¿A qué distancia han utilizado los satélites un GNSS para el posicionamiento y cómo se degrada la precisión con la altitud?

Los satélites GNSS (al menos los de GPS) están en órbita terrestre media (MEO). Los satélites LEO pueden usar GNSS para el posicionamiento. ¿Sigue siendo esto posible para los satélites en órbitas elípticas, como Molniya? Para los satélites geoestacionarios, todos los satélites GNSS estarán en un ángulo sólido relativamente pequeño (pero aún mucho más grande que el de la Tierra), pero en principio, aún debería ser posible usar GNSS. ¿A qué altura se ha utilizado el posicionamiento basado en GNSS y cómo se degrada la precisión con la distancia a la Tierra, en teoría y en la práctica?

Respuestas (2)

El satélite más lejano que he visto usar GPS es el AO-40, un satélite construido por aficionados. De hecho, hicieron un trabajo de investigación sobre el tema. El documento afirma que pudo lograr una solución de navegación a 60.000 km, que es aproximadamente 1/6 del camino a la luna, y mucho más allá del cinturón de satélites geosincrónicos. Estoy seguro de que hay otros satélites que han demostrado aún más esta tecnología, pero recibir la señal más allá de la constelación GPS es impresionante.

Cabe señalar que este problema es difícil porque las antenas GPS están todas enfocadas en la Tierra, por lo que no se extiende mucha radiación más allá de la constelación GPS. Aún así, se puede hacer, si lo haces con cuidado. Además, ahora hay receptores especiales para la recepción HEO GPS, como los que se pueden encontrar aquí .

Hay al menos una misión que sigue intentando batir el récord más lejos, siendo la misión MMS de la NASA . Han superado el récord de AO-40 para alcanzar los 70,000 km, desde que originalmente escribí esta respuesta.

Correcto, supongo que las antenas de los satélites GPS son direccionales, ¿entonces necesitarías obtener la señal desde el otro lado de la Tierra?
@gerrit: Las antenas aún transmiten un poco de señal más allá de su dirección principal, pero es mucho más débil. Sin embargo, es un problema difícil.
@PearsonArtPhoto Hay algo de ironía en el fondo de su respuesta. Cuanto más alta es la órbita del satélite, más fácil se vuelve usar el GPS. En LEO es doloroso, en órbita geosincrónica funciona bastante bien. Usted menciona implícitamente la razón de esto, las antenas de los satélites GPS apuntan a la Tierra. Por lo tanto, puede usar las señales de los satélites en el otro lado de la Tierra, cuando las antenas apuntan hacia usted y si está lo suficientemente alto como para 'verlas' (con la Tierra en su mayoría fuera del camino). Hay algunos buenos documentos sobre esto, necesito buscarlos ...
@ernestopheles: Descubrí que LEO es bastante fácil, ya que todavía estás por debajo de la constelación GPS. Es cuando llegas a estar sobre la constelación que surgen las dificultades. Tal vez sea más fácil si estás lo suficientemente lejos... Hmmm... Sin embargo, suena interesante.
@ernestopheles Me interesaría mucho ver estos documentos... Nunca antes había escuchado esta caracterización.
FYI, el enlace al receptor HEO GPS está muerto
¿Eso significa que hay una especie de "zona de Ricitos de Oro" GPS orbital? Demasiado cerca y estás en el lado equivocado de los satélites cercanos, pero eclipsado de los lejanos por la Tierra; demasiado lejos y hay muy poca señal disponible, o tal vez los ángulos son demasiado pequeños para derivar una solución adecuada?
Tenga en cuenta que desde entonces MMS ha batido ese récord en 70,000 km (y puede establecer otro récord el próximo año cuando aumente el apogeo).
Puede actualizar su respuesta ahora: ¡el récord ahora es de 70,000 km! consulte space.com/34640-nasa-satellites-gps-world-record.html y sciencedaily.com/releases/2016/11/161104190848.htm

Dado que la oferta para actualizar la respuesta no se aceptó, la publicaré como una nueva respuesta.

A partir del 6 de agosto de 2021, todavía está a 70 135 km sobre la Tierra desde 2015

Fuentes:

El enlace Science Daily contiene:

La misión Magnetosférica Multiescala de la NASA, o MMS, está batiendo récords. MMS ahora tiene el récord mundial Guinness para la fijación de mayor altitud de una señal de GPS. Operando en una órbita altamente elíptica alrededor de la Tierra, los satélites MMS establecieron el récord a 43 500 millas sobre la superficie. Las cuatro naves espaciales MMS incorporan mediciones de GPS en sus sistemas de seguimiento precisos, que requieren cálculos de posición y órbita extremadamente sensibles para guiar formaciones de vuelo cerradas.

Del arreglo de GPS de mayor altitud de GuinessWordRecords.com :

  • Quién: MMS NAVEGADOR GPS RECEPTOR
  • Qué: 70.135 KILÓMETROS
  • Dónde: ESTADOS UNIDOS (GREENBELT)
  • Cuándo: 13 MARZO 2015

La posición de GPS de mayor altitud es de 70.135 km sobre la Tierra, detectada a bordo de la nave espacial MMS Navigator de la NASA (EE. UU.) y transmitida al Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, EE. UU., el 19 de marzo de 2015.

Las señales GPS fueron capturadas por un receptor GPS propio de la NASA, llamado Navigator.

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NASA Goddard video MMS rompe récord mundial :

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