GPS. Topografía

El GPS Es un sistema de radionavegación basado en satélites desarrollado y controlado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos de América que permite a cualquier usuario saber su localización, velocidad y altura, las 24 horas del día, bajo cualquier condición atmosférica y en cualquier punto del globo terrestre.

Después de la segunda guerra mundial, el Departamento de Defensa se empeñó en encontrar una solución para el problema del posicionamiento preciso y absoluto. Pasaron varios proyectos y experiencias durante los siguientes 25 años, incluyendo Loran, Transit etc. Todos permitían determinar la posición pero eran limitados en precisión o funcionalidad. En el comienzo de la década de 70, un nuevo proyecto fue propuesto, el GPS.

Principalmente la rapidez y precisión con la que procesa las señales. Cuando se va en un 4x4 es más fácil para el copiloto ir consultando continuamente mapas y anotaciones para decidir la ruta a seguir. En la bicicleta de montaña es necesario parar, sacar el mapa de la mochila, observar y decidir. Si estamos haciendo una ruta que no conocemos se puede incrementar el tiempo de su realización en un 30%.

En otros deportes como las carreras de orientación, que tan de moda se han puesto últimamente, el fin último es saber orientarse con una brújula y un mapa, y con ello conseguir la ruta más rápida y cómoda entre dos puntos, pero en el mountain bike generalmente buscamos continuidad en nuestro ejercicio y una mayor.

De todas las maneras es necesario que llevemos mapas y brújula. Podemos quedarnos sin pilas, separarnos en varios grupos. Nunca se sabe lo que puede pasar. Además, si llevamos un mapa como complemento del GPS siempre podemos cambiar la ruta sobre la marcha, bien por que veamos un camino que nos atraiga, por que hayamos seleccionado una ruta excesivamente dura o complicada, o por que surja un imprevisto (caídas, falta de agua, incendios, etc.).

Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por la señal que emiten, se obtiene las posiciones absolutas o coordenadas reales del punto de medición. También se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atómicos que llevan a bordo cada uno de los satélites.

La antigua Unión Soviética construyó un sistema similar llamadoado GLONASS, ahora gestionado por la Federación Rusa. Actualmente la Unión Europea está desarrollando su propio sistema de posicionamiento por satélite, denominado Galileo.

A su vez, la República Popular China está implementando su propio sistema de navegación, el denominado Beidou, que prevén que cuente con entre 12 y 14 satélites entre 2011 y 2015. Para 2020, ya plenamente operativo deberá contar con 30 satélites. De momento (abril 2011), ya tienen 8 en órbita.

El SPG o GPS (sistema de posicionamiento global) o NAVSTAR-GPS Se trata de un sistema global de navegación por satélite que permite localizar con precisión un dispositivo GPS en cualquier lugar del mundo.

El sistema es desarrollado y actualmente operado por el Departamento de Defensa de EE.UU. Está compuesto por veinticuatro satélites (21 operativos y 3 de respaldo) que están en órbita a unos 20.200 km de la Tierra con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie terrestre. Para ubicar un punto se utilizan como mínimo cuatro satélites. El dispositivo GPS recibe las señales y las horas de cada uno de ellos. Con estos datos y por triangulación calcula la posición en el mundo donde se encuentra.

Inicialmente el sistema GPS podía incluir un cierto grado de error aleatorio de 15 a más de 100 metros de forma intencional. Esto se fue llamado Disponibilidad selectiva (S/A), y se utilizaba como medida de seguridad. Fue eliminada el 2 de mayo de 2000 por el presidente estadounidense de aquel entonces, Bill Clinton. Existen otros sistemas de posicionamiento por satélite, como el GLONASS de la antigua URSS que ahora controla el gobierno de Rusia. También la Unión Europea intenta lanzar su sistema de posicionamiento llamado Galileo.

Este Sistema Global de Navegación por Satélite lo componen:

1. Sistema de satélites. Está formado por 24 unidades con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo terráqueo. Más concretamente, repartidos en 6 planos orbitales de 4 satélites cada uno. La energía eléctrica que requieren para su funcionamiento la adquieren a partir de dos paneles compuestos de celdas solares adosados a sus costados.

2. Estaciones terrestres. Envían información de control a los satélites para controlar las órbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelación.

3. Terminales receptores. Indican la posición en la que están; conocidas también como Unidades GPS, son las que podemos adquirir en las tiendas especializadas.

El GPS tiene tres componentes: el espacial, el de control y el de usuario.

El componente espacial está constituido por una constelación de 24 satélites en órbita terrestre aproximadamente a 20200 km, distribuidos en 6 planos orbitales. Estos planos están separados entre sí por aproximadamente 60 en longitud y tienen inclinaciones próximas a los 55 en relación al plano ecuatorial terrestre. Fue concebido de manera que existan como mínimo 4 satélites visibles por encima del horizonte en cualquier punto de la superficie y en cualquier altura.

El componente de control está constituido por 5 estaciones de rastreo distribuidas a lo largo del globo y una estación de control principal (MCS- Master Control Station). Este componente rastrea los satélites, actualiza sus posiciones orbitales y calibra y sincroniza sus relojes. Otra función importante es determinar las órbitas de cada satélite y prever su trayectoria durante las 24 horas siguientes. Esta información es enviada a cada satélite para después ser transmitida por este, informando al receptor local donde es posible encontrar el satélite.

El componente del usuario incluye todos aquellos que usan un receptor GPS para recibir y convertir la señal GPS en posición, velocidad y tiempo. Incluye además todos los elementos necesarios en este proceso, como las antenas y el software de procesamiento.

Receptores GPS

Los receptores GPS detectan, decodifican y procesan las señales que reciben de los satélites para determinar el punto donde se encuentran situados y son de dos tipos: portátiles y fijos. Los portátiles pueden ser tan pequeños como algunos teléfonos celulares o móviles. Los fijos son los que se instalan en automóviles o

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