REPUBLICA
BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD
YACAMBU
ESTUDIOS
VIRTUALES
CATEDRA:
EQUIPOS DE POSICIONAMIENTO POR SATELITE
PARTICIPANTE:
MIRELYS PETIT
C.I.Nº 10.855.264
Introducción
El Sistema de Posicionamiento Global (GPS)
es un sistema de localización, diseñado por el Departamento de Defensa de los
Estados Unidos con fines militares para proporcionar estimaciones precisas de
posición, velocidad y tiempo; operativo desde 1995 utiliza conjuntamente una
red de ordenadores y una constelación de 24 satélites para determinar por
triangulación, la altitud, longitud y latitud de cualquier objeto en la
superficie terrestre.
En el ámbito civil y alegando razones
de seguridad sólo se permite el uso de un subconjunto degradado de señales GPS.
Sin embargo la comunidad civil ha encontrado alternativas para obtener una
excelente precisión en la localización mediante las denominadas técnicas
diferenciales. Gracias a ellas las aplicaciones civiles han experimentado un
gran crecimiento y actualmente existen más de 70 fabricantes de receptores GPS.
Un sistema de navegación similar
llamado GLONASS (GLObal NAvigation Satellites System) se desarrolló en la antigua Unión Soviética. El
sistema, también diseñado con fines militares, reservó un subconjunto de
señales sin codificar para las aplicaciones civiles. Actualmente la
responsabilidad del sistema es de
A pesar del beneficio que supone la
ausencia de perturbación en la señal GLONASS, la incertidumbre sobre su futuro
ha limitado su demanda, sin embargo se han comercializado receptores que
combinando las señales GPS y GLONASS, mejoran la precisión de las medidas.
Generalidades y descripción del sistema GPS
El GPS es un sistema espacial de radio navegación
compuesto por: a) 24 satélites que circunvalan la tierra a una altura
aproximada de
Conocido en sus inicios en 1973 como NAVSTAR Global
Positioning System, se hizo atractivo a una amplia gama de usuarios al superar
las limitaciones de otros sistemas similares. Se utiliza actualmente con
transmisores comerciales cada vez mas pequeños y baratos (menos de 100 USD)
accesibles a cualquier persona, similar en tamaño al de un teléfono
móvil.
En algunas ciudades ya se utiliza en aplicaciones
muy cotidianas, como, por ejemplo, para escribir en una pizarra
electrónica colocada en la parada del autobús el tiempo que falta para que
llegue el próximo vehículo. O para conocer la posición exacta de los camiones
de una determinada empresa en cada instante. También existen cursos de
orientación y navegación terrestre por GPS.
Tanto Rusia como los Estados Unidos permiten el uso
gratuito de sus satélites a la comunidad internacional. La organización
internacional de aviación civil, así como otros grupos internacionales de
usuarios han adoptado GPS y GLONASS (versión europea del GPS) como la base para
un sistema civil de navegación satelital el cual se conoce como
"Global Navigation Satellite System (GNSS)".
El servicio Básico de GPS proporciona un error no mayor
de
Para lograr esto, cada uno de los 24 satélites
emite una señal a los receptores en tierra. El sistema determina la
localización al computar la diferencia entre el tiempo que tarda la señal desde
su emisión hasta su recepción. Los satélites GPS llevan consigo relojes
atómicos que proveen información precisa en cuanto al tiempo transcurrido. Una
"señal de tiempo" (esto es, una marca del instante en que se envió el
mensaje desde orbita) es incluida en los mensajes de GPS para que los
receptores sepan cuando se envió la señal.
La señal también contiene datos que permiten a los
receptores conocer la localización de los satélites y hacer los ajustes
necesarios para una mejor precisión. El receptor usa la diferencia del tiempo
transcurrido entre la recepción y la emisión para computar la distancia
receptor - satélite. El receptor también toma en cuenta los retrasos por
propagación o por el retardo de la señal causada por la ionosfera y la
troposfera.
Con la información de la distribución de tres de
los satélites y la posición de un satélite cuando la señal fue enviada, el
receptor puede computar su propia posición tridimensional. Un reloj atómico
sincronizado al GPS permite calcular las distancias recorridas por las tres
señales. Sin embargo, al tomar esta medida de tiempo desde un cuarto satélite,
el receptor se evita la necesidad de un reloj atómico. Así que el receptor
utiliza cuatro satélites para computar latitud, longitud, altura y
tiempo.
Sistema de Posicionamiento Global.
El Global Positioning System (Sistema de
Posicionamiento Global) es conocido simplemente como GPS. Este proyecto fue
diseñado para proveer a las unidades militares de los Estados Unidos de un
sistema que les permitiera conocer su posición en todo momento y en cualquier
lugar del mundo.
El sistema consiste en una constelación de 24
satélites, 21 satélites primarios y 3 de reserva, que orbitan circularmente a
Las órbitas de los satélites forman una red que
envuelve la esfera terrestre, de forma que desde cualquier punto teórico de su
superficie se puedan ver 5 satélites. De este modo y dependiendo de la
orografía, el receptor GPS puede recibir y procesar las señales emitidas por al
menos 3 satélites.
La posición tridimensional (latitud, longitud y
altitud), conocida como 3D, requiere cuatro satélites a la vista, mientras que
la bidimensional (latitud y longitud), llamada 2D sólo necesita tres. La
mayoría de los receptores GPS pueden recibir y procesar hasta ocho satélites
simultáneamente, aunque la recepción de un mínimo de tres, permite la
navegación terrestre o marítima, prácticamente las 24 horas del día en
cualquier lugar de
Para entender el sistema GPS se hace necesario
conocer los elementos que lo forman. Dentro del sistema GPS existen tres
conjuntos de componentes denominados segmentos:
- Segmento
Espacial.
- Segmento de
Control
- Segmento del
Usuario.
Veamos a continuación las principales características de cada uno de
ellos.
Segmento
Espacial
El Segmento Espacial está constituido por los satélites
que soportan el sistema y las señales de radio que emiten.
Estos satélites conforman la llamada constelación NAVSTAR (Navigation
Satellite Timing and Ranging), constituida por 24 satélites operativos más
cuatro de reserva, mantenidos por la fuerza aérea estadounidense. No hay que
olvidar, que el origen de este sistema es militar y su financiación corre
íntegramente a cargo del gobierno de los Estados Unidos.
Existe también una versión rusa del sistema de
posicionamiento global. Se trata de un intento incompleto que inició el
gobierno ruso (Constelación Glonass), pero que acabó
abandonando por falta de financiación. Esta constelación incompleta de
satélites Glonass sólo se usa ocasionalmente como complemento al sistema GPS
norteamericano en algunas aplicaciones de precisión.
Por otro lado, también existe en proyecto una
versión europea modernizada del GPS que actualmente se encuentra en fase de
elaboración. Liderado por
En medio de este escenario, el único sistema de
posicionamiento global totalmente operativo a día de hoy es el norteamericano,
con varias generaciones de satélites ya en órbita y funcionando, y con otra
nueva generación de aparatos actualmente en fase de desarrollo que prometen
mejorar considerablemente las prestaciones para antes de 2008.
Los 24 satélites y sus 4 de reserva de la
constelación NAVSTAR, circundan la tierra en órbitas a una altura alrededor de
los
Los satélites envían señales en la región de radio
del espectro electromagnético. La señal en sí es muy compleja. Está formada por
varios componentes que se estructuran sobre una señal principal con frecuencia
de 10'23 MHz. A partir de esta señal principal y derivada de ella, se producen
los dos componentes principales de la señal: las portadoras (carriers). Estas portadoras
se emiten en la banda L del espectro (definida por el rango que va de los 390
MHz a los 1.550 MHz). La banda L del espectro es la que presenta mejor
transparencia atmosférica, lo cual es muy importante para la precisión del
sistema.
Las dos frecuencias portadoras (carriers) son
denominadas L1 (1.575’42 MHz) y L2 (1.227’60 MHz). El empleo de dos frecuencias
distintas se debe a que la atmósfera proporciona un cierto retardo en la
propagación de las ondas, siendo este retardo función de la frecuencia. Al
utilizar dos frecuencias distintas se puede conocer ese retardo y compensarlo
en consecuencia.
Sobre las dos portadoras se insertan por
modulación varios códigos cifrados que rigen el funcionamiento del sistema.
Estos códigos transportan en código binario la información necesaria para el
cálculo de las posiciones. El más básico es el código C/A (Coarse/Acquisition),
que va dentro de la señal L1 mediante modulación. Este código es leído por
todos los receptores (incluidos los navegadores más sencillos). Otro código
modulado sobre el conjunto de
Al ser un sistema nacido de la investigación
militar y con una importancia geoestratégica obvia, el gobierno de los Estados
Unidos se preocupó mucho de que pudiera garantizar el uso adecuado. En
principio, se degradaba la señal intencionadamente para que los receptores
civiles tuvieran un error mínimo intencionado que hiciera inapropiado su uso
para aplicaciones militares. Era lo que se llamaba
No obstante, existe
otro modo de anular la señal en caso de existir un conflicto bélico en alguna
región del planeta. A través del procedimiento de Anti-Spoofing (A-S), los
gestores del sistema pueden encriptar totalmente la señal. Mediante el uso de
un código adicional de alto secreto (denominado W), se consigue encriptar el
código P, que pasa a denominarse entonces código Y; este código Y sólo se puede
leer con receptores GPS militares autorizados, con lo que se garantiza la
exclusividad mediante una denegación selectiva del servicio en zonas de
conflicto.
Segmento
de Control
El segmento de control son todas las infraestructuras
en tierra necesarias para el control de la constelación de satélites,
mantenidas por la fuerza aérea estadounidense. Dichas infraestructuras tienen
coordenadas terrestres de muy alta precisión y consisten en cinco grupos de
instalaciones repartidas por todo el planeta, para tener un control homogéneo
de toda la constelación de satélites .
Estas infraestructuras
realizan un seguimiento continuo de los satélites que pasan por su región del
cielo, acumulando los datos necesarios para el cálculo preciso de sus órbitas.
Dichas órbitas son muy predecibles, dado que no existe fricción atmosférica en
el entorno donde se mueven los satélites; a las predicciones de las órbitas de
los satélites para el futuro se les conoce con el nombre de Almanaques,
cuyo cálculo depende también del segmento de control.
Sin embargo, aunque muy predecibles, las órbitas
también tienen una degradación debido a una serie de factores: desigual
densidad de la gravedad terrestre, mareas gravitatorias provocadas por el alineamiento
de la luna y los planetas, viento solar, etc. Todos estos factores conllevan
pequeñas degradaciones sobre las órbitas que hay que tener en cuenta para que
el sistema GPS sea preciso. Por ello, aquellas estaciones del segmento de
control que están dotadas de antenas de referencia tienen también la función de
subir a los satélites las correcciones de órbita para sus sistemas de
navegación.
Dichas correcciones son transmitidas en la banda
S, y una vez recibidas por cada satélite son incorporadas a los mensajes de
navegación que el satélite emite para ser captados por el receptor del usuario.
A estas órbitas recalculadas con los datos de corrección (suministrados por las
estaciones de tierra) y su información de tiempo se les denomina efemérides.
El usuario no experimentado no ve por ninguna parte rastro de las efemérides,
pero hasta el navegador más sencillo las está utilizando en el momento en que
estamos midiendo.
Segmento
del Usuario
El segmento del usuario está constituido por el
hardware (equipos de recepción) y el software que se utilizan para captar y
procesar las señales de los satélites. Es quizá la parte que más nos interesa a
nosotros como usuarios del sistema GPS, puesto que del tipo de instrumental y
métodos utilizados depende la precisión alcanzada.
El tipo de receptores va unido íntimamente al tipo
de método elegido para la medición, y a su vez a la naturaleza de la aplicación
que queramos realizar. Así, carece de sentido utilizar un receptor avanzado de
doble frecuencia si no es en combinación con un método relativo, pues de no ser
así estaríamos utilizando un equipo que puede valer entorno a 24.000 Euros para
conseguir la misma precisión que un lector de 300 Euros. Por ello, equipos,
métodos y aplicaciones son indisolubles para el especialista.
Utilidad.
Naturalmente se puede utilizar un receptor
GPS para todo aquello en lo que se considere pueda ser útil. No obstante, se
debe tener en cuenta que son, exclusivamente, receptores de datos que calculan
una posición exacta y que no trabajan con ningún dato analógico (temperaturas,
presión, humedad…). Son dispositivos extraordinariamente útiles para cualquier
tarea de navegación, seguimiento de rutas, almacenamiento de puntos para
posteriores estudios, pero en ningún caso se puede esperar deducir datos
atmosféricos a partir de ellos. Sin embargo, también se debe valorar que,
incluso, los modelos más “pequeños” que los fabricantes de GPS´s ponen a
disposición de la navegación personal, son una evolución de los sistemas de
navegación aeronáutica y marítima que se han ido perfeccionando diariamente desde
hace años.
Esto supone una serie de ventajas
importantes para los usuarios de GPS's para la navegación personal terrestre.
En primer lugar, una cuestión de escala. Está claro que las dimensiones de la
navegación aeronáutica y marítima respecto de las dimensiones de la navegación
terrestre, incluso con vehículos motorizados, son mucho mayores.
Esto significa que los receptores
"pequeños" también disponen de los recursos de navegación y de la
exactitud de los grandes sólo que los primeros disponen de funciones menos
sofisticadas que estos últimos para la propia navegación.
Por ejemplo, las pantallas y funciones gráficas que requiere el piloto de una
embarcación incorporadas a su receptor GPS deben ser muchas más y más
sofisticadas que las que se necesitan para orientación en dimensiones más
pequeñas. Pero el sistema de recepción, y el cálculo de la posición es el mismo
en un caso que en otro. Supongamos que ocurre si una embarcación sigue un rumbo
con un error de un segundo (1/3600 grados), sin corregir ese rumbo durante
varios días, puede ser que cuando busque el punto que espera encontrar en la
costa, simplemente no lo encuentre, puesto que se habrá alejado cientos de kilómetros
de él, pues bien se dispone de un sistema con la misma exactitud para navegar
pero con menos funciones gráficas.
Todo esto se puede sintetizar diciendo que un receptor GPS proporciona, para la navegación terrestre,
muchas más prestaciones que las que se pueden necesitar para orientarse. Los
seguimientos de desvío de rumbos, los seguimientos de rutas, brújulas
electrónicas, etc., son funciones que se pueden encontrar en los pequeños
GPS's.
Para aquellos que necesiten un GPS para
situar puntos más que para orientarse o navegar, como cartógrafos, geógrafos,
topógrafos, geólogos, etc., deberán valorar qué tipo de trabajo de campo van a
desarrollar, de tal forma que puedan deducir si necesitan más o menos funciones
de navegación, o más o menos capacidad de almacenamiento de puntos, y decidir
cuáles son sus necesidades y prioridades para utilizar estos dispositivos. No
obstante se puede adelantar que cualquiera de los GPS's que se denominan como
"pequeños", acostumbran a ser suficientes para la mayoría de este
tipo de trabajos. Si es necesario trabajar con sistemas de coordenadas
distintas a los habituales UTM, OSGB, etc. o está previsto utilizar mucha
variedad de Datums, habrá que consultar las indicaciones técnicas para cada
modelo y buscar el más indicado. Casi todas las firmas disponen de modelos de
gama media, que optimizan mejor estos recursos.
También
es interesante destacar, la gran utilidad de estos dispositivos para cuestiones
de seguridad, pensemos en la cantidad de pérdida de vidas y de situaciones
traumáticas que se podrían evitar, si en cualquier tipo de actividad al aire
libre en la que las cosas se han complicado y se requiere la actuación de un
equipo de rescate, se les pudiera facilitar la posición exacta de las que se
encuentra un accidentado. Probablemente, parezca un tanto sofisticado y poco
ortodoxo, andar con un GPS y un
teléfono móvil GSM a la hora de presentarse
problemas, pero se puede suponer que a Russell, a Barrau, incluso a
Hillary les deben parecer casi igual de sofisticado un crampón de aleación con
12 puntas y fijación automática, o una prenda de Gore o un bastón telescópico
ultraligero de tres tramos, o un sobre de liofilizado, o un piolet modular
ergonómico...y un sin fin de cosas a las que nos hemos acostumbrado y ya parecen normales.
Fundamentos.
El fundamento del sistema GPS consiste en la
recepción de entre cuatro y ocho señales de radio de otros tantos satélites de
los cuales se conoce de forma muy exacta su posición orbital con respecto a la
tierra; a la vez, se conoce muy bien el tiempo que han tardado las señales en
recorrer el camino entre el satélite y el receptor. Conociendo la posición de
los satélites, la velocidad de propagación de sus señales y el tiempo empleado
en recorrer el camino hasta el usuario, por trilateración se puede establecer
la posición en términos absolutos del receptor.
Los fundamentos
técnicos del sistema G.P.S. se basan en teoría avanzada de tratamiento de la
señal. A continuación se ofrece una pequeña profundización en estos aspectos
La constelación de satélites GPS
|
Los satélites de la
constelación GPS, llamados NAVSTAR, navegan en 6 planos orbitales con una
inclinación de 55º respecto al Ecuador, a una altitud de 10,898 millas
náuticas, donde cada satélite tiene una zona de visión directa del 38% de la
Tierra. Las frecuencias utilizadas son de 1227.6 y 1575.42 MHz. La constelación
completa consta de 28 satélites activos actualmente (año 2001). Tanto los
satélites como el equipamiento de apoyo basado en tierra son financiados por el
Departamento de Defensa de EE.UU., pero el servicio está disponible
gratuitamente para cualquier usuario civil.
Planos orbitales de la
constelación GPS (año 1998, 24 satélites).
Un
receptor GPS, ya sea terrestre, marítimo o aéreo, capta las señales de cuatro o
más satélites NAVSTAR de forma simultánea o secuencial, para determinar sus
coordenadas de posición tridimensionales: longitud, latitud y altitud. Una
cadena de pulsos binarios viaja desde el satélite hasta el receptor en un
tiempo de alrededor de 1/11 de segundo. El receptor estima el tiempo de viaje
de dicho tren de pulsos restando el tiempo registrado por su reloj del
tiempo indicado por el satélite cuando transmitió
el pulso relevante. El tiempo obtenido se multiplica por la velocidad de la luz
para estimar la distancia al primer satélite.
|
Señales utilizadas en el GPS |
Cada
satélite utiliza dos portadoras de microondas. La elevada frecuencia de las mismas
permite la utilización de antenas pequeñas, lo cual las hace apropiadas para su
instalación en equipos portátiles.
La portadora L1
se utiliza para transmitir la información de la posición.
La portadora L2
se emplea para medir los retardos de propagación atmosféricos.
Modulándolas,
se transmiten tres tipos de códigos de datos :
El
código C/A (coarse acquisition), de precisión baja, se transmite
por la portadora L1 y consiste en un código pseudo aleatorio, similar al ruido
eléctrico, que se repite cada milisegundo. Como resultado del ensanchamiento
del espectro al utilizar una señal moduladora de este tipo, el ancho de banda
resultante es de 1 MHz. Cada satélite transmite un código distinto, lo cual
permite distinguirlos. La utilización de este código se denomina Servicio de
Posicionamiento Estándar (SPS, Standard Positioning System) y ofrece
una precisión temporal de 340 nanosegundos y una exactitud en la precisión de
la posición de 100 metros horizontalmente y 156 metros verticalmente.
El
código P(Y), de precisión elevada, se utiliza para modular las fases de
las dos portadoras L1 y L2 y tiene un periodo muy largo, de 7 días. Este código
puede cifrarse y sólo está disponible para usuarios autorizados, permitiéndoles
alcanzar los mayores grados de precisión en la determinación de su posición:
200 nanosegundos de precisión temporal, 22 metros en posición horizontal y 27.7
metros en posición vertical. La utilización de este código se denomina Servicio
de Posicionamiento Preciso (PPS, Precise Positioning System).
Los
datos de navegación se transmiten también por el canal L1. Consisten en
información necesaria para el correcto funcionamiento del sistema, como los
datos orbitales (efemérides) de los satélites, correcciones de reloj, modelos
de corrección de errores de reloj y modelos de corrección de errores por
propagación ionosférica y troposférica
Ver
Anexo
Señales
transmitidas desde los satélites.
El
receptor GPS de cada usuario genera réplicas de los códigos C/A y P que
transmite cada satélite. Cuando "engancha" la señal de un satélite,
realiza la correlación entre la señal interna y la señal recibida para
determinar de qué satélite procede. Acto seguido, deshace el ensanchamiento del
espectro y mediante un PLL procede a demodular los datos de navegación que el
satélite transmite y a corregir la desviación de frecuencia producida por el
efecto Doppler.
La
combinación de las señales procedentes de cuatro o más satélites permite determinar
la posición tridimensional al sistema de procesamiento del receptor, que
finalmente presentará en pantalla datos sobre latitud, longitud y altitud
geográficas.
|
Fuentes de error
en el GPS |
En
realidad, hay muchísimos problemas que pueden afectar a estos cálculos ideales
que hemos visto. A continuación se describen las posibles fuentes de error que
pueden afectar al sistema y la forma que tiene éste de corregirlos:
La
principal fuente de error es intencionada y se denomina Disponibilidad
Selectiva o SA (Selective Availability). Consiste en la
contaminación de las señales de telemetría que utilizan los usuarios no
privilegiados y sirve como mecanismo de defensa ante elementos no autorizados
que pretendan utilizar el GPS como sistema hostil para los EE.UU. y sus países
aliados. Concretamente, se manipulan los datos de posición orbital de los
satélites y/o la frecuencia de reloj del satélite. Supone una degradación de la
precisión de entre 30 y 100 metros. Otra forma de protección es la variación
mediante cifrado del código P descrito anteriormente. El código P cifrado pasa
a denominarse código Y y resulta prácticamente imposible de imitar por otro
transmisor que pretenda hacerse pasar por un satélite GPS. Esta medida recibe
el nombre de Anti-spoofing (A-S). La disponibilidad selectiva fue
oficialmente suprimida el 1 de mayo de 2000, pero puede ser reactivada por el
Departamento de Defensa de EE.UU. en cualquier momento.
Retardo de propagación en la atmósfera. Hasta ahora, habíamos utilizado la velocidad de la
luz para los cálculos, pero ésta sólo es constante en el vacío. Una señal GPS
atraviesa varias capas no homogéneas de la atmósfera, produciendo un retardo
adicional al de sincronización: la ionosfera está llena de partículas cargadas
y su distribución en tamaño y densidad de carga es variable en función del la
radiación solar, las fluctuaciones del campo magnético terrestre y otros
factores. La velocidad de propagación de las ondas de radio en la ionosfera es
por tanto función de la frecuencia utilizada y el instante de tiempo en el que
se produce la transmisión. Dado que la información del GPS se transmite a
través de dos portadoras distintas, es posible realizar una medición del
retardo diferencial de recepción entre ambas y modelar un algoritmo corrector
del efecto ionosférico. Por otro lado, el vapor de agua de la troposfera
también influye en la radiación electromagnética, introduciendo un error
adicional más difícil de compensar.
Propagación multicamino. Igualmente,
también puede haber errores debidos a reflexión de las señales en diversos
obstáculos cercanos al receptor. La suma de las señales directa y reflejadas
degrada la señal digital, lo cual obliga a la utilización de sistemas de
corrección de errores "multipath".
Errores de efemérides. Las
posiciones orbítales teóricas de los satélites pueden variar con el tiempo.
Estos errores se denominan "errores de efemérides", y se solucionan
monitorizando constantemente cada satélite, como hemos visto antes, y
transmitiendo las correcciones oportunas desde el control de misión. Además,
pueden aparecer errores de reloj no corregidos por el sistema de control
de errores. Todos ellos añaden una imprecisión de aproximadamente 1 metro en la
determinación de la posición. Para corregir estos errores existen varios
algoritmos basados en datos experimentales, cuyos coeficientes se transmiten a
través del mensaje de navegación para que el receptor pueda utilizarlos.
Atenuación de precisión debida a posición. Estos errores se deben a la propia posición de los
satélites: si el receptor sintoniza satélites cercanos entre sí, las esferas
interferentes de las que hemos hablado se interceptan en ángulos muy agudos, lo
cual hace aumentar el área de error de posición. Dado que el receptor del
usuario conoce las efemérides de los satélites gracias a la demodulación del
mensaje de navegación, es posible calcular qué combinación de satélites
visibles proporciona la mejor geometría en un momento dado. Este cálculo se
traduce en un valor denominado PDOP (Position Dilution of Precision).
Dado que los satélites no son geoestacionarios, el PDOP es variable. Las
mejores geometrías proporcionan valores de PDOP bajos, considerándose buenos los
valores de entre 4 y 6. Las posiciones determinadas con valores de PDOP
superiores a 6 pueden ser consideradas como susceptibles de error. La solución
es tomar satélites más separados entre sí, cuyas esferas se intercepten en
ángulos casi rectos . Otro parámetro similar pero que incluye un factor para
contabilizar errores en tiempo es el GDOP (Geometric Dilution of
Precision).
El
ruido puede afectar a determinadas señales, resultando en errores de unos 15
metros en la posición de cada satélite. No obstante, la utilización de técnicas
de espectro ensanchado mediante códigos pseudo aleatorios hacen estos errores
poco probables.
Los
errores más graves, de incluso varias centenas de kilómetros, se deben a fallos
electrónicos en alguna parte del sistema.
|
Receptores GPS |
Funcionalmente
existen tres tipos de receptores GPS:
Receptores
secuenciales o monocanal. Están
dotados de un único canal radio y por tanto sólo pueden enganchar un satélite a
la vez. Realizan un barrido secuencial entre 4 de todos los satélites visibles
(mejor relación señal a ruido y demodula su mensaje de navegación, consiguiendo
de esta forma el almanaque y la referencia temporal. Esta situación puede
llevar varios minutos.
Memorizado. El receptor comprueba que los datos que tenía
almacenados en memoria son válidos y utiliza los mismos satélites que la última
vez que fue empleado. Los que ofrezcan mejor relación señal a ruido), parando
al menos 1 segundo en cada canal disponible para recoger datos. El tiempo
empleado en realizar el barrido secuencial introduce un pequeño error que hace
que este tipo de receptores sean los más imprecisos, pero por otra parte los
más baratos.
Receptores
continuos o multicanal. El
receptor está equipado con al menos 4 canales, que se utilizarán para sincronizar
con las emisiones de otros tantos satélites de forma simultánea. Respecto a los
anteriores, tienen la ventaja de realizar todas las medidas a la vez, lo cual
reduce el error, y además de computar la posición de forma más rápida.
Receptores
multiplexados. Se dispone de un
único canal físico sobre el que se implementan varios canales lógicos por
software, con los que se pueden sincronizar datos de todos los satélites
visibles en un tiempo no superior a unos 20 milisegundos.
Cuando el
receptor GPS de un usuario entra en funcionamiento, puede encontrarse en dos
estados distintos:
Perdido. Los datos memorizados por el satélite (almanaque)
la última vez que estuvo en funcionamiento tienen una fecha muy antigua. El
receptor busca al satélite que le ofrezca una
Características técnicas.
Code Phase Tracking
(Navegacion)
El
receptor GPS genera copias de los códigos C/A y del código P(Y). Cada código es
una serie de bits modulados como un ruido aleatorio, pero pre-determinado. El
receptor produce la secuencia de código C/A para cada
satélite con un generador de código C/A que posee el propio receptor. Los
receptores más modernos realizan una copia completa de los códigos C/A y así,
teniéndolos pre-calculados se puede implementar un registro de desplazamiento
para generar el código C/A. Una vez coordinado el satélite con el receptor, la
copia del código C/A es desechada del receptor.
El
generador de código C/A produce una secuencia de 1023 bits distinta
para cada ajuste de fase. En una implementación con registro de
desplazamiento, la secuencia es desplazada repitiendo el proceso hasta
ajustar el tiempo. El código PRN resultante es obtenido de una tabla
pre-calculada de la memoria del receptor y se repite cada milisegundo. Los
códigos PRN se definen individualmente para cada satélite GPS.
La
secuencia de establecimiento de correlación de tramas entre el receptor y el
vehículo espacial (satélite GPS) abarca unos
250k de datos y sigue el siguiente proceso:
- Si el receptor le envía un PRN distinto aal satélite, este no responde y no
hay correlación de tramas.
- Cuando el receptor utiliza el mismo códiiigo que el satélite, se detecta una
débil señal de alimentación.
- &>Cuando el código recibido por el
satélite y el del receptor terminan de ser transmitidos correctamente, la señal
portadora es desencriptada y la señal de alimentación adquiere más potencia.
- El receptor GPS utiliza la señal de alimmmentación recibida para alimentar el
código C/A en el receptor con el código C/A del satélite GPS. Normalmente solo se equipara la versión más
vieja con la más moderna para verificar que la correlación entre las tramas
sigue funcionando.
Esto es lo que dicen los libros acerca
del protocolo de establecimiento de enlace entre el satélite y el receptor,
falta saber como puede transmitirse
\"alimentación" desde el satélite. Por un canal de radio se puede
transmitir sonidos, imágenes, cualquier tipo de datos, cualquier señal se
modula. Pero no se puede modular intensidad de corriente.
El mensaje de navegación (50 Hz) que llega
desde el satélite es demodulado mediante un algoritmo repetitivo de dos fases
(I y Q). También se utiliza el mismo algoritmo para medir y controlar la
frecuencia de la portadora y ajustando los parámetros del oscilador
numéricamente controlado (NCO) la fase de la frecuencia portadora puede ser
traceada y medida.
Durante la navegación normal
se necesitan, cuatro satélites, para determinar las coordenadas X, Y, Z y la
variable tiempo. El emplazamiento correspondiente a las coordenadas es calculado
por el receptor GPS en coordenadas EC/EF X, Y, Z (Earth Centered, Earth Fixed).
El tiempo se utiliza para corregir el
desfase o desplazamiento existente en el reloj del receptor, de este modo se
obtiene una cómoda, eficaz y barata forma de sincronizar el reloj del receptor.
La posición del VS es calculada a partir de los cuatro pseudos-rangos y de los
datos referentes a las orbitas.
La posición del receptor se calcula a
partir de la posición de los satélites, a partir de los pseudos-rangos recibidos
desde el satélite (con variable de tiempo corregida, retardos ionosféricos y
otros efectos relativistas), y también a partir de una posición estimada y
aproximada del receptor (los receptores suelen utilizar para este valor la
última posición calculada del receptor).
Se podrían utilizar tres satélites
para determinar la posición en tres
dimensiones si dispusiésemos de un reloj perfectamente sincronizado, pero
esto es inverosímil, y tres satélites se utilizan para determinar posiciones
bidimensionales (latitud y longitud a partir de una altitud ya determinada).
Por otra parte, se pueden utilizar
cinco o más satélites para aumentar la precisión de la posición y tiempo, ya
que al añadir información redundante, es mas fácil detectar valores fuera de la
tolerancia permitida, lo cual resulta muy útil al tener en cuenta las
condiciones meteorológicas.
La posición XYZ es convertida por el
receptor a magnitudes geodésicas: latitud, longitud y altitud. El tiempo se
calcula en tiempo SV (del satélite), tiempo GPS y tiempo UTC. Los satélites
contienen cuatro relojes atómicos (dos de cesio y dos de rubidio) y los relojes
de los satélites son controlados por tierra desde las estaciones de control.
Los valores de tiempo se ajustan en el
receptor a partir de las señales recibidas por GPS. La portadora del mensaje de
navegación de 50 Hz es alimentada con el código C/A de modo que el flanco de
ataque de la subtrama de datos coincida con el milisegundo más cercano al
pseudo-rango (dentro de un intervalo de 20 milisegundos).
Como se menciono antes, los valores de
tiempo del satélite son convertidos a señales de reloj GPS en el receptor. El
tiempo GPS se mide en semanas y segundos desde las 24:00:00 del 5 de enero de
1980. El tiempo en Coordenadas Universales de Tiempo (UTC) se calcula a partir
del tiempo GPS utilizando los parámetros de corrección que se envían en el
mensaje de navegación. Llamaremos un segundo a la transición temporal entre las
23:59:59 UTC del 31 de diciembre de 1998 y las 00:00:00 UTC del 1 de enero de
1999.
Carrier Phase Tracking (Topografia)
El
CPT ha significado una revolución en el campo de la topografía. Ya no hace
falta recorrer todo el terreno para saber como es. Se pueden medir posiciones
hasta 30 kms desde el punto de referencia sin puntos intermedios ni nada.
Este
uso del GPS requiere que el receptor este especialmente equipado para poder
analizar la fase de la señal portadora.
Las
señales L1 y L2 se utilizan para topografía/cartografía. La portadora L1 tiene
una longitud de onda de 19 cms. Si los ciclos de la portadora se traceany
analizan se pueden obtener mediciones con precisiones incluso de milímetros,
bajo ciertas circunstancias especiales.
El CPT no contiene
información del tiempo de transmisión. Las señales del CPT se distinguen unas
de otras durante la demodulación. La precisión del CPT es tal que dos
receptores podrían tracear la fase de las portadoras L1 y/o L2 al mismo tiempo.
Las diferencias entre los retardos ionosféricos entre los dos receptores deben
ser suficientemente pequeñas para poder recibir las señales correctamente. Esto
requiere que los dos receptores se encuentren a una distancia no superior a 30
kms uno del otro. Todos los traceos de la portadora son siempre diferenciales,
requiriendo un punto de referencia y otro receptor que pueda tracear la
portadora al mismo tiempo.
Para
poder utilizar el sistema CPT, se necesita un software especializado capaz de
apreciar diferencias en las fases de las portadoras recibidas. Las técnicas más
modernas (como
Las
diferentes mediciones que se pueden obtener al media la fase en los dos
receptores puede reducirse utilizando un software que pueda calcular
tridimensionalmente las posiciones entre la estación de referencia y el
receptor remoto. No es difícil obtener medidas de alta precisión por debajo del
centímetro, pero el problema principal aparece cuando el ruido afecta a la
señal o cuando el receptor se esta moviendo.
Disponibilidad Selectiva.
La
conocida como Disponibilidad Selectiva (S/A en su acrónimo inglés) es
una degradación intencionada de la señal GPS con el fin de evitar
la excesiva precisión de los receptores GPS comerciales modernos.
Con
objeto de impedir que el sistema fuese utilizado con fines no pacíficos por
enemigos de los EE.UU. (guiado de misiles fundamentalmente) el Departamento
de Defensa estadounidense, encargado de su mantenimiento y precisión, optó
por degradar intencionadamente la señal que emiten los satélites de la
constelación NAVSTAR. Esto se llevó a cabo de dos maneras:
- Haciendo oscilar el reloj del satélite.
- Truncando los datos enviados por las
efemérides (senda y órbita de un satélite)
Con
ellos se conseguía limitar la precisión horizontal a unos valores de entre 15-
Tal
situación ocurrió, por ejemplo, durante
El
desarrollo de nuevas técnicas que corregían estos desfases (uso combinado del
sistema NAVSTAR estadounidense y el GLONASS ruso, este último sin recortes en
la precisión), la concepción de nuevos Sistemas Globales de Navegación por
Satélite (EGNOS/WAAS/MSAS, el Galileo europeo, etc.) y la dependencia cada vez
mayor del GPS por parte de la población civil hizo que
Conclusiones
A pesar de que GPS se pensó para fines
militares, éste a tenido una excelente acogida en el campo de la geodesia,
permitiendo realizar trabajos que en años anteriores requerían gran cantidad de
personal y grandes sumas de dinero, hoy se puede lograr más preciso y a una
fracción del costo en técnicas convencionales tales como Triangulación y
Poligonación. Todo esto consiguiendo precisiones al centímetro, gracias al
refinamiento de las técnicas que usa GPS, y a la información proporcionada por
Pero GPS ha debido sortear grandes
desafíos que ninguna otra herramienta había enfrentado, y son las los diversos
errores que afectan su buen funcionamiento, como lo son los factores
atmosféricos (ionosfera), de imprecisiones en la sincronización de relojes
tanto emitidos como recepcionados y su propia ubicación espacial, provocando
importantes errores posiciónales que han sido librados gracias a modelos
matemáticos.
Sin duda que GPS seguirá evolucionando
en cuanto a rendimiento y precisión, incorporando nuevos satélites a su flota y
uniformando al mundo con su sistema, lo que lleva a pensar que nuevas
iniciativas en esta área deberán necesariamente tomar como referencia lo que
GPS ha podido avanzar.
Por último se debe mencionar la
diversidad que ha conseguido GPS en todas las áreas no sólo respecto a nuestra
profesión, sino que ha ocupado lugares tan impensados que hoy es utilizado
tanto en deporte aventura, como también en actividades tan rutinarias como en
la recolección de basura.
|
GLOSARIO Acimut Es la dirección de viaje o la dirección entre
dos puntos en referencia al norte verdadero o al norte magnético. Si se
expresa en grados, su valor oscila entre O" y 360".Un rumbo de compás
es un acimut. Muchas veces la palabra demora se usa en el mismo sentido que
acimut. Altímetro Mide la altura sobre el nivel del mar. La
presión atmosférica desciende a medida que ascendemos y la mayor parte de los
altímetros miden la presión atmosférica y de ella deducen la altura sobre el
nivel del mar. Antena Un receptor necesita una antena para captar las
señales emitidas por los satélites desde el espacio. Hay dos tipos comunes
para receptores de mano: de segmento (mícrostríp) y de hécile cuadrifilar. La
antena es uno de los componentes más importantes de un receptor. Una antena
remota está separada de la antena incorporada al receptor y suele ir
conectada a éste mediante un cable. Una antena remota activa es aquella que
amplifica las señales del satélite antes de enviarlas al receptor a través
del cable. Anti-spoofing Si se transmiten señales similares a las de los
satélites puede ocurrir que el receptor GPS se confunda. Este fenómeno se
denomina spoofing. Los militares lo previenen encriptando el código P, de
manera que sólo usuarios autorizados pueden reconocerlo y de esta manera
detectar y rechazar señales falsas. Apto para DGPS Un receptor es apto para DGPS si es capaz de
aceptar datos de corrección de GPS diferencial y usarlos para hacer más precisos
sus propios cálculos de posición. Para captar las transmisiones de radio
correctivas el receptor debe estar conectado a un equipo adicional. Asociación. Electrónica Marítima Nacional (NMEA) Los
protocolos NMEA (qué datos se envían y qué formato usan) especifican el tipo
y el orden de los datos enviados y recibidos por el equipo de navegación. Si
dos elementos del equipo usan el mismo protocolo NMEA, se entenderán y podrán
operar conjuntamente. Cálculo punto a punto Es el cálculo de la demora y la distancia entre
dos puntos. Carta. Un mapa marino o aéreo. Códigos de adquisición común Los satélites GPS envían dos señales distintas:
códigos de precisión (códigos P) y códigos de adquisición común (códigos CA).
Los receptores civiles usan los códigos CA para determinar la posición. Los
receptores militares usan los códigos CA para sincronizar con los códigos P,
antes de cambiar a usar únicamente éstos. La disponibilidad selectiva se
usaba para alterar los códigos CA y, con ello, la precisión de los receptores
civiles. Los códigos CA se transmiten en una sola frecuencia de radio, de
manera que para un receptor civil resulta imposible detectar el retraso a
través de la ionosfera. La precisión que proporcionan los códigos CA recibe
el nombre de Standard Positioning Service (SPS). Códigos de precisión. Los satélites GPS envían dos señales distintas:
códigos de precisión (códigos P) y códigos de adquisición común (códigos CA).
Los códigos civiles usan códigos CA para determinar la posición. Los
receptores militares usan los códigos CA para sincronizar los códigos P antes
de pasara a usar exclusivamente los códigos P. Cuando estaba en uso la
disponibilidad selectiva, ésta no afectaba a los códigos P. Los códigos P se
transmiten desde el espacio en dos frecuencias, que permiten a los receptores
civiles a detectar y dilucidar retrasos de propagación producidos por la
ionosfera. La precisión proporcionada por los códigos P es denominada
Servicio de Posicionamiento Preciso (PPS). Coordenada X (eastings) Es la distancia hacia el este o el oeste desde
el meridiano de zona. Estas coordenadas se utilizan en diversos ti- pos de
cuadrículas, como por ejemplo UTM, OSGB y MGRS. Coordenada Y (northings) Es la distancia hacia el norte o el sur, de un
punto de referencia fijado. El sistema UTM utiliza el ecuador como
referencia. Estas coordenadas se usan en diversos sistemas de cuadrículas.
UTM, OSGB y MGRS son algunas de ellas. Coordenadas Son los números y las letras que describen una
posición. Cada posición en la Tierra tiene una única coordenada. El sistema
de coordenadas determina la cuadrícula y la forma de expresar las coordenadas. Course (Rumbo) Es la Iínea entre dos puntos. Los receptores GPS
indican siempre la Iínea recta entre dos puntos. Course Deviation lndicator - CDI (Indicador
de desvío de rumbo) Es un
método para representar gráficamente la cantidad y la dirección del Cross
Track Error-XTE- (Error de caída de derrota). Course Made Good - CMG - (Rumbo efectivo) Es la demora des- de su punto de salida hasta su
posición actual. Course Over Ground - COG - (Rumbo sobre el
fondo) Viene a ser lo
mismo que el rumbo efectivo. Cross Track Error - XTE - (Error de caída
de derrota) Es la
distancia entre su posición actual y la Iínea recta entre dos puntos. Es la
distancia que usted se ha alejado de la derrota deseada (desired track -
DTK). Cuadrícula. Son las líneas verticales y horizontales en un
mapa, que sirven para fijar una posición. Hay muchos sistemas distintos de
cuadrículas, ya que hay diversos medios para pasar una posición de una esfera
a un plano. Las cuadrículas más utilizada sn la Universe Transverse Mercator
(UTM) y la de latitud/longitud. Cuadrícula Estereográfica. Polar Universal (UPS) Es la cuadrícula que cubre
las regiones del Ártico y de la Antártida. Es similar a la UTM. Datos de almanaque Información sobre la
posición de los satélites.
Cada satélite transmite información de posición sobre todos los satélites. El
receptor almacena la información de manera que puede determinar su propia
posición. Los satélites tardan aproximadamente 12,5 minutos en transmitir los
datos de posición al receptor. Datum de un mapa. Todos los mapas están
trazados en base a un punto de referencia. Este punto se llama datum. La
mayor parte de los datum sólo son válidos para una parte de la Tierra, como
el de América del Norte de 1927 (NAD 27), que cubre el continente
norteamericano. El GPS posibilita disponer de un datum mundial como el
sistema geodésico de 1984 (WGS 84). Datum de un mapa. Todos los mapas están trazados en base a un
punto de referencia. Este punto se llama datum. La mayor parte de los datum
sólo son válidos para una parte de la Tierra, como el de América del Norte de
1927 (NAD 27), que cubre el continente norteamericano. El GPS posibilita
disponer de un datum mundial como el sistema geodésico de 1984 (WGS 84). Declinación magnética. Es la diferencia en grados entre el polo norte
geográfico y el polo norte magnético, medida desde su posición. Muchos receptores
disponen en su memoria de tablas que le indican la dirección y el valor de la
declinación para cualquier lugar de la Tierra. Esto significa que el
receptor, una vez conectado a los satélites, puede convertir automáticamente
demoras verdaderas en demoras magnéticas Y viceversa. Demora. Es la dirección de viaje o la dirección entre
dos puntos. Al igual que el acimut, la demora puede medirse en referencia al
norte verdadero o al norte magnético, pero su valor nunca supera los
90". Una demora siempre se mide desde el punto cardinal norte o sur. Una
demora típica sería N45"E, que es lo mismo que acimut 45". Una
demora de S45W equivale a un acimut de 225". Sin embargo, el sentido de
la palabra de- mora ha ido cambiando y actualmente significa lo mismo que
acimut. Dilution of Precision - DOP - (Pérdida de precisión) Es un análisis de la
geometría de satélites y su impacto en la precisión. Hay geometrías de los
satélites que proporcionan mayor precisión en los cálculos de posición. El
receptor mide distintos factores que disminuyen la precisión de la posición y
los suma para averiguar el error presente en un cálculo de posición. Disponibilidad Selectiva (SA) Es la técnica que utilizaba el Departamento de
Defensa de los Estados Unidos para quitar precisión a los receptores civiles.
Limitaba la precisión horizontal a unos valores entre 15 y 100 metros (49,2 a
328 pies) y la precisión vertical a 156 metros (512 pies). La disponibilidad
selectiva fue eliminada el 2 de mayo de 2000. Efemérides. Es la senda y órbita de un satélite
específico. La disponibilidad selectiva truncaba la información para limitar
la precisión de los receptores civiles. Escalas de mapa. La escala de un mapa se suele expresar como
1:24.000, 1:50.000, etc. Estas escalas representan respectivamente que 1
centímetro del mapa equivale a 24.000 o a 50.000 centímetros reales. Un mapa
de gran escala es un mapa que representa una pequeña superficie terrestre,
mientras que un mapa de escala pequeña es un mapa que re- presenta una gran
superficie terrestre. Estimated Position Error - EPE - (Error de posición estimado) Muchos
receptores informan del error potencial del cálculo de la posición. El
receptor conoce la geometría de los satélites y, mediante los valores DOP
estima la cantidad de error que puede haber en la posición calculada. Estimated Time En Route - (Tiempo estimado en ruta) Es la cantidad de
tiempo restante hasta llegar a destino. ETE depende de la velocidad a la que
usted se aproxima en línea recta a su destino. Esta velocidad se conoce como
velocidad efectiva Velocity Made Good (VMG). Si usted se aleja de su destino
el receptor no puede calcular el ETE por- que siguiendo esa dirección usted
nunca llegará a destino. Estimated Time of Arrival- ETA - (Tiempo estimado de Ilegada) Es la hora de
llegada al lugar de destino. El ETA depende de la velocidad a que usted se
desplaza directamente a destino. Esta velocidad se conoce como velocidad
efectiva Velocity Made Good (VMG). Si usted se aleja de su destino el
receptor no puede calcular el ETE porque siguiendo esa dirección usted nunca
llegará a destino. Función Goto (ir hacia) Es el modo operativo mediante el
cual el receptor le lleva a usted a su destino. Para ello debe usted
previamente almacenar las coordenadas del punto de destino en la memoria del
receptor. Éste utilizará las señales de los satélites para hallar su posición
actual. Con esos datos podrá calcular la demora y la distancia al punto de
destino. En el modo Goto, el receptor suele mostrar gráficamente en la
pantalla la dirección que tiene que seguir para alcanzar su destino. Función ruta Es una lista de waypoints secuenciales. El
receptor GPS le irá guiando desde el primer waypoint de la lista a cada uno
de los siguientes hasta llegar a destino. Ver función Goto. Geometría de los satélites Es la posición de los satélites en relación a
su posición sobre la Tierra. Tenemos una geometría ideal cuando un satélite
está en la vertical del observador y los otros dos repartidos homogéneamente
alrededor del horizonte. Ver Dilution of Precision. Global Positioníng System - GPS - Sistema
de posicionamiento global Es
un sistema de 24 satélites que permite a un receptor GPS determinar su posición en
cualquier lugar del mundo. Hay dos tipos de receptores: militares y civiles.
Los receptores militares tienen siempre una precisión de aproximadamente 1
metro (3.3 pies). Los receptores civiles fueron menos precisos a causa de la
disponibilidad selectiva, que recientemente ha sido eliminada. Actualmente,
su precisión es como mínimo de 15 metros (49,2 pies). Glonass Es el equivalente ruso del GPS de los Estados Unidos. Su
nombre completo es Global’naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema. GPS diferencial (DGPS) Es un método para mejorar la precisión de los
receptores civiles. Un DGPS puede precisar hasta los 15 metros y menos. Las
correcciones DGPS pueden hacerse instantáneamente (tiempo real) mientras
usted viaja o después del viaje, respecto de waypoints almacenados (a posteriori).
Grado Es una parte del círculo. El grado divide el
círculo en 360 partes iguales. Las demoras se expresan también en grados. Un
grado se di- vide en 60 minutos y un minuto en 60 segundos. Greenwich Mean Time - GMT - (Tiempo medio
en Greenwich) Es el tiempo
medido desde el meridiano que pasa por Greenwich (Inglaterra), o de longitud
cero.. Ground speed (velocidad base) Es su velocidad de desplazamiento al margen de
la dirección. El velocímetro de un coche nos da esta velocidad. Heading (orientación, rumbo) Es la dirección verdadera o magnética en la que
usted se desplaza. Horizontal Dilution of Precision - HDOP-
(Pérdida de precisión horizontal) Ver Dilution of Precision. Lonosfera Es una capa de la atmósfera terrestre situada
entre los 80 y los 300 km sobre la superficie de la Tierra. El paso de las
señales de satélite por la ionosfera produce un retraso en las mismas. Si el
efecto de este retraso no se elimina o compensa, la posición dada por el
receptor será poco precisa. Latitud/Longitud Es un sistema de coordenadas esféricas. Las
Iíneas de latitud y longitud forman un sistema de cuadrícula que se utiliza
para fijar posiciones. Las Iíneas de latitud transcurren paralelas al ecuador
y miden la distancia desde el ecuador. Las longitudes son Iíneas que van de
polo a polo y que miden la distancia al primer meridiano, o meridiano de
Greenwich (Inglaterra) de valor O". Las coordenadas se miden en grados,
minutos y segundos. L1 y L2 El código P se transmite en dos frecuencias de
radio conocidas como L1 y L2, cuyas frecuencias respectivas son 1575,42 MHz y
1227,6 MHz. Los códigos CA se transmiten sólo en frecuencia L1. Man Over Board - MOB- (Hombre al agua) Es una función del receptor GPS que le permite
marcar rápidamente una situación. Está especialmente indicado para
situaciones de emergencia, en las que usted necesita marcar la posición en la
que está y a la que quiere regresar, como en el caso de la caída de una
persona al agua, desde una embarcación. Marca o señal Es como un waypoint. Se refiere también a un
objeto o relieve fácilmente reconocible sobre el terreno. Meridiano Es una Iínea de longitud usada como referencia.
La longitud que pasa por Greenwich (Inglaterra) es denominada primer
meridiano o meridiano O". Todas las demás longitudes se miden a partir
de este primer meridiano. Cada zona en el sistema UTM tiene asimismo un
meridiano de zona, como Iínea de referencia para todas las mediciones
este-oeste. Mil. Es una parte del círculo. Divide el círculo en 6.400 partes
iguales. Military Grid Reference System (MGRS) Es el sistema de cuadrícula utilizado por los
militares de Estados Unidos. Es similar al sistema UTM, excepto que sustituye
los dígitos más importantes de las coordenadas numéricas">(" e
"Y" (eastings y northings) por letras. Algunos programas de mapas
incluyen la cuadrícula MGRS en mapas topográficos USGS para uso civil. Modo 2D Las posiciones se calculan en dos dimensiones.
En términos de un receptor GPS esto significa que el receptor sólo puede
captar 3 satélites y, por tanto, no puede proporcionar la altitud. Puede
haber un error sustancial en las coordenadas horizontales obtenidas. Modo 3D Las posiciones se calculan en tres dimensiones.
El receptor puede captar 4 satélites. Proporciona altitud además de
coordenadas horizontales. Multisenda Cuando la misma señal de satélite llega a la
antena de un receptor de más de una dirección, hablamos de multisenda.
Normal- mente las ondas de radio viajan derechas del satélite al receptor,
pero si rebotan en algún objeto duro, puede ocurrir que se reciban como señal
directa y como señal reflejada. Navstar Sistema de posición global Navstar fue el nombre
original para este sistema de navegación, pero pronto se eliminó la palabra
Nawtar y hoy es conocido como GPS. Norte de cuadrícula Es la orientación de la cuadrícula del mapa. Los
cartógrafos intentan alinear las líneas verticales del mapa con el norte
verdadero. Sin embargo, suele haber, a lo largo del mapa, una pequeña
diferencia entre el norte de cuadrícula y el norte verdadero, aunque es tan
pequeña que puede ser ignorada para efectos de navegación terrestre. Norte magnético Es la dirección que señala la aguja del compás.
Una aguja de compás, propiamente llamada aguja magnética, señala hacia el
polo magnético terrestre, situado en el norte de Canadá sobre la Isla de
Bathhurst. El polo magnético no coincide, por tanto, con el polo norte. Norte verdadero Es la dirección del polo norte. El polo norte
es dis- tinto del polo magnético. La diferencia en dirección entre polo norte
y polo magnético se conoce como declinación magnética. Parada Ocurre una parada cuando la geometría de los
satélites es tan pobre que el receptor no puede hacer un cálculo de posición
preciso. La mayor parte de los receptores no conectan cuando la pérdida de
pre- cisión es mayor de 6. Position Dilution of Precision - PDOP -
(Pérdida de precisión en la posición) Ver Dilution of Precision. Ranging Palabra inglesa que se refiere a la técnica
usada por el receptor GPS para
la medición de la distancia a un satélite. Receptores sin codificar Son un tipo de receptores GPS que no utilizan
códigos P ni códigos CA para determinar la posición. Los receptores sin
codificar miden el cambio de modulación en las ondas de radio del satélite.
Usan técnicas de procesamiento de señal sofisticados para llevar la precisión
de las mediciones a los centímetros. Pueden necesitar días para realizar una
sola medición. RS-232 Es un tipo estándar de conexión a un ordenador.
Es un puerto en serie que permite la comunicación entre un ordenador y un
receptor. Un cable especial conecta el puerto RS-232 del ordenador al
receptor. Speed of Advance - SOA - (Velocidad de
avance) Lo mismo que VMG. Speed Over Ground - SOG - (Velocidad sobre
el fondo) Es la velocidad
a la que usted viaja, sea cual sea la dirección. Es lo mismo que la velocidad
base. Spoofing (provocar errores) Es un método para hacer el GPS in- servible. El
atacante transmite señales de radio a la misma frecuencia que las señales GPS
para que el receptor confunda esa señal con la verdadera y calcule una
posición incorrecta. Las medidas para contrarrestar el spoofing se denominan
anti-spoofing. El spoofing sólo puede ser detectado y contrarrestado por
receptores militares, no por los civiles. Tiempo Universal Coordinado (UTC) Es esencialmente el tiempo medio en Greenwich.
El tiempo GPS, mantenido por los satélites, es convertido a UTC dentro del
receptor. Time to First Fix - 77FF - (tiempo para la
primera posición) Es la
cantidad de tiempo (aproximadamente 15 minutos) que necesita un receptor para
fijar la primera posición después de varios meses de estar apagado, de haber
perdido la memoria o de haber sido desplazado más de 480 kilómetros (300
millas) del lugar en el que funcionó por última vez. Antes de que el receptor
pueda calcular su posición, necesita descargar toda la información de
posición de cada satélite. Velocity Made Good - VMG - (Velocidad
efectiva) Es su velocidad
hacia el punto de destino. Si usted viaja directamente hacia su destino, es
igual a la velocidad base. Si usted no se desplaza en esa dirección, VMG es
inferior a su velocidad base. Si usted se aleja de su destino, VMG es cero,
al margen de lo rápido que vaya. Waterproof (Impermeable) Un receptor puede ser considerado impermeable,
si puede ser sumergido en agua sin que sufra daños. Water Resistant (Resistente al agua) Un receptor resistente al agua puede ser
utilizado en ambientes húmedos, pero no está diseñado para ser sumergido en
agua o realmente humedecido. Waypoint (Punto de ruta o derrota) Son las coordenadas de un punto de su ruta. Los
waypoints se almacenan en la memoria del receptor. Usted puede almacenar como
waypoint su posición actual, que le vendrá dada por el receptor, o también
puede tomar de un mapa las coordenadas de cualquier punto del mundo e
introducirlas en la memoria de su receptor. |
Infografía
http://www.venaventours.com/gps.asp
http://es.wikipedia.org/wiki/Disponibilidad_selectiva
http://www.astrosmo.unam.mx/?f=gps
http://www.100cia.com/enciclopedia/GPS
http://www.gpswebber.com/KnowledgeBase/SPANISHgpsknowledgebase.htm
http://www.xplorandoguatemala.com/viajando/105112694518.htm
http://www.clubdelamar.org/sistemagps.htm
http://recursos.gabrielortiz.com/index.asp?Info=039
http://www.silvae.org/articulos/74gps.htm
http://www.port2060.com/tutoriales.php?seccion=tutoriales&lang=0&CODE=02&id=175
http://www.proteccioncivil.org/vademecum/vdm029.htm#2904
http://www.cpa.org.ar/InfoTec/glosariogps.html