Los sistemas GPS

Historia

El sistema de posicionamiento global (GPS) permite determinar en todo el mundo la posición de un objeto, una persona o un vehículo con una precisión increíble, hasta de centímetros (si se utiliza GPS diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión.

Fue desarrollado y empleado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos para constituir un sistema de navegación preciso con fines militares. Este proyecto se hizo realidad entre los meses de febrero y diciembre de 1978, cuando se lanzaron los cuatro primeros satélites de la constelación NAVSTAR, que hacían posible el sistema que resolvería la incógnita de nuestra posición en la Tierra.

Funcionamiento

El GPS funciona mediante una red de 24 satélites en órbita sobre el planeta Tierra, a 20.200 km, con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie. Cuando se desea determinar la posición, el receptor localiza automáticamente como mínimo tres satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la identificación y la hora del reloj de cada uno de ellos. Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el tiempo que tardan en llegar las señales al equipo, y de este modo, mide la distancia al satélite mediante «triangulación», la cual se basa en determinar la distancia de cada satélite respecto al punto de medición. Conocidas las distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa y conociendo las coordenadas se obtiene la posición absoluta o las coordenadas reales del punto de medición.

Fiabilidad de datos y errores

El sistema GPS se reserva la posibilidad de incluir un cierto grado de error aleatorio que puede variar de los 15 a los 100 metros. La precisión depende del número de satélites visibles en un momento y posición determinados. Sin aplicar ningún tipo de corrección y con ocho satélites a la vista, la precisión es de 6 a 15 metros; pero puede obtenerse más precisión usando sistemas de corrección.

Si la utilización que fuéramos a dar a nuestro receptor GPS requiriese más precisión aún, casi todas las firmas disponen de dispositivos opcionales DGPS (GPS Diferencial) que disminuyen el error hasta un margen de 1 a 3 metros. El DGPS consiste en instalar un receptor GPS en una situación conocida, de tal manera que este GPS dará errores de situación al compararlos con su situación exacta, y así poder determinar cuál es el factor de error que está introduciendo cada satélite.

Futuro del GPS

El Ministerio de Defensa del Reino Unido ha desarrollado una nueva tecnología como futuro de la localización: el acelerómetro cuántico, un sistema 1000 veces más preciso que el GPS.

El funcionamiento de este nuevo sistema está basado en un sistema de láseres que atrapan y enfrían átomos hasta llevarlos a su estado cuántico. A partir de ese punto, se utiliza otro láser que se encarga de calcular las variaciones de movimiento y de gravedad de las partículas. Las primeras pruebas con el acelerómetro cuántico en tierra firme se realizarán durante el año 2015, y un año después se probará en submarinos.

GPS Galileo

La Agencia Espacial Europea ha informado de que los dos satélites Galileo lanzados desde la Guayana francesa no han alcanzado la órbita correcta. El quinto y sexto satélites del sistema europeo de navegación, no obstante, están bajo control de la ESA, que estudia ahora las posibles consecuencias de que no hayan encontrado su posición.

Los dos satélites debían formar parte de la red de navegación europea Galileo, la alternativa al estadounidense GPS. Tras años de retraso, el proyecto, que dirige la ESA para la UE, está acelerando ahora, para alcanzar la meta de una red de 26 satélites en órbita para 2017, más seis de repuesto. Con un peso de 714,3 y 715,3 kilos respectivamente, son los dos primeros satélites operativos del dispositivo Galileo, que se suman a cuatro experimentales puestos en órbita en 2011 y 2012.

La Comisión Europea ha invertido unos 13.000 millones de euros en el programa Galileo (ideado en 1998, pero que ha sufrido retrasos y sobrecostes), aunque parte de ese presupuesto le corresponde al predecesor, Egnoss, que entró en servicio en 2009. El proyecto Galileo funcionará con el sistema estadounidense GPS y el ruso Glonass. Al completo, permitirá un posicionamiento en tiempo real con un margen de menos de un metro.

Javier de la Torre García  (2º de Bachillerato CIT)