FUNDAMENTOS DEL GPS Y SUS HOMÓNIMOS

Hoy se utiliza el sistema GPS en muchas aplicaciones con una naturalidad semejante a la empleábamos manejando un lápiz, por poner un ejemplo. Pero como tantas otras cosas que el desarrollo de la ciencia nos va deparando, la aceptamos sin mas, sin saber el por qué de su funcionamiento quizás porque son tantos los avances que se están acumulando por el vertiginoso desarrollo de la misma, que se nos amontona el trabajo. Pero si alguien tiene curiosidad por conocer los rudimentos de este sistema y de los que posteriormente han nacido, que siga leyendo y en caso contrario que haga un click y cambie de tema. Así que, va por Uds.
La abreviatura GPS corresponde a la denominación en inglés de Global Positioning System título que puede traducirse como Sistema de Posicionamiento en el Globo Terrestre. En principio se denominó NAVSTARGPS (¿NAVSTAR por estrella de navegación?) para quedar finalmente en la denominación más coloquial de GPS y proporciona en todo momento, con cobertura mundial, tres coordenadas : latitud, longitud y altura, valor este útil para la navegación aérea, con una exactitud de pocos metros, que en el caso de utilizarlo para fines militares es todavía más preciso.
Su investigación comenzó a desarrollarse en 1.973 en el Departamento de Defensa de EEUU, obviamente con fines militares, pero el sistema no se completó hasta 1.993, es decir, 20 años después de haber iniciado el proyecto bajo la dirección del norteamericano Ivan A. Getting.

 Tras su puesta en vigor, este sistema ha desplazado, por exactitud, comodidad de uso y coste, a los sistemas electrónicos anteriormente empleados (DECCA y LORAN) y no digamos al viejo sistema de cálculo. El ábaco, los logaritmos, la regla de cálculo, las calculadoras especiales, el sextante, el cronómetro, los programas de navegación, muchas de las tablas que se utilizaban y que se habían recopilado desde hacía siglos, alguna como la "Efemerides Astronómica" que data de 1.475, las tablas necesarias para establecer "a que hora pasa el Sol por el meridiano de Greenwich" que son de 1.755 y la compilación que se hizo en 1.767 en el "Brithis Nautical Almanac"..... Todos ellos, como tantas otras cosas que el devenir de los tiempos se ha llevado por delante, han pasado a formar parte de la historia en un plazo verdaderamente récord. Quien tiene la "llave" del sistema de posicionamiento global puede alterar a voluntad la precisión del mismo, (como ocurrió en la guerra en Irak durante la cual EEUU puso patas arriba el GPS para el resto de los mortales) de ahí que - otra vez hay que hacer referencia a su uso militar -, la extinta URSS lanzara también su sistema llamado GLONASS, que hoy está operado por la Federación Rusa. Naturalmente, tal como funcionan las cosas de este mundo, India, China y Japón se ha incorporado a este selecto Club de posicionamiento espacial. Europa también se lanzó a la carrera, con el proyecto GALILEO, en esta ocasión con el objetivo puesto principalmente para su uso civil, (por eso su operación está en manos civiles), esperándose terminar la implantación del mismo para el 2.020, aunque probablemente esta fecha no se cumpla porque el proyecto ha tenido en su desarrollo numerosas demoras

La precisión de este sistema será mucho más fina que la de los anteriormente citados, toda vez que determinará la posición de un objeto en la superficie de la Tierra con una precisión de 4 metros en horizontal. En el caso del GPS son 24 satélites (Galileo 30) en órbita, de los cuales 21 son operativos y tres en reserva. Giran en 6 órbitas casi circulares y separadas entre ellas 60º, de modo que en cada órbita hay 4 satélites.

Estas órbitas están inclinadas 55º respecto al ecuador terrestre y su altura sobre la Tierra es de 20.182 Km. Los satélites completan su órbita en 11h. 57 m. 2 seg., es decir, que su velocidad angular es doble que la de la Tierra, que recordémoslo, completa su giro alrededor de su eje en 23 h. 54 m. 4 seg.

El funcionamiento de los sistemas que nos ocupan se basa en conocer la distancia del satélite al objetivo mediante triangulación en cualquier lugar de la Tierra. En definitiva el ordenador del equipo receptor en tierra está preparado para obtener el tiempo (y de ahí la distancia) que le separa de tres satélites como mínimo. Sabe entonces donde están los satélites (tiempo en que tarda en llegar la señal x la velocidad de la luz) y como estos saben cual es su posición respecto a la Tierra, el ordenador receptor en tierra determina su posición como una función de función.

Los receptores no solo proporcionan la situación del mismo sino que realizan además una serie de funciones, dependiendo del fabricante y así por ejemplo -refiriéndonos a la navegación - definen “wayspoints” o puntos de paso pudiendo determinar rumbos entre ellos así como distancias. Guardan en memoria situaciones de faros, balizas.... De todas formas la popularidad que han alcanzado los GPS comerciales, caseros, hablan por si solos de las múltiples prestaciones que realizan.

El esquema que se muestra aclara la disposición de los satélites.

Imagen cortesia de XATAKA CIENCIA