SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS)

SISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS)

HISTORIA

Dirigido por el Departamento de Defensa de Estados Unidos, el Sistema de Posicionamiento Global Navstar se creó en 1973 para reducir los crecientes problemas en la navegación. Al ser un sistema que supera las limitaciones de la mayoría de los sistemas de navegación existentes, el GPS consiguió gran aceptación entre la mayoría de los usuarios. Desde los primeros satélites, se ha probado con éxito en las aplicaciones de navegación habituales. Como puede accederse a sus funciones de forma asequible con equipos pequeños y baratos, el GPS ha fomentado muchas aplicaciones nuevas.

LA ERA DE PIEDRA

Identificar y recordar objetos y marcas como puntos de referencia fueron las técnicas que el hombre primitivo utilizó para encontrar la ruta a través de junglas y desiertos.

Dejando piedras, marcando árboles, referenciando montañas fueron las primeras ayudas para la navegación, y por tanto los primeros “puntos de referencia”.

LA ERA DE LAS ESTRELLAS

Cuando se comienza a explorar los océanos se tomó como referencia los planetas, la luna y las estrellas (navegación celestial).

Para mejorar la precisión se inventaron instrumentos ópticos para medir ángulos de vista entre las estrellas.

 El proceso de medición consume mucho tiempo y es impreciso.

 No se puede utilizar durante el día o en noches nubosas.

 El rango de medición se encuentra en el orden de varios kilómetros.

 El proceso de cálculo básico fue la triangulación geométrica

LA ERA DE LA RADIO

A mitad del siglo pasado se descubrió la manera de medir distancias utilizando las señales de radio.

Se basa en el tiempo que le toma a una señal especial de radio viajar desde una estación de transmisión a un dispositivo especial designado para recibirlas.

LA ERA DEL LORAN

LORAN (Long Range Navigation) es un tipo de sistema de radionavegación que comenzó a operar en 1950.

Cada cadena de LORAN consiste de al menos cuatro transmisores y cubre típicamente un área de cerca de 800 km.

Cada cadena difunde las señales de radio a una frecuencia determinada. Un receptor LORAN sintoniza las señales de radio de los transmisores en la cadena, mide las distancias a ellos automáticamente y calcula la posición del receptor.

El cubrimiento es limitado a cerca del 5% de la superficie de la tierra en donde las cadenas están instaladas (No es global)

Los transmisores LORAN envían señales a lo largo de la superficie de la tierra y por lo tanto solamente pueden proveer posiciones bidimensionales (latitud y longitud). No puede proveer información acerca de la altura.

Su precisión es buena en aproximadamente 250 m

LA ERA DEL SATÉLITE

Para remediar las limitaciones anteriores, se concibieron sistemas de radionavegación basados en satélites.

Las señales de los satélites de navegación pueden cubrir grandes áreas y varios de ellos cubren todo el planeta.

Uno de los primeros sistemas de navegación por satélite fue Transit.

Estados Unidos desarrolló el sistema NAVSTAR y la Federación Rusa el sistema GLONASS. Ambos son muy similares en funcionamiento.

DEFINICION

Es un sistema global de navegación por satélite (GNSS), el cual permite determinar la ubicación de un objeto, una persona, un vehículo o una nave, con una precisión hasta de centímetros usando GPS diferencial, aunque lo habitual son unos pocos metros.

OBJETO

 conocer la tecnología GPS, sus aplicaciones y entregar metodologías de GPS como orientación para uso en actualización cartográfica

CARACTERISTICAS

 Es un sistema de localización flexible y móvil

 Cobertura mundial

 Señales difíciles de intervenir

 Señales disponibles de forma gratuita

 Sector desarrollado

 Aplicable en los 3 medios.

ELEMENTOS QUE LO COMPONEN

SISTEMA DE SATÉLITES

 Formado por 24 satélites sincronizados para cubrir toda la superficie terrestre.

 Repartidos en 6 planos orbitales de 4 satélites cada uno.

 Su energía la obtienen de sus paneles solares compuestos de celdas solares adosadas a sus costados.

ESTACIONES TERRESTRES

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

TERMINALES RECEPTORES

 Diseñados para recibir y procesar señales de los satélites GPS.

LOS TRES SEGMENTOS DE LOS GPS

SEGMENTO ESPACIAL

 24 satélites (21 operacionales y 3 de repuesto)

 Orbitan a una altura de 12,000 millas

 Completan una orbita alrededor de la tierra cada 12 horas

 Transmiten señales de radio a varias frecuencias (L1, L2, etc)

 Los GPS de uso civil captan la frecuencia L1 a 1575.42 MHz en la banda UHF

SEGMENTO DE CONTROL

 Encargado de monitorear los satélites y proveerlos con información corregida de las orbitas y el reloj.

 Hay cinco estaciones alrededor de todo el mundo

 Cuatro de las estaciones reciben los datos de los satélites y la envían a una estación “maestra” que corrige las lecturas y junto de nuevo envía la información a través de dos antenas

SEGMENTO DEL USUARIO

 El segmento del usuario lo constituye Ud. y su receptor

 Entre los usuarios están pilotos de avión, excursionistas, alpinistas, navegantes, cazadores, topógrafos, ingenieros, etc.

ESTACIONES DE SEGUIMIENTO

FUNCIONAMIENTO

El GPS funciona mediante una red de 27 satélites (24 operativos y 3 de respaldo) en órbita sobre el globo terrestre a 20.2 km con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la tierra.(desarrollado por el departamento de defensa de EE.UU.)

¿COMO FUNCIONA EL GPS?

 triangulando desde los satélites.

 midiendo las distancias a los satélites.

 control perfecto del tiempo.

 conociendo dónde están los satélites en el espacio

 corrigiendo errores.

FIABILIDAD DE LOS DATOS

Actualmente, la precisión intrínseca del sistema GPS depende del número de satélites visibles en un momento y posición determinados. Sin aplicar ningún tipo de corrección y con ochosatélites, la precisión

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