Cómo interpretar los gráficos polares de calidad de recepción de antenas GNSS generados por SkyView (mapas de calor)

Las mediciones de calidad de recepción de antenas GNSS se presentan en un gráfico polar, registrando la dirección y calidad (densidad de señal-a-ruido) para cada satélite, creando un mapa de calor general.

El gráfico polar SkyView™ (también conocido como mapa de calor) es una colección de puntos de datos de medición individuales, con cada punto que representa la calidad de la señal recibida en una dirección tridimensional particular. La dirección es un vector que se puede utilizar para apuntar a dónde estaban los satélites GPS/GNSS cuando se realizaron sus mediciones de calidad de señal (señal a ruido). Cada uno de los puntos (puntos de datos) se caracteriza por:

  • Su ángulo de Acimut, que se cuenta en el sentido de las agujas del reloj desde el norte (Rango: 0º a 359°). 
  • Su ángulo de Elevación (que no debe confundirse con la altitud), que se cuenta desde el horizonte (0°) hacia el cenit (90°).
  • Densidad señal-ruido (C/No), que indica la calidad de las señales de RF en el receptor GNSS. La calidad de la señal para cada punto de datos se representa en una escala de colores.

image-png-Jun-26-2023-09-42-34-3037-PMA time lapse video of how the GNSS Antenna reception polar graph (heat map) gets created over time.

A medida que los satélites navegan por el cielo, sobre la antena, la calidad de sus señales se mide continuamente, se codifica por colores y se traza, dejando un rastro. El ejemplo que se muestra arriba es una reproducción rápida de una grabación de lapso de tiempo de una prueba real, que muestra cómo el gráfico polar es pintado por todos los satélites que pasan. Estos gráficos polares se construyen en un marco de tiempo de 24 a 72 horas, para tener la oportunidad de capturar todos los satélites GNSS compatibles a medida que pasan sobre la antena bajo prueba.

Los rastros de todos los satélites GNSS que la antena puede "ver", pintan un mapa en forma de cúpula, que se presenta como un gráfico polar. Luego, uno puede simplemente identificar un área de interés, obtener la dirección (ángulos) y apuntar al cielo en esa dirección para ver/identificar qué podría estar bloqueando o haciendo que las señales de RF se desvanezcan.

A woman demonstrating the use of polar vectors to point at nearby obstacles for the satellite signals

Tipos de Gráficos Polares

Linear GNSS antenna reception polar grid

Lineal - La escala de elevación lineal se usa comúnmente en las representaciones de gráficos polares de la vista del cielo de la antena, porque facilita la interpolación de los ángulos de elevación entre sus líneas de cuadrícula concéntricas, lo que facilita su lectura. Por ejemplo, en cuadrículas de elevación de 10° o 15°, los usuarios pueden identificar fácilmente el pico de un área de bajo rendimiento en el mapa, estimar aproximadamente su elevación (ángulo desde el horizonte) entre dos líneas de cuadrícula. Por ejemplo, uno puede identificar un punto alrededor de 23°, hacer algo similar para el acimut (ángulo desde el norte), luego usar su brazo para apuntar en esa dirección y ver qué puede estar bloqueando las señales de RF.

Proyección 2D - 3D Projection GNSS antenna reception polar gridEsta vista alternativa representa una proyección 2D aplanada de la vista 3D real alrededor de la antena (también conocida como proyección coseno). Proporciona una representación visual 2D más cualitativa y realista del mapa de calidad de recepción de la antena. Es como mirar la parte superior del domo de recepción 3D de la antena, desde lejos. Sin embargo, su escala de elevación no lineal dificulta la estimación de los ángulos de elevación entre las líneas de la cuadrícula.

Aquí hay un ejemplo del mismo conjunto de resultados de medición de recepción de la antena GNSS SkyView, presentados en Linear (izquierda) y Proyección 2D (derecha). La plantilla de Excel de VeEX calcula ambos tipos de mapas.

Comparison between GNSS reception polar graphs with Linear (left) and 2D (Cosine) Projection (right) elevation grids

  • 45 a 53+ dB-Hz, ExcelenteVeEX SkyView GPS/GNSS Antenna Reception Quality color grading from the Excel report template
  • 36 a 44 dB-Hz, Bueno 
  • 27 a 35 dB-Hz, Justo
  • 18 a 26 dB-Hz, Marginal
  • 9 a 17 dB-Hz, Pobre
  • 1 a 8 dB-Hz, Malo

Usando otras herramientas de edición, como PowerPoint de Microsoft, la proyección 2D se puede convertir fácilmente de nuevo a una representación 3D, si es necesario (por ejemplo, con fines ilustrativos o de entrenamiento, etc.).

A 3D reconstruction of the GNSS antenna's reception pattern (field of view) over the map of the premises, using the cosine projection scaling

Para ver algunos ejemplos sobre cómo se utilizan los gráficos polares para validar y solucionar problemas de las instalaciones de distribución de antenas GNSS, consulte el siguiente artículo.

¿Cómo determinar si una antena PASA o FALLA los criterios de Instalación y Desempeño?

No hay máscaras simples de referencia de PASA/FALLA. Todo depende de las expectativas establecidas a partir de sus situaciones locales, tipo de instalación, aplicaciones y (en ciertos casos) compensaciones aceptadas. En general, podemos considerar algunas pautas de sentido común:

  • Para las instalaciones de techo, se espera que la calidad de la señal (C/No) sea completamente verde (excelente y buena) hacia el Zenith.
  • Se espera que la calidad de la señal de los satélites (densidad C/No) se degrade a medida que se acerquen al horizonte. Es normal ver la transición del mapa de calor de marginal (naranja) a mala (rojo) por debajo de elevaciones de 20°. Se puede esperar que ese ángulo sea mayor en escenarios de cañón urbano y más bajo en antenas montadas en torres.
  • Algunas instalaciones de antenas pueden diseñarse con aberturas más estrechas, para evitar fuentes de ruido de los alrededores. Necesita conocer esa información para establecer las expectativas correctas.
  • Familiarícese con las características inevitables alrededor de la antena que pueden bloquear o degradar las señales, definitivamente aparecerán en esa dirección en el mapa de calor. En algunos casos, la recepción podría mejorarse colocando la antena por encima de los obstáculos cercanos.
  • No se trata solo de la antena GNSS. Considere todo el sistema de distribución de señales GNSS, incluidos los cables, amplificadores, divisores, pararrayos, terminaciones, etc.
  • Basándose en los puntos anteriores y teniendo una buena idea del entorno que rodea la instalación de la antena GNSS, cree sus propias expectativas de cómo debería ser el mapa de calor, para determinar si los resultados finales son buenos (como se esperaba) o malos.
  • En ciertos casos, los problemas de múltiples caminos de los edificios cercanos (por ejemplo, aquellos con ventanas reflectantes recubiertas de metal) pueden causar puntos más oscuros en la dirección opuesta en el mapa de calor polar. Puede parecer una obstrucción fantasma en una dirección en la que no hay ninguna. Esto podría suceder debido al ángulo reflectante requerido por las señales de rebote para crear una interferencia destructiva con la señal de RF original (directa).
  • Algunos proveedores de PRTC (Reloj primario de referencia de tiempo) promueven aplicaciones con antenas para uso interior, generalmente configurando la máscara C/No de su equipo a 0 dB-Hz y tal vez confiando en las técnicas de aumentación de GNSS. Dependiendo de la construcción del edificio y los revestimientos de las ventanas, (si se prueba) es posible que tenga que conformarse con un mapa de calor con mucho naranja (marginal) y rojo (pobre/malo).

Soluciones de Prueba Relacionadas

Para mayor información sobre SkyView, visite nuestra página de Base de Conocimientos.