¿Qué es un GPS?

El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es un sistema de navegación basada en señal satelital consistente en una red de 24 satélites en órbita que se encuentran a 11 000 millas náuticas de altura y en seis diferentes trayectorias. Los satélites están en constante movimiento, logrando así realizar dos vueltas completas a la órbita terrestre en menos de 24 horas. Sacando el cálculo, esto nos da una velocidad de 1.8 millas por segundo. Eso es movimiento!.
Los satélites para señal de GPS son conocidos como satélites NAVSTAR.

Sabía usted que:

-El primer satélite para señal de GPS fué lanzado en enero de 1978.
- Cada satélite pesa alrededor de 2000 libras y que con los paneles solares extendidos puede abarcar un "largo" de 17 pies.
-Cada satélite transmite dos señales: L1 y L2. Los GPS civiles utilizan el tipo de frecuencia L1 de 1575.42MHz.
-La duración aproximada de cada satélite es de 10 años. Los reemplazos son constantemente construidos y enviados al espacio. Actualmente el programa de GPS cuenta con repuestos y partes para cubrir cualquier eventualidad hasta el año 2006.

Las trayectorias que estos satélites siguen los mueven en un área que abarca hasta 60° Norte y 60° Sur en latitudes. Esto significa que usted puede recibir señales satelitales en cualquier lugar del mundo, en cualquier momento. A medida que usted se aproxima a los polos, seguirá captando señal de GPS, simplemente no vendrán directamente de encima suyo. Esto puede afectar la geometría satelital o la precisión, pero solo un poco. Uno de los mayores beneficios de esta tecnología sobre sistemas más antiguos de navegación terrestre es que los GPS funcionan en todo tipo de condición climatológica. Sin importar que aplicación dá a su unidad, cuando más lo precise, cuando sea más factible que usted se pierda, su unidad de GPS estará funcionando y mostrandole su ubicación geográfica.

Entonces, ¿qué tipo de información transmite un satélite GPS? La señal GPS contiene un código pseudo-rango, efemérides (respecto a la ubicación de los satélites) y datos de almanaque. El código pseudo-rango identifica al satélite que está enviando la señal, en otras palabras transmite la identificación del satélite. Nos referimos a los satélites mediante su PRN (Número Pseudo-Rango) del 1 al 32, éste es el número que aparece en la unidad de GPS para indicar de que satélites se encuentra recibiendo información.
Por qué hay más de 24 PRN? Simplemente para simplificar el trabajo de mantenimiento de la red. Por ejemplo, un reemplazo puede ser lanzado, encendidoy activo antes de que el satélite que reemplaza falle o sea dado de alta. Simplemente tendrán un número diferente. Los datos de efemérides son constantemente transmitidos por cada satélite y contienen información como ser el status del satélite (buen o mal funcionamiento), fecha actual y hora. Sin esta parte del mensaje, su unidad de GPS no sabrá la fecha ni la hora actual. Los datos de almanaque comunican a la unidad GPS donde se deberían encontrar ubicados cada satélite en todo momento del día. Cada satélite transmite datos comunicando su trayectoria y las de los demás satélites de la red.

Para ahora ya tendrá una idea de como funciona la tecnología GPS. Cada satélite transmite un mensaje que básicamente dice: "Soy el GPS N° X, mi posición actual es Y, esta información fue enviada en la hora de zona horaria Z". Su unidad de GPS lee el mensaje, guarda las efemérides y la información de almanaque para el uso contínuo. Esta información también puede ser utilizada para setear -o corregir- el reloj interno de la unidad. Luego, para determinar la posición, el GPS comparrá la hora en que una señal fué transmitida por un satélite, con la hora en que esa señal fué recibida por la unidad. La diferencia de tiempo comunica al GPS la distancia en que ese satélite se encuentra. Si a ésto se suman mediciones de distancias con otros satélites, podemos triangular nuestra posición. Es esto precisamente lo que hace una unidad de GPS. Con un mínimo de tres o más satélites, su unidad de GPS puede determinar la posición latitud/longitud. (Posición 2D). Con señal de 4 o más satélites, el GPS puede brindar la ubicación 3D de la unidad, brindando datos de latitud/longitud y altitud. Actualizando contínuamente su posición, una unidad de GPS puede además porveer datos precisos de velocidad y dirección de viaje ("ground speed" y "ground track").
Un factor que puede afectar la precisión del GPS es la gemometría satelital. En términos más sencillos, con "geometría satelital" nos referimos a la ubicación de cada satélite con respecto a los demás satélites (desde la perspectiva del la unidad GPS). Este problema se puede presentar si todos los satélites que en un momento dado proveen de señal a una unidad se encuentran en la misma latitud.

Qué tan preciso puede ser un GPS? Un GPS de uso civil standard entrega una precisión de entre 60 y 225 pies, dependiendo del número de satélites disponibles y la geometría de dichos satélites. Unidades más sofisticadas y costosas pueden llegar a entregar una precisión de centímetros utilizando más de una frecuencia. De todas maneras un GPS standard puede mejorar su precisión de 15 y aveces hasta 3 pies mediante un proceso llamado GPS Diferencial (DGPS). El DGPS emplea un segundo receptor para computar correciones a las mediciones del GPS.Estos servicios están disponibles dependiendo del país y pueden tener un costo extra. Generalmente son señales de radiofaro proveidas por la Guardia Costera o las Fuerzas Armadas. Lo que el usuario debería adquirir además de su unidad de GPS en este caso sería un receptor especial para estas señales (frecuencia 283.5 -325.o kHz).