Un revolucionario sistema mejora la precisión del GPS

La investigación, dirigida por Jay Farrell, profesor y director de ingeniería eléctrica e informática en la Facultad de Ingeniería de la UCR, fue publicada en Transactions on Control Systems Technology.

Un nuevo sistema optimizado informáticamente para procesar los datos del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) mejora la precisión de la ubicación del nivel de un metro a unos pocos centímetros.

   La optimización desarollada por investigadores de la Universidad de California, Riverside, será utilizado en el desarrollo de vehículos autónomos, la mejora de la aviación y sistemas de navegación navales, y tecnologías de precisión. También permitirá a los usuarios acceder a los datos de localización de precisión centimétrica a través de sus teléfonos móviles y dispositivos portátiles, sin aumentar la demanda de potencia de procesamiento.

   La investigación, dirigida por Jay Farrell, profesor y director de ingeniería eléctrica e informática en la Facultad de Ingeniería de la UCR, fue publicada en Transactions on Control Systems Technology. El enfoque incluye la reformulación de una serie de ecuaciones que se utilizan para determinar la posición de un receptor GPS, lo que resulta en la reducción de esfuerzo computacional que se requiere para alcanzar la precisión de centímetros.

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   Concebido en la década de 1960, el GPS es un sistema de navegación basado en el espacio que permite a un receptor calcular su ubicación y velocidad, midiendo el tiempo que se necesita para recibir señales de radio a partir de cuatro o más satélites. Debido a diversas fuentes de error, el GPS estándar produce mediciones de la posición con márgenes de error de aproximadamente 10 metros.

   El GPS diferencial (DGPS), que mejora el sistema a través de una red de estaciones de referencia fijas con base en tierra, ha mejorado la precisión hasta aproximadamente un metro. Sin embargo, no es suficiente para soportar las tecnologías emergentes, como los vehículos autónomos, agricultura de precisión, y aplicaciones relacionadas.

   «Para satisfacer tanto las necesidades de automatización y seguridad de los coches sin conductor, algunas aplicaciones necesitan saber no sólo en qué carril circula un coche, sino también donde se encuentra en ese carril, y necesitan saberlo de forma continua a tasas elevadas y con gran ancho de banda durante toda la duración del viaje«, dijo Farrell, cuya investigación se centra en el desarrollo de métodos de control y navegación avanzadas para vehículos autónomos.

   Farrell dijo que estos requisitos se pueden lograr mediante la combinación de mediciones de GPS con datos de una unidad de medición inercial (IMU) a través de un sistema de navegación interna (INS). En el sistema combinado, el GPS proporciona datos para lograr una alta precisión, mientras que la IMU proporciona datos para lograr altas velocidades de muestreo y gran ancho de banda de forma continua.

   Hasta ahora, la combinación de GPS e IMU para resolver la ambigüedad en la resolución ha sido computacionalmente costosa, lo que limita su uso en aplicaciones del mundo real. El equipo UCR ha cambiado eso, desarrollando un nuevo enfoque que resulta en un información de posicionamiento de alta precisión con varios órdenes menso de magnitud de cálculos.

EP

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