Explicación básica del funcionamiento de un sistema GPS

Hoy voy a intentar explicaros cómo funciona “a groso modo” el sistema de orientación que todos conocemos como GPS. Creo que puede ser un tema de interés y que mucha gente se habrá preguntado alguna vez. Ya os advierto que no voy a entrar en datos técnicos ni nada que se le parezca, ya que lo que pretendo es que se capte de manera global la idea de cómo funciona este complejo sistema.

GPS son las siglas de Global Positioning System; es decir “Sistema de Posicionamiento Global” y consiste en una red de 24 satélites que emiten una serie de señales simultáneamente las cuales una vez interpretadas por un receptor nos dan nuestra posición en tres dimensiones en cualquier punto del globo terráqueo, nuestra velocidad y nuestra orientación. Obviamente, el sistema GPS quedará sin cobertura en aquellos lugares a los que no lleguen las señales de los satélites, por lo que no tendrá utilidad alguna bajo tierra, dentro de edificios y similares; sin embargo, en todo lugar que tenga visibilidad del cielo podremos ser capaces de orientarnos sin problemas gracias a este sistema.

Para comprender cómo funciona el sistema debemos saber que la red de satélites GPS se encuentran repartidos por la órbita terrestre a unos 20200 Km de altura y que hay aproximadamente unos 30 de ellos (se necesitan 24, pero hay varios “de reserva”) dando vueltas a la tierra sin descanso. Pues bien, el principio básico que sigue un receptor GPS para saber dónde se encuentra es la triangulación de las señales que recibe de tres o más de esos satélites: al recibir la señal de un satélite el receptor conoce el tiempo que tarda en llegar dicha señal, y por tanto la distancia a la que se encuentra ese satélite. Ese dato por sí sólo no nos va a dar muchas pistas sobre dónde nos encontramos, ya que el área que cubre es grande. Sin embargo, si conseguimos recibir la señal de tres satélites el receptor ya será capaz de saber en qué posición se encuentra en latitud y longitud; y en el caso de que las señales provengan de cuatro o más satélites también podremos conocer la altura a la que nos encontramos.

Simplificando un poco el tema, podemos decir que el problema se reduce a un cálculo de superficies esféricas (cuyo centro es la posición del satélite y radio la distancia a la que nos encontramos) que interseccionan entre sí, el cual se resuelve con cuatro esferas para obtener un punto exacto; aunque el GPS sólo necesita tres de ellos para posicionarse en la superficie terrestre gracias a un “truco” que emplea y que consiste en descartar uno de los dos puntos obtenidos al hacer la intersección de tres esferas.

Obviamente el sistema no es tan simple como leer las señales, triangular y ya está, ya que el receptor recibe el posicionamiento de los satélites para saber cuáles tiene sobre él en cada momento, hay que solventar el tema de la perfecta sincronización de los relojes del satélite y el receptor porque las señales viajan a la velocidad de la luz (un error de una milésima de segundo representaría un error de 300 Km). Del mismo modo, hay que aplicar correcciones en las posiciones de los satélites porque sus órbitas pueden tener ligeras variaciones, tener en cuenta los efectos atmosféricos sobre la señal cuando llega a la tierra… en definitiva, que aunque la idea principal parezca sencilla (en realidad lo es) lo verdaderamente complejo a la hora de desarrollar un sistema como este fue solventar todos esos problemas que se iban presentando a medida que surgían nuevas ideas.

El sistema GPS: un ejemplo de ingeniería a gran escala. A mí me parece increíble que recibiendo la señal de unos satélites situados a 20000 Km de altura seamos capaces de conocer nuestra precisión con escasos metros de error. ¿No os lo parece a vosotros también?

Bueno, con esto doy por concluida esta entrada esperando que os haya entretenido y os hayais dado cuenta de que realmente el ingenio del ser humano no tiene límites cuando se propone resolver algún problema.

¡Un saludo!

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17 pensamientos en “Explicación básica del funcionamiento de un sistema GPS

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  3. Raquel, a fecha de Septiembre de 2007 había 31 satélites en órbita transmitiendo señales. Según tengo entendido no ha habido altas ni bajas desde entonces, por lo que el número debe ser el mismo en estos momentos.

    ¡Un saludo!

  4. hola me llamo ariel quiero haser una tipo agenda electronica pero con mapas y ponerle un gps adentro,pero no un gps satelital sino un gps adentro del mismo circuito,crees q es posible,bueno,eso nomas espero tu respuesta.ariel

  5. Hola Ariel:

    La única solución posible sería integrar un chip receptor GPS en el interior de la agenda, pero claro, esto no se puede ensamblar como si fuera un Lego, sino que necesitarías diseñar toda la circuitería de la agenda desde cero e integrar en ella un software que controlara absolutamente todo.

    El primer chip que se me viene a la cabeza sería un SiRF. La web del fabricante es: http://www.sirf.com/products/gps_chip.html

    Para una empresa puede ser un proyecto abordable (de hecho ya hay teléfonos móviles con GPS integrado) pero para un usuario particular puede ser algo realmente complejo.

    ¡Un saludo y suerte!

  6. Hola Luiestoy tratando de buscar algo referente a los software no se mucho de computacion me piden sistema de orden de archivos y base de datos, tambien agenda electronica, correo electronico, graficos y dibujos, comunicaciones. Te agraceria en verdad que me pasaras algo de informacion a mi correo por favor tengo la exposicion este miercoles y ya no se por donde buscar. Gracias

  7. Por lo que veo tienes que documentarte sobre muy diversos temas, y en esos casos lo mejor es recurrir a Google y Wikipedia; pues son dos formas de acceder a la información de manera rápida y específica.

    Siento no poder ayudarte más; pero son demasiados campos tremendamente amplios como para ponerme a dar una teórica sobre todos ellos con el poco tiempo libre del que dispongo.

    ¡Suerte!

  8. Hola tendras algo mas explicito, sobre el GPS , cuales serian las espectativas a futuro y que ventajas posee ser distribuidor o proveedor de GPS

    Quiza tengas un plan de negocios de GPS

    Me gustaria verlo y sobre todo hacer incapie en cuales son los ultimos avances sobre este tema

    Quedo en espera de tu respuesta en breve
    Adriana

  9. ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ

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