Manejo  de  un  GPS

El objetivo de ésta nota es dar un pantallazo general e introductorio a un tema que está cada vez mas en boca de infinidad de personas que se dedican a las actividades al aire libre: El GPS.

Como primer medida, expliquemos "qué es el GPS". GPS son las siglas de Global Positioning System (Sistema de Posicionamiento Global) el cual está integrado por tres componentes fundamentales que mas adelante explicaremos en detalle: 1) Los satélites, que permanentemente envían información hacia la tierra, 2) Las estaciones terrenas, que corrigen la información enviada por los satélites y reenvían información a éstos para retroalimentar la correccion de errores en un juego perpetuo de ida y vuelta y 3) Los receptores, que son justamente esos aparatitos que podemos comprar en casas de deportes o de náutica y que erroneamente llamamos GPS. En ésta nota nos referiremos al receptor como "receptor" y al sistema de posicionamiento como un todo "GPS" o "NAVSTAR".

NAVSTAR es el verdadero nombre de pila del sistema GPS como un todo (NAVigational Satellite Timing And Ranging), aunque obviamente ya se hizo popular su nuevo nombre: GPS, por lo cual seguiremos llamándole de ésa manera. Es bueno aclarar que el NAVSTAR (comenzado a desarrollar por los Estados Unidos de Norteamérica en 1973 y puesto en operación definitiva en 1995) no es el único sistema de GPS que existe en el mundo. La ex URSS también desarrolló su propio sistema de posicionamiento global, el GLONASS, pero los modelos de receptores que se venden mundialmente para uso en actividades recreativas no interpretan las señales del GLONASS, sólo las del NAVSTAR.

En derredor de la tierra, a unos 19000 kms y orbitando una vez cada 12 horas se encuentran los 24 satélites que envían información hacia los receptores que utilizamos a diario. Su distribución (seis órbitas con cuatro satélites cada una) permiten que en cualquier punto de la tierra -siempre y cuando tuviéramos una visión plena y sin obstrucciones del horizonte a nuestro alrededor- tengamos al menos seis satélites por sobre nosotros. La señal enviada por los satélites es extremadamente débil (50 watts, lo que equivale a la potencia de modelos "modestos" de radios usados en náutica y otras actividades) motivo por el cual muchas veces la calidad de la señal recibida es mas que pobre ante la mínima obstrucción en la visibilidad de los satélites. Elementos como la carrocería de un vehículo, follaje denso, presencia de edificios que impidan la visualización de parte del cielo, fenómenos climáticos y muchos otros hacen que la exactitud en la determinación de la posición por parte del receptor se vea reducida. Como dato curioso es interesante saber que existen otros dos satélites "de respuesto" que se ponen en funcionamiento únicamente en caso de tener que poner en mantenimiento a alguno de los otros 24.

En tierra existe una "red" de estaciones terrenas que en forma permanente envían hacia los satélites la posición exacta de cada uno de ellos (corrigiendo con ésta información la posición determinada por el propio satélite) y la hora exacta UTC a fin de poder sincronizar los cuatro relojes atómicos con que cada satélite cuenta. Esta corrección y sincronización permanente de todos los satélites desde las estaciones en tierra permite que el sistema como un todo pueda mantener una confiabilidad uniforme en cualquier punto de la tierra.

Ahora bien, cómo determina el receptor su posición y qué información le envían los satélites para poder calcularla? Sabemos que las ondas de radio se mueven a la velocidad de la luz, por lo cual podemos decir que si sabemos en que momento se ha originado una señal de radio y cuanto ha tardado en llegar hasta nosotros podríamos calcular facilmente a que distancia está el emisor de ésa señal, el satélite. La información que los satélites envían hacia los receptores es básicamente la hora UTC (Tiempo Universal Coordinado o también mencionada comunmente como "Hora GPS") e información acerca de en que posición debería estar ése satélite en particular en cada momento. Cómo sigue el cálculo dentro del receptor que tenemos en nuestras manos? Dentro del receptor existe tanto una CPU como un programa de software a fin de realizar complejos calculos trigonométricos, de esos que en algún momento de nuestro secundario hemos estudiado, entremos en mas detalle en ellos.

Supongamos que desde donde estamos en éste momento, con nuestro receptor en mano, captamos la señal de cuatro satélites a los que llamaremos 1, 2, 3 y 4 (En la realidad cada satélite tiene un número identificatorio que puede verse en la mayoría de los receptores)

Determinando cuanto ha tardado la señal desde uno de los satélites para él visible -no olvidemos que en la señal recibida viaja la hora en que la señal se emitió y que el receptor tiene su propio reloj- y sabiendo la posición en que el satélite debería estar, le es posible trazar una esfera virtual con origen en el satélite y radio igual a la distancia a que éste dice encontrarse (Fig. 1). Para qué esa esfera? El receptor sabe de ésta forma -por la información enviada por el satélite y sus propios cálculos- que definitivamente se encuentra en algún punto dentro de esa esfera de quizas 19000 kms!!!! de radio lo cual no parece demasiado preciso por cierto... pero si en éste escenario agregamos un segundo satélite y el receptor "imagina" una segunda esfera con las mismas características de la anterior, estas dos esferas se intersectarán (Fig. 2) reduciendo ya muchísimo el area en que el receptor se encuentra. En cuanto un tercer satélite entra en escena -y en los cálculos- el receptor ya es capaz de determinar lo que se llama una posición "2D" (Fig. 3) es decir, su posición expresada en latitud y longitud con una exactitud relativamente aceptable. Para ésto el receptor necesita un valor ingresado por nosotros -a falta de un cuarto satélite- que es la altura sobre el nivel del mar a fin de mejorar el cálculo de su posición. Al ser bastante dificil el conocer con exactitud la altitud en la cual nos encontramos, es preferible el no "confiar" en el receptor si entra en modo "2D" debido a que ingresar una altitud incorrecta nos puede dar errores mas que considerables, es mucho mas sencillo sin lugar a dudas el mover el receptor a algún lugar donde lograr una mejor visibilidad de los satélites y se logre entrar en modo "3D".

Como determina el receptor la posición "3D" y como se logra? En cuanto un cuarto satélite se suma al cálculo (Fig. 4) el receptor efectúa esta medición con las cuatro posibles combinaciones de tres satélites (1-2-3, 2-3-4, 1-3-4 y 1-2-4), utiliza al cuarto para el cálculo de la altitud y promedia esos cálculos a fin de determinar su posición con una exactitud igual o menor a 30 metros en el 95% de las mediciones. Es bueno aclarar que el valor determinado para la altitud bastante inexacto debido a que el receptor utiliza un solo satélite para ésta tarea.

La mayoría de los receptores modernos son capaces de "escuchar" hasta a 12 satélites en forma simultánea (12 canales) y a partir de la calidad de la señal recibida de cada uno, determina con cuales cuatro efectuar éstos cálculos, valiéndose de ser necesario de los restantes para mejorar el cálculo de su posición.

Cómo podemos saber exactamente qué exactitud tenemos al determinar una posición? Hay dos valores que figuran en la mayoría de los receptores y que nunca queda muy claro, siquiera en los manuales, de que se tratan y para qué sirven. Estos son el EPE (Estimated Position Error) que es el error estimado en la determinación de la posición y se expresa en metros y el DOP (Dilution Of Precision) que es un factor -un valor absoluto- por el cual el valor del EPE debe ser multiplicado para tener una certeza bastante precisa de nuestro margen de error. Como ejemplo, si nuesto receptor nos indica que tenemos un EPE de digamos 10 metros, ésto significa que en el 50% de las mediciones -o dicho de otra manera, con un 50% de seguridad- estamos en un círculo de 10 metros de diámetro a partir del punto que el receptor nos dice estar. Pero si queremos mayor exactitud debemos multiplicar ése valor por el DOP, supongamos 2. Esto nos permite decir que con un 95% de seguridad estamos en algún punto de un círculo de 20 metros de diámetro (EPE * DOP). Realmente saber con unos 20 o 30 metros en que lugar del planeta uno se encuentra, es mas que suficiente en la mayoría de las situaciones. No es poco frecuente, en días o noches claras, con buena visibilidad del horizonte tener un EPE de 3 o 4 metros y un DOP de 1.8 o 2, lo cual nos pone ya en un círculo de apenas 6 a 8 metros aproximadamente.

Existen procedimientos como el "promediado" de mediciones que efectúan un gran número de modelos de receptores que logran mejorar aún mas éstos valores y consiste sencillamente en colocar al receptor estático en algún sitio y solicitarle que promedie sus propios cálculos durante un tiempo prudencial. Sin dudas luego de un centenar de mediciones -un par de minutos- lograremos valores mucho mas exactos. Esta explicación (al igual que los algoritmos utilizados) puede variar substancialmente entre diferentes modelos del mismo fabricante y mas aún entre diferentes fabricantes, llegando a utilizar términos diferentes para referirse a lo mismo, haciendo éste trabalenguas un poco mas complicado aún. Recomendamos leer el manual del modelo de receptor que usted posee para tener certeza de éstos puntos, pero conceptualmente el principio utilizado es el mismo en todos los casos, sin importar el nombre que se le dé a cada elemento.

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En nuestra primera nota explicamos de la manera más sencilla posible el funcionamiento completo del sistema GPS como tal, a fin de poder adentrarnos en ésta segunda nota, en las aplicaciones básicas del receptor GPS y a algunas de sus funciones mas utilizadas.

En ésta nota describiremos y analizaremos los conceptos de WayPoint, Ruta, Track y GoTo, temas que siendo aparentemente "básicos", tienen como todo sus pequeños secretos y muchas veces no se dispone de bibliografía que los explique detenidamente, dando los manuales de nuestros receptores a éstos conceptos como por todos sabidos, cosa que no tiene por que ser así... por lo cual profundizaremos su explicación.

Que es un WayPoint?: De su traducción en inglés se desprende que es un "punto en el camino" o "punto en la ruta". En definitiva un WayPoint no es mas que la expresión en algún sistema de coordenadas de un punto específico sobre la superficie terrestre, para simplificar por ahora, su latitud y longitud. Digo en "algún sistema de coordenadas" ya que existen varias formas de expresar la misma posición, pero en diferentes unidades.

No entraremos ahora en mayores detalles en sistemas de coordenadas, pero para que el concepto quede claro recordemos a cualquiera de los mapas o planisferios que hemos visto, bien, esas rayas horizontales y verticales que conforman una grilla, son una representación del sistema de coordenadas que ése mapa o carta en particular utiliza. Existen dos tipos básicos de sistemas de coordenadas, los angulares (latitud y longitud) y los rectangulares o planos como el UTM (Universal Transverse Mercator).

Nuestro planeta tiene el pequeño problema de que no es plano (felizmente) como creíamos en la antigüedad (lo de los elefantes y la tortuga es otra mentira que afortunadamente no se condice con la realidad), por lo cual el representar su superficie es imposible sin "aplastar" el globo terrestre (nuestro planeta no es una esfera perfecta ni mucho menos, tema que ya explicaremos en nuestra próxima nota cuando toquemos en detalles tópicos como Proyección, Datums, Geoide y Elipsoide) sin deformarlo de alguna u otra forma y es por éste motivo que existen diferentes sistemas de "proyección" (acción de proyectar una porción de nuestro planeta en un plano bidimensional). Ahora bien, una vez que se ha logrado esa proyección, para poder ubicar un punto en ése plano deberíamos trazar una cuadrícula sobre él para poder hacerlo de manera "absoluta" a todo el planeta y no a ése plano en particular, verdad? Allí es cuando los sistemas de coordenadas entran en juego. Un sistema de coordenadas tiene que ser capaz de poder referenciar un punto cualquiera dentro de una carta, independientemente de la escala de ésta y del área total de cobertura.
Cuál es mejor o peor sistema de coordenadas? Ninguno. Cada uno tiene sus características específicas y han sido en general, evolución de algunos de los sistemas mas antiguos.

Por tratarse de cálculos matemáticos puros, todo punto expresado en algún sistema de coordenadas puede ser transformado a otro mediante fórmulas relativamente complejas, pero por suerte nosotros, los usuarios de receptores GPS, no tenemos que andar por allí con una regla de cálculos ni con un machete de fórmulas esotéricas, sino que nuestro receptor se encargará de cualquier conversión en caso de que necesitáramos hacerla, por ejemplo para poder interpretar con mayor facilidad cartas de otras regiones de nuestro planeta o cartas locales resueltas con uno u otro sistema de coordenadas.

Volviendo a los Waypoints aclaremos que éste termino fue introducido por la marca Garmin, y es bueno saber que otras marcas los llaman Land Marks, etc. aunque se refieran al mismo elemento -para abreviar los resumiremos en WP- y podemos considerar que un WP es la "unidad básica de medida" de todo lo que podemos llegar a hacer con nuestro receptor GPS ya que como dije en nuestro primer artículo, lo único que sabe hacer un receptor es calcular su posición actual (su propio WP) información que utiliza hasta para los cálculos de velocidad instantánea, altitud, etc.
Los receptores GPS tienen la capacidad (el 99% de los modelos) de crear un WP y almacenarlo en su memoria de tres maneras diferentes: La primera es determinando su posición actual (en el caso de los receptores marca Garmin manteniendo la tecla "Enter" presionada por mas de un segundo y en otros modelos y marcas presionando la tecla "Mark"), la segunda ingresando las coordenadas de latitud y longitud en forma manual y la tercera es ingresar un valor en referencia a un WP previamente conocido. Expliquemos un poco mas el alcance de cada variante.

Determinando su posición actual: Esta forma de crear un WP no merece mayor explicación, solo basta apretar una tecla... pero aquí viene un pequeño detalle: Podemos en ése momento, por varias razones que ya explicamos en el artículo previo, no tener buenos valores de EPE y/o DOP, por lo cual nuestra "medición" no será demasiado exacta. Todos los receptores GPS modernos tienen la capacidad de lograr un "average position" (posición promedio) efectuando tantas lecturas como nosotros queramos a fin de que cuando lo consideremos adecuado podamos almacenar ésa posición promediada, seguramente mucho mas exacta que la medición original. En el caso del receptor Garmin III+ (uno de los mas populares y el mas recomendable en la relación precio/prestaciones) se ingresa a ésta función luego de haber presionado "Enter" para crear un WP y luego la tecla "Menú", allí aparecerá la opción de "Average Position". En la pantalla podremos ir viendo como se incrementa el contador de mediciones, pudiendo dar "Ok" a la toma de mediciones una vez que nos parezca suficiente la exactitud que el receptor nos muestra expresada en metros. Esta función como muchas otras que explicaremos, varía en su forma de realizarse entre las distintas marcas y modelos, por lo cual le recomendamos lo que casi ninguno de nosotros suele hacer... Lea el manual de su receptor GPS!!!

Ingresando las coordenadas en forma manual: Muchas veces encontraremos publicados WP's en revistas, libros, nos serán entregados en competencias o travesías, etc. y querremos utilizarlos desde nuestros receptores. Todo receptor GPS permite "editar" o modificar los datos que nos presenta cuando presionamos "Enter" o "Mark", por lo cual es mas que sencillo crear y almacenar un WP de ésta manera. Pero como siempre, un par de temas a tener en cuenta, la comisión de errores, y el Datum de origen de la información.
Si decimos que nuestro planeta es una esfera por lo cual su circunferencia se puede representar con un total de 360 grados (siendo el grado cero ubicado en el meridiano que pasa por Greenwich) el equivocarnos en un grado no es un error menor... estamos hablando de muuuchos kilómetros de diferencia; de igual manera, el equivocarnos con el cuadrante (S, N, W o E por South, North, West o East) es otro error típico que nos ubicará rápidamente en cualquier otro lugar del planeta menos en el deseado. Pensemos que los receptores GPS permiten expresar una posición en milésimas de grado o en décimas de segundo, por lo cual cualquier error en éste punto es mas que significativo.

En cuanto al Datum (el cual se puede setear desde la opción "Setup" de todos los receptores) es fundamental que a la hora de ingresar un WP nuestro receptor esté seteado en el mismo Datum que quién ha tomado las mediciones originales ya que según sea el caso, podemos estar cometiendo errores que nos pueden llevar de los cientos de metros a varios kilómetros de diferencia. Me atrevería a decir que en el 90% de los casos, los propietarios de receptores GPS no han tocado jamás esa opción y que continúa configurada con su valor "default" de fábrica, por lo cual ante la duda, coloquemos a nuestro receptor en el Datum "WGS84" y asumamos que el receptor de origen también lo estaba y que no sabemos si lo que acabamos de ingresar se condice con la realidad, por lo cual tomemos esos valores con pinzas. Como sana costumbre, le recomiendo que a partir de ahora setée su receptor GPS con el Datum "Campo Inchauspe" que es el Datum utilizado para la mayoría de las cartas del IGM (Instituto Geográfico Militar de nuestro país) y es en definitiva nuestro Datum. Recuerde que en nuestra próxima nota trataremos el tema Datum, pero ahora que sabe de su importancia, no olvide informar el Datum con el cual realizó sus mediciones si planea "prestarle" sus WP's a alguien ni olvide preguntarle a quien le ofrezca sus WP's el Datum de origen de las mediciones.

Ingresando las coordenadas en referencia a un punto conocido: Para ésta técnica digamos que ya es necesario un poco mas de conocimientos de orientación y posición, pero para ilustrar la idea imaginemos que yo estoy con desperfectos en mi camioneta -no arranca- en medio de los médanos de Villa Gesell (se entiende que no tengo GPS o lo perdí o no tengo baterías, no veo el mar ni nada conocido, es de noche y el viento no me deja escuchar el mar, pero logro ver el resplandor del Faro Querandí a la distancia, subo caminando a un médano y a simple vista calculo que está a unos 2000 o 3000 mts hacia "atrás", es decir que ya lo pasé teniendo en cuenta que yo salí conduciendo desde mi hotel en Villa Gesell) y quiero que usted, amigo mío, me venga a socorrer.... ambos tenemos radio en nuestras camionetas, que hacemos? Aquí nos acercamos al límite gris donde el sistema GPS no sirve por si solo y necesitamos utilizar los conocimientos que iremos trantando de acercarle en éstas notas o que brindamos permanentemente en nuestros cursos.

El receptor GPS cuando no está en movimiento desafortunadamente no sirve de mucho, ya que para calcular un rumbo (la dirección en que nos movemos) necesita ir tomando mediciones internamente de manera regular para poder hacer éstos cálculos, es ahora cuando la casi olvidada brújula o compás nos va a salvar la vida y la volveremos a respetar... Aunque yo no tenga demasiados conocimientos de orientación, puedo determinar con relativa facilidad el "rumbo" (el camino que tendríamos que hacer en línea recta) desde mi vehículo averiado hasta el faro que dije ver a la distancia. Digamos que mido con mi brújula y resulta que el "rumbo magnético" es de 160 grados norte (siempre las mediciones con la brújula se refieren al norte magnético) y ya habiendo determinado que el faro estaba a unos 2500 metros para ser mas exactos, que hacemos ahora? Así como los receptores permiten ingresar manualmente los datos de manera "absoluta" (tal cual explicamos en el punto anterior) permiten hacerlo en referencia relativa a otro punto conocido. Ejemplifiqué éste caso con un faro ya que al menos los GPS's que cuentan con mapas internos (como los Garmin) incluyen a la mayoría de los faros y boyas de balizamiento existentes, por lo cual usted, "parándose" sobre el faro que figura en el mapa e ingresando el "bearing" (rumbo) y la distancia que yo pienso estar de él, usted podrá crear un WP bastante aproximado a mi posición, o que al menos lo acercará lo suficiente para que podamos localizarnos visualmente o efectuando un segundo ejercicio como el que acabamos de explicar pero en sentido inverso ya que seguramente usted estará menos perdido que yo.

Por suerte algunos nuevos modelos de GPS ya cuentan con compás electrónico por lo cual puedo evitar comprar una brújula o tener que andar caminando para determinar un rumbo a un punto.
Para concluir éste punto, aclaro que esta explicación la estoy simplificando al máximo posible para poder explicar ésta funcionalidad, pero a decir verdad si la siguen al pié de la letra difícilmente me encuentren ya que deberíamos entrar en la explicación de temas como declinación magnética, cálculo de distancias en el terreno, como calcular mi posición en una carta sin un receptor GPS, etc. temas que no explicaremos en ésta serie de notas, pero si haremos en el futuro en notas específicas sobre el tema orientación.

 Que es una ruta y cómo puedo crearla? Como dije mas arriba, el WP es la "unidad de medida" de los receptores GPS y de todo el sistema como tal, por lo cual una ruta no debiera ser otra cosa que algo derivado del concepto de WP. Una ruta, es en síntesis, una serie de WP's que deberé recorrer en determinada secuencia para llegar de un lugar a otro.

Si imaginamos una ruta que una mi casa en Capital Federal con la ciudad de Santa Fe, podría utilizar como WP's (en forma consecutiva) a la cochera de donde saldré, el cruce de Panamericana hacia ruta 9, el cruce de ruta 9 con la salida hacia el puente Zárate Brazo Largo, la salida al camino de Circunvalación en Rosario, la entrada a la autopista Rosario-Santa Fe, la salida a Santo Tomé en la ruta 11 y la casa de mi amigo Jorge, lugar de destino. Esto hace un total de 7 WP's que tendré para recorrer en mi viaje. Como hago para determinar ésos WP's? De dos maneras, la mas sencilla y exacta es habiéndolos marcado al pasar (pulsando "Enter" o "Mark") en algún viaje previo o bien utilizando el propio mapa que incorporan la mayoría de los GPS's actuales (nuevamente, refiérase al manual de su receptor para seguir paso a paso el procedimiento para su modelo en particular).
Una vez creada y "activada" esa ruta, no tengo mas que seguirla mediante las diferentes pantallas que mi receptor me ofrecerá, sea ésta el mapa propiamente dicho, la pantalla de odómetro o la simple "rosa de los vientos" o "pointer" en los modelos mas antiguos o sencillos.

Cuando estamos en movimiento y con una ruta activada, nuestro receptor comenzará a hacer el trabajo para el cual lo adquirimos: Brindarnos información y evitarnos hacer cuentas disparatadas!!! En sus diferentes pantallas nos irá informando cuando llegaremos a cada uno de los WP's de la ruta, cual es la distancia entre cada tramo ("leg" en los manuales o receptores en inglés. Un "leg" es el trayecto entre dos WP's consecutivos dentro de una ruta.), la distancia total y la restante, etc. Pero aquí ya notaremos que alguna información no se condice con nuestros conocimientos prácticos o empíricos. Por ejemplo al salir de casa me informa que restan 495 Kms hasta la casa de mi amigo en Santo Tomé, pero yo ya he ido varias veces y sé que son 585 Kms!!!??? Ocurre que nuestro receptor planea nuestra ruta en forma "poligonal", es decir que traza líneas rectas entre cada uno de los WP's, cosa que yo obviamente no podré realizar en la práctica, a menos que esté conduciendo un avión o helicóptero... por lo cual determinados datos deben ser tomados con esa consideración en mente. Me dice que voy a tardar una dos horas hasta Rosario viajando a la velocidad instantánea que me informa en éste momento (110 Kms/H) y se que tardaré al menos tres... Esta información "es verdad" si pudiera unirlos en línea recta, pero ya que mi receptor no puede determinar que ruta haré ni asumir otra cosa, asumirá un camino recto. Los datos que sí son exactos son los relativos a velocidad, posición actual (de la última medición, no "actual"), distancia recorrida, velocidad promedio, etc. es decir, los datos "pasados", o mejor dicho, la información que puede presentarme realizando cálculos con mediciones ya obtenidas en el "pasado". En la práctica cualquier información es mas que útil ya que nos evita infinidad de cálculos mentales, además de que hace cualquier viaje mucho mas entretenido e instructivo.

La mayoría de los receptores permiten almacenar varias rutas para que podamos "activarlas" cuando las necesitemos, pero su memoria es bastante limitada (la mayoría soportan solamente 20 o 30 rutas) y permiten definir hasta un máximo de 30 WP's por ruta (50 en algunos modelos recientes) por lo cual en algún momento como usuarios de receptores GPS tendremos que pensar en almacenar nuestras rutas y WP's en nuestras computadoras para poder ir "reciclando" la limitada memoria de nuestros receptores, al igual que para poder compartir nuestras rutas, tracks y WP's o utilizar las creadas por otros usuarios, cada vez mas fáciles de obtener en Internet y en publicaciones especializadas como ésta.

Para que sirven los tracks? Que son? Aclaremos como primer punto, que un track es el resultado de un viaje, no se puede "crear" de antemano como en el caso de los WP's y de las rutas, por lo cual ya tenemos una primer diferencia práctica.
Para definir un track lo mas sencillo es recordar aquel cuento en que alguien para no perder su camino de regreso iba arrojando migajas de pan a medida que avanzaba en su recorrido. En el caso que nos ocupa es exactamente igual, pero digamos que con "migajas electrónicas". Si en nuestro receptor tenemos habilitada la opción de "tracking" (configurable desde el Setup de casi todos los modelos existentes) él se encargará de ir arrojando esas migajas por nosotros, es decir que "cada tanto" irá almacenando su posición actual a fin de poder ir creando una sucesión de puntos mucho mayor que la que nosotros crearíamos en una "ruta" y con una precisión absoluta en cuanto al recorrido que hemos ido haciendo. Por supuesto que el receptor trazará una poligonal (líneas rectas) entre cada punto, pero teniendo almacenados miles de puntos (capacidad habitual lo que los receptores GPS) en un recorrido tendremos una exactitud extrema en cuanto a la representación del camino realizado.

Cual es el razonamiento que el receptor utiliza para determinar el "cada cuanto" arrojar una migaja o hablando mas apropiadamente, para calcular su posición y marcar un "trackpoint" (nombre agiornado de las viejas migajas)? Existen tres opciones posibles para esto:

1) Por distancia: Si configuramos el tracking para que "trackée" por distancia, debemos decirle "cada cuanto" queremos que lo haga. Sin dudas que cuanto menor sea la distancia entre trackpoints mas exacto será el track resultante, pero también es cierto que teniendo una memoria limitada, si pensamos viajar desde Rosario hasta Tucumán, setear el tracking cada 10 metros excederá la capacidad de memoria de nuestro receptor y nos veremos obligados a guardar ese track para liberar memoria y poder continuar el tracking. La cantidad de tracks almacenados también es finita, permitiendo el modelo III+ de Garmin almacenar solamente 10 tracks antes de vernos obligados a utilizar nuestra computadora para liberar esa memoria y no perder los tracks que hemos logrado.

2) Por tiempo: De igual manera podemos "decirle" a nuestro receptor que vaya generando trackpoints cada determinado intervalo de tiempo (45 segundos por ejemplo), teniendo que observar las mismas precauciones que en el caso anterior para que la memoria pueda ser aprovechada apropiadamente.

3) Por resolución:  Este es a mi entender el modo mas inteligente de tracking ya que permanentemente está evaluando nuestro rumbo para determinar si es necesario o no generar un trackpoint. Como funciona? Si escogemos éste método de tracking, debemos especificarle la "resolución" que pretendemos para nuestro track. Que es la resolución? Es el límite (expresado en metros) que nos "permitiremos" desviarnos (hacia nuestra derecha o izquierda) del rumbo que estamos llevando en éste momento.

Ejemplifiquemos para que éste concepto quede totalmente claro y digamos que configuramos la resolución en 10 metros.

Imaginemos que comenzamos el tracking en un punto cualquiera de la ruta 3 en la provincia de Chubut, el receptor marcará allí el primer trackpoint, ahora con nuestro vehículo (o a pie o en cualquier dispositivo que nos movamos) nos mantenemos en línea recta por unos 45 Kms (bastante común en la ruta 3!) Para que ir "desperdiciando" trackpoints si nuestro rumbo no ha cambiado mas de 10 metros en ninguno de los dos sentidos, ni siquiera cuando pasamos aquellos dos camiones? Ahora que estamos entrando a esta curva cerrada y efectivamente nos desviamos mas de 10 metros de nuestro rumbo original, el receptor irá "tirando" trackpoints por cada 10 metros que nos desviemos de lo que se denomina nuestro "rumbo instantáneo", es decir, la línea recta entre nuestra posición actual y el último trackpoint. Muy probablemente 3 o 4 puntos hayan sido suficientes para "dibujar" esa curva cerrada, y ahora nuestro receptor, inteligentemente no desperdiciará mas trackpoints durante los próximos 10 Kms de recta.

Esta opción es mi preferida por el hecho de que me permite en base a lo "complejo" que puedo saber de antemano que es el camino a recorrer y del largo total, ajustar la resolución del tracking a un valor adecuado. Por otro lado, si mi viaje va a ser recorriendo la ruta 3 desde Bahía Blanca hasta Puerto San Julián (a menos que esté desarrollando alguna tarea de relevamiento cartográfico) puedo tranquilamente configurar una resolución de 30 o 50 mts sin perder demasiado detalle de la ruta y preservando al máximo la memoria. En el caso contrario, si voy a recorrer totalmente "off-road" el trayecto desde el salar del Hombre Muerto hasta la base del Volcán Galán pondré una resolución de quizás 5 metros para no perderme detalle y que quien recorra alguna vez mi track pueda andar literalmente "por mi huella".

Como se desprende de los párrafos anteriores, la mejor opción de tracking deberá determinarla cada uno en base al equipo del que dispone, del tipo de recorrido y de lo descrito en los puntos anteriores. Mi mejor consejo? Usar el sentido común y pensar antes de hacer un recorrido ya que una vez hecho, no siempre se puede repetir.

 Por último y debido a que es la opción mas sencilla de utilizar y de explicar habiendo entendido todos los puntos anteriores, la opción GoTo disponible en prácticamente todos los receptores GPS.

GoTo significa literalmente "Ir a", por lo cual cuando pulsemos la tecla Go To nuestro receptor nos mostrará la lista de todos los WP's disponibles a fin de que escojamos nuestro destino. Esta opción es mas que útil cuando nos movemos a campo traviesa o cuando nos dirigimos a un punto relativamente cercano, pero admitamos que no sirve de demasiado decir "Go To" un WP en la YPF de Calafate si nos encontramos en la ciudad de Salta (repito, a menos que lo nuestro sea la aviación) ya que lo que obtendremos como información acerca de nuestro "viaje" será referido a la poligonal entre esos dos puntos, es decir, una recta...

 En nuestra próxima nota trataremos en detalle los conceptos de Datum, Desviación Magnética y algo mas sobre cartografía a fin de que lo asimilado hasta aquí se pueda ver enriquecido aún mas.

Un tema mas que interesante para poder clarificar algunos conceptos fundamentales (o como excusa para explicarlos) es la altimetría, o estudio de la altitud.

Siempre hablamos de la altitud como algo “absoluto”, que es así y listo, y la realidad demuestra que la altimetría es algo un poquito más complejo, que si bien podemos ignorar por completo, es interesante conocer cuando queremos hablar con un poco más de propiedad sobre el tema o cuando nos encontramos con determinada información en cartas y publicaciones geográficas, o en los manuales de nuestros receptores GPS o de nuestros altímetros.

 Cuando uno dice o lée que el Cerro Aconcagua tiene 6959,60 metros, debería preguntarse sobre qué? Medidos con respecto a qué? La respuesta automática es “sobre el nivel del mar” (SNM). Es verdad, pero todos tenemos claro qué significa “sobre el nivel del mar? Que mar? El de la costa atlántica? El de la costa pacífica? El del Mar Negro?

Hay varios conceptos que entran en juego en toda ésta explicación, y que es bueno aclarar de antemano: Superficie Terrestre, Nivel del Mar, Geoide, Elipsoide y por último Altitud, que es en definitiva el tema central de ésta nota y veremos que tan importantes son todos éstos conceptos cuando los “leemos” desde la pequeña pantalla desde nuestro receptor GPS.

Superficie Terrestre: Es lo que nosotros entendemos comúnmente como “nuestro planeta”, o que mejor dicho podemos reconocer con nuestros sentidos e intentamos mediante una ciencia muy compleja (la cartografía) representar en un mundo de dos dimensiones como es un papel. La superficie terrestre tiene montes, depresiones, valles, y muchos otros accidentes que hacen irregular su superficie pero que son en la práctica casi imposibles de “describir” vía un modelo matemático y que además son muy poco relevantes si comparamos su tamaño relativo con respecto al de la tierra. Un valle o un cerro muy importante para nosotros (o para la descripción de una zona muy pequeña del planeta) es insignificante en cuanto a la “topografía” del planeta como un todo, además de ser poco representativo de la superficie terrestre en general, justamente por ello reciben el nombre de “accidentes”, son algo excepcional que requiere mención especial, pero no son representativos del todo.

Nivel del Mar: En inglés éste concepto es conocido como Mean Sea Level (o Nivel Promedio del Mar) lo cual se aproxima mucho mas como término a lo que la cartografía necesita que a la realidad pragmática de qué es el nivel del mar. La superficie marina (en la práctica) es una gran masa viva, cambiante, en movimiento, no sólo a través de las eras geológicas, sino en forma permanente. Varía en cuanto a la distribución de su gran masa de agua por diversos factores (mareas, etc.) y justamente por eso deja de ser también un parámetro lo suficientemente estático para ser tenido en cuenta para mediciones altimétricas ya que como decíamos al principio, deberíamos decir “respecto al nivel del mar en tal lugar, en tal fecha, medido de tal manera”, etc. en definitiva demasiado complejo para ser utilizado en la práctica.

A fin de poder resolver éste “problema”, los científicos han definido un modelo matemático, totalmente abstracto a la realidad (no cambia cuando las mareas suben o bajan o si algún polo se está derritiendo como en la actualidad) y que incluso puede ser adaptado a la realidad si ésta cambiara ya que se trata en definitiva de un modelo matemático o algoritmo. Ese modelo matemático es conocido como Geoide.

Geoide: Que es el geoide? Podríamos simplemente definirlo como la representación matemática de la “forma” de nuestro planeta, pero seamos un poco mas claros al respecto.

Sabemos que nuestro planeta no es una esfera, siempre nos enseñaron que está “achatado” en los polos por culpa de la fuerza centrífuga que “engorda” el planeta a la altura del ecuador, lo cual es cierto, pero con eso estaríamos diciendo sencillamente que es una especie de aceituna aplastada o algo así y desgraciadamente no es tan sencillo nuestro planeta.

Nuestro planeta se asemeja físicamente mucho más a una “papa”, con todas sus hoquedades y protuberancias que a una “aceituna achatada” (o esferoide), ahora, dejando de lado los ejemplos vegetales, digamos que nuestro planeta presenta además del achatamiento polar, varias otras depresiones y protuberancias, no uniformemente distribuidas, por lo cual se sigue haciendo -si no imposible- al menos impráctico el representar matemáticamente ésa superficie. Qué han hecho entonces los científicos para solucionar éstas imperfecciones tan molestas? Simplemente imaginar un mundo sin “tierra” (imaginen que de un plumazo borramos a todo lo que sobresalga del nivel del mar en la actualidad) en el cual el agua de los mares se distribuiría hasta cubrir el planeta completo. Esa gran masa de agua (continua) se “adaptaría” mejor al planeta y quedaría en un equilibrio gravitacional perfectamente definible o reproducible por un modelo matemático.

Bien, eso es justamente el geoide, la representación matemática de un mundo virtual, inexistente, donde solamente agua estaría cubriendo la superficie sólida del planeta, siendo regida ésta masa de agua por las leyes de la gravedad y los principios de la fuerza centrífuga, ampliamente conocidos ambos por los científicos sin lugar a dudas.

Esta representación “topográfica” del geoide nos permite entender mas claramente el concepto ya que en él solamente están representadas las variaciones altimétricas del geoide y la superficie terrestre no es tenida en cuenta.

Existen diferentes modelos de geoide por supuesto, pero no son objeto de la presente nota y el objeto de ésta explicación es solamente poder transmitir el concepto de geoide de una manera amena, sin entrar en detalle de su problemática como estudio.

Elipsoide: Para hacer sencilla ésta definición, podemos decir que el Elipsoide es a una porción de la tierra lo que el Geoide es al planeta, es decir, es una segunda representación matemática de una porción de la tierra, mucho más certera y “local” que el geoide.

A la hora de representar cartográficamente una pequeña porción de la tierra, debemos representarla con una mayor precisión que la que el geoide nos brinda, y de allí es que se han definido gran cantidad de elipsoides o datums (algunos países utilizan mas de uno debido a sus características geográficas) para poder adecuar la realidad geográfica de cada punto de la superficie terrestre a un modelo matemático determinado.

Un elipsoide podemos imaginarlo como uno de los gajos de una pelota de rugby (con determinados grados de curvaturas sobre sus ejes) el cual apoyaremos sobre la superficie terrestre (no sobre el geoide) y haremos rotar en sus ejes longitudinal y transversal hasta que nos “convenga” y se adecue al área a representar. El punto donde coincide con la superficie terrestre, es el llamado “punto fundamental” de ése elipsoide en particular.

Cada datum fue elaborado por el organismo local encargado de la cartografía del país en cuestión (USGS en Estados Unidos, IGM en nuestro país, etc.) y puede ser modificado con el tiempo para mejorar su exactitud y es por eso que encontraremos cartas que hacen referencias al “mismo datum”, pero con una aclaración del año en que se han hecho correcciones al mismo.

Ahora, concluidas estas simples definiciones, en que afecta todo esto al tema altimetría que es el tema central de éste artículo? A que como preguntaba al principio, toda altura está tomada en referencia a “algo” y es a veces un poco confuso el tener claro con respecto a qué está tomada una medición.

Si tomamos una carta del IGM como la carta topográfica 1:250000 “Mar de Ajó” (3757-II que incluye desde Punta Rasa hasta un poco al sur de Punta  Médanos)  veremos que figuran dos datums, uno horizontal o geodésico (Campo Inchauspe 1969) y otro altimétrico, es decir el utilizado para poder “referir” a las alturas con respecto a “algo”. En éste caso particular se trata del nivel medio del mar (mean sea level) en Mar del Plata y tomado como referencia en 1924. Este nivel altimétrico de referencia es también llamado P.A.R.N. o Sistema de Referencia Vertical Argentino y es en referencia a él que están dadas las cotas de altitud en nuestras cartas.

En la actualidad existe un proyecto en el que se viene trabajando desde hace alguno años llamado Sirgas 2000 (del cual el IGM es parte) que plantea el establecimiento de numerosos puntos en cada país de nuestro continente para lograr una mayor concordancia con las mediciones “reales” desde esos puntos, el sistema GPS y la cartografía futura a desarrollar. 
Una referencia a éste proyecto puede ser encontrada en http://www.ibge.gov.br/ibge/geografia/geodesico/sirgasing/realizacao2000.htm e incluso en la tabla que figura al pié se podrán ver las posiciones de las estaciones de medición y los modelos de equipos receptores GPS que se están utilizando para ésas mediciones.

Siguiendo con las referencias de las alturas, es interesante el siguiente gráfico ya que muestra claramente las diferencias existentes en la práctica entre el geoide, el elipsoide y la superficie terrestre (de manera esquemática)

 Ahora bien, si tomamos en cuenta lo que dicen las cartas del IGM veremos que pueden haber errores adicionales a los propios del sistema GPS (EPE, DOP, VDOP, etc.) y que tienen que ver con qué sistema de referencia trabajan los receptores “por dentro”. En el caso de Garmin, si léemos en detalle la información publicada por ésta empresa comprobaremos que la “altitud” que nos informa es la suma de dos valores: La distancia (en metros o pies) desde el elipsoide WGS-84 (independientemente de cómo configuremos nuestro receptor) más la diferencia entre el elipsoide WGS-84 y el geoide en ése punto. Es decir que la altitud indicada por nuestro receptor es la altitud desde el geoide o “nivel medio del mar”, que no necesariamente coincide en todos los puntos con el punto de referencia utilizado por el IGM al determinar las cotas que vemos en nuestras cartas. Por eso podemos decir que si los valores “no coinciden” no es necesariamente verdad o al menos lo desconocemos con certeza absoluta.

Hay que tener en cuenta que el receptor GPS para “traducir” la altura en referencia al datum en que lo tenemos configurado (incluso si lo mantenemos en WGS-84) deberá hacer varios cálculos en los que siempre intervienen ángulos (internamente convertidos del sistema sexagesimal al decimal ya que la notación sexagesimal sencillamente “no existe” para los procesadores ni para los lenguajes de programación) y muchos decimales en cada operación, por lo cual obviamente habrá pérdida de precisión o al menos diferencias con los valores “absolutos” que nos indica o que podemos leer en una carta, publicación o en nuestro altímetro barométrico.

En síntesis, la altura obtenida desde nuestro receptor GPS es todo lo precisa que puede ser, pero no pretendamos (al menos con receptores de uso recreacional como los que nosotros utilizamos permanentemente) el determinar una medición confiable o que coincida con un teodolito ni nada por el estilo, no esa la intención con la que fueron creados éstos receptores y en muchos casos internamente y deliberadamente parte de la información que sí llega desde los satélites del sistema GPS simplemente es descartada o no interviene en los cálculos para hacerla mas “amigable” e interpretable por simples mortales como nosotros.