Naveagcion satelital

Problemática.

Oscar Romero - Juan David Monroy Ángel

Fundación Universitaria San Mateo

Facultad de Ingeniería

Semillero Navegación Satelital.

Bogotá D.C., 2018

• Hipótesis.

Analizar la problemática de errores dada en el reloj del satélite y del receptor ya que estos relojes presentan una variación en la velocidad de marcha y producen pequeños errores, afectando la exactitud de la posición de los satélites.

Objetivo General.

Dar una posible solución a las fallas que presentan los relojes del satélite y del receptor, ya que influye en pequeños errores que afecta la exactitud de la posición.

• Objetivos Específicos.

1. Conocer el funcionamiento técnico y operativo del sistema.
2. Aplicar la tecnología desarrollada para poder dar solución a la falla reportada.

• Introducción.

En la presente investigación se realiza con el propósito de dar a conocer los principales errores de los relojes del satélite y del receptor, y pues, buscar la mejor opción que podemos brindar para la resolución de la problemática y podamos tener un mejor funcionamiento de los enlaces y equipos. Como primera medida realizaremos una descripción del problema planteado, seguido de las fases de investigación, donde buscaremos los elementos que contribuyen a las causas y sus efectos. Así mismo buscar las instituciones, en las cuales nos podamos apoyar a desarrollar la presente investigación y de esta forma, generar un conocimiento enfocado hacia las áreas de ejecución y de interés que aplique la investigación.

• Marco Teórico.

          En este marco teórico vamos a encontrar conceptos, desde los más básicos que nos muestran algunas definiciones importantes, hasta los más complejos que nos introducen hacia la compresión de nuestra investigación. Ya que es la base de conocimiento para entender la hipótesis planteada.

          En primer lugar el desarrollo de una tecnología donde existen muchos otros avances tecnológicos que han contribuido al desarrollo del GPS, entre los que podemos mencionar las tecnologías de control y lanzamiento de satélites, los dispositivos de estado sólido, los microchips, los circuitos de correlación, Esto se centra en cómo la búsqueda del conocimiento de la naturaleza del mundo atómico, concretamente, en la creación de relojes atómicos para estudiar las teorías de Einstein y la relatividad, condujo a la creación de relojes de gran precisión, y cómo dichos relojes se pusieron en funcionamiento posteriormente junto con la tecnología de seguimiento de satélites para satisfacer el deseo humano básico de saber dónde estamos y adónde vamos.

          Sin duda alguna durante siglos, la única forma de orientarse era observando la posición del sol y realizar una estimación. Incluso después del desarrollo de los relojes modernos, que permitían obtener una posición con una exactitud de varias millas solamente. Sin embargo, en el momento en que la Unión Soviética lanzó el Sputnik el 4 de octubre de 1957, se supo que era posible utilizar esta "estrella artificial" como una herramienta de navegación. Los investigadores del laboratorio Lincoln del Instituto tecnológico de Massachusetts (MIT) pudieron determinar con precisión la órbita del satélite, al observar cómo la frecuencia aparente de la señal de radio aumentaba al acercarse y disminuía al alejarse, efecto que se conoce como efecto Doppler. Al probar que es posible determinar con precisión la órbita de un satélite desde la tierra, se dio el primer paso para establecer la posibilidad de determinar las posiciones en la tierra mediante la localización de señales emitidas por satélites.

          Si pensamos en lo extremadamente y sofisticada que es la tecnología, el inicio del funcionamiento del GPS resulta siendo muy simple. Cada uno de los satélites transmite de forma continua una señal de radio digital que incluye su propia posición y la hora, con una precisión de uno nanosegundo. Un receptor de GPS capta esta información procedente de cuatro satélites, y la utiliza para calcular su posición en el planeta con una precisión de metros. El receptor compara su hora y la hora que ha enviado el satélite y utiliza la diferencia entre ambas horas para calcular su distancia con respecto al satélite. Al comprobar su hora con la de tres satélites de posiciones conocidas, el receptor podrá ubicar con exactitud su longitud, latitud y altitud.

          Para utilizar el procedimiento descrito anteriormente es necesario que tanto los satélites como el receptor dispongan de relojes de gran precisión. Sin embargo, el hecho de que el receptor capte la señal de un cuarto satélite, le permite conseguirlo con un reloj de cuarzo relativamente simple. Una vez que el receptor se ha conectado con cuatro satélites, el sistema toma el control y comprueba su posición de forma casi instantánea.

          Para que este sistema funcione, es necesario que el receptor sepa la posición exacta de los satélites y que éstos puedan mantener la hora con una precisión exacta y fiable. Esta precisión se obtiene mediante la conexión de cuatro relojes atómicos en cada satélite, estos relojes constituyen los dispositivos para medir el tiempo más preciso. La fiabilidad se consigue mediante las órbitas de 18.000 kilómetros de altura de los satélites, que los aleja de la atmósfera y los mantiene en movimiento a lo largo de trayectorias muy previsibles. El Departamento de defensa realiza un seguimiento de los satélites según sobrevuelan dos veces al día y realiza una medición precisa de su velocidad, posición y altitud. Esta información se vuelve a enviar a los satélites y éstos la transmiten junto con sus señales de tiempo.

          Esta increíble tecnología ha sido posible gracias a la combinación de progresos de ingeniería y científicos, en particular gracias al desarrollo de los relojes más precisos del mundo. Estos relojes fueron creados por físicos que pretendían obtener respuestas a preguntas sobre la naturaleza del universo, sin saber que llegaría el día en que su tecnología haría posible un sistema global de navegación. El hecho es que la precisión que de estos aparatos es verdaderamente imposible de creer, es tan exacta esta tecnología que solo pueden adelantar o retrasar no más de un segundo en los próximos 60 millones de años.

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