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¿Cómo funciona el GPS? Os lo explicamos con detalle

GPS

Ubicar un objeto o persona dentro de un territorio ha sido una necesidad que se remonta a la época en que los primeros navegantes se lanzaron al mar guiados por mapas para descubrir nuevos horizontes en busca de civilizaciones y riquezas siendo precursor de lo que siglos más tarde se convertiría en GPS o sistema de posicionamiento global.

En la actualidad el GPS constituye la herramienta de navegación y localización más usada, sin embargo muchas personas aún no están familiarizadas con el término ni mucho menos conocen su funcionamiento.

¿Qué es el GPS?

El GPS (Global Positioning System) es un sistema conformado por una red de satélites alineados a nivel global que proporcionan un conjunto de datos mediante los cuales es posible identificar el punto exacto de una persona u objeto en un determinado plano geográfico.

Historia del GPS

Después de la Segunda Guerra Mundial el Departamento de Defensa de Estados Unidos toma acciones para crear un sistema que le permitiese determinar la ubicación de sus flotas de navegación.

Esto provocó el surgimiento de varios proyectos como Loran y Transit en los cuales se llevaron a cabo innumerables pruebas a fin de corregir las fallas que limitaban la precisión y funcionalidad  del sistema con el propósito de obtener una mejor captación de los datos de localización.

No fue sino hasta la década de 1970 con la aparición del programa Navstar GPS, resultado de la colaboración entre la Fuerza Aérea y la armada estadounidense, que se obtuvieron avances más palpables en la eficacia del sistema GPS los cuales dieron paso al lanzamiento del primer satélite Navstar en 1974.

Posteriormente, 11 satélites más fueron puestos en órbita entre 1978 y 1985 siguiendo así hasta 1993 cuando se llegó a un total de 24 satélites donde finalmente, después de muchos años de experimentación, el sistema GPS extendió sus operaciones más allá del ámbito militar para estar a disposición de la comunidad internacional, a la cual Estados Unidos bajo la administración de Bill Clinton emitió un decreto autorizando el acceso a las señales GPS en 1995.

 

Funcionamiento del GPS

Existen 3 componentes involucrados tras el funcionamiento del GPS:

Uno espacial compuesto por la red de satélites que orbitan alrededor de la tierra. El de control formada por una estación principal de rastreo acompañada de otras 5 distribuidas en la superficie terrestre las cuales trabajan en conjunto manteniendo comunicación constante con los satélites extrayendo datos para fijar sus coordenadas, realizando cálculos y ajustes en sus relojes.

En base a esto las estaciones generan información de las orbitas de cada satélite permitiendo incluso proyectar cuál será la ruta que tomaran en un periodo de 24 horas.

Posteriormente, estos satélites reciben esta información y la redirigen a la Tierra donde es recibida por el ultimo componente, el del usuario, representado por cualquier dispositivo que use un receptor GPS el cual, mediante una antena y un software de procesamiento presente en él, puedan captar la señal transmitida por el satélite para convertirla en datos que al final nos permitan obtener la posición geográfica solicitada.

Elementos que conforman el GPS

Satélites

Están constituidos por un grupo de 24 estructuras distribuidas en 6 planos de 4 satélites cada uno los cuales se desplazan en el espacio de manera sincronizada cubriendo toda la órbita terrestre.

Estaciones terrestres

Estas se encuentran distribuidas en zonas estratégicas de la superficie terrestre encargándose de definir las coordenadas y mantener la red de satélites funcionando de manera óptima.

Terminales receptores

Estos captan la señal emitida por el satélite indicando nuestra posición, velocidad y altura exacta en un espacio geográfico.

Limitaciones del GPS

Entre los factores que pueden reducir la efectividad de la comunicación entre el satélite y el receptor GPS destacan:

– Incidencia de las partículas presentes en la ionosfera sobre las señales GPS emitidas por el satélite.
– Transmisión de la señal en una dirección alejada del receptor GPS causada por el rebote en montañas o edificios cercanos.
– Fallo en la calibración de los relojes del GPS presente en los satélites.
– No disponer del número de satélites necesarios para generar las coordenadas.
 

Uso del GPS en la actualidad

Tomando en cuenta la inserción que ha tenido la tecnología GPS en distintas áreas estos son los usos más destacables:

Navegación

Esta es una de las áreas donde la tecnología GPS ha tenido mayor utilidad aplicándose en todos los espacios: terrestre, aéreo y marítimo obteniendo información en tiempo real de una zona geográfica a fin de trazar rutas mediante las cuales se pueda establecer un desplazamiento más preciso y eficaz de un punto a otro sin importar el medio de transporte.

Gracias a la implementación de la tecnología GPS en móviles y vehículos se ha vuelto más sencillo consultar cualquier dirección así como la mejor ruta a tomar para llegar allí.

En este sentido, la tecnología GPS también permite detectar posibles obstáculos o elementos que puedan representar un desvío del curso trazado inicialmente.

En este caso el GPS define vías alternas que permitan al medio de transporte alcanzar el destino fijado en el menor tiempo y de forma segura.

Seguridad

En este sentido empresas y organismos de seguridad hacen uso del GPS para localizar dispositivos o vehículos que cuenten con esta tecnología y que hayan sido robados efectuando operaciones de seguimiento sobre los mismos a fin de detectar su ubicación y ayudar al propietario para su recuperación.
 

Entretenimiento

Muchas empresas desarrolladoras de videojuegos han aprovechado las ventajas del GPS incorporándolo en la dinámica de muchos juegos como un elemento de apoyo al jugador con el propósito de conocer cuál es su ubicación dentro del juego facilitando con ello su desplazamiento dentro del mismo.

Evolución del GPS

Desde que el GPS surgiera en el ámbito militar ha sido notable la aceptación que esta tecnología ha tenido actualmente en la sociedad al punto de permitir que juegos como Pokemon Go se convirtieran en toda una sensación gracias al GPS.

Esta tecnología ha inspirado a la creación de otros sistemas de posicionamiento alternos como el ruso GLONASS, Galileo en Europa, BeiDou-2tf en China y el IRNSS en India.

Sin embargo, en el terreno militar para Estados Unidos esta tecnología no ha sido del todo eficaz, lo cual ha hecho que desde hace algún tiempo se venga trabajando en un reemplazo que brinde más potencia, estabilidad y seguridad respecto al sistema actual.

Gracias a la combinación de nuevos elementos será posible obtener un sistema de posicionamiento más preciso y con menor vulnerabilidad ante intrusiones que pudiesen afectar el funcionamiento del sistema en la generación de coordenadas.

Por otra parte, el Departamento del Pentágono (DARPA) ha estado llevando a cabo estudios para determinar la viabilidad en la creación de sistemas de posicionamiento mixtos resultantes de la unión de satélites y métodos que permitan replicar la ruta dejada por un objeto móvil.

Además de esto también se ha contemplado el uso de señales provenientes de ondas de radio, televisión e incluso WiFi para determinar el posicionamiento de un objeto en un espacio geográfico mediante la creación del sistema ASPN (Posicionamiento y Navegación de Toda Fuente).  

De resultar exitosa la puesta en marcha de estos proyectos el sistema de posicionamiento usado actualmente podría desaparecer por completo a mitad de siglo.