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Cómo se calcula una posición GNSS

De la hora de salida de una señal a una coordenada, y el origen de los metros de error de un receptor sin corrección.

La medida básica

Cada satélite transmite la hora de salida de su señal y los datos de su órbita, la efeméride, con los que el receptor calcula dónde estaba el satélite en ese instante. El receptor mide el tiempo de viaje de la señal y lo multiplica por la velocidad de la luz: el resultado es una distancia al satélite. Esa distancia se llama pseudodistancia porque incluye el error del reloj del receptor, un oscilador de cuarzo que no está sincronizado con los relojes atómicos de los satélites. Un error de 1 µs en el reloj equivale a 300 m en la distancia.

Tres distancias alcanzarían para fijar tres coordenadas. El error del reloj del receptor agrega una cuarta incógnita, y por eso el mínimo es de cuatro satélites: X, Y, Z y el tiempo. Un receptor multiconstelación usa entre 25 y 35 satélites a la vez y resuelve el sistema sobredeterminado por mínimos cuadrados. La barra de MagnaRTK muestra esa cuenta como usados sobre vistos: «28/34» son 28 satélites en la solución sobre 34 vistos.

Fuentes de error

Errores que acumula la pseudodistancia en una posición autónoma, sin corrección:

Fuente Orden de magnitud Qué la produce
Órbita y reloj del satélite 1 a 2 m La efeméride de transmisión es una predicción
Ionosfera 1 a 10 m Capa de electrones que retrasa la señal según la frecuencia
Troposfera 0,5 a 2 m Vapor de agua y presión en los primeros 10 km
Multitrayecto 0,1 a 3 m La señal rebota en techos, paredes y suelo antes de llegar
Ruido del receptor 0,1 a 1 m Electrónica y antena

Los valores de la tabla son órdenes de magnitud de la bibliografía general. El efecto de conjunto lo medimos con el prototipo de septiembre (un receptor UC6580 de consumo): el 09/10/2026, en el techo de pruebas, la posición autónoma derivó 1,63 m por hora. Para el LG290P, el módulo GNSS de MagnaRTK, la hoja de datos de Quectel indica 0,7 m en horizontal y 2,5 m en vertical en modo autónomo.

Código y fase

El código es la secuencia pseudoaleatoria que modula la señal; la pseudodistancia medida sobre el código tiene un ruido de decímetros a metros. La fase de la portadora se mide en fracciones de ciclo: la longitud de onda de L1 es de unos 19 cm, y el receptor resuelve milímetros. La fase no dice cuántos ciclos enteros hay entre el satélite y la antena. Esa cantidad desconocida es la ambigüedad, y su resolución separa una solución flotante de una fija. Se desarrolla en RTK: fijo y flotante.

Varias bandas

El retraso ionosférico depende de la frecuencia. Con dos o más bandas el receptor combina las medidas y elimina casi todo ese retraso; un receptor de una sola banda tiene que estimarlo con un modelo. Según su hoja de datos (Quectel, versión 1.3), el LG290P tiene 1.040 canales de seguimiento para cuatro constelaciones en varias bandas. Las bandas y las señales están en Constelaciones, bandas y señales.

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