El sistema de posicionamiento global o GPS fue puesto en funcionamiento originalmente por los Estados Unidos con fines militares hace más de dos décadas. Liberado para uso civil hoy es uno de esos servicios de los que nos sería difícil prescindir, siendo el motor principal de registro de los relojes deportivos para la mayor parte de actividades al aire libre.
Hoy está operativo, además de GPS, el sistema GLONASS, de la federación rusa, y ya hay receptores deportivos y de automoción que utilizan ambos para mayor fiabilidad.
En Europa continúa el desarrollo de Galileo, un sistema de posicionamiento por satélite propio, pero hasta 2020 no se prevé que esté operativo. Acumula un retraso de 10 años, entre otros factores, por falta de entendimiento con la administración americana y su sistema GPS. Sus satélites, en órbitas ligeramente más inclinadas hacia los polos, darán datos precisos en una zona que el GPS cubre con dificultad e imprecisión. Su origen y finalidad es puramente civil.
La República Popular China contará con su sistema propio, Beidou, del que ya tienen cuatro satélites en órbita con los que, desde el año 2000 son operativos en China y países vecinos. Irán aumentando en número hasta los 35 previstos en 2020, año estimado de puesta en funcionamiento de su servicio a nivel mundial que se llamará Compass o Beidou-2.
Dado que hay muchos más sistemas de posicionamiento, lo propio sería cambiar GPS por GNSS (Globan Navigation Satellite System) que es genérico, pero al final el acrónimo GPS se ha convertido en el término estándar. Además, entrar a la tienda y decir “vengo a comprarme un Galileo" quedaría muy raro, ¿verdad?
¿Cómo funciona?
Se basa en una serie de satélites que orbitan alrededor de la tierra enviando continuamente señales sobre su identificación y la hora del reloj de cada uno de ellos. Cada satélite lleva cuatro relojes atómicos de precisión en su interior. Estas señales permiten sincronizar el reloj del GPS, calculando el tiempo que tardan en llegar a tu dispositivo con la máxima exactitud. Del tiempo se infiere la distancia y conocidas las distancias a cada satélite se determina la posición relativa de tu receptor respecto de los mismos.
Combinando la información de 3 o más satélites se puede saber dónde estás gracias a la triangulación. Con 3 satélites es posible determinar tu posición bidimensional sobre la superficie terrestre y un cuarto satélite aporta información tridimensional, acerca de tu altura (si estás haciendo parapente, por ejemplo). Con 5 o más satélites va mejorando la precisión de tu posición de forma progresiva.
Cada satélite lanza una señal circular hasta tu ubicación y donde se cruzan las diferentes superficies de los conos de varios satélites es donde se encuentra tu ubicación. Se logra mayor precisión con una ubicación fija conocida que permite corregir los errores de desajuste de los relojes de los satélites, con un receptor de referencia o estación base situado en tierra, que calcula las correcciones para cada satélite.
| GPS (USA) | GLONASS (RUSIA) | GLILEO (UE) | BAIDOU (CHINA) | |
| Nº satélites |
28 (24 activos 4 de repuesto) |
31 (24 activos 3 de repuesto 2 en mantenimiento 2 en pruebas) |
30 (27 activos 3 de repuesto) |
Actualmente 4 (35 en 2020, 5 geoestacionarios y 30 en órbita media) |
| Tiempo de órbita |
12 h |
11h 15´ |
14h22´ |
23 h 56´y 4" los geostacionarios, 12 h 50´el resto |
| Planos de los satélites |
6 |
3 |
3 |
6 (una órbita de geoestacionarios y 5 del resto) |
| Distancia a la tierra |
20.200 km |
19.100 km |
23.616 km |
35.786 km los geostacionarios. 21.000 km el resto |
Además de estos satélites, hay en funcionamiento una red secundaria de satélites geoestacionarios (WAAS de los Estados Unidos, EGNOS de Europa y MSAS de Japón), como apoyo para mejorar la precisión de las redes existentes. Y Japón tiene su propio sistema de satélites para navegación QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) que orbitan únicamente sobre el país del sol naciente.
¿SABÍAS QUE?
- De noche la señal de los satélites tiene más calidad porque el ambiente está menos ionizado (los iones atmosféricos alteran la transmisión).
- Los rusos pillaron por sorpresa a los americanos con el lanzamiento del Sputnik en 1957, el primer ingenio humano que traspasó la frontera atmosférica. Fue uno de los detonantes de la creación de los sistemas de posicionamiento.
- El proyecto americano GPS empezó a gestarse en 1973, para uso exclusivamente militar. Su nombre completo es NAVSTAR GPS (NAVigation Signal Timing And Ranging Global Positioning System).
En 1983, EEUU anunció la apertura de la señal para la aviación civil, tras la muerte de los 269 ocupantes de un avión comercial coreano que entró en espacio aéreo ruso por un error de navegación, siendo abatido por un caza soviético.
- Hasta 1991 llevar un GPS implicaba arrastrar 25 kg. Ese año se creó el primer receptor portátil, de "solo" 1,250 kg.
- En 2000 se dejó de usar la degradación de la señal que aplicaban desde EEUU para que “el enemigo no tuviera ventajas usando sus sistemas".
- En 2007 Rusia eliminó todas las restricciones de precisión en el uso de GLONASS.
- Los sistemas de posicionamiento militares y topográficos operan con una doble frecuencia mientras que los civiles solo pueden usar una frecuencia. La precisión de los GNSS profesionales puede llegar a menos de un centímetro. Con tecnología "GPS Diferencial" se puede hacer aterrizar un avión con visibilidad cero, posicionándolo horizontal y verticalmente con un error menor a 10 cm.
- En 2020 habrá más de 100 satélites de posicionamiento, y los GPS podrán usar entre 30 y 40 satélites simultáneamente con lo que se ganará espectacularmente en precisión.