[ca] El Sistema Global de Navegació per Satèl·lit (GNSS) ha revolucionat les tecnologies de localització gràcies al seu baix cost i àmplia disponibilitat. Inicialment, els GNSS es limitaven al Sistema de Posicionament Global (GPS) americà i al Sistema Global de Navegació per Satèl·lit (GLONASS) rus, però en els últims anys s'han desplegat nous GNSS com el Sistema Europeu de Navegació Global per Satèl·lit (Galileo), el Sistema de Navegació per Satèl·lit BeiDou (BDS) xinès, el Sistema de Satèl·lits Quasi Zenital (QZSS) japonès i el Sistema Regional Indi de Navegació per Satèl·lit (IRNSS). Aquests sistemes ofereixen múltiples freqüències i senyals que han deixat obsolet el processament actual de dades GNSS de doble freqüència i una constel·lació. Per a abordar aquest problema, el grup de Recerca en Astronomia i Geomàtica (gAGE) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) va desenvolupar l'eina GNSS-Lab Tool suite (gLAB). gLAB es va dissenyar inicialment per a suportar només GPS en el marc d'un contracte amb l'Agència Espacial Europea (ESA) i posteriorment es va actualitzar per a convertir-se en una eina de referència per a estudis científics. gLAB ha demostrat les seves capacitats de recerca en el marc de contractes de l'ESA i de l'Agència de la Unió Europea per al Programa Espacial (EUSPA). gLAB té un gran impacte en la comunitat GNSS de tot el món, amb 222.526 descàrregues en 147 països diferents, el qual demostra la demanda d'una eina amb aquestes capacitats. En quant als algorismes de posicionament codificats originalment en gLAB, Posicionament de Punt Estàndard (SPP) i Posicionament de Punt Precís (PPP), aquests han estat actualitzats per a treballar amb totes les noves senyals. A més a més, es van implementar algorismes avançats, com el PPP no combinat, el PPP Ràpid (Fast-PPP) i el Sistema de Augmentació Basat en Satèl·lits (SBAS) Multi Constel·lació de Freqüència Dual (DFMC). Aquestes capacitats addicionals han requerit l'optimització del codi i la implementació de multifil per a reduir el temps de processament. La recerca realitzada en aquest doctorat ha aportat diverses contribucions significatives. En primer lloc, s'ha realitzat una avaluació del Sistema Europeu de Navegació per Complement Geoestacionari (EGNOS), inicialment desenvolupat per a aviació civil, per a la seva aplicació amb finalitats marítims, demostrant que EGNOS és vàlid per a aquest ús, on es milloren, fins i tot, les figures de continuïtat. Així mateix, s'ha desenvolupat una metodologia per a l'avaluació diària del Senyal a l'Espai (SIS) de EGNOS, la qual s'ha implementat en un Sistema de Monitoratge Global (GMS) basat en gLAB. En segon lloc, s'ha analitzat l'impacte de l'activitat ionosfèrica i el seu correcte modelatge en la navegació, especialment en sistemes SBAS. En aquest àmbit s'ha mostrat la importància de tenir un índex global, la Variació del contingut electrònic total en un arc (AATR), per a mesurar l'activitat ionosfèrica i s'ha analitzat la seva correlació amb la degradació de la qualitat de servei del sistema EGNOS. En tercer lloc, s'ha estudiat l'efecte de les anomalies en el posicionament (tant de la SIS com en el receptor), proposant metodologies per a la seva detecció basades en els residus dels pseudorangs o mitjançant combinacions de diversos senyals. Qualsevol d'aquests mètodes, requereix un alt grau de preprocessament de les dades, per al que gLAB és una eina molt adequada. En quart lloc, s'ha desenvolupat un mètode per a la gestió de les mesures en gLAB. Es tracta d'una algorítmica complexa, que permet processar qualsevol combinació d'observables (simples, dobles, triples o quàdruples) per satèl·lit, així com proporcionar una selecció de mesures manual o automàtica (també per als detectors de salt de cicle). En conclusió, la present tesi doctoral ha aplanat el camí cap al processament modern de dades GNSS més enllà de l'estat de l'art.

[es] El Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) ha revolucionado las tecnologías de localización gracias a su bajo coste y amplia disponibilidad. Inicialmente, los GNSS se limitaban al Sistema de Posicionamiento Global (GPS) estadounidense y al Sistema Global de Navegación por Satélite (GLONASS) ruso, pero en los últimos años se han desplegado nuevos GNSS como el Sistema Europeo de Navegación Global por Satélite (Galileo), el Sistema de Navegación por Satélite BeiDou (BDS) chino, el Sistema de Satélites Cuasi Cenitales (QZSS) japonés y el Sistema Regional Indio de Navegación por Satélite (IRNSS). Estos sistemas ofrecen múltiples frecuencias y señales que han dejado obsoleto el procesamiento actual de datos GNSS de doble frecuencia y una constelación. Para abordar este problema, el grupo de Investigación en Astronomía y Geomática (gAGE) de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) desarrolló la herramienta GNSS-Lab Tool suite (gLAB). gLAB se diseñó inicialmente para soportar sólo GPS en el marco de un contrato con la Agencia Espacial Europea (ESA) y posteriormente se actualizó para convertirse en una herramienta de referencia para estudios científicos. gLAB ha demostrado sus capacidades de investigación en el marco de contratos de la ESA y de la Agencia de la Unión Europea para el Programa Espacial (EUSPA). gLAB tiene un gran impacto en la comunidad GNSS de todo el mundo, con 222.526 descargas en 147 países diferentes, lo que demuestra la demanda de una herramienta con estas capacidades. En cuanto a los algoritmos de posicionamiento codificados originalmente en gLAB, Posicionamiento de Punto Estándar (SPP) y Posicionamiento de Punto Preciso (PPP), éstos se han actualizado para trabajar con todas las nuevas señales. Además, se han implementado algoritmos avanzados, como el PPP no combinado, el PPP Rápido (Fast-PPP) y el Sistema de Aumentación Basado en Satélites (SBAS) Multi Constelación de Frecuencia Dual (DFMC). Estas capacidades adicionales han requerido la optimización del código y la implementación de multihilo para reducir el tiempo de procesado. La investigación realizada en este doctorado ha aportado varias contribuciones significativas. En primer lugar, se ha realizado una evaluación del Sistema Europeo de Navegación por Complemento Geoestacionario (EGNOS), inicialmente desarrollado para aviación civil, para su aplicación con fines marítimos, demostrando que EGNOS es válido para este uso, donde se mejoran, incluso, las figuras de continuidad. Asimismo, se ha desarrollado una metodología para la evaluación diaria de la Señal En El Espacio (SIS) de EGNOS, la cual se ha implementado en un Sistema de Monitorización Global (GMS) basado en gLAB. En segundo lugar, se ha analizado el impacto de la actividad ionosférica y su correcto modelado en la navegación, especialmente en sistemas SBAS. En este ámbito se ha mostrado la importancia de tener un índice global, la Variación del contenido electrónico total en un arco (AATR), para medir la actividad ionosférica y se ha analizado su correlación con la degradación de la calidad de servicio del sistema EGNOS. En tercer lugar, se ha estudiado el efecto de las anomalías en el posicionamiento (tanto de la SIS como en el receptor), proponiendo metodologías para su detección basadas en los residuos de los pseudorangos o mediante combinación de varias señales. Cualquiera de estos métodos, requiere un alto grado de preprocesado de los datos, para lo que gLAB es una herramienta muy adecuada. En cuarto lugar, se ha desarrollado un método para la gestión de medidas en gLAB, Se trata de una algorítmica compleja, que permite procesar cualquier combinación de observables (simples, dobles, triples o cuádruples) por satélite, así como proporcionar una selección de medidas manual o automática (también para los detectores de salto de ciclo). En conclusión, la presente tesis doctoral ha allanado el camino hacia el procesamiento moderno de datos GNSS más allá del estado del arte.