La radiolocalización , también conocida como radiolocalización o radioposicionamiento , es el proceso de encontrar la ubicación de algo mediante el uso de ondas de radio . Generalmente se refiere a usos pasivos, particularmente radar , así como a la detección de cables enterrados, tuberías de agua y otros servicios públicos . Es similar a la radionavegación , pero la radiolocalización suele referirse a buscar pasivamente un objeto distante en lugar de encontrar activamente la propia posición; ambos son tipos de radiodeterminación . La radiolocalización también se utiliza en sistemas de localización en tiempo real (RTLS) para rastrear activos valiosos.
Se puede localizar un objeto midiendo las características de las ondas de radio recibidas. Las ondas de radio pueden ser transmitidas por el objeto a localizar o pueden ser ondas retrodispersadas (como en el radar o la RFID pasiva ). Un buscador de vigas utiliza la radiolocalización cuando utiliza ondas de radio en lugar de ultrasonido .
Una técnica mide una distancia utilizando la diferencia en la potencia de la intensidad de la señal recibida (RSSI) en comparación con la intensidad de la señal de origen. Otra técnica utiliza la hora de llegada (TOA), cuando se conocen la hora de transmisión y la velocidad de propagación. La combinación de datos TOA de varios receptores en diferentes ubicaciones conocidas (diferencia horaria de llegada, TDOA) puede proporcionar una estimación de la posición incluso sin conocer la hora de transmisión. El ángulo de llegada (AOA) a una estación receptora se puede determinar mediante el uso de una antena direccional o mediante el tiempo diferencial de llegada a un conjunto de antenas con ubicación conocida. La información AOA se puede combinar con estimaciones de distancia de las técnicas descritas anteriormente para establecer la ubicación de un transmisor o retrodispersor. Alternativamente, el AOA en dos estaciones receptoras de ubicación conocida establece la posición del transmisor. El uso de múltiples receptores para localizar un transmisor se conoce como multilateración .
Las estimaciones mejoran cuando en los cálculos se tienen en cuenta las características de transmisión del medio. Para RSSI esto significa permeabilidad electromagnética ; para TOA puede significar recepciones sin línea de visión .
El uso de RSSI para localizar un transmisor desde un único receptor requiere que se conozca tanto la potencia transmitida (o retrodispersada) del objeto a localizar como las características de propagación de la región intermedia. En el espacio vacío, la intensidad de la señal disminuye como el inverso del cuadrado de la distancia para distancias grandes en comparación con una longitud de onda y con el objeto que se va a ubicar, pero en la mayoría de los entornos reales, pueden ocurrir una serie de deterioros: absorción, refracción, sombras y reflexión. La absorción es insignificante para la propagación de radio en el aire a frecuencias inferiores a aproximadamente 10 GHz, pero se vuelve importante en frecuencias de varios GHz donde se pueden excitar estados moleculares rotacionales. La refracción es importante a largas distancias (de decenas a cientos de kilómetros) debido a los gradientes en el contenido de humedad y la temperatura en la atmósfera. En entornos urbanos, montañosos o interiores, la obstrucción por obstáculos intermedios y la reflexión de superficies cercanas son muy comunes y contribuyen a la distorsión por trayectos múltiples : es decir, las réplicas reflejadas y retardadas de la señal transmitida se combinan en el receptor. Las señales de diferentes caminos pueden sumarse de manera constructiva o destructiva: tales variaciones de amplitud se conocen como desvanecimiento . La dependencia de la intensidad de la señal de la posición del transmisor y del receptor se vuelve compleja y, a menudo, no monótona, lo que hace que las estimaciones de la posición de un solo receptor sean inexactas y poco fiables. La multilateración que utiliza muchos receptores a menudo se combina con mediciones de calibración ("huellas dactilares") para mejorar la precisión.
Las mediciones TOA y AOA también están sujetas a errores de trayectos múltiples, particularmente cuando el camino directo desde el transmisor al receptor está bloqueado por un obstáculo. Las mediciones del tiempo de llegada también son más precisas cuando la señal tiene características distintas que dependen del tiempo en la escala de interés (por ejemplo, cuando está compuesta de pulsos cortos de duración conocida), pero la teoría de la transformada de Fourier muestra que para cambiar la amplitud o la fase en una escala de tiempo corta, una señal debe utilizar un ancho de banda amplio. Por ejemplo, para crear un pulso de aproximadamente 1 ns de duración, aproximadamente suficiente para identificar la ubicación dentro de 0,3 m (1 pie), se requiere un ancho de banda de aproximadamente 1 GHz. En muchas regiones del espectro radioeléctrico, las autoridades reguladoras pertinentes no permiten la emisión en un ancho de banda tan amplio, para evitar interferencias con otros usuarios de banda estrecha del espectro. En los Estados Unidos, se permite la transmisión sin licencia en varias bandas, como las bandas ISM industrial, científica y médica de 902-928 MHz y 2,4-2,483 GHz , pero la transmisión de alta potencia no puede extenderse fuera de estas bandas. Sin embargo, varias jurisdicciones ahora permiten la transmisión de banda ultraancha en anchos de banda de GHz o de varios GHz, con limitaciones en la potencia transmitida para minimizar la interferencia con otros usuarios del espectro. Los pulsos UWB pueden ser muy limitados en el tiempo y, a menudo, proporcionan estimaciones precisas de TOA en entornos urbanos o interiores.
La radiolocalización se emplea en una amplia variedad de actividades industriales y militares. Los sistemas de radar suelen utilizar una combinación de TOA y AOA para determinar la posición de un objeto de retrodispersión utilizando un solo receptor. En el radar Doppler , el desplazamiento Doppler también se tiene en cuenta, lo que determina la velocidad en lugar de la ubicación (aunque ayuda a determinar la ubicación futura). Los sistemas de localización en tiempo real RTLS que utilizan RTLS calibrado y TDOA están disponibles comercialmente. El ampliamente utilizado Sistema de Posicionamiento Global ( GPS ) se basa en TOA de señales de satélites en posiciones conocidas.
La radiolocalización también se utiliza en telefonía celular a través de estaciones base . La mayoría de las veces, esto se hace mediante trilateración entre torres de radio . La ubicación de la persona que llama o del teléfono se puede determinar de varias maneras:
Los dos primeros dependen de una línea de visión , lo que puede resultar difícil o imposible en terrenos montañosos o alrededor de rascacielos . Sin embargo , las firmas de ubicación funcionan mejor en estas condiciones. Las redes TDMA y GSM como Cingular y T-Mobile utilizan TDOA.
Las redes CDMA como Verizon Wireless y Sprint PCS tienden a utilizar tecnologías de radiolocalización basadas en teléfonos, que son técnicamente más similares a la radionavegación. El GPS es una de esas tecnologías.
Las soluciones compuestas, que necesitan tanto el teléfono como la red, incluyen:
Inicialmente, el propósito de cualquiera de estos en los teléfonos móviles es que el punto de respuesta de seguridad pública (PSAP) que atiende las llamadas a un número de teléfono de emergencia pueda saber dónde está la persona que llama y exactamente dónde enviar los servicios de emergencia . Esta capacidad se conoce dentro de la NANP ( Norteamérica ) como 911 inalámbrico mejorado . Los usuarios de teléfonos móviles pueden tener la opción de permitir que la información de ubicación recopilada se envíe a otros números de teléfono o redes de datos , para que pueda ayudar a las personas que simplemente están perdidas o desean otros servicios basados en la ubicación . De forma predeterminada, esta selección suele estar desactivada para proteger la privacidad .
El servicio de radiolocalización (abreviado: RLS ) se define, según el artículo 1.48 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) [1] , como "un servicio de radiodeterminación con fines de radiolocalización", donde la radiolocalización se define como: " radiodeterminación utilizada para fines distintos de los de radionavegación."
Este servicio de radiocomunicaciones se clasifica de acuerdo con el Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT (artículo 1) de la siguiente manera:
Servicio de radiodeterminación (artículo 1.40)
El servicio de radiolocalización distingue básicamente
El servicio de radiolocalización por satélite (abreviado: RLSS ) se define, según el artículo 1.49 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT ) [2] , como «un servicio de radiodeterminación por satélite utilizado con fines de radiolocalización. Este servicio (de radiocomunicaciones) podrá incluir también los enlaces alimentadores necesarios para su funcionamiento .»
El servicio de radiolocalización por satélite distingue básicamente
Por ejemplo, los sensores de radar militares instalados en satélites terrestres funcionan en el servicio de radiolocalización por satélite en este servicio.
La asignación de frecuencias de radio se proporciona de acuerdo con el Artículo 5 del Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT (edición de 2012). [3]
Para mejorar la armonización en la utilización del espectro, la mayoría de las atribuciones de servicios estipuladas en este documento se incorporaron en Tablas nacionales de atribuciones y utilizaciones de frecuencias, que son responsabilidad de la administración nacional correspondiente. La asignación puede ser primaria, secundaria, exclusiva y compartida.
Una estación terrestre de radiolocalización se define, según el artículo 1.90 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) de la UIT de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT ) [4] , como "una estación de radio en servicio de radiolocalización que no está destinada a ser utilizada en movimiento". Cada estación de radiolocalización será clasificada por el servicio de radiocomunicaciones en el que opere de forma permanente o temporal.
De acuerdo con el Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT (artículo 1) este tipo de estación de radio podría clasificarse de la siguiente manera:
Estación de radiodeterminación (artículo 1.86) del servicio de radiodeterminación (artículo 1.40)
La estación móvil de radiolocalización se define, según el artículo 1.89 del Reglamento de Radiocomunicaciones (RR) de la UIT de la Unión Internacional de Telecomunicaciones ( UIT ) [5] , como "una estación de radio en el servicio de radiolocalización destinada a ser utilizada en movimiento o durante paradas en puntos no especificados". " Cada estación de radiolocalización será clasificada por el servicio de radiocomunicaciones en el que opere de forma permanente o temporal.
De acuerdo con el Reglamento de Radiocomunicaciones de la UIT (artículo 1) este tipo de estación de radio podría clasificarse de la siguiente manera:
Estación de radiodeterminación (artículo 1.86) del servicio de radiodeterminación (artículo 1.40)
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