NOCIONES BASICAS DEL GPS

ORIGENES:
GPS, del ingles Global Position System o Sistema de Posicionamiento Global, es una red de satélites
que trasmiten continuamente información codificada que nos permite saber nuestra posición con
exactitud sobre la tierra.

El sistema de GPS nació de un requerimiento del Departamento de Defensa de los estados Unidos
de poseer constantemente un grupo de satélites circundando la tierra. Estos satélites trasmiten
información en muy baja frecuencia que permiten a cualquiera que posea un receptor GPS hallar
su ubicación sobre el globo.

Este sistema no ha sido nada barato, se gasto un billón de dólares y originalmente solo era usado
por computadores militares hasta que los receptores fueron bajando de tamaño y comenzaron a
surgir los primeros receptores de uso civil.

El sistema NAVSTART, Navigation Satelite Timing and Rangin que el Departamento de Defensa bautizo
GPS consiste en tres segmentos, LOS SATELITES, bases de CONTROL TERRESTRE y los USUARIOS.

LOS SATÉLITES:
El sistema de satélites consiste en 24 satélites, 21 activos mas 3 de backup. Estos satélites están
ubicados en una orbita alta, aproximadamente 20.000 kilómetros sobre el nivel del mar, esta altitud
le permite a cada satélite cubrir una gran área del planeta y además como ellos están "anclados"
cada uno a su orbita, siempre recibiremos al menos la señal de cuatro de ellos simultáneamente en
cualquier lugar del globo.

Estos satélites viajan a 4500 kilómetros por hora, permitiéndoles así dar dos veces la vuelta al globo
al día, están alimentados a energía solar y su antigüedad data de 10 años. Adicionalmente poseen
baterías internas para casos de eclipses y pequeños motores para corregir su trayectoria.

El primero de estos satélites fue lanzado al espacio en 1978 y se termino de poner operativo el sistema
con el ultimo satélite en 1994.
Cada uno de estos satélites trasmiten señales de radio en una muy bajas frecuencias, denominadas,
L1, L2, etc.

Los GPS de uso civil operan en la frecuencia L1, en una frecuencia UHF de 1575.42 MHz, estas señales
por ser del tipo UHF atraviesan nubes, plástico y gases pero no pueden atravesar objetos mas sólidos
como ser edificios o montañas.

Para tener una idea de la ubicación de la frecuencia L1 en las trasmisiones de radio, una trasmisora
de FM trabaja entre 88 y 108 Mhz y emite con una potencia de aproximadamente 100.000 wats
mientras que los satélites de GPS lo hacen entre 25 y 50 wats. Solo imaginen una radio de FM trasmi-
tiendo a 7500 Kilómetros con una potencia de 50 wats.

La frecuencia L1 contiene dos señales PSEUDORANDOM (cadena completa de código digital) el código
protegido (P) y el código de adquisición (C/A). Cada satélite trasmite un código único permitiendo al
receptor identificar unívocamente la señal.

El propósito principal de esta señal es calcular el tiempo que tarda la señal desde el satélite hasta
nuestro receptor. Este tiempo es llamado "Tiempo de llegada", dicho tiempo multiplicado por la
velocidad de la luz nos da la distancia entre nosotros y el satélite.
En otras palabras si recurrimos a nuestro buen amigo Einsten sabemos que la Luz viaja a 300.000
Kilómetros por segundo, metro mas metro menos.

Entonces con una simple regla de tres simple (hagamos un ejemplo suponiendo que nuestra señal
tardo 0.00247 segundos en alcanzarnos)

1 segundo ----------------------------- 300.000 Km
0.00247 seg --------------------------- x
O sea:
(0.00247 x 300.000) / 1 = Distancia entre el satélite y nosotros.

El mensaje que trasmite esta señal (P) es simplemente la orbita del satélite, una señal horaria con
presión atómica e información del estado del "salud" del mismo.

SEGMENTO DE CONTROL:

Este como su nombre lo indica no es mas que estaciones de control que verifican orbita y hora de los
satélites y corrigen errores en los mismos. Hay cinco de estas estaciones alrededor del mundo, una de
control principal y cuatro secundarias las cuales reciben los datos y luego los trasmiten a la estación
principal para que esta, en caso de necesidad, corrija la orbita u hora de los satélites a través de dos
antenas trasmisoras ubicadas en otros lugares.

RUTAS GPS – WAYPOINT