Enfoques Modernizados para el Procesamiento de Líneas de Base de GNSS en Trimble Business Center

 

A partir de la versión 4.00 de TBC, el procesamiento de líneas de base estáticas se realiza mediante un procesador especializado y automatizado. Algunas de las características de este nuevo enfoque son presentadas a continuación:

• Procesamiento de Señales Multifrecuencia y Mixtas: El procesador puede manejar datos de triple frecuencia. También puede operar utilizando solo las frecuencias L2 o L5. Al igual que en los procesadores anteriores de TBC, el nuevo procesador también brinda la capacidad de especificar qué constelaciones utilizar para el procesamiento.
• Múltiples Modos de Procesamiento con Selección Dinámica: El procesador utiliza cinco modos de procesamiento diferentes para producir resultados en el procesamiento de líneas bases con alta confiabilidad y confianza. El software selecciona automáticamente el modo apropiado en función de la longitud de la línea de base y el tiempo de observación.
• Modelado Extendido de la Tropósfera: El procesador aplica el modelado y correcciones troposféricas apropiadas. Las opciones incluyen el modelo extendido, sesgos constantes y variables, modelado relativo y absoluto, y un modelo troposférico de gradiente con correcciones de gradiente a priori.
• Mayor capacidad y eficiencia de procesamiento: El procesador maneja conjuntos de datos brutos GNSS estáticos de manera más eficiente al seleccionar automáticamente los intervalos de época óptimos para el procesamiento.
• Estimaciones de Precisión Ajustadas por Diferencia: El procesador contiene un enfoque actualizado para estimar mejor las diferencias inducidas por los efectos atmosféricos. Estas diferencias se tienen en cuenta en los resultados de precisión del procesamiento GNSS.

 

 

En particular la característica de Múltiples Modos de Procesamiento con Selección Dinámica define los siguientes métodos de procesamiento:

• Modo Multifrecuencia No Combinada: En líneas de base cortas, los efectos atmosféricos en ambos extremos de la línea pueden considerarse similares. Para estos vectores, TBC utiliza un modo multifrecuencia no combinada, que calcula las mediciones de doble diferencia para cada una de las frecuencias disponibles. Este enfoque reduce el error ionosférico, lo cual se ha demostrado como una técnica válida en líneas de base cortas donde cada receptor experimenta efectos atmosféricos similares. El modo tiene un gran número de posibles valores enteros para revisar y también proporciona un menor ruido. TBC también puede incorporar un modelo ionosférico para reducir aún más el error ionosférico y mejorar la precisión.
• Modo Wide Lane: En líneas de base más largas, el software utiliza una combinación lineal de ancho de banda de las mediciones de fase portadora. Este enfoque elimina el error troposférico y reduce el error ionosférico. La técnica de banda amplia produce una longitud de onda más larga (~86 cm), lo que facilita una resolución de ambigüedades más sencilla, pero aumenta el ruido de la señal. El ruido se mitiga utilizando tiempos de observación más largos.
• Modo Combinado: TBC utiliza el modo multifrecuencia no combinada con modelado ionosférico para procesar líneas de base entre 2 y 20 km. Cambia al modo de banda amplia para líneas de base más largas. Si una red incluye algunas líneas más cortas de 20 km y otras líneas más largas de 20 km, los resultados y las estimaciones de precisión pueden parecer inconsistentes. Para abordar esto, Trimble desarrolló un "Modo Combinado" que proporciona una transición suave entre la técnica multifrecuencia no combinada y los modos de banda amplia. El ajuste de la red con longitudes de línea de base no homogéneas puede beneficiarse mediante una escala más pequeña de las estimaciones de error a priori.
• Modo Melbourne-Wübbena: Para líneas de base más largas de 200 km, el procesador utiliza el enfoque Melbourne-Wübbena. Este modo utiliza mediciones de fase portadora de banda amplia combinadas con código de banda estrecha. El enfoque aprovecha las ventajas de la banda amplia para la fijación de enteros al tiempo que elimina los efectos atmosféricos de la solución.
• Modo Mixto de Banda Amplia y Melbourne-Wübbena: Actuando como una transición entre los modos de Banda Amplia y Melbourne-Wübbena, este modo mixto produce una buena confiabilidad. Las estimaciones de precisión son más consistentes entre líneas de diferentes longitudes. Como resultado, en el ajuste de red, los factores de escala a priori pueden ser más pequeños.

 

Experimentos:

Para probar los métodos de procesamiento fueron empleadas diferentes configuraciones de líneas bases GNSS, en función de distancias e intervalos de adquisición. En todos los casos fueron empleadas efemérides transmitidas.

Inicialmente fue realizado un procesamiento de líneas bases con distancias inferiores a 120 m (Figura 1). Cada registro fue realizado con una tasa de adquisición de 1 segundo. Lo resultados son presentados en la Figura 2

 

Figura 1: Líneas bases calculadas

 

Figura 2: Procesamiento de líneas base con tasa de registro de 1 segundo y distancias inferiores a 100 m.

 

De la Figura 2, se puede apreciar que TBC optimizó el procesamiento de líneas bases empleando el modo Multifrecuencia No Combinada, empleando un intervalo de procesamiento de 10 segundos.

En un segundo experimento fue realizada una experiencia con vectores  superiores a 30 km e inferiores a 120 km. En la Figura 3 son presentadas las líneas bases determinadas.

 

Figura 3: Segundo experimento líneas bases medias.

 

En la Figura 4 es presentado el procesamiento de líneas bases optimizado por TBC. Aquí destaca el método de procesamiento Wide Lane y un intervalo de procesamiento de 1 minuto.

 

Figura 4: Procesamiento de líneas bases GNSS, intervalo de procesamiento de 1 minuto y método Wide Lane

 

Para líneas bases muy largas, fue empleada la estación GNSS SNTI de GEOCOM y la estación HLN2 de CSN, la distancia aproximada fue de 212 km. En la Figura 5 es presentada la línea base generada

Figura 5: Línea base de aproximadamente  212 km

 

Los resultados de este procesamiento son presentados en la Figura 6. Aquí destaca un intervalo de procesamiento de 30 segundos y el método Melbourne-Wubbena Lane.

 

Figura 6: Procesamiento de líneas bases GNSS, intervalo de procesamiento de 30 segundos y método Melbourne-Wubbena  Lane

 

Finalmente, una red compuesta por vectores de diferente longitud y tiempos de observaciones en función de cada distancia, fue analizada en función de los métodos de procesamiento disponibles en TBC. La Figura 7 presenta la red estudiada

 

Figura 7: Red GNSS

 

De la Figura 7 son presentados los resultados del procesamiento de 2 líneas bases (Figura 8)

 

Figura 8: Resultados de procesamiento de líneas base GNSS

 

De la Figura 8, son modificados los métodos de procesamiento para cada línea base en función de su longitud, así mismo, son definidos sus intervalos de procesamiento de forma automática.

 

Conclusiones:

Las Figuras 2, 4 y 6, presentan precisión de orden milimétrico y centimétrico para vinculaciones aisladas. En caso de líneas bases más extensas se hace necesario el uso de efemérides precisas para obtener mejores resultados. En el caso de la Figura 8, TBC automatiza el método e intervalo de procesamiento. Así, la optimización en el procesamiento de líneas bases que propone TBC torna más robusto el procesamiento como también sus resultados.