Sistemas de Posicionamiento Global (GPS)

Pedro Luchelli – A. de Computación - UNLP

Hemos recorrido un largo camino desde la época en que había que medir las distancias en base a las horas recorridas a pié o a caballo, orientarnos por el sol, la hora y la brújula..

y preguntando a los paisanos lugareños donde andábamos o donde quedaba nuestro destino…..

…hoy día el uso del GPS nos permite conocer nuestra posición con un error inferior a 20 metros, en cualquier instante, de día o de noche y prácticamente en cualquier lugar del globo terráqueo.

Qué es un sistema de Posicionamiento Global

El sistema global de posicionamiento (GPS) es un sistema espacial de radio navegación que consiste en 24 satélites que circunvalan la tierra a una altura aproximada de 17,600 Kilómetros y de una red de estaciones terrestres..

Orígenes

GPS, era antes conocido como NAVSTAR Global Positioning system, fue iniciado en 1973 para reducir la proliferación de ayudas de navegación.

Aplicaciones

Geodésicos Obra civil Topográficos Cartografía y SIG Orientación terrestre Navegación aérea Navegación marítima

Cartografía - Topografía: La tecnología digital del GPS permite confeccionar mapas geográficos mucho más precisos.

Aplicaciones

Navegación: Las aplicaciones más extendidas del GPS son en el terreno de la navegación aérea, terrestre y marítima. Una aplicación complementaria es el seguimiento de flotas.

Aplicaciones

Investigación: El GPS es un instrumento científico de precisión, permite monitorizar numerosos fenómenos como los movimientos de la corteza terrestre o las migraciones de muchas especies animales.

Aplicaciones

Tiempo libre: Además de su uso como instrumento de orientación en la montaña, el GPS se utiliza también en nuevos tipos de actividades de ocio como el "Geocaching" o "búsquedas del Tesoro" mediante GPS.

Aplicaciones

Funcionamiento

Los GPS se basan en la medida simultánea de la distancia entre el receptor y al menos 3 o 4 satélites.

Triangulación. La base del GPS es la "triangulación" desde los satélites

Distancias. Para "triangular", el receptor de GPS mide distancias utilizando el tiempo de viaje de señales de radio.

Funcionamiento

Funcionamiento

Tiempo. Para medir el tiempo de viaje de estas señales, el GPS necesita un control muy estricto del tiempo.

Posición. Además de la distancia, el GPS necesita conocer exactamente donde se encuentran los satélites en el espacio

Funcionamiento

Corrección. Finalmente el GPS debe corregir cualquier demora en el tiempo de viaje de la señal que esta pueda sufrir mientras atraviesa la atmósfera.

Fuentes de error.

Con la recepción de 4 o más satélites de la red GPS, calcula la intersección de tres círculos (cada uno establecido por la señal de un satélite distinto) y establece las coordenadas de latitud y longitud. La señal del cuarto satélite permite obtener la altitud.

Posicionamiento

Cómo se determina la posición

Un GPS comprende una antena de recepción, un receptor y una calculadora.

El receptor capta las onda electromagnéticas emitida por los satélites GPS, que se desplazan a la velocidad de la luz (300.000 km/s). Con este dato podemos saber la distancia ( d = v/t) entre el satélite y el receptor.

El tiempo en recibir una señal, desde que ha sido emitida por el satélite, varia entre 67 y 86 milisegundos, según sea la posición del satélite respecto a la Tierra y al receptor.

Conociendo la distancia y la posición del satélite, es posible trazar un círculo dentro del cual se encuentra obligatoriamente el receptor.

La precisión en la determinación de las coordenadas terrestres, depende de varios factores, pero un factor clave es la fiabilidad del reloj del receptor: un error de un nanosegundo puede provocar un error de 30 m en el cálculo de la posición.

La forma en la cual un receptor determina la posición es comparando la hora en la cual transmitió la señal el satélite, con la hora de recepción en el equipo de tierra. La diferencia horaria dice al receptor GPS la distancia a la cual está del satélite.

Además con las medidas de distancias de otros satélites cercanos se triangula exactamente la posición. Con estos datos tenemos determinada la posición de latitud y longitud.

La exactitud que un sistema GPS civil típico proporciona es de 18,29 a 68,59 metros dependiendo de las condiciones del momento. Sistemas más sofisticados pueden proporcionar mediciones a nivel de centímetros.

Información en el GPS

WAYPOINTS

Una de la posibilidades que nos brinda nuestro navegador es la de poderguardar la posición de puntos de nuestro interés.El waypoint, además de tener las coordenadas del lugar, lleva un nombre y un ícono asociado.

TRACKS

Podemos pedirle a nuestro gps que automáticamente registre en su memoria el camino que estamos recorriendo.

Por donde pasemos dibujará un "caminito", una línea representando nuestro recorrido.

Esta sucesión de puntos que forman una línea se la llama "Track".

Vinculación del GPS con la computadora

El GPS tiene la capacidad de comunicarse con las computadoras mediante puertos de comunicación y vínculos de enlace.

Mediante el vinculo del GPS con la computadora se pueden transferir los datos almacenados en el GPS, tales como los waypoints, eventos, rutas, tracks, mapas, efemérides, almanaque,etc.

FIN

ESCUELA AGROPECUARIA DE TRES ARROYOS

Luchelli, Pedro – TIC