Si alguna vez te has perdido en una ciudad extraña, sabes que la sensación no es de las mejores. Con la llegada de los dispositivos GPS, viajar a ciudades y países dejó de ser un problema para convertirse en una agradable diversión.
Estos gadgets han alcanzado cada vez un mayor público en la sociedad, independientemente del trabajo que ocupan. Los taxistas son, quizás, los que más se beneficiaron con la creación y popularización del GPS. Usando los mapas de una ciudad, es posible llegar a cualquier dirección, sin necesidad de conocer los lugares a la perfección.
El funcionamiento de un GPS es muy interesante para su estudio, y también complejo. ¿Alguna vez pensaste cómo un dispositivo tan pequeño como un receptor GPS consigue determina su localización en la Tierra con gran eficacia?
El GPS (Global Positioning System) es un aparato que tuvo su origen en el Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Su función es la de identificar la localización de un aparato llamado de receptor GPS.
Los aparatos receptores, a su vez, tienen la función de enviar una señal para los satélites. Así, haciendo algunos cálculos, los cuales puedes visualizar más abajo, el receptor GPS consigue determinar cuál es tu posición y, con ayuda de algunos mapas de ciudades, señalar varios recorridos posibles para llegar al destino deseado.
Para que un GPS funcione adecuadamente es necesario el uso de tres componentes: espacial, control y utilizador. El espacial es compuesto de 27 satélites dispuestos en órbita. 24 de ellos están activos y 3 son de reserva, que entran en operación en caso de ocurrir un fallo en uno de los satélites principales.
La colocación de esos satélites en órbita garantiza que siempre haya por lo menos cuatro de ellos disponibles en cualquier lugar del planeta. Así, siempre que tú y una persona que viva en Japón utilicen un GPS, con seguridad obtendrán la información sin ningún problema.
El segundo componente, de control, se encarga de la configuración de los satélites. Son cinco estaciones distribuidas alrededor del globo terrestre. Su función principal es actualizar la posición actual de los satélites y sincronizar el reloj atómico presente en cada uno de los satélites.
El último componente, pero no menos importante, es el receptor GPS, y este es el único que debemos adquirir a fin de utilizar esta imprescindible tecnología. Un receptor GPS es un aparato que refleja su posición, hora y otros recursos variables según el aparato y su marca comercial.
El funcionamiento del sistema GPS implica algunos cálculos complejos, pero apenas uno de ellos resulta esencial para este artículo. Se trata del cálculo realizado por el receptor a fin de calcular la localización geográfica.
¿Cómo sabe el GPS dónde estoy?
Los satélites, al igual que los receptores GPS, tienen un reloj interno, el cual marca la hora con una precisión de nanosegundos. Cuando la señal es emitida, también es enviado el horario de salida del satélite.
Esa señal es una transmisión de radio que viaja a la velocidad de la luz (300.000 kilómetros por segundo, en el vacío). Cronometrando cuanto tiempo esta señala tarda en llegar, el receptor consigue calcular su distancia del satélite. Como la posición de los satélites es actualizada constantemente, es posible, por medio de estos cálculos, determinar su posición exacta.
La triangulación
Ahora que sabes como la distancia de un satélite llega a ser calculada, resulta más fácil comprender cómo el satélite utiliza esa información para determinar un punto con buena precisión (margen de error de apenas 20 metros).
Los GPS usan el sistema de triangulación para determinar un punto en el receptor terrestre. Para ello, se hace la triangulación entre dos puntos, la ubicación y el destino. El sistema GPS se basa en el principio llamado de trilateración (método matemático para averiguar posiciones relativas de objetos).
Un cuarto satélite es necesario para determinar la altitud en donde se encuentra. El principio del cálculo es el mismo, pero implica números y fórmulas adicionales al tratarse de un espacio tridimensional.
Después de mucho tiempo en órbita, es normal que los satélites empiecen a presentar defectos tecnológicamente hablando. Ese problema puede afectar al funcionamiento de los satélites responsables por la señal GPS. Se estima que hasta el año 2010, la confiabilidad de la señal caía para el 95%, un hecho inédito en la historia del GPS.
Existe un proyecto de lanzamiento de nuevos satélites a fin de sustituir los actuales. Pero tal proyecto lleva retrasado desde hace varios años. Por eso, en países europeos se unieron y ya están construyendo su propio sistema GPS, bautizado de Galileo, con previsión de lanzamiento entre 2013 y 2014.
