamente una interfaz de usuario (en lugar de un receptor de hardware completo y más costoso).
Actualmente, la mayor parte del mercado de receptores GNSS se basa en hardware . Sin embargo, ya existen soluciones operativas basadas en software que pueden ejecutarse en microprocesadores de bajo costo. Se prevé que los receptores GNSS basados en software aumenten su cuota de mercado, o incluso lo dominen, en un futuro próximo, gracias al desarrollo de las capacidades de procesamiento de los microprocesadores ( Ley de Moore ).
Comparación de implementaciones GNSS SDR
- Galileo Satellite Navigation LTD.- GSN :
- Modelo de negocio: licencia de propiedad intelectual principal + regalías.
- Desarrollo
- Lenguaje de programación: C
- Interfaz de usuario - NMEA
- Soporte de hardware:
- Plataformas
- PC - Windows
- PC - Linux
- CEVA - Familia XC
- CEVA - TL3/4
- Cadencia (Tensilica) - BBE16/32
- RF FE
- MÁXIMA
- Comité ejecutivo nacional
- Plataformas
- Compatibilidad con señales GNSS/SBAS:
- Características:
- Adquisición: sí
- Seguimiento: sí
- Generando observable de pseudorango: sí
- Decodificación de datos de navegación: sí
- Estimación de posición: sí
- Número máximo de canales en tiempo real demostrados: 16/sistema
- Multicorrelador: sí
- Registro de datos de muestra: sí
- SX3 (anteriormente SX-NSR)
- Información general:
- Publicación: https://gpsworld.com/software-gnss-receiver-an-answer-for-precise-positioning-research
- Desarrollo:
- Lenguaje de programación: C++
- Interfaz de usuario (ninguna, CLI , GUI ): CLI, GUI
- En desarrollo activo (a fecha de: sí (17 de marzo de 2016)
- Organización creadora/patrocinadora: IfEN GmbH, Alemania
- Última versión (versión y fecha): v3.2.1, marzo de 2016
- Primera versión (versión y fecha): v1.0, marzo de 2007
- Soporte de hardware:
- Interfaces de usuario: NavPort, NavPort-4, interfaz de usuario SX3
- Hardware especial del ordenador anfitrión compatible: SIMD (SSE2, SSSE3), CUDA
- Compatibilidad con multinúcleo: sí
- Compatibilidad con señales GNSS/SBAS:
- Características:
- Adquisición: sí (varios algoritmos)
- Seguimiento: sí (varios algoritmos)
- Generando observable de pseudorango: sí
- Generación de observable de fase portadora: sí
- Decodificación de datos de navegación: sí
- Analizador de espectro: sí
- Estimación de posición: sí
- Número máximo de canales en tiempo real demostrados: 490 (canales GPS L1 C/A a una frecuencia de muestreo de 20 MHz, 3 correladores por canal, procesador INTEL Core i7-4970K (sin overclocking)).
- Interfaz de programación de aplicaciones: sí
- Soporte para doble antena: sí
- Monitorización por centelleo: sí
- Multicorrelador: sí
- Registro de datos de muestra: sí
- Mitigación de trayectos múltiples : sí (varios algoritmos)
- Información general:
- GNSS-SDRLIB
- Información general:
- Publicación:
- Licencia de software : Licencia pública general GNU 2+
- Desarrollo:
- Lenguaje de programación: C
- Interfaz de usuario (ninguna, CLI , GUI ): CLI, GUI.
- Número de desarrolladores: 1?
- En desarrollo activo (a fecha de: sí (25 de septiembre de 2013)
- Organización creadora/patrocinadora: Universidad de Ciencias y Tecnología Marina de Tokio, Japón
- Última versión (versión y fecha):
- Primera versión (versión y fecha):
- Soporte de hardware:
- Componentes frontales: NSL STEREO v2 y SiGe GN3S Sampler v3
- Hardware especial del ordenador anfitrión compatible: SIMD (SSE2 y AVX)
- ¿Compatible con multinúcleo?:
- Compatibilidad con señales GNSS/SBAS:
- Características:
- Adquisición: sí
- Seguimiento: sí
- Generando pseudorango: sí
- Decodificación de datos de navegación: sí
- Análisis espectral: sí
- Estimación de posición: sí (a través de RTKLIB)
- Número máximo de canales en tiempo real demostrados: ?
- Información general:
- ARAMIS (anteriormente iPRx)
- Versiones:
- Versión académica gratuita
- Receptor del monitor de centelleo ionosférico
- Versión de I+D
- Información general:
- Publicación: http://www.cambridge.org/us/academic/subjects/engineering/communications-and-signal-processing/digital-satellite-navigation-and-geophysics-practical-guide-gnss-signal-simulator-and-receiver-laboratory
- Desarrollo:
- Lenguaje de programación: C++
- Interfaz de usuario : GUI
- En desarrollo activo (a fecha de: sí (noviembre de 2014)
- Organizaciones creadoras/patrocinadoras: iP-Solutions, Japón, JAXA, Japón
- Última versión (fecha): febrero de 2018
- Primera versión (fecha de lanzamiento): abril de 2008
- Soporte de hardware:
- Interfaz de usuario: Eagle, FEM, Simceiver
- Compatibilidad con multinúcleo: sí
- Compatibilidad con señales GNSS/SBAS:
- Características:
- Adquisición: sí
- Seguimiento: sí
- Generando observable de pseudorango: sí
- Generación de observable de fase portadora: sí
- Decodificación de datos de navegación: sí
- Estimación de posición: sí
- Número máximo de canales en tiempo real : 60 (5 correladores por canal)
- Interfaz de programación de aplicaciones: sí
- Soporte para antena dual: sí, para el frontal FEM
- Multicorrelador: sí
- Registro de datos de muestra: sí
- Versiones:
- SoftGNSS v3.0 (también conocido como SoftGPS)
- Información general:
- Publicación: https://www.springer.com/birkhauser/engineering/book/978-0-8176-4390-4
- Código fuente: incluido con el libro.
- Licencia de software : GPL v2
- Receptor de software GNSS no en tiempo real (posprocesamiento)
- Desarrollo:
- Soporte de hardware:
- Interfaz: Muestreador SiGe GN3S v1 (en la versión original del SDR y del controlador). Las señales provenientes de otras versiones del muestreador o de otras interfaces requieren cambios de configuración y, en algunos casos, también pequeños cambios en el código.
- Hardware especial del ordenador anfitrión compatible: no
- ¿Compatible con multinúcleo?: no
- Compatibilidad con señales GNSS/SBAS (versión independiente para cada banda de cada GNSS):
- GPS : L1CA
- Características:
- Adquisición: sí
- Seguimiento: sí
- Generando observable de pseudorango: sí
- Generación de observable de fase portadora: no
- Decodificación de datos de navegación: sí
- Estimación de posición: sí
- Información general:
- GNSS-SDR , un receptor definido por software GNSS de código abierto.
- Información general:
- Licencia de software : GPL v3
- Desarrollo:
- Lenguaje de programación: C++
- Interfaz de usuario (ninguna, CLI , GUI ): CLI.
- Número de desarrolladores: 26 (a lo largo del proyecto)
- En desarrollo activo (a fecha de: sí (8 de enero de 2021)
- Creador/organización patrocinadora: Centre Tecnològic de Telecomunicacions de Catalunya
- Última versión (versión y fecha): 0.0.14 (enero de 2021)
- Primera versión (versión y fecha): 11 de marzo de 2011, primer commit de SVN.
- Soporte de hardware:
- Front-ends: compatibles con UHD ( familia USRP ), compatibles con OsmoSDR (adaptadores USB basados en RTL2832, bladeRF, HackRF One), SiGe GN3S Sampler v2, AD-FMCOMMS2-EBZ
- Hardware especial del ordenador anfitrión compatible: SIMD (a través de VOLK y VOLK_GNSSSDR), CUDA
- ¿Compatible con multinúcleo?: Sí
- Compatibilidad con señales GNSS/SBAS:
- Características:
- Adquisición: sí (varios algoritmos)
- Seguimiento: sí (varios algoritmos)
- Generando observable de pseudorango: sí
- Generación de observable de fase portadora: sí
- Decodificación de datos de navegación: sí
- Estimación de posición: sí
- Número máximo de canales en tiempo real demostrados: > 100
- Formatos de salida: RINEX , KML , GPX , GeoJSON , NMEA , RTCM , resultados intermedios almacenados en archivos binarios .mat legibles desde MATLAB y Octave , y desde Python a través de h5py.
- Información general:
- GRID , Dispositivo Generalizado de Interfusión por Radionavegación
- Información general:
- Licencia de software : Comercial
- Publicación: El GNSS definido por software está listo para su lanzamiento.
- Contacto: Laboratorio de Radionavegación , Locus Lock
- Desarrollo:
- Lenguaje de programación: C++
- Plataformas: Linux, Windows, MacOS
- Interfaz de usuario (ninguna, CLI , GUI ): CLI.
- Número de desarrolladores: 15 (a lo largo del proyecto)
- En desarrollo activo (a fecha de: sí (28 de abril de 2023)
- Organización creadora/patrocinadora: Universidad de Texas en Austin
- Última versión (versión y fecha): versión anual de 2022
- Primera versión (versión y fecha): 1 de julio de 2008
- Soporte de hardware:
- Interfaces de usuario: Varias y, en la práctica, cualquiera.
- Hardware especial del ordenador anfitrión compatible: Intel SIMD (SSE2 a AVX-512), ARM NEON (64 bits y 128 bits)
- ¿Compatible con multinúcleo?: Sí
- Compatibilidad con señales GNSS/SBAS:
- Características:
- Adquisición: sí (varios algoritmos)
- Seguimiento: sí (varios algoritmos)
- Generando observable de pseudorango: sí
- Generación de observable de fase portadora: sí
- Decodificación de datos de navegación: sí
- Estimación de posición: sí
- Antenas múltiples: sí
- Cinemática en tiempo real: sí, GRID puede funcionar como una estación base RTK o un receptor móvil con soporte de red integrado, estimación RTK cuando se integra con PpEngine (disponible mediante una licencia aparte).
- Correcciones diferenciales: sí, CNAV y SBAS
- Número máximo de canales en tiempo real: Depende del hardware; 30 en una Raspberry Pi 1 y más de 100 en la mayoría de los ordenadores de sobremesa.
- Formatos de salida: RINEX , KML , archivos .mat de MATLAB , CSV, formato propietario GBX (intercambio binario GRID).
- Aplicaciones actuales: receptor FOTON experimental, varias aplicaciones comerciales GNSS-RO, navegación a bordo de satélites LEO comerciales, navegación de cohetes basada en RTK (lanzamiento a órbita), navegación de vehículos basada en RTK en entornos urbanos, drones basados en RTK, varias estaciones de referencia fijas, monitorización de anomalías de señal.
- Información general:
Referencias
- ↑ Receptores de software en tiempo real , GPS World, 1 de septiembre de 2009 por Pierre-André Farine, Marcel Baracchi-Frei, Grégoire Waelchli, Cyril Botteron
Lecturas adicionales
- Borre, K; Akos, D; Bertelsen, N; Rinder, P; Jensen, SH (2007). Un receptor GPS y Galileo definido por software: un enfoque de frecuencia única . Birkhauser . ISBN 978-0-8176-4390-4.
- Pany, Thomas (2010). Procesamiento de señales de navegación para receptores de software GNSS . Artech House . ISBN 9781608070282.
- Petrovski, Ivan; Tsujii, Toshiaki (2012). Navegación digital por satélite y geofísica: una guía práctica con simulador de señal GNSS y laboratorio de receptores . Cambridge University Press . ISBN 9780521760546.
Enlaces externos
- El software GPS tiene muchas ventajas
- Un punto de partida para aprender sobre GPS con software de código abierto. Archivado el 30 de agosto de 2012 en Wayback Machine.
- Mitigación de los efectos ionosféricos en el posicionamiento GNSS
Categorías :
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