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8  Sistemas Globales de Navegación por Satélite (GNSS)

8.1 Principio de funcionamiento

Un receptor GNSS calcula su posición midiendo la distancia a varios satélites cuya posición conoce gracias a las efemérides. Como el reloj del receptor no es perfecto, la incógnita del tiempo se suma a las tres de posición: se necesitan al menos cuatro satélites (Hofmann-Wellenhof et al., 2008).

\[ P_i = \rho_i + c\,(\delta t_r - \delta t^{s}_i) + I_i + T_i + M_i + \varepsilon_i \tag{8.1}\]

donde \(P_i\) es la pseudodistancia, \(\rho_i\) la distancia geométrica, \(c\) la velocidad de la luz, \(\delta t\) los errores de reloj, \(I\) y \(T\) los retardos ionosférico y troposférico, \(M\) el multitrayecto y \(\varepsilon\) el ruido.

8.2 Las constelaciones en 2026

Tabla 8.1: Constelaciones GNSS a octubre de 2026
Sistema Operador Estado (oct-2026)
GPS Estados Unidos 32 satélites operativos; GPS III SV10, último de su serie, lanzado en abril de 2026. Sigue la serie GPS IIIF.
Galileo Unión Europea Constelación completa según diseño desde 2025. Servicio de Alta Precisión (HAS) gratuito por la señal E6-B (EUSPA, 2023).
GLONASS Rusia 27 satélites en constelación (22 en uso a septiembre de 2026).
BeiDou-3 China Cobertura global desde 2020; 50 satélites operativos informados en 2026.
QZSS / NavIC Japón / India Regionales, sin cobertura útil en Chile.

Señales modernas

  • L1 C/A, L1C y E1: señales civiles interoperables en la banda L1.
  • L2C: segunda frecuencia civil de GPS.
  • L5 / E5a / B2a: banda protegida para aviación; mejora la eliminación del retardo ionosférico.
  • E6: señal de Galileo que transmite las correcciones HAS.
NotaSBAS en Chile

No hay un sistema de aumentación basado en satélites (SBAS) operativo para Chile. El proyecto regional SACCSA no llegó a operar. Por eso los receptores de navegación muestran precisiones métricas sin corrección diferencial.

8.3 Fuentes de error y su orden de magnitud

Tabla 8.2: Errores GNSS
Fuente Magnitud típica Mitigación
Ionosfera 2–10 m (mayor en máximo solar) Doble frecuencia, modelos, diferenciación
Troposfera 2–3 m en el cenit Modelos (Saastamoinen), estimación
Relojes y órbitas 1–2 m (navegación) Productos precisos IGS, diferenciación
Multitrayecto 0,5–2 m en código; cm en fase Antena choke ring, buen emplazamiento
Geometría (DOP) Multiplica los errores Planificar sesiones con PDOP < 3

8.4 Métodos de posicionamiento

Tabla 8.3: Métodos de posicionamiento GNSS
Método Precisión típica Tiempo Requiere
Autónomo (navegación) 2–5 m Instantáneo Un receptor
DGNSS 0,3–1 m Instantáneo Base o servicio diferencial
Estático diferencial 3–5 mm + 0,5 ppm 30 min a horas Base (CORS SIRGAS-Chile) y postproceso
RTK 1–2 cm + 1 ppm Segundos Base o red con enlace de radio/NTRIP
PPP 2–10 cm (convergencia) 20–60 min Órbitas y relojes precisos
PPP-HAS (Galileo) ~20 cm H / 40 cm V 10–30 min Receptor compatible con E6 
flowchart TD
  A{¿Precisión requerida?} -->|metros| B[Autónomo]
  A -->|decímetros| C[PPP / HAS / DGNSS]
  A -->|centímetros| D{¿Tiempo real?}
  D -->|Sí| E[RTK con base propia<br>o red comercial NTRIP]
  D -->|No| F[Estático + postproceso<br>con CORS SIRGAS-Chile]
  A -->|milímetros| G[Estático de larga duración<br>con efemérides precisas]

8.5 Flujo de un levantamiento estático en Chile

  1. Planificación: revisar disponibilidad de satélites y PDOP; identificar las CORS SIRGAS-Chile más cercanas en https://www.sirgaschile.cl.
  2. Terreno: instalar el receptor sobre el punto, medir la altura de antena y registrar el número de serie y el tipo de antena.
  3. Descarga: convertir los datos a RINEX y descargar el RINEX de las CORS para el mismo periodo.
  4. Postproceso: procesar líneas base con software del fabricante o libre (RTKLIB), fijando las CORS con sus coordenadas en SIRGAS-Chile 2025.0.
  5. Época: si la observación se hizo en 2026.8, las coordenadas resultantes deben llevarse a la época 2025.0 o declararse en la época de observación.
  6. Informe: coordenadas, precisiones, ambigüedades resueltas, CORS usadas y época.

8.6 Precisión y exactitud

  • Precisión: dispersión de mediciones repetidas.
  • Exactitud: cercanía al valor verdadero.

Un RTK puede ser muy preciso (1 cm de dispersión) y a la vez inexacto si la base tiene coordenadas en un marco o época equivocados. Este error sistemático es frecuente en Chile cuando se mezclan coordenadas de distintas épocas. En Capítulo 27 se calcula la exactitud posicional con el estándar NSSDA (Federal Geographic Data Committee, 1998).

8.7 Preguntas de repaso

  1. ¿Por qué se necesitan cuatro satélites como mínimo?
  2. ¿Qué ventaja tiene la señal L5 para eliminar el error ionosférico?
  3. Un contratista entrega puntos RTK con una base cuyas coordenadas vienen de un GPS navegador. ¿Qué tipo de error esperas y de qué magnitud?