rene ruiz

IMPORTANCIA DEL GPS

El sistema GPS (Sistema de Posición Global). Este elemento permite determinar exactamente la localización del usuario. 

Específicamente hablando de autos, el GPS permite hoy en día indicarle al automovilista mediante un monitor, cuál es la ruta más conveniente a seguir en su trayecto, así como también la situación climática, la ubicación de congestiones vehiculares o la velocidad máxima de la ruta.

El GPS en los autos funciona con una computadora que es alimentada con una gran base de datos  constituida por mapas y un sistema de comunicaciones. Estos mapas van a ser interpretados por un sistema operativo específico que se asemeja a un ambiente gráfico de Window

De esta manera, el conductor puede planificar su recorrido indicando un punto de salida y otro de  destino, para que el GPS oriente a través de toda la ruta los caminos a tomar y las desviaciones en el caso de imprevistos.

Sin embargo, es preciso conocer bien los dispositivos para poder sacarles el mayor partido que se pueda. Por eso, a la hora de elegir un GPS es necesario atender a una serie de condicionantes:

• Recepción y cobertura. Cuanto menor sea el tiempo que el dispositivo tarda en recibir la señal del satélite y cuantos más satélites detecte mejor será la cobertura.

• Pantalla. Ésta debe ser lo suficientemente grande para que el conductor no tenga que forzar la vista y perder de su área de visión la carretera. Recordemos que el conductor ante todo conduce. Además, debe contar con suficiente iluminación y evitar reflejos. Si es táctil y cuenta con un modo nocturno facilitará la labor de búsqueda.

• Buena sujeción. Debe contar con un sistema de colocación que esté cercano al conductor en una zona visible y que al mismo tiempo cuente con un buen anclaje que evite que el dispositivo se suelte.

• Batería. El GPS que elijamos debe tener una batería cuya duración sea de una media de cuatro horas. Para jornadas de viaje más largas es preciso llevar el cargador en el coche.

• Actualización. Que el GPS tenga conexión a internet para ir descargando las actualizaciones según se van produciendo es una de las ventajas más cómodas para el conductor, ya que de no ser así y no acordarse de actualizar el dispositivo puede que la información que nos ofrezca carezca de validez.

• Funciones Extras. En algunos modelos podemos contar con unas ventajas adicionales como, Reproducir Fotos, Videos y Música, conectividad Wi-fi, para poder usar el Msn o hacer descargas vía internet y  Bluetooth que por ejemplo nos crea el puente para usar manos libres con nuestro Celular. 

Integración con telefonía móvil

Actualmente dentro del mercado de la telefonía móvil la tendencia es la de integrar, por parte de los fabricante, la tecnología GPS dentro de sus dispositivos. El uso y masificación del GPS está particularmente extendido en los teléfonos móviles smartphone, lo que ha hecho surgir todo un ecosistema de software para este tipo dispositivos, así como nuevos modelos de negocios que van desde el uso del terminal móvil para la navegación tradicional punto-a-punto hasta la prestación de los llamados Servicios Basados en la Localización (LBS).

Funcionamiento

• La situación de los satélites puede ser determinada de antemano por el receptor con la información del llamado almanaque (un conjunto de valores con 5 elementos orbitales), parámetros que son transmitidos por los propios satélites. La colección de los almanaques de toda la constelación se completa cada 12-20 minutos y se guarda en el receptor GPS.
• La información que es útil al receptor GPS para determinar su posición se llama efemérides. En este caso cada satélite emite sus propias efemérides, en la que se incluye la salud del satélite (si debe o no ser considerado para la toma de la posición), su posición en el espacio, su hora atómica, información doppler, etc..
• El receptor GPS utiliza la información enviada por los satélites (hora en la que emitieron las señales, localización de los mismos) y trata de sincronizar su reloj interno con el reloj atómico que poseen los satélites. La sincronización es un proceso de prueba y error que en un receptor portátil ocurre una vez cada segundo. Una vez sincronizado el reloj, puede determinar su distancia hasta los satélites, y usa esa información para calcular su posición en la tierra.
• Cada satélite indica que el receptor se encuentra en un punto en la superficie de la esfera, con centro en el propio satélite y de radio la distancia total hasta el receptor.
• Obteniendo información de dos satélites se nos indica que el receptor se encuentra sobre la circunferencia que resulta cuando se intersecan las dos esferas.
• Si adquirimos la misma información de un tercer satélite notamos que la nueva esfera sólo corta la circunferencia anterior en dos puntos. Uno de ellos se puede descartar porque ofrece una posición absurda. De esta manera ya tendríamos la posición en 3D. Sin embargo, dado que el reloj que incorporan los receptores GPS no está sincronizado con los relojes atómicos de los satélites GPS, los dos puntos determinados no son precisos.
• Teniendo información de un cuarto satélite, eliminamos el inconveniente de la falta de sincronización entre los relojes de los receptores GPS y los relojes de los satélites. Y es en este momento cuando el receptor GPS puede determinar una posición 3D exacta (latitud, longitud y altitud). Al no estar sincronizados los relojes entre el receptor y los satélites, la intersección de las cuatro esferas con centro en estos satélites es un pequeño volumen en vez de ser un punto. La corrección consiste en ajustar la hora del receptor de tal forma que este volumen se transforme en un punto.

Fuentes de error

La posición calculada por un receptor GPS requiere el instante actual, la posición del satélite y el retraso medido de la señal recibida. La precisión es dependiente en la posición y el retraso de la señal.

Al introducir el atraso, el receptor compara una serie de bits (unidad binaria) recibida del satélite con una versión interna. Cuando se comparan los límites de la serie, las electrónicas pueden meter la diferencia a 1% de un tiempo BIT, o aproximadamente 10 nanosegundos por el código C/A. Desde entonces las señales GPS se propagan a la velocidad de luz, que representa un error de 3 metros. Este es el error mínimo posible usando solamente la señal GPS C/A.

La precisión de la posición se mejora con una señal P(Y). Al presumir la misma precisión de 1% de tiempo BIT, la señal P(Y) (alta frecuencia) resulta en una precisión de más o menos 30 centímetros. Los errores en las electrónicas son una de las varias razones que perjudican la precisión (ver la tabla).

Fuente	Efecto
Ionosfera	± 5 m
Efemérides	± 2,5 m
Reloj satelital	± 2 m
Distorsión multibandas	± 1 m
Troposfera	± 0,5 m
Errores numéricos	± 1 m o menos

• Retraso de la señal en la ionosfera y la troposfera.
• Señal multirruta, producida por el rebote de la señal en edificios y montañas cercanos.
• Errores de orbitales, donde los datos de la órbita del satélite no son completamente precisos.
• Número de satélites visibles.
• Geometría de los satélites visibles.
• Errores locales en el reloj del GPS.

Ventajas y Desventajas del GPS

Ventajas y desventajas del GPS

Entre las ventajas que ofrece el GPS a quienes practican el deporte de las dos ruedas tenemos:

• El GPS se convierte en un nuevo accesorio que fácilmente puede reemplazar a la brújula, comúnmente usada por los deportistas para lograr orientación.
• El GPS resulta más exacto y rápido que la brújula. El GPS nos da la posición incluso cuando no tenemos referencias visuales.
• Las funciones de memoria del GPS nos permite grabar y recuperar posteriormente los datos (las coordenadas de los distintos puntos de paso, tracks, rutas, etc.) una vez en casa, podemos  archivarlos para su uso posterior o compartirlos con otras personas.

En tanto, entre los principales inconvenientes o desventajas de este accesorio podemos señalar:

• El GPS cuesta más que una brújula y un altímetro. Por ello para poder sacarle todo su provecho hay que saber leer un mapa y conocer la terminología de la orientación: rumbo, latitud, longitud, etc.
• El GPS genera un alto consumo eléctrico, con lo que las baterías recargables se convierten en un extra imprescindible si es que no queremos contaminar con las pilas alcalinas.

Historia

En 1957, la Unión Soviética lanzó al espacio el satélite Sputnik I, que era monitorizado mediante la observación del efecto Doppler de la señal que transmitía. Debido a este hecho, se comenzó a pensar que, de igual modo, la posición de un observador podría ser establecida mediante el estudio de la frecuencia Doppler de una señal transmitida por un satélite cuya órbita estuviera determinada con precisión.

La armada estadounidense rápidamente aplicó esta tecnología, para proveer a los sistemas de navegación de sus flotas de observaciones de posiciones actualizadas y precisas. Así surgió el sistema TRANSIT, que quedó operativo en 1964, y hacia 1967 estuvo disponible, además, para uso comercial.

Las actualizaciones de posición, en ese entonces, se encontraban disponibles cada 40 minutos y el observador debía permanecer casi estático para poder obtener información adecuada.

Posteriormente, en esa misma década y gracias al desarrollo de los relojes atómicos, se diseñó una constelación de satélites, portando cada uno de ellos uno de estos relojes y estando todos sincronizados con base en una referencia de tiempo determinado.

En 1973 se combinaron los programas de la Armada y el de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (este último consistente en una técnica de transmisión codificada que proveía datos precisos usando una señal modulada con un código de PRN (Pseudo-Random Noise: ruido pseudo-aleatorio), en lo que se conoció como Navigation Technology Program (programa de tecnología de navegación), posteriormente renombrado como NAVSTAR GPS.

Entre 1978 y 1985 se desarrollaron y lanzaron once satélites prototipo experimentales NAVSTAR, a los que siguieron otras generaciones de satélites, hasta completar la constelación actual, a la que se declaró con «capacidad operacional inicial» en diciembre de 1993 y con «capacidad operacional total» en abril de1995.

En 2009, este país ofreció el servicio normalizado de determinación de la posición para apoyar las necesidades de la OACI, y ésta aceptó el ofrecimiento.