{"id":2862,"date":"2024-03-04T17:07:00","date_gmt":"2024-03-04T17:07:00","guid":{"rendered":"https:\/\/oxts.com\/?p=2862"},"modified":"2025-11-12T13:04:27","modified_gmt":"2025-11-12T13:04:27","slug":"gnss-and-imu-tight-coupling-why-does-it-matter","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oxts.com\/es\/gnss-and-imu-tight-coupling-why-does-it-matter\/","title":{"rendered":"Acoplamiento estrecho de GNSS e IMU: \u00bfpor qu\u00e9 es importante?"},"content":{"rendered":"
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Acoplamiento estrecho de GNSS e IMU: \u00bfpor qu\u00e9 es importante?<\/h3>\n\n \n\n\n \n\n

Cada vez m\u00e1s, las pruebas de veh\u00edculos se trasladan de los terrenos de pruebas a la v\u00eda p\u00fablica. Con la necesidad de que los robotaxis naveguen por entornos urbanos densos, y de que los fabricantes de equipos originales y de primer nivel verifiquen los sensores y sistemas ADAS en carreteras urbanas y rurales, la localizaci\u00f3n precisa se ha convertido en uno de los problemas m\u00e1s importantes a los que se enfrentan las pruebas de automoci\u00f3n en carretera abierta.<\/h5>\n\n\n
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En condiciones de cielo abierto, alcanzar una precisi\u00f3n de cent\u00edmetros es bastante f\u00e1cil para un receptor GNSS moderno. Esto es especialmente cierto cuando se utiliza una estaci\u00f3n base o similar para las correcciones. Sin embargo, puede resultar dif\u00edcil mantener una posici\u00f3n exacta cuando el cielo est\u00e1 parcialmente oscurecido. Edificios, \u00e1rboles, puentes y otros obst\u00e1culos pueden ser problem\u00e1ticos cuando se realizan pruebas en carretera.<\/p>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n \n

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Multitrayectoria<\/h5>\n\n\n
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Otro problema, sobre todo en entornos urbanos, es la tendencia a que las se\u00f1ales de los sat\u00e9lites se bloqueen completamente o se desv\u00eden por los edificios. Las se\u00f1ales \"multitrayectoria\" reflejadas pueden provocar errores significativos en los c\u00e1lculos de pseudodistancia y, por tanto, errores en la posici\u00f3n notificada.<\/p>\n

Una forma de evitarlo es rastrear m\u00e1s sat\u00e9lites.\u00a0Las recientes incorporaciones de los sat\u00e9lites BeiDou y Galileo<\/strong><\/a>\u00a0han significado que los receptores GNSS capaces de rastrear estos sat\u00e9lites adicionales tienen una ventaja significativa sobre los receptores m\u00e1s antiguos que s\u00f3lo son capaces de rastrear GPS y GLONASS. Si un receptor estuviera rastreando cuatro sat\u00e9lites y uno estuviera disponible a trav\u00e9s de una se\u00f1al reflejada, el receptor tendr\u00eda que utilizar esta se\u00f1al defectuosa. Por tanto, tendr\u00eda que calcular una posici\u00f3n incorrecta. Otra posibilidad es que la descarte y no pueda calcular ninguna posici\u00f3n a partir de los tres sat\u00e9lites restantes.<\/p>\n

Si, por el contrario, el receptor fuera capaz de rastrear diez sat\u00e9lites incluyendo una se\u00f1al reflejada, los datos de los otros nueve pueden ser suficientes para que el receptor se d\u00e9 cuenta del error en el d\u00e9cimo y lo descarte. Adem\u00e1s, incluso cuando la multitrayectoria no es un problema, el simple hecho de poder rastrear m\u00e1s sat\u00e9lites en cualquier regi\u00f3n del cielo hace que mantener la visibilidad del n\u00famero m\u00ednimo (cuatro para el modo SPS o seis para RTK) de sat\u00e9lites sea mucho m\u00e1s f\u00e1cil cuando el cielo est\u00e1 parcialmente obstruido.<\/p>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n

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\u00bfOtra soluci\u00f3n?<\/h5>\n\n\n
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Otra forma de evitarlo es\u00a0Acoplamiento estanco de GNSS e IMU<\/strong>. Una vez fijada la posici\u00f3n inicial, la IMU puede utilizarse para restringir otras soluciones de sat\u00e9lite v\u00e1lidas. Esto garantiza que, en la medida de lo posible, s\u00f3lo se utilicen se\u00f1ales directas y se descarten las se\u00f1ales multitrayecto.<\/p>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n

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\u00bfC\u00f3mo funciona el acoplamiento compacto?<\/h3>\n\n \n\n\n \n\n

Como ejemplo de c\u00f3mo funciona, imagine un veh\u00edculo que se desplaza delante de un gran edificio acristalado. <\/h5>\n\n\n
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Al hacerlo, las se\u00f1ales de los sat\u00e9lites rastreados empiezan a recibirse directamente y se conoce la posici\u00f3n. El c\u00e1lculo aproximado de la IMU (m\u00e1s un error para tener en cuenta la desviaci\u00f3n de la IMU) permite calcular la posici\u00f3n \"m\u00e1s probable\" del veh\u00edculo. Si la se\u00f1al se recibe a trav\u00e9s de uno de los lados del edificio, la posici\u00f3n calculada debido a este error \"multitrayectoria\" estar\u00e1 fuera de esta posici\u00f3n m\u00e1s probable, por lo que esta mala se\u00f1al puede descartarse.<\/p>\n

Adem\u00e1s, cuando se necesitan cuatro sat\u00e9lites para mantener una posici\u00f3n fija (y un m\u00ednimo de seis para mantener RTK), los sat\u00e9lites individuales pueden seguir proporcionando datos de posici\u00f3n \u00fatiles que pueden reducir la deriva de la IMU. Esta \"ayuda de un solo sat\u00e9lite\" puede utilizarse para mantener la posici\u00f3n cuando se dispone de tres o menos sat\u00e9lites y tambi\u00e9n ayuda con el \"reajuste inercial\", donde el bloqueo RTK puede adquirirse m\u00e1s r\u00e1pidamente despu\u00e9s de pasar por debajo de alg\u00fan obst\u00e1culo, como un puente o un t\u00fanel.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n

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A estos dos modos de acoplamiento estrecho los denominamos gx e ix. En conjunto, el acoplamiento estrecho gx\/ix tiene una ventaja significativa sobre un sistema poco acoplado en entornos urbanos densos, donde son m\u00e1s frecuentes las multitrayectorias y los cielos obstruidos.<\/p>\n

OXTS ha llevado recientemente su gx\/ix tight coupling a las cuatro constelaciones para ofrecerle lo mejor de ambas soluciones posibles. Para probarlo, se realiz\u00f3 un viaje por el centro de Londres. El trayecto incluy\u00f3 t\u00faneles y densos ca\u00f1ones urbanos (v\u00e9ase m\u00e1s abajo).<\/p>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n

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Figura 1: una carretera de un solo carril adyacente a edificios de 500 m de altura.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Figura 2: una vista del cielo desde la misma carretera de un solo carril.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n

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Los datos recogidos durante la conducci\u00f3n se postprocesaron en diferentes modos de posici\u00f3n:<\/p>\n

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  1. modo receptor, en el que el receptor GNSS calcula la posici\u00f3n a partir de los sat\u00e9lites disponibles (d\u00e9bilmente acoplado)<\/li>\n
  2. modo gx\/ix acoplado con seguimiento de las cuatro constelaciones<\/li>\n
  3. modo mixto en el que se combinan el modo receptor y el gx\/ix para ofrecer lo mejor de ambos<\/li>\n<\/ol>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n \n
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    Figura 3: secci\u00f3n cercana al edificio Gherkin<\/p>\n\n\n\n

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    A trav\u00e9s de la ciudad de Londres, un denso ca\u00f1\u00f3n urbano de carreteras de un solo carril rodeadas por todos lados de altos edificios con fachadas de cristal, ni siquiera un sistema de navegaci\u00f3n integrado que siguiera las cuatro constelaciones (indicado por la l\u00ednea verde en la figura 3) fue capaz de mantener una posici\u00f3n fija fiable. A trav\u00e9s de la carretera que se muestra en las figuras 1 y 2 (junto al edificio Gherkin), el sistema poco acoplado depend\u00eda a menudo del c\u00e1lculo de la IMU para determinar la posici\u00f3n y, en otras ocasiones, experimentaba grandes saltos en la posici\u00f3n debido a la multitrayectoria.<\/p>\n

    Cuando se procesa en modo mixto (indicado por la l\u00ednea roja de abajo), se puede ver que la posici\u00f3n mantuvo la precisi\u00f3n a nivel de carril incluso durante esta secci\u00f3n m\u00e1s dif\u00edcil, y calcul\u00f3 menos de un metro de error. A modo de comparaci\u00f3n, el modo receptor calcul\u00f3, de media, m\u00e1s de un metro y medio de error (y en este tramo en concreto, incluso peor). Por lo tanto, el modo mixto que incorpora el acoplamiento estrecho quad gx\/ix le ofrece lo mejor de ambos mundos y puede proporcionar datos precisos incluso en las zonas m\u00e1s dif\u00edciles.<\/p>\n\n <\/div>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n\n

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    M\u00e1s informaci\u00f3n sobre la tecnolog\u00eda de acoplamiento herm\u00e9tico OXTS gx\/ix\u2122.<\/h3>\n\n \n\n\n \n\n\n\n
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