Adquisición y seguimiento en tiempo real para receptores GNSS multiantena

El presente trabajo consiste en el desarrollo y la implementación de los algoritmos de adquisición y seguimiento de señales para un receptor GNSS GPS/GLONASS con múltiples antenas de entrada apto para ser integrado como instrumento de a bordo de un vehículo de tipo cohete como los utilizados para realizar la puesta en órbita de cargas satelitales. Son cuatro los requerimientos más importantes que deben satisfacer los algoritmos diseñados. El primero es la capacidad de operar correctamente bajo las condiciones dinámicas dominantes durante la misión de un vehículo de esta categoría. El segundo es la capacidad de procesar de forma simultánea y coordinada las señales recibidas a través de un sistema de cuatro antenas distribuidas en la periferia del cuerpo del vehículo, y ser capaz de mantener el sincronismo con las señales incluso cuando cambios en la orientación del vehículo modifiquen las condiciones de visibilidad del conjunto de antenas. En tercer lugar, el receptor debe poder procesar las señales civiles transmitidas por los satélites de los dos sistemas de posicionamiento operativos en la actualidad, el estadounidense GPS y el ruso GLONASS. Por último, todo el procesamiento debe realizarse en un sistema embebido y en tiempo real. Estos algoritmos, serán implementados sobre la base de un prototipo del hardware y software del receptor GPS/GLONASS multiantena y serán ensayados para verificar su correcto funcionamiento en una serie de condiciones tanto dinámicas como estáticas.Facultad de Ingenierí

Port del Firmware CIAA para plataformas basadas en FPGA con softcore LEON 3

El presente trabajo aborda el desarrollo de una capa de portabilidad para el Firmware CIAA que permite ejecutar aplicaciones basadas en este último sobre sistemas de lógica programable FPGA que incluyan el softcore de código abierto LEON. Este desarrollo amplía la base de plataformas de hardware del proyecto CIAA, permitiendo ejecutar aplicaciones basadas en la API del firmware oficial del proyecto sobre cualquier kit de desarrollo en FPGA que cuente con recursos suficientes para sintetizar un sistema mínimo basado en el procesador LEON 3.Facultad de Ingenierí

Multi-antenna GNSS Receiver Tracking Algorithm for Vehicles With Unconstrained Three-dimensional Motion

An algorithm for GNSS GPS/GLONASS receivers is presented that allows the receiver to seamlessly combine the inputs from multiple antennas during signal tracking in order to keep full sky visibility at all times. This algorithm has applications for both aeronautical and space applications in all kinds of vehicles with unconstrained three-dimensional motion capabilities: high maneuverability jet aircraft, rockets, satellites, unmanned aerial vehicles (UAVs), etc. The algorithm presented here keeps track of the received signal-to-noise ratios (SNR) and carrier phase on each of the antennas. For each set of correlation values the receiver selects the input antenna with the best SNR in order to do navigation message decoding and ranging. This fast-switching antenna selection process allows the receiver to stay synchronized with the incoming satellite signal for as long as at least one of the antennas of the set is within line-of-sight of the transmitting satellite. Distributing enough antennas throughout the fuselage of a vehicle, this algorithm will ensure that the receiver does not lose synchronization with the GNSS signals even during threedimensional maneuvers like spins and attitude changes. This algorithm was implemented on a four-antenna GNSS receiver prototype hardware, and tested using a GNSS signal simulator. During these tests the multi-antenna tracking algorithm performed successfully. The results of some of these tests are presented in this paper.Instituto de Investigaciones en Electrónica, Control y Procesamiento de Señale

Design of a dual-antenna and dual-band GPS receiver for CubeSats

During the last few years, there has been a rise in the use of nanosatellites because they offer a low cost and short development time alternative to larger satellites intended for longduration missions. The use of commercial components (COTS) instead of the expensive space-grade components required for long missions is one of the main reasons of the popularity of the nanosatellites. This paper presents the hardware design of a GPS receiver compatible with the CubeSat standard. The receiver has two antenna inputs and is capable of operating on the L1 and L2 bands. Since the proposed design is based on non-space qualified components, a tolerance and fault mitigation scheme for SEU and SEL events produced by the effect of radiation is implemented.Facultad de Ingenierí

Diseño e implementación de un microprocesador en dispositivo de lógica programable para su utilización en sistemas colaborativos

El objetivo principal de este trabajo es el de realizar la implementación de un microprocesador para sistemas colaborativos mediante el uso de lenguajes de descripción de hardware, comprobando su funcionamiento en un dispositivo de lógica programable. Adicionalmente, se consideró como un caso de interés, el análisis y la puesta en práctica de una serie de técnicas profesionales para el desarrollo de sistemas trazables y respaldados por evidencia de funcionamiento: control de versiones, herramientas de productividad, verificación y validación de sistemas. El trabajo se enmarca en el proyecto de sistemas colaborativos, que consiste en el estudio, modelización y caracterización de un estándar de microsistemas autónomos especializados que puedan interactuar entre sí colaborando con sus distintas funciones en la resolución de un problema o acción específica sobre el medio que comparten. Los estudios teóricos de la interrelación de microsistemas con protocolos propios y con determinados grados de inteligencia colectiva, no centralizada, sino independiente, llevan a la implementación de procesos inteligentes, tratando de utilizar arquitecturas de procesadores lo más sencillas posibles para la ejecución de decisiones provenientes de módulos de sensado y actuación, que interactúan con el entorno físico. Es en este contexto donde se pretende que se desenvuelva la presente implementación de un microprocesador, con las características de sencillez y operatividad necesarias, en su rol de parte integral de módulo de inteligencia en un microsistema.Sección: Electrotecnia.Facultad de Ingenierí

Diseño e implementación de un microprocesador en dispositivo de lógica programable para su utilización en sistemas colaborativos

El objetivo principal de este trabajo es el de realizar la implementación de un microprocesador para sistemas colaborativos mediante el uso de lenguajes de descripción de hardware, comprobando su funcionamiento en un dispositivo de lógica programable. Adicionalmente, se consideró como un caso de interés, el análisis y la puesta en práctica de una serie de técnicas profesionales para el desarrollo de sistemas trazables y respaldados por evidencia de funcionamiento: control de versiones, herramientas de productividad, verificación y validación de sistemas. El trabajo se enmarca en el proyecto de sistemas colaborativos, que consiste en el estudio, modelización y caracterización de un estándar de microsistemas autónomos especializados que puedan interactuar entre sí colaborando con sus distintas funciones en la resolución de un problema o acción específica sobre el medio que comparten. Los estudios teóricos de la interrelación de microsistemas con protocolos propios y con determinados grados de inteligencia colectiva, no centralizada, sino independiente, llevan a la implementación de procesos inteligentes, tratando de utilizar arquitecturas de procesadores lo más sencillas posibles para la ejecución de decisiones provenientes de módulos de sensado y actuación, que interactúan con el entorno físico. Es en este contexto donde se pretende que se desenvuelva la presente implementación de un microprocesador, con las características de sencillez y operatividad necesarias, en su rol de parte integral de módulo de inteligencia en un microsistema.Sección: Electrotecnia.Facultad de Ingenierí

Diseño e implementación de un microprocesador en dispositivo de lógica programable para su utilización en sistemas colaborativos

El objetivo principal de este trabajo es el de realizar la implementación de un microprocesador para sistemas colaborativos mediante el uso de lenguajes de descripción de hardware, comprobando su funcionamiento en un dispositivo de lógica programable. Adicionalmente, se consideró como un caso de interés, el análisis y la puesta en práctica de una serie de técnicas profesionales para el desarrollo de sistemas trazables y respaldados por evidencia de funcionamiento: control de versiones, herramientas de productividad, verificación y validación de sistemas. El trabajo se enmarca en el proyecto de sistemas colaborativos, que consiste en el estudio, modelización y caracterización de un estándar de microsistemas autónomos especializados que puedan interactuar entre sí colaborando con sus distintas funciones en la resolución de un problema o acción específica sobre el medio que comparten. Los estudios teóricos de la interrelación de microsistemas con protocolos propios y con determinados grados de inteligencia colectiva, no centralizada, sino independiente, llevan a la implementación de procesos inteligentes, tratando de utilizar arquitecturas de procesadores lo más sencillas posibles para la ejecución de decisiones provenientes de módulos de sensado y actuación, que interactúan con el entorno físico. Es en este contexto donde se pretende que se desenvuelva la presente implementación de un microprocesador, con las características de sencillez y operatividad necesarias, en su rol de parte integral de módulo de inteligencia en un microsistema.Sección: Electrotecnia.Facultad de Ingenierí

Receptor de GPS experimental para satélites de órbita baja

En este trabajo se presenta el diseño, la implementación y la validación de un receptor de GPS capaz de operar en un satélite de baja órbita. Se desarrolló tanto el hardware como el software necesario debiendo recurrir a diversas técnicas como diseño de circuitos de radio frecuencia y circuitos impresos para señales de alta velocidad, sincronización de señales de comunicaciones digitales, diseño de software de tiempo real y algoritmos de estimación no lineal. El desarrollo completo de un receptor de GPS con estas características, resultado de más de 10 años de trayectoria en la temática del grupo de trabajo, pone en evidencia el nivel de desarrollo que puede tener la electrónica realizada en el país. El receptor fue implementado y probado, pudiéndose verificar su correcto funcionamiento. Se muestran algunas de las pruebas realizadas, por simulación y con mediciones reales, que permitieron validar distintas etapas del diseño. Actualmente, este receptor forma parte del satélite argentino SAC-D de la CONAE a ser puesto en órbita en 2011.Facultad de Ingenierí

Receptor GNSS multiantena para aplicaciones aeroespaciales

La determinación de la posición y velocidad del vehículo es una de las tareas críticas en las aplicaciones aeroespaciales como es el caso de aviones, satélites o cohetes. En los últimos años esta tarea se ha visto favorecida por el despliegue de los Sistemas de Navegación Global por Satélite (GNSS). Estos sistemas, utilizando como base una constelación de satélites que envían señales a la superficie terrestre, permiten que un usuario que cuente con un receptor adecuado pueda obtener esta información, en tiempo real y en cualquier parte del mundo. De los GNSS existentes el sistema GPS de EEUU fue el primero operativo y es el de uso más difundido. El segundo, con varios años de historia y declarado operativo recientemente, es el sistema ruso GLONASS. Además, existen varios GNSS en desarrollo como el Galileo de Europa y el COMPASS de China, que todavía no están operativos. (Párrafo extraído del texto a modo de resumen)Facultad de Ingenierí

Receptor de GPS para vehículos experimentales VEX

En este trabajo se presentan los resultados de la experiencia en vuelo a bordo de los cohetes experimentales VEX-1A y VEX-1B, lanzados durante el año 2014, de un receptor de GPS (Sistema de Posicionamiento Global) desarrollado en la Facultad de Ingeniería. Este receptor es producto de una serie de convenios de desarrollo firmados entre la Universidad Nacional de La Plata y la empresa VENG S.A (Vehículos Espaciales Nueva Generación, Sociedad Anónima), contratista principal para el proyecto Tronador II de la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CoNAE), que depende del Ministerio de Planificación Federal, Inversión Pública y Servicios.Publicado en Terceras Jornadas de Investigación, Transferencia y Extensión. La Plata : Universidad Nacional de La Plata, 2015.Facultad de Ingenierí