Por Markus Uster, Senior Director, Head of Product Center Positioning at u-blox

Para cualquiera que desarrolle productos y servicios basados en datos de posicionamiento, navegación y sincronización (PNT-Positioning Navigation and Timing), 2024 promete ser un año apasionante. Con los continuos avances en inteligencia artificial (IA), edge computing y el creciente acceso a satélites de órbita terrestre baja, LEO-Low Earth Orbit, en los próximos 12 meses presenciaremos comó irán surgiendo nuevas formas de obtener información de localización y sincronización de alta precisión. En términos más generales, también habrá oportunidades para acelerar la comercialización de nuevos productos y servicios.

En este artículo, analizaremos cómo los avances en IA, edge computing y satélites LEO están moldeando las oportunidades en PNT durante 2024.

IA: Abriendo nuevas formas de obtener datos de posicionamiento de alta precisión

Como todas las partes de la industria tecnológica, PNT se está viendo influenciada por los avances en IA, incluyendo la IA generativa (genAI) y el aprendizaje automático (ML-Machine Learning).

Aunque los elevados requisitos de cálculo de la IA y el ML implican que su uso en dispositivos de bajo consumo, como los wearables de consumo o las etiquetas de seguimiento inalámbricas, siga siendo un reto, en las aplicaciones industriales y de automoción la situación es distinta.

La tendencia en el sector de la automoción hacia la centralización informática, por ejemplo, significa que muchos vehículos tienen incorporados de potentes procesadores. Esto brinda nuevas oportunidades de utilizar la IA y el ML para aumentar los datos de los sistemas mundiales de navegación por satélite (GNSS) y otros sensores PNT a bordo de vehículos, como lidar, cámaras y unidades de medición inercial (IMU). Esto ofrecerá nuevas formas de superar algunos de los inconvenientes de los sensores convencionales, como la deriva de las IMU. De este modo, la IA y el ML ofrecerán a los fabricantes nuevas formas de avanzar hacia el posicionamiento a nivel centimétrico; necesario para mayores niveles de autonomía de los vehículos en lugares en lo cuales obtenes una lectura de posición precisa y fiable solamente con GNSS resulta complicado, como túneles y aparcamientos.

En otros ámbitos también se espera quer la, la genAI acelere drásticamente el desarrollo de nuevas capacidades de posicionamiento y sincronización durante 2024. La palabra «transformadora», que muchas veces se utiliza en exceso, en este contexto es totalmente apropiada: los chatbots y copilotos de genAI han permitido a los desarrolladores completar en minutos tareas que antes les tomaban días. Por ello, muchas más organizaciones adoptarán estas herramientas de desarrollo basadas en IA durante 2024. El aumento resultante de la productividad significará que todos en la industria podrán acelerar el tiempo de comercialización de nuevos servicios y capacidades de PNT, y beneficiará especialmente a aquellos con equipos de I+D más pequeños, como startups y pymes.

Edge computing: Mayor precisión y nuevas posibilidades de posicionamiento

El edge computing sitúa potentes capacidades de procesamiento cerca de la fuente de datos de posicionamiento o sincronización, en este contexto, el receptor. De este modo, los fabricantes de dispositivos pueden realizar tareas sofisticadas sin necesidad de enviar los datos a la nube, lo que puede no ser posible o práctico en todas las aplicaciones o ubicaciones.

El uso de la capacidad de procesamiento a bordo de un vehículo para IA y ML con el fin de aumentar los datos de los sensores GNSS, como hemos mencionado anteriormente, es un gran ejemplo de edge computing en la práctica. Prevemos que en 2024 surjan muchos más usos de edge computing en aplicaciones PNT.

En el  caso del ámbito del gran consumo algunos wearables no pueden detectar actualmente movimientos posicionales muy pequeños, como por ejemplo,  un golfista con un reloj de seguimiento que camina una corta distancia entre intentos de meter la bola en el hoyo. Los fabricantes de dispositivos podrían solucionar este problema transfiriendo los cálculos de posición del reloj al smartphone del usuario. Además de liberar mucha más potencia de cálculo, esto puede permitir a la aplicación acceder a otros datos de sensores para obtener un mayor nivel de precisión posicional y, por extensión, ofrecer un servicio más atractivo o lucrativo a los clientes.

Las aplicaciones industriales también pueden beneficiarse. Por ejemplo, las empresas que prestan servicios de seguimiento logístico mediante etiquetas con GNSS podrían ofrecer a sus clientes información más detallada o prolongar la vida útil de la batería de la etiqueta utilizando comunicaciones de corto alcance para descargar el procesamiento y la comunicación de los datos a la infraestructura edge. Esta infraestructura edge podría estar situada en la infraestructura de nivel superior, dando servicio a múltiples puntos finales, por ejemplo, en un barco o en una instalación de contenedores. Aquí podría llevarse a cabo un procesamiento adicional de los datos, que potencialmente consume mucha energía, antes de enviarlos a la nube.

Satélites Low Earth orbit (LEO): Surgirán para complementar el GNSS MEO

En 2024 se seguirán introduciendo mejoras en la tecnología GNSS convencional, en la que los satélites operan en órbita terrestre media (MEO). Entre estas mejoras, veremos más satélites emitiendo señales L5 modernizadas, que ayudan a superar problemas como las interferencias, el retardo ionosférico y la multitrayectoria, cuando se utilizan en una configuración L1/L5 de doble banda.

Paralelamente, habrá muchos avances en el posicionamiento y la sincronización      en órbita terrestre baja. Los satélites LEO complementarán a los GNSS basados en MEO, ofreciendo características distintas que se adaptarán bien a determinadas aplicaciones, o que ayudarán a superar ciertas limitaciones de los GNSS MEO. En concreto, los satélites LEO ofrecerán señales más potentes, debido a que los satélites están más cerca de la Tierra, y una mayor diversidad de señales los satélites están a la vista durante menos tiempo.

Aún faltan unos cuantos años para que las constelaciones LEO se utilicen de forma generalizada para PNT pero 2024 es un buen momento para empezar a pensar en cómo podrían beneficiarse sus clientes de las nuevas y mejores oportunidades de posicionamiento y sincronización que acabarán ofreciendo.

Figura 1: Infraestructura espacial de satélites GNSS GEO, MEO y LEO

Es probable que entre los primeros usos del posicionamiento LEO se incluya la oportunidad de ofrecer posicionamiento y sincronización sin fisuras en interiores y exteriores, gracias a la capacidad de las señales LEO para penetrar en los edificios. el seguimiento logístico, donde los activos pasan por una variedad de entornos interiores y exteriores en sus viajes y necesitan ser rastreados en todo momento. El GNSS basado en MEO no puede cubrir todo este trayecto por sí solo. El posicionamiento basado en LEO podría colmar esas lagunas.

Las operaciones de los centros de datos serán probablemente otro campo beneficiado, al utilizar las señales de sincronización LEO para mantener las redes sincronizadas. De este modo, los arquitectos de redes podrán simplificar este aspecto crítico, pero a menudo complejo, del funcionamiento de los centros de datos, al tiempo que aumentan su resistencia. Esto se debe a que la sincronización basada en LEO promete reducir o eliminar la necesidad de componentes como antenas GNSS externas, y en su lugar operar con antenas LEO directamente conectadas a los componentes de la red, donde son más fáciles de acceder y mantener.

Una de las razones por las que estamos un poco lejos de utilizar LEO para PNT es que actualmente no hay constelaciones gubernamentales de posicionamiento en esta órbita. La propiedad pública de las constelaciones MEO, y el hecho de que las señales GNSS hayan estado disponibles de forma gratuita, fueron impulsores clave de la adopción del GNSS y del desarrollo de lo que se ha convertido en un amplio ecosistema de dispositivos. Sin embargo algunos gobiernos están empezando a desarrollar capacidades PNT LEO. Por ejemplo, la Agencia Espacial Europea sacó a concurso en 2023 el desarrollo de una constelación PNT LEO de prueba.

Paralelamente, será fascinante ver cómo evoluciona la oferta del sector privado en este espacio durante 2024. Hay mucha actividad en marcha, pero poner cosas en el espacio es caro, y no todos los que actualmente planean constelaciones LEO conseguirán necesariamente la financiación que necesitan para tener éxito a medio y largo plazo.

Actúe hoy para obtener el mayor beneficio

La inteligencia artificial, edge computing y los satélites LEO para PNT son tendencias a largo plazo que seguirán dando forma a este espacio durante muchos años. Sin embargo, está claro que hay muchas oportunidades que los fabricantes de productos inteligentes pueden tomar durante 2024 para empezar a beneficiarse de los avances en estas áreas en los próximos meses. Además, si sientan las bases este año para aprovechar algunos de los avances que se avecinan, se situarán en una posición sólida a medio y largo plazo.