Sistema de posicionamiento global
El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global
originalmente llamado NAVSTAR, es un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) el cual que
permite determinar en todo el mundo la posición de una persona, un vehículo o una nave, con una desviación de cuatro metros. El
sistema fue desarrollado e instalado, y actualmente es operado, por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.
El GPS funciona mediante una red de satélites que se encuentran orbitando
alrededor de la tierra. Cuando se desea determinar la posición, el aparato que se utiliza para ello localiza automáticamente como
mínimo cuatro satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la posición y el reloj de cada uno de ellos. En base
a estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las señales, es decir, la distancia al satélite.
Por "triangulación"
calcula la posición en que éste se encuentra. La triangulación consiste en averiguar el ángulo de cada una de las tres señales
respecto al punto de medición. Conocidos los tres ángulos se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los tres
satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene la posición
absoluta o coordenadas reales del punto de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la
de los relojes atómicos que desde tierra sincronizan a los satélites.
La antigua Unión Soviética tenía un sistema similar
llamado GLONASS, ahora gestionado por la
Federación Rusa.
Actualmente la Unión Europea intenta lanzar su propio sistema de
posicionamiento por satélite, denominado 'Galileo'.
Elementos que lo componen
- Sistema de satélites: Formado por 21 unidades operativas y 3 de repuesto en órbita sobre la tierra a 20.200 km con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo y que se
abastecen de energía solar.
- Estaciones terrenales: Envían información de control a los satélites para controlar las órbitas y realizar el
mantenimiento de toda la constelación.
- Terminales receptores: Es el elemento que nos indica la posición en la que estamos, conocidas también como Unidades
GPS, son las que podemos adquirir en las tiendas especializadas.
Funcionamiento
- El receptor GPS funciona midiendo su distancia de los satélites, y usa esa información para computar su posición. Esta
distancia se mide calculando el tiempo que la señal tarda en llegar a su posición, y basándose en el hecho de que la señal viaja
a la velocidad de la luz, se puede calcular la distancia sabiendo la duración del viaje.
- Cada satélite indica que el receptor se encuentra en un punto en la superfici de la esfera con centro en el propio satélite y
de radio la distancia total hasta el receptor.
- Obteniendo información de dos satélites se nos indica que el receptor se encuentra sobre la circunferencia que resulta cuando
se intersectan las dos esferas.
- Si adquirimos la misma información de un tercer satélite notamos que la nueva esfera solo corta el circulo anterios en dos
puntos.
- Teniendo información de un el cuarto satélite, la cuarta esfera coincidirá con las tres anteriores en un único punto, y es en
este momento cuando el receptor puede determinar una posición tridimensional, 3D (latitud, longitud y altitud).
Fiabilidad de los datos
- Debido al carácter militar del sistema GPS, el Departamento de Defensa de los Estados Unidos se reserva la posibilidad de
incluir un cierto grado de error aleatorio que puede variar de los 15 a los 100 metros.
- Aunque actualmente no aplique tal error inducido, el GPS ofrece por sí solo una precisión aproximada de entre 0 y 15
metros.
Fuentes de error
- Retraso en la ionosfera y troposfera.
- Señal multirruta.
- Errores de orbitales.
- Número de satélites visibles.
- Geometría de los satélites visibles.
- Errores locales en el reloj del GPS.
Aplicaciones
- Navegación terrestre, marítima y aérea. Bastantes coches lo incorporan en la
actualidad, siendo de especial utilidad para encontrar direcciones o indicar la situación a la grúa.
- Topografía y geodesia.
Localización agrícola (agricultura de
precisión).
- Salvamento.
- Deporte, acampada y ocio.
- Para enfermos y discapacitados.
- Aplicaciones científicas en trabajos de campo.
Véase también
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