Sistemas y dispositivos marinos de posicionamiento GPS/GNSS

Los sistemas marinos GPS y GNSS son herramientas esenciales para la navegación, el posicionamiento y el seguimiento precisos en los sectores oceanográfico, comercial y de defensa. Estos sistemas garantizan que los buques, sumergibles y boyas de superficie mantengan un posicionamiento preciso en vastos entornos marinos y en una gran variedad de casos de uso, como las operaciones marítimas, la exploración científica y las industrias de alta mar.

Receptores GNSS sumergibles Marine GPS MiniPods de Applied Acoustics

En entornos marinos, la precisión del posicionamiento es primordial para garantizar la seguridad, la eficiencia y el éxito de la misión. A diferencia de muchas aplicaciones terrestres, los sistemas GPS y GNSS marinos deben operar en entornos en los que factores externos como las corrientes de agua, la visibilidad limitada y las interferencias en la señal de los satélites plantean retos importantes. Para mitigar estos problemas, los dispositivos GNSS pueden aprovechar múltiples constelaciones de satélites, proporcionando una mayor precisión de posicionamiento y redundancia.

Cómo funcionan el GPS marino y los dispositivos GNSS

Los dispositivos GNSS y GPS marinos funcionan recibiendo señales de múltiples satélites en órbita alrededor de la Tierra. Calculando el tiempo que tardan las señales en llegar al receptor, estos sistemas determinan la ubicación exacta de embarcaciones o equipos. Los sistemas GNSS multiconstelación pueden utilizar una combinación de redes de satélites, como GPS, Galileo, GLONASS y BeiDou. Este enfoque mejora la precisión y la fiabilidad, especialmente en regiones oceánicas remotas donde la cobertura del GPS de una sola constelación puede ser limitada.

Pueden aplicarse técnicas de corrección GNSS como SBAS, RTK y PPP para mejorar la precisión compensando los retrasos atmosféricos, los errores de reloj de los satélites y otras distorsiones de la señal. Estos métodos son especialmente valiosos para las operaciones en alta mar que exigen una precisión centimétrica.

Sistema de posicionamiento acústico

El GNSS no puede utilizarse como solución autónoma de navegación o posicionamiento para plataformas submarinas como ROVs, AUVs y submarinos, debido a que las señales de los satélites no pueden penetrar el agua. Sin embargo, los dispositivos GNSS marinos pueden integrarse a menudo con soluciones de posicionamiento submarino para proporcionar una fuente de información. Por ejemplo, los sistemas USBL (línea de base ultracorta) pueden alimentarse con datos GNSS desde la superficie, que luego pueden convertirse en posición absoluta y utilizarse bajo el agua para posicionamiento y seguimiento acústico.

INS (sistemas de navegación inercial)

Bajo el agua y en entornos sin GPS, los sistemas de navegación inercial (INS) también pueden sustituir al GNSS. Los INS utilizan acelerómetros y giroscopios para realizar un seguimiento del movimiento en relación con un punto de partida conocido, lo que permite a los buques seguir navegando con precisión incluso cuando las señales GNSS no están disponibles temporalmente.

Tipos de dispositivos marinos GPS y GNSS

La tecnología de posicionamiento marino abarca una variedad de dispositivos diseñados para satisfacer diferentes necesidades operativas:

Localizadores GPS marítimos – Estos dispositivos se utilizan para el seguimiento en tiempo real de buques, boyas y otros activos de superficie. Los rastreadores marinos por GPS son esenciales para la gestión de flotas, la navegación marítima y la pesca, ya que permiten optimizar rutas y coordinar respuestas de emergencia.

Módulo GNSS de posicionamiento marino de SatLab Geosolutions

Módulos GN SS – Un módulo GNSS proporciona un posicionamiento de alta precisión aprovechando las redes de satélites multiconstelación. Estos módulos suelen integrarse en los sistemas de navegación marítima para garantizar una recopilación precisa de datos geoespaciales, incluso en entornos con problemas de señal.

Sistemas GPS sumerg ibles – Diseñadas para aplicaciones submarinas, las unidades GPS sumergibles obtienen datos por satélite en la superficie y trabajan en conjunción con el posicionamiento acústico para determinar la ubicación bajo la superficie. Estos sistemas son vitales para la exploración en aguas profundas y los proyectos de infraestructuras submarinas.

Receptores GPS marinos – Los receptores GPS que cumplen las normas NMEA 0183 y NMEA 2000 permiten compartir datos sin fisuras entre instrumentos de navegación, sistemas de sonar y sistemas GPS marinos. Esta compatibilidad garantiza que los datos de navegación puedan transmitirse entre los distintos dispositivos a bordo de los buques.

Es posible que los dispositivos GPS y GNSS marinos deban ser resistentes para soportar los duros entornos oceánicos. Estos sistemas suelen estar revestidos de materiales resistentes a la corrosión y sellados para evitar la entrada de agua, cumpliendo las normas de estanqueidad IP67 o IP68. La resistencia a vibraciones y golpes se garantiza mediante el cumplimiento de la norma MIL-STD-810, que protege los dispositivos durante las operaciones en embarcaciones y la inmersión. La resistencia a la temperatura se consigue diseñando los componentes para que funcionen en rangos extremos, lo que es especialmente importante para el funcionamiento en regiones polares. Además, el blindaje contra interferencias electromagnéticas (EMI) protege la integridad de la señal, garantizando un rendimiento fiable cerca de potentes sistemas electrónicos y de comunicaciones marinos.

Aplicaciones marinas y marítimas

Los dispositivos GPS y GNSS marinos se utilizan en una amplia variedad de industrias marítimas, aplicaciones marinas y campos científicos, incluyendo:

Investigación científica y oceanografía – Los sistemas de posicionamiento marino apoyan los estudios oceanográficos rastreando el movimiento de buques de investigación, sumergibles y boyas de superficie. Estos sistemas son fundamentales para cartografiar los fondos oceánicos, controlar los patrones climáticos y estudiar los ecosistemas marinos.

Transporte marítimo comercial y navegación – Los sistemas GPS marítimos mejoran la planificación de rutas, la evitación de colisiones y la supervisión de buques. Los sistemas de seguimiento marítimo por GPS en tiempo real mejoran la eficiencia y la seguridad de las operaciones de transporte marítimo mundial, reducen el consumo de combustible y minimizan el impacto ambiental.

Energía y exploración en alta mar – Los dispositivos GNSS se utilizan para posicionar plataformas en alta mar, infraestructura submarina y vehículos operados a distancia durante la exploración de petróleo y gas. La precisión de los sistemas GPS marinos garantiza la ubicación exacta de los equipos y contribuye a la seguridad de las operaciones en entornos marinos hostiles.

Gestión y conservación de la pesca – Los sistemas marinos de localización por GPS controlan los buques pesqueros, garantizando el cumplimiento de las zonas de conservación marítima y reduciendo las actividades de pesca ilegal. Las tecnologías GNSS también ayudan a cartografiar las poblaciones de peces y a seguir las pautas de migración.

Naval y defensa – Los sistemas GNSS y GPS marinos son fundamentales para las operaciones navales, ya que apoyan los movimientos de la flota, las misiones de vigilancia y las iniciativas de defensa costera. Pueden utilizarse junto con tecnologías de navegación inercial y DVL para mejorar las capacidades operativas de submarinos y buques de superficie no tripulados (USV).