Mensaje de navegaci´ on

La unidad b´asica de datos del mensaje de navegaci´on L1OF GLONASS es el string o l´ınea. ´Este tiene una duraci´on de 2 s y contiene 85 bits de datos m´as una secuencia fija de 30 bits para permitir al receptor lograr el sincronismo. Los primeros 85 y los siguientes 30 bits se transmiten a tasas diferentes. Ver Figura2.11.

Los primeros 1,7 s de la l´ınea se utilizan para transmitir 85 bits de datos a una tasa de 50 bps, utilizando codificaci´on de tipo Manchester bipolar diferencial. Los ´ultimos 0,3 s de la l´ınea est´an ocupados por una palabra de sincronizaci´on (denominada en la traducci´on al ingl´es de la referencia del sistema time mark), equivalente a la palabra de telemetr´ıa de GPS. ´Esta se encuentra formada por una secuencia pseudoaleatoria fija de 30 bits de largo transmitida a 100 bps y utilizando codificaci´on NRZ bipolar. La secuencia utilizada es

Figura 2.12: _{Codificaci´on Manchester bipolar de 50 bps utilizada para transmitir los}

85 bits de datos de las l´ıneas L1OF GLONASS.

la cual corresponde a los primeros 30 bits de la secuencia de largo 31 generada por un registro de desplazamiento de 5 bits con realimentaci´on dada por el polinomio ca- racter´ıstico P(x) = 1 +x3 _+x5_{. De acuerdo con los documentos de especificaci´on del}

mensaje de navegaci´on, el bit 31 de la secuencia de m´aximo largo (un cero) se materializa en los primeros 10 ms del primero de los 85 bits de datos de la l´ınea siguiente, el cual est´a definido que siempre valga cero.

Cada l´ınea cuenta con una palabra de paridad que utiliza c´odigos Hamming para realizar detecci´on y correcci´on de errores. El c´odigo empleado permite la correcci´on de cualquier error simple y la detecci´on de cualquier error doble9.

La combinaci´on de modulaciones utilizadas para los bits de datos (Manchester bipolar a 50 bps) y para la palabra de sincronizaci´on (NRZ bipolar a 100 bps) significa que el mensaje de navegaci´on dof(t) puede tiene transiciones de signo a intervalos de 10 ms, y

un ancho de banda en banda base de 100 Hz. Ver Figura 2.12 y Figura2.13. 9

Llamativamente, la documentaci´on del sistema da a entender que la correcci´on se realiza sobre los datos una vez eliminada la codificaci´on diferencial. Es un hecho conocido que la codificaci´on diferencial tiene problema de multiplicaci´on de errores: dado que para decodificar un bit se requiere tanto el bit codificado actual como el anterior, cualquier error simple en la secuencia recibida se traduce en un error doble en la secuencia decodificada. Esto significar´ıa que la probabilidad de que el algoritmo de correcci´on de errores simples de GLONASS tenga oportunidad de corregir un error simple es pr´acticamente nula.

Figura 2.13:_{Codificaci´on NRZ bipolar de 100 bps utilizada para transmitir la palabra}

Las l´ıneas se agrupan para formar estructuras de datos m´as largas. Unatrama dura 30 s y se encuentra formada por quince l´ıneas consecutivas. Cinco tramas forman a su vez una supertrama, la cual tiene 2,5 minutos de duraci´on.

En cada trama, las l´ıneas de la I a la IV contienen lo que se denominaInformaci´on Inme- diata del sat´elite transmisor. Esto se corresponde aproximadamente con la informaci´on de las subtramas I a III de los sat´elites GPS: informaci´on del tiempo GLONASS, estado operativo, par´ametros del modelo anal´ıtico del reloj de a bordo, y efem´erides orbitales correspondientes al sat´elite transmisor.

La Informaci´on Inmediata se transmite de forma completa con cada trama, por lo que un receptor requiere de entre 3 (mejor caso) y 30 segundos (peor caso sin considerar errores de bit en la demodulaci´on) en recopilar la informaci´on de correcci´on del reloj de a bordo y efem´erides completas del sat´elite transmisor.

La Informaci´on Inmediata transmitida por el sat´elite se repite en cada trama, excepto cuando se producen actualizaciones desde el Segmento de Control del sistema.

Las l´ıneas de la V a la XV corresponden a la Informaci´on no Inmediata, compuesta por la predicci´on de las ´orbitas aproximadas de todos los 24 sat´elites de la constelaci´on, el estado de cada sat´elite, y otra informaci´on adicional como por ejemplo la relaci´on entre el tiempo GLONASS y el tiempo GPS. Esta informaci´on es aproximadamente equivalente a la informaci´on de almanaque transmitido por los sat´elites GPS. Debido a la extensi´on de estos datos la informaci´on se transmite por partes, distribuy´endola a lo largo de todas las tramas de una misma supertrama, siendo necesario 2,5 m para completar una transmisi´on completa de la informaci´on no inmediata.

En este punto cabe se˜nalar que mientras que a los sat´elites GPS les toma 12,5 m para transmitir la totalidad de su informaci´on de almanaque, a los sat´elites GLONASS les insume apenas 2,5 m transmitir la informaci´on no inmediata. La raz´on de esta diferencia radica por un lado en que la constelaci´on GLONASS consiste nominalmente de sola- mente 24 sat´elites, mientras que GPS puede acomodar hasta 32 sat´elites activos en su almanaque, por lo que es menor la cantidad de informaci´on de estado que es necesario transmitir. Por otro lado la informaci´on transmitida por los sat´elites GLONASS utiliza un nivel de precisi´on inferior a la transmitida por los sat´elites GPS: los campos utilizan menos bits en punto fijo, algunas aproximaciones suprimen t´erminos de orden superior, hay informaci´on omitida, etc. Esta econom´ıa significa que los modelos orbitales y de reloj utilizados para determinar la hora y la posici´on del sat´elite transmisor tienen una vida ´util m´as corta que la de sus equivalentes en el sistema GPS, por lo que el Segmento de Control GLONASS actualiza los par´ametros de los mensajes de navegaci´on de todos los sat´elites con una frecuencia mayor que su contraparte occidental.

Figura 2.14:_{Alineamiento entre los per´ıodos de la funci´on de c´odigo GLONASS y los}

bits de datos transmitidos en la se˜nal L1OF.