En el desarrollo de los Sistemas de Información Geográficos, los Sistemas de Posicionamiento Geográfico juegan un papel fundamental, nos atreveríamos a decir que gran parte de la información manejada por dichos sistemas son recopiladas a través de GPS. En una mirada a los medios de comunicación encargados de informar, podemos observar cómo GPS juega un papel fundamental (weather channel, p.e.). Así mismo en Laboratorios encargados del estudio del clima, la atmósfera y fenómenos naturales que emplean Sistemas de Información Geográficos, observamos cómo interactúan de manera muy estrecha con GPS. Predicciones, cálculos y observaciones procesadas por los SIG, tienen como entrada a sus procesos (desde el pto de vista sistemático) lecturas GPS.

Dado a la importancia que juega GPS dentro de los SIG, es necesario la descripción del funcionamiento básico de los GPS.

El sistema GPS (Global Positioning System) o Sistema de Posicionamiento Global es un sistema compuesto por una red de 24 satélites denominada NAVSTAR, situados en una órbita a unos 20.200 km. de la Tierra, y unos receptores GPS, que permiten determinar nuestra posición en cualquier lugar del planeta, de día o de noche y bajo cualquier condición meteorológica. La red de satélites es propiedad del Gobierno de los Estados Unidos de América y está gestionado por su Departamento de Defensa (DoD).

Cada satélite procesa dos tipos de datos: las Efemérides que corresponden a su posición exacta en el espacio y el tiempo exacto en UTM (Universal Time Coordinated), y los datos del Almanaque, que son estos mismos datos pero en relación con los otros satélites de la red, así como también sus órbitas. Cada uno de ellos transmite todos estos datos vía señales de radio ininterrumpidamente a la Tierra.

Cuando nosotros encendemos nuestro receptor GPS portátil y apuntamos la antena hacia el cielo, empezamos a captar y recibir las señales de los satélites (el receptor GPS no envía ninguna señal de radio, sólo las recibe), empezando por la más fuerte, de manera que puede empezar a calcular la distancia exacta hasta ese satélite, así como saber dónde buscar los demás satélites en el espacio.

Una vez que el receptor GPS ha captado la señal de, al menos, tres satélites, entonces puede conocer la distancia a cada uno de ellos y puede calcular su propia posición en la Tierra mediante la triangulación de la posición de los satélites captados, y nos la presenta en pantalla como Longitud y Latitud. Si un cuarto satélite es captado, esto proporciona más precisión a los cálculos y se muestra también la Altitud calculada en pantalla.

Teniendo en cuenta que el Sistema GPS fue diseñado y desarrollado para aplicaciones militares, debemos señalar que los receptores que podemos encontrar en el mercado son para uso civil, por lo que el Departamento de Defensa de los EEUU necesitaba tener una manera de limitar esa exactitud para prevenir que esta tecnología fuera usada de una manera no pacífica.

Para limitar su exactitud se incorporaron errores aleatorios a la señal, es decir, que los receptores civiles (no los militares) están sujetos a una degradación de la precisión, en función de las circunstancias geoestratégicas y geopolíticas del momento, que queda regulada por el Programa de Disponibilidad Selectiva del DoD de los EEUU o SA (Selective Availability). De todo ello se deduce que, habitualmente, los receptores GPS tienen un error nominal en el cálculo de la posición de aprox. 15 m. que pueden aumentar hasta los 100 m. cuando el DoD lo estime oportuno.

Si la utilización que fuéramos a dar a nuestro receptor GPS requiriese más precisión aún, casi todas las firmas disponen de dispositivos opcionales DGPS (GPS Diferencial) que disminuyen el error hasta un margen de 1 a 3 metros. El DGPS consiste en instalar un receptor GPS en una situación conocida, de tal manera que este GPS dará errores de situación al compararlos con su exacta situación, y así poder determinar cual es el factor de error que está introduciendo cada satélite. Esta información se envía vía radio en una frecuencia determinada que puede ser captada por un receptor diferencial que la introducirá en nuestro GPS (preparado para DGPS) y éste calculará nuestra nueva posición teniendo en cuenta este factor de error.

Adicionalmente a los usos de los GPS en los SIG también se han masificado en otras áreas.

Las principales aplicaciones actuales son la navegación y el seguimiento, y se está empleando en nuevas áreas, cada vez más dispares.

El objetivo fundamental de navegación es conocer la posición de un barco, un avión, un coche o un misil. Aunque buques y aviones lo usan desde hace tiempo, la progresiva reducción del tamaño permite equipar con un receptor a cualquier vehículo, de hecho ya lo incorporan ciertos automóviles de lujo y todo-terreno, y están apareciendo receptores de dimensiones reducidas que una persona puede llevar encima. Se suele asociar un ordenador, que almacena los mapas para presentar visualmente la posición y el recorrido realizado, y procesa la información de posiciones sucesivas para realizar otros cálculos como la velocidad, el rumbo, y la distancia a referencias determinadas. Esto hizo posible, por ejemplo, que en la Guerra del Golfo los vehículos atravesaran rápidamente el desierto en plena noche.

Para el seguimiento, los receptores transmiten la información sobre su propia posición a una central, que así puede conocer y coordinar la localización de todo un grupo: saber dónde están realmente los camiones de una flota, para estimar la hora de llegada; situar en el plano de operaciones las unidades de una brigada militar; determinar la ambulancia más cercana para atender un accidente; o estudiar los desplazamientos de animales en libertad a los que ha colocado un collar con un receptor GPS incorporado.

Otras aplicaciones: con sólo circular por una carretera, un vehículo equipado con un receptor puede recoger información para hacer el plano de la misma, lo que antes habría requerido muchas horas de especialistas. En Tokio ya se emplea para localizar el aparcamiento libre más próximo. Alguna flota pesquera lo emplea para registrar la posición de los bancos de peces encontrados y volver a ellos sin error.

Pasos Lógicos del funcionamiento de GPS

• Triangulación: La posición geométrica de los satélites

• Distancias: Para "triangular", el receptor de GPS mide distancias utilizando el tiempo de viaje de señales de radio.

• Tiempo : Para medir el tiempo de viaje de estas señales, el GPS necesita un control muy estricto del tiempo y lo logra con ciertos trucos

• Posición: Además de la distancia, el GPS necesita conocer exactamente donde se encuentran los satélites en el espacio. Orbitas de mucha altura y cuidadoso monitoreo, le permiten hacerlo.

• Corrección : Finalmente el GPS debe corregir cualquier demora en el tiempo de viaje de la señal que esta pueda sufrir mientras atraviesa la atmósfera.

Una guía en cuánto al tema de productos GPS, además de hablar del funcionamiento de GPS muestra un conjunto de términos aplicables a tecnologías GPS

Página de la NASA, International GPS Service (IGS), se encuentran utilidades en cuánto a la órbita de los satélites, posicionamiento global, etc.

En este artículo se describe en cinco pasos el funcionamiento de los Sistemas GPS, comenzando por la triangulación; descrita como la base del proceso, la medición de las distancias entre los satélites; a través del tiempo que tarda una señal desde el satélite hasta el receptor, el control perfecto del tiempo; aspecto clave en la medición del tiempo, conocer en detalle donde están los satélites en el espacio; controlando esta parte a través de radares, corrigiendo errores; como interferencias , ruidos, etc.

En este artículo se describen brevemente los motivos por los cuales se crean los GPS, destacando entre los más importantes el mejorar la excatitud para la navegación terrestre, marítima y aérea, para proveer un posicionamiento geográfico preciso en cualquier parte del mundo mediante el uso de receptores GPS portátiles. Asimismo, se realiza una explicación técnica del funcionamiento del sistema GPS.

Descripción detallada de la tecnología GPS

En este artículo se tratan los dos tipos de posicionamiento usados en GPS, el Servicio de posicionamiento preciso (PPS) y el Servicio de posicionamiento standard (SPS); el primero reservado para el uso militar, está equipado con dispositivos criptográficos y llaves de seguridad para restringir el acceso a ellos. El SPS, es utilizado sin restricciones por cualquier usuario, presenta cierto margen de error de forma intencional para evitar el uso indebido del servicio

Algunas líneas de productos en ambiente GPS

1.- Por qué se dice que GPS forma parte de los SIG?

2.- Cuáles son los componentes fundamentales de un sistema GPS?

3.- Cuáles son los pasos lógicos de funcionamiento de los GPS?

4.- Quién controla GPS ?

DINAMICAS ASOCIADAS

• Como dinamica inicial nos referimos a la discusion de cada una de las preguntas respectivas y su aplicación con ejemplos corporativos.

• Luego procedemos a realizar una busqueda de un tema que el ponente del foro sera el encargado de notificar; se asigna un tiempo de 10 minutos para buscar las paginas asociadas, luego de que sean encontradas, se procedera a discutir el tema bajo el enfoque que provean los sites respectivos.